基于模型的協(xié)同設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理要求

基于模型的協(xié)同設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理要求1范圍本文件規(guī)定了大型成套復(fù)雜裝備基于模型的協(xié)同設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理框架、文檔管理、零部件及BOM管理、審批發(fā)布流程管理、變更管理等要求。本文件適用于復(fù)雜產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)文件類數(shù)據(jù)和軟件數(shù)據(jù)的管理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。DB14/T2473-2022基于智能制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理要求3術(shù)語與定義DB14/T2473-2022界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)productstructure基于數(shù)字化，以三維或二維形式表達(dá)產(chǎn)品及其組成部分信息，以及結(jié)構(gòu)關(guān)系的方式。3.2數(shù)據(jù)對象dataobject產(chǎn)品數(shù)字化研制過程中描述產(chǎn)品對象的抽象數(shù)據(jù)集。3.3屬性attribute數(shù)據(jù)對象具有的特征，包含數(shù)據(jù)對象的多種信息類型。3.4版本version狀態(tài)變化的標(biāo)識，用字符連續(xù)編定。4縮略語下列縮略語適用于本文件。PLM：產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）ERP：企業(yè)資源計(jì)劃（EnterpriseResourcePlanning）PDM：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement）BOM：物料清單（BillofMaterial）NC：數(shù)字計(jì)算機(jī)控制（NumericalControl）MBD：基于模型的定義（ModelBasedDefinition）CAD：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign）ECO：工程變更命令（EngineeringChangeOrder）AQS：質(zhì)量保證計(jì)劃（AcceptableQualityStandards）5產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)5.1產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、制造和裝配數(shù)據(jù)等工程管理數(shù)據(jù)，產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中所有的數(shù)據(jù)都應(yīng)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型存在，并存儲到共享數(shù)據(jù)庫以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝分析、加工制造、裝配等過程控制均應(yīng)對同一數(shù)據(jù)源進(jìn)行訪問和反饋，形成產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。應(yīng)從概念設(shè)計(jì)開始就對產(chǎn)品設(shè)計(jì)鏈進(jìn)行有效管理，建立設(shè)計(jì)鏈協(xié)同管理模型，以關(guān)聯(lián)到設(shè)計(jì)下游的所有活動中，以降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。5.2產(chǎn)品生命周期管理產(chǎn)品生命周期管理（PLM）是創(chuàng)建、管理和使用產(chǎn)品全生命周期相關(guān)信息和智力資本的一套業(yè)務(wù)方法。其在與設(shè)計(jì)鏈的協(xié)同支撐下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的成功交付和生命周期使用，質(zhì)量管理分別圍繞虛擬產(chǎn)品和物理產(chǎn)品兩條主線，實(shí)現(xiàn)PLM內(nèi)基于信息驅(qū)動的物理模型作為信息核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)集，如圖1所示。產(chǎn)品生命周期管理模型圖產(chǎn)品數(shù)據(jù)集在不同階段都有其特定的活動，產(chǎn)生相應(yīng)的信息，涉及相關(guān)的人員和部門。產(chǎn)品生命周期管理集中在各階段工程活動中，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購、制造、裝配和銷售服務(wù)等信息能夠圍繞設(shè)計(jì)對象快速流動，有效地協(xié)同和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的順序傳遞。一般包括：概念設(shè)計(jì)階段。該階段建立在市場信息來源或已有產(chǎn)品的認(rèn)識上。產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)將通過PLM系統(tǒng)交換，共享產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和思路，協(xié)同完成產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)工作；采購階段。該階段對產(chǎn)品制造所需的材料、數(shù)量、制作方法進(jìn)行初步分析，歸類區(qū)分自制件、外購件和協(xié)作件。通過PLM系統(tǒng)從ERP、PDM等系統(tǒng)中制備詳盡的采購BOM單，以進(jìn)一步尋求供應(yīng)商、獲得報(bào)價(jià)，為零部件的到貨情況制訂相應(yīng)的計(jì)劃；制造階段。該階段根據(jù)研發(fā)工程師建立的三維模型提取相關(guān)信息，如尺寸公差、加工方法、熱處理工藝等技術(shù)要求，并以此制訂工藝，利用NC代碼對三維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，制作工裝夾具，使工藝人員、工裝人員全面參與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，及時(shí)向設(shè)計(jì)部門提供反饋意見并加以修改，始終保持與設(shè)計(jì)的一致性；裝配階段?？稍诟拍钤O(shè)計(jì)階段進(jìn)行可視化處理，開始仿真預(yù)裝配，在某一裝配工位上完成組件、部件安裝，通過結(jié)構(gòu)層次和配合約束預(yù)見其可裝性與可拆卸性，減少或避免前期設(shè)計(jì)失誤造成的重復(fù)返工；銷售及售后階段。通過產(chǎn)品模型迅速定位到客戶要求更換的配件，通過PLM系統(tǒng)把客戶服務(wù)反饋的信息傳遞給相關(guān)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造部門，后期討論形成有效的解決方案進(jìn)行改進(jìn)，以提高對產(chǎn)品的質(zhì)量管理。6數(shù)據(jù)管理框架6.1產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)信息MBD零件模型一般由設(shè)計(jì)模型、三維注釋和屬性組成。設(shè)計(jì)模型以簡單幾何元素構(gòu)成，并用三維圖形的方式描述產(chǎn)品幾何形狀信息，直觀地將設(shè)計(jì)者意圖表達(dá)出來。三維注釋和屬性統(tǒng)稱為非幾何信息，前者在三維環(huán)境下進(jìn)行零件的三維標(biāo)注，包含產(chǎn)品的坐標(biāo)基準(zhǔn)、尺寸公差、形位公差、制造工藝和精度要求等生產(chǎn)必須的工藝約束信息，后者則表達(dá)產(chǎn)品的材料型號、分析數(shù)據(jù)、測試需求等產(chǎn)品內(nèi)置屬性信息，如圖2所示。MBD數(shù)據(jù)集的信息內(nèi)容圖6.2設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)管理要求如下：立體、直觀地表達(dá)設(shè)計(jì)者意圖；通過計(jì)算機(jī)服務(wù)統(tǒng)一編碼，將NC代碼轉(zhuǎn)換到數(shù)控加工設(shè)備對零件進(jìn)行加工制作；在裝配階段模擬零部件裝配關(guān)系，快捷、準(zhǔn)確地指導(dǎo)裝配工作。6.3三維注釋數(shù)據(jù)管理工程注釋信息管理系統(tǒng)是MBD技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的重要部分，MBD數(shù)據(jù)集包含幾何尺寸、公差和工藝等工程注釋信息，集成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造信息，并按照不同的空間層對其進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)和檢驗(yàn)的監(jiān)督控制。6.4屬性數(shù)據(jù)管理對于MBD采用的大量數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)分析和制造加工等屬性信息，應(yīng)按照一定格式編輯存儲管理，以便后續(xù)的數(shù)字化系統(tǒng)能夠識別在MBD數(shù)據(jù)集中工程注釋信息的意義，并根據(jù)該工藝要求所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工藝步驟和檢驗(yàn)要求，自動創(chuàng)建產(chǎn)品的操作和檢驗(yàn)記錄表。設(shè)計(jì)模型中的數(shù)據(jù)管理，采用一種基于特征樹的管理方法，其最小管理目標(biāo)是零件，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型信息的有序可控。模型數(shù)據(jù)反映構(gòu)成產(chǎn)品各種元素的數(shù)據(jù)信息，它們之間既相互獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)。在建模過程中應(yīng)將這些數(shù)據(jù)信息分別存儲于不同的層空間，通過控制層空間的關(guān)聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的分類，在不同的生產(chǎn)階段單獨(dú)提取MBD數(shù)據(jù)集的工程注釋信息，對提取的信息進(jìn)行管理，并確保其數(shù)據(jù)內(nèi)容與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的一致。7文檔管理7.1一般要求文檔管理的基本要求一般包括：確保技術(shù)數(shù)據(jù)的完整性；確保技術(shù)數(shù)據(jù)的正確性；確保技術(shù)數(shù)據(jù)的時(shí)效性；確保技術(shù)數(shù)據(jù)的可追溯性；確保技術(shù)數(shù)據(jù)的權(quán)威性。7.2功能要求協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中文檔管理，一般要求功能如下：文檔分類管理，支持定義各種類型的文檔，如內(nèi)部聯(lián)系單、出差報(bào)告單、永久更改單、臨時(shí)更改單、二維工程圖、三維模型、工藝卡片、統(tǒng)計(jì)匯總報(bào)表等，并支持為不同類型的文檔定義不同的生命周期模板及審批流程和更改流程；版本管理，支持文檔版本管理能力，管理文檔的變更過程和歷史，完整記錄圖文檔的演變記錄。文檔版本可分大版本、小版本兩級，大版本為經(jīng)過流程評審后確立的版本，小版本為每次檢入檢出時(shí)的修改歷史；文檔狀態(tài)管理，采用生命周期模板實(shí)現(xiàn)文檔的狀態(tài)管理，文檔類型綁定生命周期模板，狀態(tài)變遷通過流程實(shí)現(xiàn)；瀏覽與圈閱，提供不同格式文檔的在線瀏覽和圈閱，支持常見的文件格式，如Office文檔、AutoCAD文件、三維模型（如UG、Pro/E、CATIA、SolidWorks、SolidEdge、Inventor等）等；歷史文檔批量錄入，支持歷史文檔批量錄入，解決本地大量歷史設(shè)計(jì)文檔批量提交至協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)；文檔下載，支持文檔批量下載；文檔結(jié)構(gòu)，支持三維模型文檔的結(jié)構(gòu)關(guān)系管理。8零部件及BOM管理8.1零部件分類管理在設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，各個(gè)專業(yè)會涉及到各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括機(jī)械、電子、軟件等。零部件是企業(yè)中的基本單元，是數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。通過PLM的實(shí)施，使BOM/PART的申請、審核、認(rèn)證、升級業(yè)務(wù)在同一系統(tǒng)中完成，并可與已歸檔文檔（過程文檔和生產(chǎn)技術(shù)文件）建立關(guān)聯(lián)，構(gòu)建以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的共享和重用。協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)提供完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，BOM/PART管理解決方案使企業(yè)內(nèi)部之間、企業(yè)與供應(yīng)鏈之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。通過PLM，工程師在安全準(zhǔn)確的狀態(tài)下，建立、編輯、瀏覽以及控制零部件；同時(shí)自動維護(hù)和管理零部件和文檔之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。詳細(xì)的分類將根據(jù)用戶實(shí)際零部件分類業(yè)務(wù)在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行詳細(xì)的配置，如圖3所示。零部件分類零件標(biāo)準(zhǔn)化及分類應(yīng)結(jié)合零件供應(yīng)商及制造商的管理，可以支持大量采購及減少供應(yīng)商的目的；零件重用應(yīng)考慮零件的各種特性，不僅包括設(shè)計(jì)資料，還應(yīng)包括如材料/成本/制造等各種特殊屬性。8.2零部件屬性自定義協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)宜提供功能豐富的企業(yè)建模工具，建模工具支持自定義圖文檔、零部件等管理數(shù)據(jù)的類型、擴(kuò)展屬性、生命周期及工作流程。為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)支持為任何類型的零部件對象自定義需要管理的屬性項(xiàng)，可隨時(shí)擴(kuò)充。8.3零部件生命周期管理每個(gè)零部件具有狀態(tài)管理要求，在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中采用可自定義的生命周期規(guī)則方式實(shí)現(xiàn)零部件生命周期的管理。生命周期的狀態(tài)由流程驅(qū)動，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)可自動提升生命周期狀態(tài)。對于即將淘汰的零部件可以通過零部件作廢流程，推至“作廢”狀態(tài)。處于作廢狀態(tài)的零部件，不能被引用。8.4零部件版本管理應(yīng)對零部件進(jìn)行版本控制，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)反復(fù)迭代，當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)行改變時(shí)，同一對象在一定范圍內(nèi)將有不同的表現(xiàn)形式，應(yīng)用版本加以區(qū)分與管理。為有效控制零部件的改變，PLM應(yīng)提出版本的管理機(jī)制。零部件版本由變更產(chǎn)生，每變更一次，應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)新版本。一個(gè)零部件對象只允許存在一個(gè)未生效的版本，即不能對同一個(gè)零部件同時(shí)進(jìn)行多個(gè)版本的變更。8.5零部件檢索按照零部件屬性（通用屬性和分類屬性）進(jìn)行模型查詢或精確查詢符合條件的零部件是協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要提供的基本能力。協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)可采用組合條件方式查詢，組合條件支持模糊、精確等條件規(guī)則。8.6零部件相關(guān)信息管理協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)宜支持建立零部件和各種文檔之間的鏈接關(guān)系，將設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的文件和零部件建立鏈接，形成以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的數(shù)字化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的任何一個(gè)零部件都可以通過“相關(guān)文檔”查看相關(guān)聯(lián)的文檔信息。對于三維模型，同時(shí)顯示其縮略圖。8.7BOM多視圖管理BOM多視圖關(guān)聯(lián)的主要作用是提供面向產(chǎn)品開發(fā)不同階段的結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品視圖，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)宜支持BOM多視圖，包括設(shè)計(jì)視圖、工藝視圖、管理視圖和制造視圖等，在設(shè)計(jì)視圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整形成工藝視圖和管理視圖，工藝視圖主要包含自制件信息，管理視圖主要針對系列產(chǎn)品，在管理視圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行配置可以得到制造視圖。此外，從工藝視圖和工藝路線中可以提取非系列產(chǎn)品的制造視圖。制造視圖、工藝文件、技術(shù)準(zhǔn)備文件等是協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)與ERP集成的主要內(nèi)容。BOM多視圖管理的主要功能要求如下：應(yīng)完整記錄產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的演變過程，面向產(chǎn)品生命周期不同階段，提供不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖，如設(shè)計(jì)視圖、工藝視圖、制造視圖等，并支持視圖的擴(kuò)展；應(yīng)記錄不同視圖的關(guān)聯(lián)，管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多視圖的變更，自動確定變更的影響范圍，當(dāng)上游視圖發(fā)生變更時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動發(fā)送消息給下游視圖的相關(guān)人員；BOM瀏覽，支持基于樹狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)展開，提供零部件相關(guān)文檔的查詢、瀏覽和編輯，支持對零部件及裝配屬性（如裝配數(shù)量、來源等）的編輯；BOM編輯，提供基于樹狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)編輯，支持在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上直接添加和刪除零部件，支持對零部件及裝配屬性（如裝配數(shù)量、來源等）的編輯；BOM自動錄入，支持自動從AutoCAD等二維CAD圖紙及三維CAD模型中自動導(dǎo)入信息以創(chuàng)建零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；BOM的版本管理，支持產(chǎn)品的BOM版本管理，根據(jù)時(shí)間軸可直接查詢獲取當(dāng)時(shí)的BOM。同時(shí)，支持BOM的有效性管理；BOM的重用，支持BOM的復(fù)制，滿足企業(yè)對BOM的借用要求；BOM的輸出，支持對各產(chǎn)品的零部件按產(chǎn)品、自制件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和格式化輸出；BOM的比較，支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM、工藝BOM、制造BOM等之間的比較；同時(shí)支持不同產(chǎn)品之間的BOM比較；BOM的多視圖，支持自定義BOM的功能，滿足企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)BOM、工藝BOM、制造BOM以及采購BOM等的管理：各視圖的修改相互獨(dú)立，即工藝視圖的調(diào)整不影響設(shè)計(jì)視圖，設(shè)計(jì)視圖的調(diào)整也不自動修改工藝視圖，只是給工藝視圖以明顯標(biāo)識以提醒工藝視圖負(fù)責(zé)人注意修改；支持從BOM多視圖生成各種報(bào)表，具體報(bào)表種類和格式由用戶提供；BOM多視圖編輯，支持圖示化的BOM多視圖編輯，同時(shí)支持基于樹狀結(jié)構(gòu)和二維表格的BOM多視圖編輯；支持各種視圖的查詢（層次查詢和模糊查詢）、統(tǒng)計(jì)、匯總、格式化輸出和打印（要求能夠反映產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)）。實(shí)現(xiàn)對各產(chǎn)品的零部件按自制件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件、電子元器件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和格式化輸出。9審批發(fā)布流程管理9.1概述工作流管理是對圖文檔的審批流程電子化，在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)圖文檔的電子審批。流程管理可采用開源的流程引擎實(shí)現(xiàn)，流程引擎宜支持復(fù)雜、嵌套流程，可編程，自定義控件，支持?jǐn)U展。流程管理包括但不限于工作流模板管理、流程任務(wù)管理、流程實(shí)例管理。9.2工作流模板定義工作流模板的作用是定義企業(yè)各種流程，如審批流程、變更流程以及其他業(yè)務(wù)流程等。工作流模板定義，能夠以圖形的方式定義流程模板，支持自定義路由、自定義活動名稱、自定義活動執(zhí)行人（可按用戶、角色）。其中活動節(jié)點(diǎn)為實(shí)例后生成流程任務(wù)。模板啟用后才能被實(shí)例化（即啟動流程）；啟用的模板如需要修改，修改后不會影響已經(jīng)實(shí)例化的流程。9.3流程任務(wù)管理流程任務(wù)管理包括工作表、任務(wù)查詢、任務(wù)執(zhí)行等。用戶可使用工作表查看當(dāng)前需要完成的任務(wù)；系統(tǒng)管理員或項(xiàng)目經(jīng)理可通過任務(wù)查詢查詢其他人員的任務(wù)完成情況；用戶可通過任務(wù)執(zhí)行查看或完成任務(wù)，打開任務(wù)對應(yīng)的文檔查看流程實(shí)例?？紤]到實(shí)際使用中的特殊情況，任務(wù)管理還應(yīng)提供任務(wù)指派和工作委派的功能，實(shí)現(xiàn)把某個(gè)人的任務(wù)分派給其他人，從而不影響其它任務(wù)的完成情況。9.4流程實(shí)例管理流程實(shí)例管理為系統(tǒng)管理員提供對當(dāng)前正在運(yùn)行的流程的查詢和監(jiān)控功能。系統(tǒng)管理員可根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況進(jìn)行流程終止、暫停等操作。9.5消息通知各用戶通過消息中心，可寫消息給他人、訂閱允許訂閱的消息，也可收發(fā)消息；同時(shí)如果用戶有流程或者項(xiàng)目任務(wù)，則由協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動發(fā)消息通知相關(guān)責(zé)任人。10變更管理10.1概述工程變更管理的主要作用是管理已定型產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改，確保更改的正確性、更改消息傳播的及時(shí)性，即與該變更相關(guān)的所有部門和人員都能夠及時(shí)得到變更消息，以確保相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)能夠及時(shí)得到更改。協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的變更管理一般由相互關(guān)聯(lián)的四個(gè)步驟組