1先进制造系统对模具产品建模的要求
　　早期的模具产品模型，由于受计算机辅助单元技术发展的影响，大都采用面向几何建模方法，主要侧重于定义制件的几何信息，缺乏模具设计开发所要求的工程信息，无法满足集成化和智能化的发展要求。随着特征概念的引入和信息技术的发展，模具产品建模进入了面向特征的阶段。在模具设计的局部层次上通过预定义的特征来描述产品信息，文献描述了钣金制件特征的表达，并将钣金制件按成型方法分为冲裁、弯曲、拉深三类；文献通过装配特征来实现自顶向下的模具设计，并具体分析了装配特征及其描述形式，以及基于装配特征的装配模型和零件模型。这些基于特征的建模方法可以有效地描述模具设计活动所需的局部信息，但CIM、CE等先进制造模式对模具产品建模提出了更高的要求：
　　（1）完整性要求模具产品模型最大限度地提供和表达丰富的产品信息，即包含产品生命周期内的所有产品信息，便于各设计活动高效协调工作。
　　在模具产品信息模型中，不仅要解决好制件的信息描述，而且需要解决好模具零件和模具结构的信息表达。
　　（2）统一性采用统一的模具产品模型后，不同的开发者（如制件设计者、模具结构设计者等）可以基于同一基础进行开发，从效益和集成化角度满足先进制造理论的要求。另外，产品模型采用统一的标准后，各系统用户不必关心系统的接口，从而提高系统的通用性、可重构性。
　　（3）一致性在模具开发过程中，为便于各用户之间协同工作和交流，模具产品模型应基于产品数据交换标准（如STEP标准），采用Express等语言对模具产品数据进行一致性定义和描述。
　　（4）多维性模具产品模型是提供模具设计过程中各种产品信息的途径，在表达上，应既有局部表达，又有整体表达，支持模具设计过程中各阶段的活动，实现模具产品模型不同视图的描述。
　　（5）抽象性模具产品模型的信息描述的外部形式，可以根据应用对象和用户习惯的不同而呈现多样性，但其内部数据结构表达应力求统一，达到高度的抽象性，以利于各种模具设计应用信息的提取和共享，并逐步扩大领域内的标准化和适用范围。
　　2基于STEP三层结构的模具产品建模
　　STEP方法学的基本内容为三层结构，即应用层、逻辑层和物理层。本文基于STEP的三层结构模式，提出了模具产品模型的总体框架。
　　（1）应用层即用户活动层，在该层上，模具设计中的各用户根据自己的需求来构造自己的应用模型。这一层是表示与模具设计过程中各应用领域有关的外部数据，它以最符合各应用需求的形式和结构描述信息模型。应用层的信息模型通常是逻辑层集成产品信息模型的子集，模具设计中不同的应用对产品的信息有不同的需求。各系统用户通过应用层来与逻辑层打交道，所以，应用层是用户与模具产品模型逻辑层的接口。
　　（2）逻辑层通过对模具设计中各应用领域应用模型集合的综合分析，找出并合并其共同点，协调冲突，采用比较简单的基本实体来描述应用层中的复杂客观事物，最后构造出一个相容统一的、满足应用模型集合需求的模具产品集成信息模型，该DPIIM是一个全局的、统一的信息模型，一个支持模具设计各应用活动并使冗余信息达到最少的标准化实体集合。文中所提到的模具产品集成信息模型主要是指在逻辑层上的表达，即在计算机内部的逻辑结构层，它比应用层更抽象，比物理层更直观，它是由各子模型构成的，并描述各子模型之间的逻辑关系。在模具产品模型的总体结构中，逻辑层是核心，也是研究的重点。
（3）物理层主要包括数据的交换模式和存储模式，其中交换模式是PDES/STEP规定的中性文件格式。
　　3模具产品集成信息模型
　　3.1模具产品集成信息模型的组成模式
　　模具产品集成信息模型是构成基于STEP标准的模具产品模型的主要部分，它由多个论题模型组成。论题模型是用于描述某个特定论题的信息，每个模型均构成了独立的概念模式，并可用一组模式建立。这些模型通过共享集成资源加以联系，构成无冗余的模具产品集成信息模型DPIIM.
　　本文中的模具产品集成信息模型，主要包括模具需求子模型、模具产品结构子模型及模具广义特征子模型。
　　（1）模具设计需求模型表示力图在产品定义阶段尽可能地搜集、获取模具产品生命周期各环节的需求，从产品生命周期的观点出发，所定义的设计需求信息，不仅包括了用户需求，而且将其内涵扩展到资源需求、技术需求、管理需求及协作需求等方面，使模具设计需求的空间扩展到产品全生命周期的广度。
　　（2）模具产品主要包括制件及模具两方面内容，所以产品结构模型主要描述制件和模具的结构。
　　对于制件，从零件设计的角度来看结构属性；对于模具，从装配模型的角度来看结构属性。模具产品结构是设计结果的最终表现，所以模具产品结构模式的定义数据覆盖全生命周期。
　　（3）模具广义特征模型描述产品生命周期内各种活动的全部特征信息，包括：描述用户要求信息的用户特征；描述产品功能的功能特征、材料特征；表示产品形状特点的形状特征；表示表面形状允许变动量的精度特征模型；表示各种装配关系的装配特征、材料特征、管理特征、工艺特征、质量特征、价值特征和维护特征等。各特征模型不仅能支持各应用领域活动所需的产品定义数据，而且能提供符合思维的高层次工程描述术语。
　　3.2DPIIM的集成资源
　　DPIIM的整体结构建立在论题模型$集成应用资源$集成通用资源基础上，实现与STEP已有通用资源的集成，其层次结构如所示。
　　在STEP标准中，集成资源定义了对产品数据模型的有效描述及产品数据的全局模型。按照STEP方法论，基于STEP标准的模具产品集成信息模型由集成资源的两大部分组成：集成通用资源和集成应用资源。集成通用资源在各应用中具有通用性，而集成应用资源则是描述模具开发中某一应用领域的数据，它们依赖于通用资源的支持。
　　集成应用资源模型为面向应用的模型，结合模具（模温机在注塑模具中应用）设计中的特点，模具产品集成信息模型的集成应用资源分为：模具标准、模具产品结构配置管理、成型工艺、有限元分析、模具生命周期等。
　　与模具产品建模有关的通用资源可参考STEP标准中的大部分集成通用资源：产品描述与支持的基础、几何与拓扑的表示、表示结构、产品配置管理、形状公差等。
　　型支持高层次的资源模型，描述了DPIIM的集成资源的内容及其相互引用关系。
　　5DPIIM中应用协议的开发过程DPIIM中应用协议的开发过程分三个步骤定义三种类型的模型，它们分别是：
　　（1）应用活动模型它定义了冲模设计领域内使用和产生数据的活动，一般用形式化的过程建模语言IDEF0表示。包括协议应用范围、应用相关环境以及功能需求，为了清晰、准确地说明应用范围、应用相关环境和功能需求，可能还需要说明应用领域以外的一些功能、过程。
（2）应用参考模型
　　它描述了冲模设计领域内各种活动所需要的信息及信息之间的结构，通过分解各项信息需求的具体属性及联系，建立参考模型，一般用形式化信息建模语言，如Express-G和IDEF1x表达。
　　（3）应用解释模型
　　通过对集成资源的选择和约束来满足参考模型给出的信息要求，一般解释模型用EXPRESS语言或EXPRESS-G表示。应用解释模型是由若干资源单元组装而成，通过对这些资源单元的解释，可以实现在AP中所定义的应用范围和相关环境的信息需求。
　　参照一般AP开发原则，表示了模具产品集成信息模型中应用协议的开发过程。
　　5结语
　　STEP标准本身与产品建模技术的发展密切相关，标准的不断发展与完善，也就是产品建模技术等相关技术的不断发展与完善。标准本身为产品建模提供指导，反之，建模技术又为标准的建立提供技术参考。同时，STEP标准是一个非常复杂庞大的标准，不可能对各个设计领域面面俱到，迄今为止，还有许多内容尚待完善。因此，本文针对模具应用领域的特点，利用STEP方法进行产品建模研究，为模具开发提供了基于统一标准的参考模型。
 

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