模具制造全过程数据管理初探

huangxue

模具在设计、加工、管理乃至交付的过程中，会产生大量的数据，而其中的许多知识、经验类数据对企业设计水平的提高帮助非常大，如何将模具制造全过程数据有效的管理起来，使之服务于模具设计人员，更好地提高模具的设计质量，是非常有意义的应用尝试。
由于模具产品的特殊性，产品图纸的可重复利用性不是很强，最重要的是借鉴过去的经验，将其转化为知识，供模具设计人员学习和借鉴，这是PDM对模具行业的核心应用价值。
北汽福田潍坊模具厂于2003年成功实施了TeamCenter Engineering系统，经过４年的应用，积累了大量的经验。随着系统的不断深入应用，我们感觉到PDM系统管理的数据范围仍然比较有限，而我们目前已经拥有的很多经验数据完全可以通过PDM管理起来。2006年，在PDM系统的基础上，我们开始了PDM数据管理平台的搭建，希望通过数据平台管理范围的延伸，逐步实现管理模具制造的全过程数据。
$ X) J$ x9 ]" b9 z9 T1 E9 v数据平台的搭建
5 Z$ I0 `& i  a! U- g' k) M+ Q要将模具制造的全过程数据管理起来，首先要有一个完善的数据管理平台，所以我们所做的第一步就是要确定平台的基本架构。图1是我们基于TeamCenter Engineering的一个数据架构。

+ F9 B% R5 S9 w' p2 O图1   数据架构
从图1可以清楚地看到，这个数据平台从模具合同签订时的技术协议开始，到产品数模，然后是模具的详细设计图纸数据，再到制造过程中的整改与反馈以及质量信息，最后是模具在交付过程中的数据，管理范围涵盖了模具的整个制造过程。
; F' ~4 l& b' L. M+ Z管理内容
1、技术协议
技术协议是订单签订过程中用户提出的技术要求，它是模具验收的标准，对设计过程起着关键性的指导作用。
2、产品数模
产品数模是用户提供的零件数字模型，是模具设计的依据。由于汽车整车设计与模具的设计是并行的，汽车零件会有较多的整改，因此，数据平台会产生相应的整改版本A、B。
; g4 J( b% n. \4 j模具在设计之前要对产品数模进行CAE分析，产生的CAE分析报告对设计也有着重要的指导意义，所以，将其纳入数据平台管理后，模具设计人员可以方便地进行查看。
0 ?: x3 [+ F+ B' d& z' K图2是我们建立的产品数模树形结构。
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$ O3 q5 o: F' K' U4 B6 Q图2   产品数模树形结构
3、设计计划与进度
  U9 q% @2 {2 x3 e, A) h) u该模块主要管理模具的设计计划和实际开发进度。
* j4 t3 A9 X* `% r# U' @$ }4、设计数据
4 `' U! p9 {  V/ Q1 d' }# W3 W设计数据是PDM系统所管理的主体，是整个模具制造过程的数据的主要部分，包括DL图、DL图CAE分析报告、模具图、模具产品结构与配置、模具属性表单、模具整改图、模具整改通知单、模具异常报告以及试模记录等数据（设计数据的树形结构如图3所示），具体如下：
. X+ u4 m2 {% L' ]0 L" V% q□ DL图：确定用户的产品零件经过几道工序完成冲压工程；
□ DL图CAE分析报告：通过CAE软件分析经过这几道工序是否能够完成达标产品；
, O& W( Z1 H6 X% [- Q- w: a□ 模具图：模具的三维实体图，这是设计数据的主体；
□ 模具产品结构与配置：又称“PSE”，它与三维实体一一对应，反映了组成模具零部件的装配关系；
3 o7 _: c, d; J* M# z& b□ 模具属性表单：记录组成模具的零部件的属性，是CAPP和ERP的数据源；
; V8 T  G4 J+ F' {□ 模具整改图：上、下游发生整改时，模具图纸必须进行相应的整改；
; T& v! O' O* f- C8 ~6 K0 b□ 模具整改通知单：上、下游发生整改时发出的通知单；
□ 模具异常报告和试模记录：记录模具在制造过程和试模过程中的异常情况和试模经验。
0 Q. O" p$ E; V* T: A5、质量文件
质量文件记录了实物质量报告、试模质量报告和试装纪要，详细记录模具在制造过程中所发生的质量问题，为设计人员以后的设计提供借鉴经验。
6、模具交付文件
模具交付文件记录了模具交付手册和模具交付报告，可以将交付过程中用户对模具实物所提出的问题以及我们对问题的相应处理过程及结果保存下来，为今后的设计提供参考。
由此，模具从订单到设计、制造乃至交付过程中的经验数据就基本全部纳入了TeamCenter Engineering系统的管理，我们的PDM系统就从单纯的数据管理质变成为了管理整个过程数据的平台，从而使其初步具备了PLM的特性。
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; m$ I8 ?5 R1 d- p3 X, ^图3   设计数据树形结构
结语
北汽福田潍坊模具厂尝试应用TeamCenter Engineering进行模具制造全过程数据管理的时间并不长，模具制造过程中的很多其它经验还不能完全地纳入进行管理，但是我们已经搭建了一个可以实现全过程数据管理的平台，在此平台上，通过不断学习和探讨、不断积累经验，我们就可以尽可能地将更多更全面的模具设计、制造的经验类数据管理起来，形成知识管理，提高企业的设计水平和经济效益，提高我公司的整体模具开发制造水平。【MechNet】