模具制造业PDM技术的应用35371.docx

《模具制造业PDM技术的应用35371.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具制造业PDM技术的应用35371.docx（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、模具制造业PDDM技术的应用内容摘要:1 前言PDMM(ProdductDaataMannagemeent，简称称PDM)是是一门管理所所有与产品相相关的信息(包括电子文文档、数字化化文件、数据据库记录等)和所有与产产品相关的过过程(包括审审批发放过过程、工程更更改过程等)的技术，它它是一门集数数据库的数据据管理能力、网网络通讯能力力与过程控制制能力于一体体的工程数据据管理综合技技术。随着国国际产业结构构调整和转移移的趋势日益益强劲，工业业发达国家正正在将大批的的传统产业向向发展中国家家转移，其转转移的重点就就是制造业，我我国制造业的的发展正面临临一个难得的的机遇。为此此，科技部在在原攻关计划

2、划制造业信息息化工程项目目的基础上，整整合863计计划和攻关计计划有关的科科技资源，组组织实施制造造业信息化关关键技术研究究及应用示范范工程，以期期大幅度提高高我国制造业业的技术创新新能力和国际际竞争力，实实现制造业产产业结构的优优化和升级，以以信息化带动动工业化，用用高新技术改改造传统产业业，实现我国国制造业的跨跨跃式发展。改改革开放200多年来，我我国已成为使使用各类模具具的大国1 前言 PDDM(ProoductDDataMaanagemment，简简称PDM)是一门管理理所有与产品品相关的信息息(包括电子子文档、数字字化文件、数数据库记录等等)和所有与与产品相关的的过程(包括括审批发放

3、放过程、工程程更改过程等等)的技术，它它是一门集数数据库的数据据管理能力、网网络通讯能力力与过程控制制能力于一体体的工程数据据管理综合技技术。 随着着国际产业结结构调整和转转移的趋势日日益强劲，工工业发达国家家正在将大批批的传统产业业向发展中国国家转移，其其转移的重点点就是制造业业，我国制造造业的发展正正面临一个难难得的机遇。为为此，科技部部在原攻关计计划制造业信信息化工程项项目的基础上上，整合8663计划和攻攻关计划有关关的科技资源源，组织实施施制造业信息息化关键技术术研究及应用用示范工程，以以期大幅度提提高我国制造造业的技术创创新能力和国国际竞争力，实实现制造业产产业结构的优优化和升级，以

4、以信息化带动动工业化，用用高新技术改改造传统产业业，实现我国国制造业的跨跨跃式发展。 改革开放220多年来，我我国已成为使使用各类模具具的大国。深深圳的模具制制造业经过不不懈的努力，已已从最初以作作坊式为主的的低水平制造造发展成为深深圳市的支柱柱产业，进而而成为全国模模具制造业的的领头羊。国国家大力推行行制造业信息息化技术，为为进一步提升升深圳模具企企业的技术水水平，保持深深圳模具在全全国的领先地地位带来了新新的机遇。本本文结合作者者对深圳模具具企业(只针针对塑胶模具具企业，下同同)调研过程程中了解的模模具制造业生生产模式的特特点及对信息息化的需求，探探讨面向模具具制造的PDDM技术应用用。

5、2 PPDM系统的的主要应用功功能 PDMM系统包含的的主要应用功功能有：文档档控制、产品品结构与配置置管理、工作作流与过程管管理、项目管管理、信息分分类与检索、应应用系统集成成、变更控制制等，它提供供产品设计、制制造和技术支支持服务所需需的大量数据据跟踪与存储储功能，进而而控制产品信信息的处理和和使用，管理理产品的开发发过程，见图图1。 PDM不仅可以以有效地将概概念设计、工工程分析、详详细设计、工工艺流程设计计、制造、销销售、维护，直直至产品报废废的整个生命命周期与产品品相关的数据据予以定义、组组织和管理，使使产品数据在在整个生命周周期内保持一一致、最新、共共享及安全，同同时，还为CCAx

6、DFFx应用提供供统一的集成成运行平台，是是连接CADDCAPPPCAM系系统、MISS系统、MRRPIIEERP、车间间管理与控制制系统的桥梁梁与纽带。通通过PDM系系统的有效实实施与管理，可可及时提供给给设计人员正正确的产品数数据，避免繁繁琐的数据查查找，提高设设计效率；保保证产品设计计的详细数据据能有序存取取，提高设计计数据的再利利用率，减少少重复劳动；有效控制工工程更改，决决策人员可以以方便地进行行设计审查；可以进行产产品设计过程程控制，提供供并行设计的的协同工作环环境；有利于于整个产品开开发过程的系系统集成(包包括供应商、MMRPII、销销售、支持与与维修服务等等)。 3 模具制造业

7、业生产模式的的特点和趋势势 31模模具制造业生生产模式的特特点 模具是是特定产品零零件生产用的的专用工装，如如塑胶模是用用于把塑性材材料加工成大大批的、统一一形状的部件件。在现代工工业生产中，660-900的工业产产品需要使用用模具加工技技术，模具工工业已经成为为工业发展的的基础。在新新产品层出不不穷的今天，许许多产品的开开发和生产都都依赖于模具具生产。根据据国际生产技技术协会的预预测，21世世纪机械制造造工业零件粗粗加工的755，精加工工的50都都需要通过模模具来完成，其其中汽车、电电器、通信、石石化、建筑等等行业最为突突出?1I。如如何在保证模模具质量的前前提下，以最最低的成本和和最短的周

8、期期，将模具提提交给用户，是是当前模具业业追求的主要要目标。模具具制造业生产产模式的特点点和趋势归纳纳起来，有如如下几点： (1)为典典型的单品单单样个别接单单生产。模具具订单是陆续续随机到达的的，且定单数数量呈季节性性变化。 (2)几乎每每一个定单都都有其特殊性性，从产品订订货决策到制制造的全过程程中，每一套套模具都具有有一定的独立立性，企业需需要针对每一一份订单编制制相应的生产产进度计划。而而且，在模具具开发的不同同阶段，要对对生产进度计计划由粗到细细多次进行制制定和修改。 (3)每副副模具都必须须进行创造性性的设计。由由于不同产品品在外观、结结构及成型工工艺上的特殊殊性，需要对对每副模具

9、进进行个别设计计。因此模具具设计常分为为制件工艺分分析与设计，模模具总体方案案设计，总体体结构设计，施施工图设计四四个阶段。在在模具的开发发过程中，设设计所占的时时间相当长，约约达到整个开开发周期的113。 (4)模具质质量管理是由由用户参与的的多层次质量量管理系统。在在模具报价与与合同订单的的签订时，企企业就需要与与用户协商确确定产品图，以以及有关的技技术要求；在在进行模具结结构设计、详详细设计、工工艺设计等阶阶段中，企业业均需要与用用户进行协调调；在最终产产品的验收过过程中，企业业还需要用户户的大力合作作。 (5)尽管在现代代模具生产中中采用了先进进的高效、高高精机床和自自动化生产技技术，

10、全面采采用了标准和和通用零、部部件，但是，模模具型腔、型型芯表面精饰饰加工(如：抛光、研磨磨等)，模具具钳工与装配配仍然依赖技技术工人的手手工劳动，其其工作量将占占模具总工作作量(按工时时计)的255-45。因此，制制造工艺规范范化成为了控控制模具合理理化生产的技技术基础。 32模县县制造业生产产模式的发展展趋势 模具具作为一种高高附加值的技技术密集产品品，它的技术术水平已经成成为衡量一个个国家制造业业水平的重要要评价指标。随随着当代先进进制造技术的的发展，模具具制造模式也也呈现出了如如下发展趋势势：(1)由由于模具CAADCAMM技术已发展展成为一项比比较成熟的共共性技术，近近年来模具CCA

11、DCAAM技术的硬硬件与软件价价格已降低到到中小企业普普遍可以接受受的程度，特特别是微机的的普及应用，更更为广大模具具企业普及模模具CADCAM技术术创造了良好好的条件，因因此，模具企企业应用CAADCAMM技术进行模模具设计与制制造已成为必必然。 (22)选用优质质钢材和相应应的表面处理理技术来提高高模具的寿命命已越来越受受到企业的重重视。 (33)制造商要要求通过减少少物理样机，提提高产品质量量来降低成本本并加速产品品上市，这种种需求在模具具制造业中尤尤为突出。因因此在模具CCADCAAM技术中集集成数字化分分析技术，获获得完善的CCADCAABCAMM解决方案，是是目前的一个个重要发展方

12、方向。 (44)CADCAM技术术的普及和层层次的提高，以以及数据库技技术、计算机机网络技术的的发展，为模模具企业实现现并行设计与与制造创造了了条件，成为为企业有效缩缩短模具开发发周期、降低低模具开发风风险的有利武武器。 4 具制造业应应用PDM技技术的总体目目标 模具制制造业应用PPDM技术的的总体目标应应包括 (11)产品信息息的完整性、规规范化管理。 PDM系统统管理的产品品信息将涉及及到模具设计计、工艺、制制造、经营和和服务等各部部门，实施PPDM系统应应充分考虑上上述各部门的的要求，并提提供必要的信信息共享环境境。同时，通通过实施产品品配置管理，实实现企业内部部产品信息的的一致性、唯

13、唯一性、完整整性和科学性性。 (2)工作流程的的科学性和灵灵活性管理。 由于模具企企业接订单的的特殊性，以以及模具设计计、制造的个个性化需求，使使得模具产品品在整个生命命周期中的工工作流程呈现现出多回路的的特性。因此此，PDM系系统的实施应应兼顾高效畅畅通和方便更更改，以实现现流程优化再再造。 (33)有效的项项目管理。 模具企业的的生产管理是是典型的按照照单一定单实实施的项目管管理，每一副副模具从接单单、设计到生生产、测试都都体现出其独独立性，都需需要专门的项项目负责人对对人员进行管管理，需要制制订专门的设设计方案、设设计特定的工工艺、组织特特定的生产过过程。因此，在在PDM系统统的实施中，

14、是是否实现有效效的项目管理理是决定PDDM系统成功功与否的关键键。 (4)CADCCAMCAAE的全面集集成。 由于于模具企业应应用CADCAMCCAE技术进进行模具设计计与制造已成成为必然，因因此，应使PPDM系统成成为全面集成成CADCCAMCAAE技术的平平台，以保证证企业中相关关项目的任何何人在任何地地点、任意时时候都可以得得到所需要的的正确的、唯唯一的产品信信息，避免因因人工参与的的中间环节信信息处理错误误而导致产品品信息的混乱乱。 (5)并行工程的的要求。 模模具制造过程程中多回路的的工作流程特特性，使得应应用并行工程程成为有效提提高产品开发发效益，增强强企业竞争能能力的有力工工具

15、。并行工工程的实现要要求PDM系系统具有支持持异构的计算算机环境，提提供单一的产产品数据源，可可实施过程的的管理与监控控，以及支持持虚拟产品开开发等功能。 (6)协同同环境的适应应。 模具企企业实施PDDM管理时还还应充分考虑虑所应用的系系统与外部协协同环境相适适应，尤其是是大型企业采采用分布式数数据库时，应应保证异构环环境下的数据据通讯，以及及数据传输的的实时性要求求。同时，PPDM系统的的计算机网络络应具有可扩扩展性和开放放性。 5 模具制造业业应用PDMM系统的数据据模型 51 人员数数据模型 人人员数据模型型包括人员组组织、角色设设定以及角色色权限设定33部分。 根根据模具企业业组织模

16、具开开发的模式不不同，其人员员组织各不相相同，概括起起来不外乎如如下3种类型型： (1)传统企业型型：即按照专专业划分配备备人员，各部部门的工作性性质单一，工工作人员较为为固定，工作作流程以串行行为主，见图图2。 (2)动态型：即产品开发发按照项目组组织人员，每每一组人员中中包括完成某某一特定模具具开发所需要要的所有设计计、工艺、生生产、管理、售售后服务人员员。随着项目目转型，人员员也相对变化化。工作流程程在组内以串串行为主，对对企业则以并并行为主，企企业的销售、行行政、财务等等非生产部门门则相对固定定。在生产的的安排上又可可分为按照单单一产品完成成整个产品的的制造；以及及集中加工，按按产品分

17、组装装配两种方式式，见图3。 (3)外协组装装型：模具的的设计完成后后，由oEMM供应商组织织零部件的生生产，模具企企业采购标准准件及模具零零部件并进行行组装后出售售。这种类型型的模具企业业人员成本和和设备投入相相对较小，生生产组织灵活活，但生产成成本相对较高高，模具开发发的主要人员员为设计人员员及装配技术术工人，见图图4。 虽然不同企业的的人员组织不不同，但其角角色设定及权权限设定是大大致相同的。因因此，当企业业的人员组织织结构确定之之后，即可确确定人员数据据模型。人员员数据模型可可用表格描述述间，根据图图2建立的人人员数据表见见表1。 52产品结构构模型 PDDM系统通常常用产品结构构树描

18、述产品品结构，产品品结构树由产产品装配图和和产品零部件件明细表产生生，产品结构构树描述了产产品零件信息息、装配层次次关系、以及及装配关系的的信息。一般般注射模产品品结构树见图图5。 图5中，第一层层为根节点，代代表产品；第第二层为叶节节点，代表组组成模具的各各个部件；第第三层也为叶叶节点(以下下各层均为叶叶节点)，代代表构成各部部件的零件或或组件。上述述结构树根据据管理的需要要还可进一步步细分，直至至每一零件的的毛胚或原材材料。 53工作流程程管理模型 工作流程管管理通常需要要定义以下几几方面的内容容： (1)工作流程的的名称和适用用范围。 (2)工作流流程阶段数量量、先后次序序及返回的逻逻辑

19、。 (33)对应每一一阶段的人员员角色和表决决模式。 (4)在每一一阶段开始和和结束时需要要完成的特殊殊任务。 (5)在整个个工作流程中中产品数据版版本变化规则则。 工作流流程管理模型型可根据实际际工作流程用用表格形式对对上述内容进进行描述。 6 模具制制造业应用PPDM系统的的关键技术 61产品品配置管理 由于模具企企业单件生产产的特点，对对产品实施配配置管理就显显得尤为重要要。 产品配配置是指按照照某一产品内内部的所有零零件数量、性性质及相互关关系对产品进进行编组。其其管理的目标标是： (11)建立产品品的整体模型型，形象地描描述产品全部部数据及其相相互关系。 (2)建立立产品的配置置规则

20、，以便便给设计、生生产及管理部部门提供统一一的、准确的的产品信息。 (3)建立立一致的产品品材料清单，避避免造成返工工和浪费。 (4)建立立产品更改的的历史记录-版本管理理，以保证在在任何时候，相相关的任何人人都能得到正正确的产品版版本。 根据据模具的产品品结构树及配配置规则，即即可得到不同同配置条件下下的产品配置置子模型。根根据图5得到到的产品配置置子模型见图图6。 62PDM系系统与CADDCAMCAE的集集成 6221与CAADCAMM集成的几种种模式 (11)封装模式式：封装模式式是将所有CCADCAAM应用程序序进行集成，使使不同的应用用程序之间能能够共享信息息，而PDMM系统则可以

21、以对不同应用用程序分别放放在数据库中中的特征数据据以及数据文文件进行有效效的管理。当当PDM系统统封装了CAADCAMMCAE应应用程序,即即可在PDMM系统的图形形文件中直接接激活相应的的CADCCAMCAAE系统，并并在该系统中中将相应的图图形文件显示示为图形。反反之，在CAADCAMMCAE系系统中也可直直接进入PDDM系统，进进行相应的数数据管理操作作，但不允许许PDM系统统管理文件内内部的数据，如如特征、参数数和装配数据据等。一般，封封装模式用于于PDM系统统与二维CAAD软件的集集成，自动化化程度较低，但但实施工作量量较少，容易易实现。 (2)接口模模式：接口模模式通过编制制接口程

22、序破破译产品内部部的相互关系系，从而能够够根据CADD装配文件中中的装配树自自动生成PDDM中的产品品结构树，并并能从PDMM的产品结构构树中提取最最新的产品结结构关系，去去修改CADD中的装配文文件，使两者者保持异步一一致。因此，采采用标准数据据接口建立PPDM的产品品配置与多种种CAD软件件的装配结构构之间的联系系，可实现多多种CAD软软件共享同一一产品结构，但但数据必须具具有统一的数数据结构。接接口模式的自自动化程度更更高，PDMM系统与CAAD系统之间间能自动交换换文件内部数数据。在CAAD菜单中具具有某些PDDM的功能，在在PDM菜单单中也具有某某些CAD的的功能。一般般，接口模式式

23、用于PDMM系统与三维维CAD软件件的集成。但但接口模式的的开发工作量量大，对人员员的要求高，且且系统的维护护工作还需要要人工处理。 (3)集成成模式：集成成模式中PDDM系统对所所有类型的信信息都提供了了全自动的双双向相关交换换，包括产品品数据、特征征数据和面向向应用的数据据。采用集成成模式可制定定统一的产品品数据之间的的结构关系，只只要其中之一一的关系发生生变化，另一一个随之发生生改变，在CCAD环境中中能使用所有有PDM功能能，始终保持持CAD的产产品装配关系系和PDM的的产品结构树树同步一致。一一般，集成模模式用于PDDM和CADD的紧密集成成，只有软件件供应商才能能够提供这种种模式。

24、对企企业而言，其其开发工作量量最少，使用用最方便。但但对实施单位位(软件供应应商)而言，要要花费很长时时间，还要投投人大量精力力开发用户界界面。开发的的费用也较高高。 6222PDMM系统与CAAE的集成 由于CAEE软件主要产产生对具体零零件的分析计计算结果，因因此可采用封封装模式实现现集成。同时时通过定义在在PDM系统统中对CAEE分析计算结结果的管理规规则，实施对对CAE数据据的管理。集集成的结果是是在PDM系系统中能够随随时激活CAAE软件，能能够识别CAAE文件类型型，并在CAAE环境下和和PDM系统统交换信息，完完成存、取、删删、改、查等等操作。 66、23模模具制造业集集成模式的

25、选选择 综合上上述各种集成成模式的应用用环境以及优优缺点，结合合模具制造业业生产模式的的特点，PDDM与CADDCAM的的集成一般选选择接口模式式较为合适。事事实上，在目目前已经实施施PDM管理理的企业中，大大多采用了接接口模式。一一些PDM的的软件供应商商甚至提前做做好了PDMM与目前市场场上较通用的的三维CADD软件的接口口，如SMAARTEAMM与UG、PPRoE的的集成等。 63并行行工程的实现现 并行工程程是指在进行行上游环节工工作的同时，尽尽可能考虑下下游环境的工工作，通过产产品数据的统统一管理，并并行地进行产产品设计、工工艺设计、生生产准备、测测试准备等工工作，以最大大限度地减少少产品开发周周期，降低开开发成本。 实现并行工工程必须依靠靠PDM技术术。PDM的的数据集成和和管理功能能能够提供单一一的产品数据据源，可保证证在并行工作作中产品数据据的正确、唯唯一性；PDDM对过程的的管理与监控控，可保证并并行工程的有有效进行；PPDM对虚拟拟产品开发的的支持，可及及时实现企业业内部、企业业外部的信息息交流，有效效降低开发风风险。如何在在保证模具质质量的前提下下，以最低的的成本和最短短的周期，将将模具提交给给用户，是当当前模具业追追求的主要目目标。因此，在在模具制造业业中实现并行行工程，无疑疑是一种明智智的选择。