2. CIMS中工程设计分系统的功能模型 一般可以将CIMS分为四个功能分系统和两个支撑分系统。四个功能分系统分别是工程设计分系统、管理信息分系统、制造自动化分系统和机质量保证分系统。两个支撑分系统分别是数据库和支撑分系统。
图(1)所示为典型的工程设计分系统的功能模型图。工程设计分系统由产品数据管理(PDM)、产品设计、工艺设计和制造准备四个二级子系统组成。从这个图中我们可以清楚地看出系统内部数据信息的需求和流动。首先通过PDM将产品开发计划、生产经营计划管理等信息传到产品设计模块,将产品设计模块输出产品的技术报价、BOM表、图纸、技术文档等信息所形成的产品设计模型返回到PDM;工艺设计分系统从PDM中获取有关信息,完成工艺设计并将设计结果,如:工艺规程、专用工装图等技术文档返回PDM;制造准备模块从PDM中获得信息,编制数控加工、夹具需求计划等制造数据信息和各类技术文档返回PDM。产品设计、工艺设计和制造准备之间的信息通过PDM传送,改善数据的统一性和安全性。最后形成的基于特征的产品模型就存在于PDM中了。
工程设计分系统的输入信息是市场信息和管理信息分系统传递的生产管理信息,输出O1将又成为质量保证分系统、制造自动化分系统、管理信息分系统的输入。在CIMS环境下,工程设计分系统应与生产管理、质量管理、制造自动化集成起来,因此特征建模时,应考虑这些分系统的信息需求。例如,质量保证分系统的功能是规划和执行的质量保证活动,它需要工程设计分系统提供有关产品几何数据、零件、原材料的基本数据、图纸、零件明细、产品结构、标准规范、加工、装配与检测规程和程序等,并从质量保证角度向CAD模块提出产品质量方面的要求和修改设计的意见,提出有关质量方面的要求和达到质量要求建议采取的措施,通过生产控制和维修实现质量控制。由于安排生产作业计划、物料需求计划、能力平衡计划、合同管理、仓库管理等需在管理信息分系统中完成,所以管理信息分系统与工程设计分系统之信息交换包括:供应商、用户基本数据,用户订单和车间下达任务的有关数据、图纸、零件明细、产品结构有关工具、消耗品数据、工艺规程等。
3. 特征的定义与分类 3.1特征的定义 在一个产品整个生命周期中产生的信息很多,其中包括:设计信息、制造信息、管理信息、质量信息、使用和维护信息等。这些信息又被CIMS中其它系统以不同的方式使用。产品设计初始特征模型是由设计人员建立的,然而在产品整个生命周期内,这个特征模型的不断完善需要设计师、工艺师、质量检测人员等的共同协作。
本文对特征的定义是在CIMS环境下,特征是产品生命周期内信息完整描述的载体,特征是一种信息表示,包括几何信息和非几何信息。
尽管特征的定义由于的不同而有差异,但特征的性质和作用是基本一致的。首先特征是低层的几何元素与零部件间联系的桥梁,特征将构成特征的几何元素有机地结合起来,形成能够表达特定功能或含义的形状结构,以体现面向应用的形状信息;此外,特征的组成元素可以作为尺寸 公差、表面粗糙度等加工信息的相关载体,使得工艺信息能完整地借助特征而得到表达。基于特征的产品模型不仅能支持各种应用所需的产品定义信息,而且能提供符合人们思维的高层次工程描述术语,并反映设计和制造意图,从而克服现行CAD/CAM系统中产品信息定义不完备性和低层数据抽象性的不足。为CAD/CAM信息的真正集成、及其向CIMS的集成提供保障。
特征除了具有一定的几何信息以外,还包括在设计、工艺规划和制造过程中需要技术、功能等信息,即特征给各种数据赋予了一定的语义。特征建模所需处理的数据纷繁复杂,系统中的数据类型繁多,数据之间的关系也十分复杂,既包括反映产品形状几何拓朴信息的几何模型,又有反映设计结构功能的设计模型,还需处理具有加工特点和装配特性的制造模型,既要存储静态的产品标准、规范等信息,又要涉及动态产品设计、制造过程信息。
