羅勁竹，代小龍，丁 哲，楊 丹

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川成都 610092）

1 引言

汽車(chē)覆蓋件是汽車(chē)車(chē)身的重要組成部分[1]，其模具設(shè)計(jì)與制造周期幾乎占整車(chē)研發(fā)周期的2/3，是制約整車(chē)更新?lián)Q代的主要因素[2]。目前我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，新車(chē)型的開(kāi)發(fā)周期不斷壓縮，怎樣進(jìn)一步縮短覆蓋件模具設(shè)計(jì)周期，是目前汽車(chē)模具行業(yè)的重要任務(wù)之一。在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中大量使用標(biāo)準(zhǔn)件可以有效地縮短模具設(shè)計(jì)周期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前標(biāo)件的使用率占到零件總量的60%左右，余下40%的為非標(biāo)零件，減少這部分零件的的設(shè)計(jì)工作量，可以有效縮短模具設(shè)計(jì)周期。為此，引入了模塊化設(shè)計(jì)的理念，并通過(guò)重用庫(kù)的方式進(jìn)行實(shí)施。重用庫(kù)，顧名思義是能夠重復(fù)利用的模具結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)把公司歷史累積的典型模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)整理形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，然后上傳到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)里，供設(shè)計(jì)人員調(diào)用，能夠讓以往從零開(kāi)始的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成“搭積木”方式，通過(guò)組裝標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)員工作量，有利于設(shè)計(jì)員更多的精力去優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而減少設(shè)計(jì)時(shí)間，提升效率與質(zhì)量。

2 重用庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

NX軟件自帶有重用庫(kù)工具，可以通過(guò)部件族、用戶自定義征、可重用部件、產(chǎn)品模板工作室等方式創(chuàng)建可重用對(duì)象，但此重用庫(kù)工具是本機(jī)模式，重用數(shù)據(jù)版本管理不方便，也不符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，難以實(shí)現(xiàn)加載裝配關(guān)系的可重用組件對(duì)象，以及界面定制化等綜合因素，導(dǎo)致此工具無(wú)法滿足實(shí)際需求。

為解決上述問(wèn)題，需要在NX軟件上重新開(kāi)發(fā)重用庫(kù)系統(tǒng)，滿足以下功能：

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。允許多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)，對(duì)不同等級(jí)的用戶設(shè)置不同的數(shù)據(jù)庫(kù)權(quán)限，保證系統(tǒng)的共享和安全。

（2）方便簡(jiǎn)潔的重用庫(kù)管理手段，只需要通過(guò)客戶端即可進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。

（3）查詢功能快速有效，交互式界面簡(jiǎn)潔美觀，顯示數(shù)據(jù)信息全面[3]，用戶可以快速搜索到所需要的組件，并對(duì)其進(jìn)行裝配使用。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)重用庫(kù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化等需求，系統(tǒng)架構(gòu)使用了C/S模式（Client/Server，客戶端/服務(wù)器模式）。C/S屬于兩層應(yīng)用結(jié)構(gòu)，第一層是客戶端，負(fù)責(zé)表示與業(yè)務(wù)邏輯，主要與用戶進(jìn)行交互；第二層是服務(wù)端，負(fù)責(zé)事務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)邏輯，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理[4]。C/S模式適合于較小的局域網(wǎng)，此結(jié)構(gòu)訪問(wèn)速度快、安全性高。汽車(chē)模具設(shè)計(jì)平臺(tái)通常是小型的局域網(wǎng)，所以選用C/S結(jié)構(gòu)來(lái)搭建本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

重用庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)分為客戶端與服務(wù)端兩大部分，其中服務(wù)端用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，包括重用庫(kù)模型文件、預(yù)覽圖、參數(shù)信息表、訪問(wèn)記錄等信息，客戶端為用戶提供人機(jī)交互服務(wù)[5]，包括重用庫(kù)對(duì)象調(diào)用和重用庫(kù)數(shù)據(jù)管理兩部分功能，如圖1所示。

圖1 重用庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

開(kāi)發(fā)環(huán)境方面，服務(wù)端數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQLServer創(chuàng)建，并在服務(wù)器中創(chuàng)建FTP服務(wù)器來(lái)存放重用庫(kù)對(duì)象，客戶端使用NXOpen C++對(duì)NX進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

2.2 重用庫(kù)數(shù)據(jù)的分類(lèi)與管理

所謂的模塊化設(shè)計(jì)，是在標(biāo)準(zhǔn)化理論的基礎(chǔ)上運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理，將一復(fù)雜的工程產(chǎn)品分解成層次合理的簡(jiǎn)化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化單元模塊，并運(yùn)用這些標(biāo)準(zhǔn)化模塊組合成各種不同產(chǎn)品的過(guò)程[6]。因此，需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)拆解成小單元，再分類(lèi)整理成不同的標(biāo)準(zhǔn)化單元模塊，這樣才能在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行組合重用。

汽車(chē)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，差異性較大，組成模具的零件數(shù)量眾多，但同類(lèi)典型零件的非標(biāo)件相似程度高，因此，對(duì)重用庫(kù)對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理，按使用方式不同對(duì)其進(jìn)行劃分為：作為參考借用數(shù)據(jù)；修改參數(shù)后使用；直接重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)等。對(duì)重用庫(kù)對(duì)象分為非標(biāo)斜楔、標(biāo)準(zhǔn)端頭、壓機(jī)、自制件4大類(lèi)，每大類(lèi)再以廠家零件等信息細(xì)分，最終每種對(duì)象都會(huì)標(biāo)記很多關(guān)鍵信息，如廠家名稱(chēng)、項(xiàng)目名稱(chēng)、零件名稱(chēng)、工序內(nèi)容等，數(shù)據(jù)分類(lèi)如圖2所示。

圖2 重用庫(kù)數(shù)據(jù)分類(lèi)

不同用戶角色的權(quán)限是有差異的，主要分為普通用戶、校對(duì)用戶、審核用戶及管理員。普通用戶只能進(jìn)行重用庫(kù)入庫(kù)申請(qǐng)與數(shù)據(jù)調(diào)用，其他用戶有與之對(duì)應(yīng)的更高權(quán)限。所有重用庫(kù)對(duì)象通過(guò)入庫(kù)申請(qǐng)、校對(duì)、審核流程才能完成入庫(kù)操作，在入庫(kù)時(shí)需要提交模型數(shù)據(jù)及模型的關(guān)鍵信息，如非標(biāo)斜楔需要提供客戶類(lèi)型、零件類(lèi)型、特征位置、工序類(lèi)型、角度、行程、尺寸、剖面圖等信息。數(shù)據(jù)入庫(kù)后，設(shè)計(jì)員就可以通過(guò)這些關(guān)鍵信息快速的進(jìn)行查詢、預(yù)覽和調(diào)用。入庫(kù)申請(qǐng)與數(shù)據(jù)查詢調(diào)用如圖3所示。

圖3 入庫(kù)申請(qǐng)與數(shù)據(jù)調(diào)用界面

為了解每個(gè)重用庫(kù)對(duì)象的使用情況，服務(wù)端會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中非標(biāo)構(gòu)造數(shù)據(jù)的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，如非標(biāo)構(gòu)造的累計(jì)查詢次數(shù)、累積調(diào)用次數(shù)、年度新增的非標(biāo)構(gòu)造等數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)行有目的性數(shù)據(jù)更新和維護(hù)，完善系統(tǒng)功能。

3 實(shí)施效果

通過(guò)在生產(chǎn)項(xiàng)目中實(shí)際使用重用庫(kù)系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量有明顯的提升，某些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)間甚至大幅度縮減，超出預(yù)期。例如非標(biāo)斜楔的設(shè)計(jì)，按照常規(guī)步驟設(shè)計(jì)往往需要1～2天，復(fù)雜的可能要到2～3天，而實(shí)施重用庫(kù)系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)員只需要從重用庫(kù)中調(diào)用現(xiàn)有的相似非標(biāo)斜楔結(jié)構(gòu)（角度、長(zhǎng)度、寬度等），再根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化調(diào)整，只需要花費(fèi)3～4h就能完整對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，從而讓設(shè)計(jì)員有更多的精力去優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高工作效率與模具質(zhì)量。

在汽車(chē)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中使用重用庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了模塊化的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)員根據(jù)不同工序內(nèi)容從重用庫(kù)系統(tǒng)中調(diào)用功能相似的標(biāo)準(zhǔn)模塊再進(jìn)行組合，使設(shè)計(jì)工作得以簡(jiǎn)化，避免大量重復(fù)工作，便于優(yōu)化設(shè)計(jì)，也有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

4 結(jié)論

基于C/S架構(gòu)與NXOpen C++開(kāi)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)重用庫(kù)系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)安全高效、便于擴(kuò)展。通過(guò)對(duì)模具圖紙數(shù)據(jù)拆分與標(biāo)準(zhǔn)模塊化處理，完成重用庫(kù)數(shù)據(jù)的建立，以入庫(kù)申請(qǐng)的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)了用戶權(quán)限管理，既保證了數(shù)據(jù)安全性，又便于數(shù)據(jù)維護(hù)與管理。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析更加有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)和更新，保證重用庫(kù)的準(zhǔn)確性和高效性，以便更好的服務(wù)于模具設(shè)計(jì)工作。

通過(guò)使用重用庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行的模塊化設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了資源共享，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，提升設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)周期與設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，有利于提高模具質(zhì)量與可靠性，從而延長(zhǎng)模具壽命，降低模具維護(hù)成本。模具塊化設(shè)計(jì)也提高模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化與規(guī)格化，有助企業(yè)往模具多人協(xié)同設(shè)計(jì)的方向發(fā)展，提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)化重用庫(kù)系統(tǒng)與模塊化模具設(shè)計(jì)方案，為提高模具設(shè)計(jì)效率、縮短模具設(shè)計(jì)周期、提升標(biāo)準(zhǔn)化率提供了一種可行方案。