基于模型的协同设计产品数据管理要求-征求意见稿

2T/BIAIMXXXXX-20XX基于模型的协同设计产品数据管理要求本文件规定了大型成套复杂装备基于模型的协同设计产品数据管理系统、数据管理框架、文档管理、零部件及BOM管理、审批发布流程管理、变更管理等要求。本文件适用于复杂产品协同设计过程中产品结构类数据、设计文件类数据和软件数据的管理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。DB14/T2473-2022基于智能制造产品设计数据管理要求3术语与定义DB14/T2473-2022界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1产品结构productstructure基于数字化，以三维或二维形式表达产品及其组成部分信息，以及结构关系的方式。3.2数据对象dataobject产品数字化研制过程中描述产品对象的抽象数据集。3.3属性attribute数据对象具有的特征，包含数据对象的多种信息类型。3.4版本version状态变化的标识，用字符连续编定。4缩略语下列缩略语适用于本文件。PLM：产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement）ERP：企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）PDM：产品数据管理（ProductDataManagement）BOM：物料清单（BillofMaterial）NC：数字计算机控制（NumericalControl）MBD：基于模型的定义（ModelBasedDefinition）CAD：计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）3T/BIAIMXXXXX-20XXECO：工程变更命令（EngineeringChangeOrder）AQS：质量保证计划（AcceptableQualityStandards）5产品数据管理系统5.1产品数据管理产品数据包括结构设计数据、检验数据、工艺数据、制造和装配数据等工程管理数据，产品研制生产过程中所有的数据都应以统一的数据模型存在，并存储到共享数据库以实现产品数据的共享。结构设计、工艺分析、加工制造、装配等过程控制均应对同一数据源进行访问和反馈，形成产品数据管理系统。应从概念设计开始就对产品设计链进行有效管理，建立设计链协同管理模型，以关联到设计下游的所有活动中，以降低产品成本、提高产品质量。5.2产品生命周期管理产品生命周期管理（PLM）是创建、管理和使用产品全生命周期相关信息和智力资本的一套业务方法。其在与设计链的协同支撑下，实现产品的成功交付和生命周期使用，质量管理分别围绕虚拟产品和物理产品两条主线，实现PLM内基于信息驱动的物理模型作为信息核心的产品数据集，如图1所示。图1产品生命周期管理模型图产品数据集在不同阶段都有其特定的活动，产生相应的信息，涉及相关的人员和部门。产品生命周期管理集中在各阶段工程活动中，使产品设计、采购、制造、装配和销售服务等信息能够围绕设计对象快速流动，有效地协同和管理，实现数据流的顺序传递。一般包括：a)概念设计阶段。该阶段建立在市场信息来源或已有产品的认识上。产品开发团队将通过PLM系统交换，共享产品设计数据和思路，协同完成产品的概念设计工作；b)采购阶段。该阶段对产品制造所需的材料、数量、制作方法进行初步分析，归类区分自制件、外购件和协作件。通过PLM系统从ERP、PDM等系统中制备详尽的采购BOM单，以进一步寻求供应商、获得报价，为零部件的到货情况制订相应的计划；4T/BIAIMXXXXX-20XXc)制造阶段。该阶段根据研发工程师建立的三维模型提取相关信息，如尺寸公差、加工方法、热处理工艺等技术要求，并以此制订工艺，利用NC代码对三维数据信息进行转换，制作工装夹具，使工艺人员、工装人员全面参与产品结构概念设计，及时向设计部门提供反馈意见并加以修改，始终保持与设计的一致性；d)装配阶段。可在概念设计阶段进行可视化处理，开始仿真预装配，在某一装配工位上完成组件、部件安装，通过结构层次和配合约束预见其可装性与可拆卸性，减少或避免前期设计失误造成的重复返工；e)销售及售后阶段。通过产品模型迅速定位到客户要求更换的配件，通过PLM系统把客户服务反馈的信息传递给相关的设计、生产、制造部门，后期讨论形成有效的解决方案进行改进，以提高对产品的质量管理。6数据管理框架6.1产品协同设计信息MBD零件模型一般由设计模型、三维注释和属性组成。设计模型以简单几何元素构成，并用三维图形的方式描述产品几何形状信息，直观地将设计者意图表达出来。三维注释和属性统称为非几何信息，前者在三维环境下进行零件的三维标注，包含产品的坐标基准、尺寸公差、形位公差、制造工艺和精度要求等生产必须的工艺约束信息，后者则表达产品的材料型号、分析数据、测试需求等产品内置属性信息，如图2所示。图2MBD数据集的信息内容图6.2设计模型数据管理设计模型数据管理要求如下：a)立体、直观地表达设计者意图；b)通过计算机服务统一编码，将NC代码转换到数控加工设备对零件进行加工制作；c)在装配阶段模拟零部件装配关系，快捷、准确地指导装配工作。6.3三维注释数据管理5T/BIAIMXXXXX-20XX工程注释信息管理系统是MBD技术应用系统的重要部分，MBD数据集包含几何尺寸、公差和工艺等工程注释信息，集成产品的设计、制造信息，并按照不同的空间层对其进行管理，实现对产品生产和检验的监督控制。6.4属性数据管理对于MBD采用的大量数字化工艺设计分析和制造加工等属性信息，应按照一定格式编辑存储管理，以便后续的数字化系统能够识别在MBD数据集中工程注释信息的意义，并根据该工艺要求所对应的标准工艺步骤和检验要求，自动创建产品的操作和检验记录表。设计模型中的数据管理，采用一种基于特征树的管理方法，其最小管理目标是零件，从而实现设计模型信息的有序可控。模型数据反映构成产品各种元素的数据信息，它们之间既相互独立，又相互关联。在建模过程中应将这些数据信息分别存储于不同的层空间，通过控制层空间的关联组合实现对产品数据的分类，在不同的生产阶段单独提取MBD数据集的工程注释信息，对提取的信息进行管理，并确保其数据内容与产品数据管理系统的一致。7文档管理7.1一般要求文档管理的基本要求一般包括：——确保技术数据的完整性；——确保技术数据的正确性；——确保技术数据的时效性；——确保技术数据的可追溯性；——确保技术数据的权威性。7.2功能要求协同设计系统中文档管理，一般要求功能如下：——文档分类管理，支持定义各种类型的文档，如内部联系单、出差报告单、永久更改单、临时更改单、二维工程图、三维模型、工艺卡片、统计汇总报表等，并支持为不同类型的文档定义不同的生命周期模板及审批流程和更改流程；——版本管理，支持文档版本管理能力，管理文档的变更过程和历史，完整记录图文档的演变记录。文档版本可分大版本、小版本两级，大版本为经过流程评审后确立的版本，小版本为每次检入检出时的修改历史；——文档状态管理，采用生命周期模板实现文档的状态管理，文档类型绑定生命周期模板，状态变迁通过流程实现；——浏览与圈阅，提供不同格式文档的在线浏览和圈阅，支持常见的文件格式，如Office等）等；——历史文档批量录入，支持历史文档批量录入，解决本地大量历史设计文档批量提交至协同设计系统；——文档下载，支持文档批量下载；——文档结构，支持三维模型文档的结构关系管理。8零部件及BOM管理6T/BIAIMXXXXX-20XX8.1零部件分类管理在设计项目中，各个专业会涉及到各种产品数据，包括机械、电子、软件等。零部件是企业中的基本单元，是数据的基础。通过PLM的实施，使BOM/PART的申请、审核、认证、升级业务在同一系统中完成，并可与已归档文档（过程文档和生产技术文件）建立关联，构建以产品结构为核心的单一产品数据源，增强数据的共享和重用。协同设计系统应提供完整的产品数据设计开发环境，BOM/PART管理解决方案使企业内部之间、企业与供应链之间实现协同工作。通过PLM，工程师在安全准确的状态下，建立、编辑、浏览以及控制零部件；同时自动维护和管理零部件和文档之间的关联关系。详细的分类将根据用户实际零部件分类业务在协同设计系统中进行详细的配置，如图3所示。图3零部件分类零件标准化及分类应结合零件供应商及制造商的管理，可以支持大量采购及减少供应商的目的；零件重用应考虑零件的各种特性，不仅包括设计资料，还应包括如材料/成本/制造等各种特殊属性。8.2零部件属性自定义协同设计系统宜提供功能丰富的企业建模工具，建模工具支持自定义图文档、零部件等管理数据的类型、扩展属性、生命周期及工作流程。为满足业务发展需求，协同设计系统应支持为任何类型的零部件对象自定义需要管理的属性项，可随时扩充。8.3零部件生命周期管理7T/BIAIMXXXXX-20XX每个零部件具有状态管理要求，在协同设计系统中采用可自定义的生命周期规则方式实现零部件生命周期的管理。生命周期的状态由流程驱动，协同设计系统可自动提升生命周期状态。对于即将淘汰的零部件可以通过零部件作废流程，推至“作废”状态。处于作废状态的零部件，不能被引用。8.4零部件版本管理应对零部件进行版本控制，由于产品设计反复迭代，当设计进行改变时，同一对象在一定范围内将有不同的表现形式，应用版本加以区分与管理。为有效控制零部件的改变，PLM应提出版本的管理机制。零部件版本由变更产生，每变更一次，应产生一个新版本。一个零部件对象只允许存在一个未生效的版本，即不能对同一个零部件同时进行多个版本的变更。8.5零部件检索按照零部件属性（通用属性和分类属性）进行模型查询或精确查询符合条件的零部件是协同设计系统需要提供的基本能力。协同设计系统可采用组合条件方式查询，组合条件支持模糊、精确等条件规则。8.6零部件相关信息管理协同设计系统宜支持建立零部件和各种文档之间的链接关系，将设计过程中产生的文件和零部件建立链接，形成以产品结构为核心的数字化产品结构。查看产品结构上的任何一个零部件都可以通过“相关文档”查看相关联的文档信息。对于三维模型，同时显示其缩略图。8.7BOM多视图管理BOM多视图关联的主要作用是提供面向产品开发不同阶段的结构化产品视图，协同设计系统宜支持BOM多视图，包括设计视图、工艺视图、管理视图和制造视图等，在设计视图的基础上进行调整形成工艺视图和管理视图，工艺视图主要包含自制件信息，管理视图主要针对系列产品，在管理视图的基础上进行配置可以得到制造视图。此外，从工艺视图和工艺路线中可以提取非系列产品的制造视图。制造视图、工艺文件、技术准备文件等是协同设计系统与ERP集成的主要内容。BOM多视图管理的主要功能要求如下：——应完整记录产品结构的演变过程，面向产品生命周期不同阶段，提供不同的产品结构视图，如设计视图、工艺视图、制造视图等，并支持视图的扩展；——应记录不同视图的关联，管理产品结构多视图的变更，自动确定变更的影响范围，当上游视图发生变更时协同设计系统自动发送消息给下游视图的相关人员；——BOM浏览，支持基于树状结构的产品结构展开，提供零部件相关文档的查询、浏览和编辑，支持对零部件及装配属性（如装配数量、来源等）的编辑；——BOM编辑，提供基于树状结构的产品结构编辑，支持在产品结构树上直接添加和删除零部件，支持对零部件及装配属性（如装配数量、来源等）的编辑；——BOM自动录入，支持自动从AutoCAD等二维CAD图纸及三维CAD模型中自动导入信息以创建零部件和产品结构；——BOM的版本管理，支持产品的BOM版本管理，根据时间轴可直接查询获取当时的BOM。同时，支持BOM的有效性管理；——BOM的重用，支持BOM的复制，满足企业对BOM的借用要求；——BOM的输出，支持对各产品的零部件按产品、自制件、标准件、外购件等进行统计和格式化输出；8T/BIAIMXXXXX-20XX——BOM的比较，支持产品设计BOM、工艺BOM、制造BOM等之间的比较；同时支持不同产品之间的BOM比较；——BOM的多视图，支持自定义BOM的功能，满足企业根据实际情况实现设计BOM、工艺BOM、制造BOM以及采购BOM等的管理：.各视图的修改相互独立，即工艺视图的调整不影响设计视图，设计视图的调整也不自动修改工艺视图，只是给工艺视图以明显标识以提醒工艺视图负责人注意修改；.支持从BOM多视图生成各种报表，具体报表种类和格式由用户提供；.BOM多视图编辑，支持图示化的BOM多视图编辑，同时支持基于树状结构和二维表格的BOM多视图编辑；.支持各种视图的查询（层次查询和模糊查询）、统计、汇总、格式化输出和打印（要求能够反映产品的层次结构）。实现对各产品的零部件按自制件、标准件、外购件、电子元器件等进行统计和格式化输出。9审批发布流程管理9.1概述工作流管理是对图文档的审批流程电子化，在协同设计系统中实现图文档的电子审批。流程管理可采用开源的流程引擎实现，流程引擎宜支持复杂、嵌套流程，可编程，自定义控件，支持扩展。流程管理包括但不限于工作流模板管理、流程任务管理、流程实例管理。9.2工作流模板定义工作流模板的作用是定义企业各种流程，如审批流程、变更流程以及其他业务流程等。工作流模板定义，能够以图形的方式定义流程模板，支持自定义路由、自定义活动名称、自定义活动执行人（可按用户、角色）。其中活动节点为实例后生成流程任务。模板启用后才能被实例化（即启动流程）；启用的模板如需要修改，修改后不会影响已经实例化的流程。9.3流程任务管理流程任务管理包括工作表、任务查询、任务执行等。用户可使用工作表查看当前需要完成的任务；系统管理员或项目经理可通过任务查询查询其他人员的任务完成情况；用户可通过任务执行查看或完成任务，打开任务对应的文档查看流程实例。考虑到实际使用中的特殊情况，任务管理还应提供任务指派和工作委派的功能，实现把某个人的任务分派给其他人，从而不影响其它任务的完成情况。9.4流程实例管理流程实例管理为系统管理员提供对当前正在运行的流程的查询和监控功能。系统管理员可根据当前的实际情况进行流程终止、暂停等操作。9.5消息通知各用户通过消息中心，可写消息给他人、订阅允许订阅的消息，也可收发消息；同时如果用户有流程或者项目任务，则由协同设计系统自动发消息通知相关责任人。10变更管理9T/BIAIMXXXXX-20XX10.1概述工程变更管理的主要作用是管理已定型产品数据的更改，确保更改的正确性、更改消息传播的及时性，即与该变更相关的所有部门和人员都能够及时得到变更消息，以确保相关的产品数据能够及时得到更改。协同设计系统的变更管理一般由相互关联的四个步骤组成：问题提出、变更申请、变更执行和变更发布。10.2变更模型协同设计系统可采用统一的变更模型将设计、工艺、制造及服务变更上下游的联动变更串联在一起，如图4所示。图4统一的变更模型通过多种不同