1前言

随着我国企业对信息化建设的重视，PDM产品数据管理系统越来越得到制造企业的青睐，但是在模具行业以PDM产品数据管理系统为平台，进行模具制造全过程数据管理的还非常少。由于模具产品的特殊性，模具设计制造周期长，加工工艺复杂。北汽福田潍坊模具厂在应用PDM产品数据管理系统的基础上，进行三维实体设计、三维实体加工，可以极大的提高设计和制造效率。

2内容

北汽福田潍坊模具厂从1997年开始应用二维cad软件进行模具设计和编程，2003年，工厂承接了国家863项目，成功实施了PDM系统，经过几年的应用，工厂积累了大量应用经验，逐步将PDM系统建设成为企业整个设计、制造的核心平台。同时，该平台为后续capp、erp、mes等系统提供了源头数据，在此基础上的三维实体设计、三维实体加工应用更给企业带来的非常高的经济效益。

2.1 PDM产品数据管理平台

模具产品具有非常鲜明的特点：

• 新产品研制的特点，每一套模具都是一个全新产品；
• 产品的多变性，汽车产品更改频繁；
• 制造周期长，沉积的数据量大；
• 加工工艺过程复杂，既有数控加工，又有手工调试；
• 产品的个性化，模具由工装向产业化发展。

新产品研制的特点，每一套模具都是一个全新产品；

产品的多变性，汽车产品更改频繁；

制造周期长，沉积的数据量大；

加工工艺过程复杂，既有数控加工，又有手工调试；

产品的个性化，模具由工装向产业化发展。

模具开发方式大都沿用顺序设计，遵循“概念设计→详细设计→工艺设计→加工制造→试验验证→设计修改”大循环，为了使最大限度的缩短 模具开发周期，我们把设计全部基于产品数据管理PDM系统平台，此平台提供了一个协同、并行的开发环境。

以teamcenter engineering系统作为协同设计的集成框架软件，建立统一的产品信息模型，实现数据、信息共享，与分布应用工具实现集成，并提供一个项目的环境。它集数据库的数据管理能力、网络的通讯能力以及过程的控制能力于一体，实现了在分布式环境中设计和制造活动的信息交换与共享，并对设计和制造过程进行动态的调整和监控，支持各子系统的协同工作，支持资源的优化配置。

图1：PDM产品数据管理平台

PDM产品数据管理平台在模具开发应用的创新点：

• ?通过项目管理，实现了模具项目组的有效管理；
• ?通过PDM的协同工具，为模具的开发提供了完善的并行工作环境；
• ?通过数据封装，集成不同设计软件和办公软件，确保了与上下游企业和协作企业的交流；
• ?统一完整的数据发布，实现PDM与capp、cae、erp的有效集成，初步实现数字化制造。
• ?应用标准数据库和技术知识，个人经验转化为企业的知识，为今后轿车模具鉴定基础。

?通过项目管理，实现了模具项目组的有效管理；

?通过PDM的协同工具，为模具的开发提供了完善的并行工作环境；

?通过数据封装，集成不同设计软件和办公软件，确保了与上下游企业和协作企业的交流；

?统一完整的数据发布，实现PDM与capp、cae、erp的有效集成，初步实现数字化制造。

?应用标准数据库和技术知识，个人经验转化为企业的知识，为今后轿车模具鉴定基础。

2.2 基于PDM平台的三维实体设计

在实施PDM产品数据系统之前，潍坊模具厂先后两次推进三维实体设计应用，但最后都无疾而终。随着PDM产品数据管理平台的搭建，三维实体设计技术有了依托，企业模具设计轻松实现了全面三维实体建模技术。基于PDM平台的三维实体设计，提高了设计制造技术，极大缩短了制造周期。

图2：三维实体建模

标准件库依照日本三住和三协标准，利用ug/part familily快速建立，使用excel进行控制相近拓扑关系的标准件模型，确保模具所需要的标准件全部纳入管理，并且标准件库的维护工作非常简单方便，标准件参数的修改或者标准件规格的增加，直接修改excel表格数据或者增加行，通过数据驱动，就可以添加新的标准件。

?通过使用完全参数化的标准模架数据库，模具外形关键参数长、宽、高尺寸由模具装配prt文件控制，当改变数学表达式中有关变量的取值时，与之相关零件模型中的相应尺寸标注值亦发生变化，通过尺寸驱动模块处理后即可生成新的模型。

?在模具开发之初，我们就针对性的设计了几种类别的三维实体模板，在设计过程中，通过更改模板的相关参数、更换点面，就可以快速的设计出规范、标准的模具，大大提高设计效率。

?使用PDM对模具数据进行管理，自动生成模具明细表

2.3 基于PDM平台的三维实体加工

基于PDM系统，潍坊模具厂开展的三维实体编程，模具泡沫实型实现了全型面数控加工，一套模具实型制作由10天减少到4天，降低实型制作成本40%以上，提高实型工作效率50%。

图3：三维实体加工编程

泡沫实型三维实体加工的核心在于数控编程，三维实体加工编程的基本思路是实体剖切分层，翻转加工。模具泡沫实型编程第一步是先膨胀，将铸件的膨胀余量考虑在内，然后审查其可加工性，接着分层、编程、下料、编制程序单。通过固定编程操作顺序，极大减少编程的出错率。

在模具泡沫实型加工过程中，我们在先进的宝丽隆专业泡沫加工机床上应用三维实体无图化加工，制做的泡沫实型效率高、周期短、成本低。

2.4 基于PDM平台实施capp系统

模具厂工艺编制工作原来由每位设计人员进行，设计人员既是设计者又是工艺编制者，不仅工艺标准不统一，还时常耽误车间工艺，多样的工作也严重影响设计进度。实施完成PDM系统之后，产品设计数据得到了有效管理，在此基础上，我们在模具工艺编制实现了wit-capp软件，通过典型工艺等模块的应用，工艺编制规范、准确，工艺编制人员也减少到一名。

• 典型工艺管理：积累经验，模具工艺经验转化为工艺知识管理；
• 集成接口：方便的浏览erp库存、设备信息，保证模具信息传递流畅；
• 数据信息一致性：PDM—capp—erp数据完全一致，保证模具质量。

典型工艺管理：积累经验，模具工艺经验转化为工艺知识管理；

集成接口：方便的浏览erp库存、设备信息，保证模具信息传递流畅；

数据信息一致性：PDM—capp—erp数据完全一致，保证模具质量。

图4：wit-capp

2.5 基于PDM平台推进erp应用

在成功实施完成PDM和capp系统之后，潍坊模具厂在设计实现了有效的管理，为了提高企业管理水平，工厂果断推进erp系统。由于源头数据全部从PDM管理平台，整个模具项目从合同签订、主生产计划编制、物料需求计划运算、标准件与物资的采购管理、模具多工序与单工序外协管理、库存管理、生产车间管理全部在erp系统中实现。

图5：erp主界面

工厂接到模具订单以后，首先录入erp系统，有生产计划人员编制生产计划，等设计完成以后，PDM平台将设计bom发布到erp，erp系统根据生产计划和设计bom，自动的计算出采购计划、外协计划和自制计划，计划准确、迅速。

2.6 系统集成

企业在实施不同的信息化项目时，非常容易出现信息孤岛，在模具设计制造的整个过程中，由于潍坊模具厂各个信息系统完全以PDM系统为平台，避免了信息孤岛的出现。

• PDM系统主动向capp系统发布产品及其模具的基本信息；
• PDM系统主动向erp系统和mes系统发布产品及其模具的设计bom信息；
• capp系统主动向erp系统发布工艺信息数据；
• capp系统、erp系统可以任意从mes系统提取设备、加工中心等信息。

PDM系统主动向capp系统发布产品及其模具的基本信息；

PDM系统主动向erp系统和mes系统发布产品及其模具的设计bom信息；

capp系统主动向erp系统发布工艺信息数据；

capp系统、erp系统可以任意从mes系统提取设备、加工中心等信息。

由于系统全部以大型数据库oracle为底层平台，PDM、capp、erp、mes完全集成在一起，采用java语言，利用jdbc技术实现对数据库的操作，完全集成的信息系统，保证了模具在整个设计制造过程中信息流转准确、迅速，制造周期缩短，成本降低。

3结论

潍坊模具厂以PDM平台为基础，先后完成了capp、三维实体应用、erp、mes等系统的实施，企业逐步积累了大量的经验。但是模具制作是一个非常复杂的过程，我们仍不能将全部的数据全部在此平台上管理、数据的继承仍然存在小的瑕疵，但是我们相信，依托这么一个功能前大的管理平台为基础，逐步细化，深入应用，一定可以模具设计、制造的整个过程管理起来，形成知识库，最终提高模具开发水平，提升企业竞争力。