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    模具協同技術發展現狀研究分析

    添加時間:2022-05-04
       

        隨著信息技術和計算機網絡技術的發展,制造業進入了全球競爭的新紀元。模具制造行業作為現代制造業的重要基礎行業之一,在生產中應用極為廣泛,幾乎所有五金、塑料、橡膠制品均是需通過模具加工制成。由于模具設計與制造的效率對產品的開發效率有著決定性影響,為適應全球化競爭的需要,模具企業必須從分散走向合作,模具設計單位、制造企業以及模具用戶之間必須進行充分的協作與交流,利用網絡化協同技術,發揮各自的技術優勢,才能快速地開發出高質量的模具產品。


        一、模具協同技術發展現狀

        計算機支持的協同工作(ComputerSupportedCooperativeWork,縮寫為CSCW)最早由美國麻省理工的IreneGreif和迪吉多(DEC)的PaulCashman在1984年提出的,它即是指在計算機技術支持的環境中(即CS),一個群體為完成一項共同的任務(即CW)而協同工作。它的目標是要設計各種各樣的協同工作的應用系統。包括協同工作系統的建設、群體工作方式研究和支持群體工作的相關技術研究、應用系統的開發等部分。

        關于模具協同設計與制造平臺,近年國內外做了不少研究。

        上海交通大學國家模具CAD工程研究中心研究了塑模協同制造系統的關鍵技術,將CSCW技術應用到注塑模CAD/CAE/CAM/系統集成中,建立了應用層、通信層和數據層三個層次上的協同模型,并提出了動約束求解技術和集成沖突消解模型。

        南京理工大學制造工程系進行了關于面向CSCW的CAD/CAM系統研究,提出了一個基于WEB的異地協同設計制造系統的體系結構并開發了一個應用平臺。該系統采用B/S結構,利用計算機網絡、COM組件、協同工作管理、分布式數據管理、安全控制、約束管理和沖突消解等關鍵技術,實現了網絡化異地協同設計制造。

        廣東工業大學機電工程學院CMS實驗室開發了適合于華南地區模具制造企業特色的模具網絡化制造協同平臺,并在此基礎上開發面向華南地區模具企業的協同制造系統的多種功能模塊。主要包括兩大部分:企業信息與資源共享平臺和模具協同設計與制造平臺。

        華中科技大學塑性成形模擬及模具技術國家重點實驗室提出了滿足模具協同設計過程的集成信息模型的組織結構,并據此構建了具有四層組織結構的模具協同設計框架。

        吉林大學機械科學與工程學院面向模具制造業網絡化制造平臺的研究與開發,主要實現了包括用戶管理權限、項目管理以及協同工具集成三個模塊。該平臺系統是在計算機支持協同工作(cscw)的基礎上,在Windows2000Professional的系統環境下,以產品數據庫為構成框架,采用動態網頁編程技術(ASP)和Java3D語言開發實現的。

        此外,福建省科技廳重大科技項目、江蘇省汽車工程重點實驗室開放基金項目等也對此領域做了很多研究。從這些現狀可以看出,有大量學者在做模具網絡化協同平臺的研究,并取得了一定成果。但由于一些關鍵技術環節沒有得到解決,正在實施的一些所謂“協同”有的只是簡單地通過電子郵件進行一些協商而已,有的只是單個企業內部使用的協同,這些還不能稱為完整意義上的網絡化協同。要在模具產品開發中真正實現有效的網絡化協同設計與制造,還需要腳踏實地作大量研究開發工作。


        二、模具協同技術發展方向

        網絡化協同設計與制造是21世紀制造業的主要生產模式,它有效地提高了行業的資源利用率,加強了企業之間的合作,大大提高了生產效率。隨著科技的不斷進步,制造業正向數字化、智能化、網絡化和全球化的方向發展,產品的生命周期越來越短,新產品的上市速度越來越快。模具網CEO羅百輝表示,模具是制造業的基本工藝裝備,模具設計、制造的效率對產品的開發效率有決定性影響。當前,計算機技術在加工制造業有了廣泛應用,我國一些模具制造企業也在逐步采用CAD/CAPP/CAE/CAM等先進技術進行模具開發,并收到了一定成效。但總體來說,我國的模具開發技術仍與市場要求存在較大差距。所以建立行業化的協同設計與制造平臺,充分盤活行業內的資源合作,優化設計與制造流程,對于提高行業的整體競爭力有巨大的推動作用。

        面向行業的模具網絡化協同平臺通過整合行業制造信息和資源,包括了模具網絡化協同開發、網絡化物資供應、網絡化生產制造、網絡化設備、技術、人才資源、開發工具和管理軟件共享等行業網絡化協同服務平臺等,從而提高行業產品的創新能力、靈活應變能力、抵御風險能力和行業的整體競爭能力等。

        面向行業的模具網絡化協同平臺基于當前流行的J2EE/EJB,采用XML和Ajax技術構建,實現跨平臺網絡化的系統信息資源整合。由數據庫管理層、基礎管理與維護層、功能模塊層和用戶web頁面層四個層次組成。

        1)用戶web頁面層:在用戶瀏覽器端提供交互式的圖形界面,包括各種菜單、對話框等,用于支持命令的操作與信息的輸入輸出。通過平臺提供的圖視化的界面,用戶可以直觀方便地進行整個系統中各種對象的操作。它是實現平臺各種功能的觸發點、媒介,處于最上層。

        2)功能模塊層:除了系統管理外,平臺為用戶提供的主要功能模塊有針對所有用戶的共享資源的瀏覽和查詢、軟件的租用,針對加盟企業的協同工作,以及其他網站服務,如論壇、博客等。

        3)基礎管理與維護層:該層提供實現平臺各種相關功能的基礎管理。由于平臺系統的對象管理框架具有屏蔽異構操作系統、網絡及數據庫的特性,用戶在應用平臺系統的各種功能時,可實現應用調用、數據操作和過程管理等的透明化。

        4)數據庫管理層:通過關系數據庫提供的數據操作功能來支持平臺系統對象在底層數據庫的管理。

        面向行業的模具網絡化協同平臺的功能模塊主要包括公共資源、市場信息資源、協同平臺。市場信息部分實現了完整的供應鏈,注冊企業都可以發布求購、供應信息。如企業需要外協,還可以進行招標和投標的操作。協同工作是協同平臺最關鍵的一部分,企業在建立協作關系后,可應用協同工作平臺中的功能,從項目創建到任務分解,再到協作與調整,直到最后的注銷,都可以通過平臺提供的協同方式隨時交流。


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