● 摘要
随着数字化制造技术的发展,装配制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)越来越多地被应用在装配生产车间这个制造企业的具体执行单位和效益源头中。由于企业间多种异构系统的存在,以及制造过程中大量二维图纸等非结构化信息的产生使得制造数据难以管理和维护,阻碍了装配制造执行系统在企业中的应用。另外,当前制造企业中对制造数据的管理很少涉及三维可视化的应用环境,大多数还是针对传统的二维环境进行,因此在面对三维可视化技术广泛推广的今天面临了很大的局限性。这主要表现在两方面:(1)没有一个通用的制造数据模型进行支持三维可视化的应用;(2)尚未出现一个合理的三维可视化应用模式指导制造数据管理系统的构建。因此,在无纸化生产的趋势下,本课题基于这样一个应用背景,在装配制造执行系统平台中,以三维轻量化技术作为技术实现点讨论了三维模型在面向装配生产阶段的制造数据管理中的应用。论文以面向产品全生命周期的制造数据管理模型为理论基础,围绕了基于三维模型的产品与工艺设计定义信息在制造过程的应用,研究制造执行系统平台的三维模型使能技术,目的是为探索基于三维模型的产品与工艺定义信息在制造系统中的有效应用模式。首先,在分析企业基于三维模型相关的设计与制造应用和面向产品全生命周期的制造数据管理需求的基础上,针对基于三维模型的全生命周期的制造数据管理和制造过程业务管理的技术需求,讨论了制造系统中三维模型使能的技术应用目标,设计了一种基于三维轻模型的制造过程数据管理方法。讨论了制造过程数据管理中所涉及的基于三维工的产品与工艺技术信息的集成、三维模型在制造过程中应用的轻量化表达和变更控制等相关技术。其次,针对制造执行系统平台的三维模型使能和模型轻量化技术的应用特点,开展了支持三维模型全面应用的制造执行系统的总体设计和装配过程数据管理系统的技术方案设计,建立了装配过程信息模型,并对三维装配工序模型在系统中的实现等关键技术提出了解决方案。最后,基于J2EE平台实现了基于三维轻模型的装配制造执行系统的产品模型管理、三维工艺编辑、工艺执行实例管理等制造过程数据管理功能,并在企业进行了初步应用验证,表明解决方案具有有效性。关键词:制造数据管理,三维模型,轻量化技术,装配,MES
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