模具开发中的协同设计与科学管理王辉,程玲玲,姚晓东0前言随着车灯市场的快速发展，对新型车灯要求越来越多。由以前的小模具、修理模具业务，发展到如今的双色模、大规模复杂型腔模具等，并向国外出口模具。对模具数量和质量都提出了很多新的要求。在这种情况下，如何协作模具开发，使整个模具制作过程更有成效，保证模具按质按量准时完成？协同各方面要素，充分发挥各相关部门的职能和潜力，是我们在实践中摸索出来的好方法。与VDA6．4质量认证系统相配合，贯彻协同设计和科学管理思想，是新模具生产走向未来的必由之路。协同设计的实质是项目进行各方通力合作，达到资源的最大整合；同时，对项目进行中出现的冲突，进行合理的消解和处理，以实现整体最优。1协同设计背景资料1．1协同设计协同设计是实现并行工程的有利手段，也是实现并行工程的关键，协同设计强调设计者采用群体工作方式，从而不同程度地改善了传统设计中项目管理与设计之间、设计与生产之间的脱节，设计与设计之间，以及设计周期过长、设计费用高、设计质量不易保证等弊病。它注重为多功能小组提供多种信息交流方式和设计过程监控，强调设计决策过程是一个动态的群体协同行为，并注重研究设计活动的动态特性。1．2协同系统设计的功能及特点协同设计系统功能概括3个层次，即通讯、合作和协调。●通讯：通讯使各设计单位在设计过程中能够方便地交流信息；●合作：合作是协同设计的工作方式，是在共享产品模型的基础上，使不同的设计单位能够同步或异步参与到一个产品的设计过程中；●协调：协调通过控制各设计单位的合作速度，保证设计的准确性，提高设计效率，使设计过程或结果达到最优。协同设计过程具有以下特点：（1）分布性：参加协同设计的人员可能位于相同地方，也可能位于不同地方。（2）交互性：协同设计中人员之间经常进行交互。交互方式可能是实时，可能是异时。（3）动态性：在整个协同设计过程中，产品开发的进度、工作人员的任务安排、设备状况等皆在发生动态变化。（4）协作性与冲突性：在协同设计中，开发人员之间需要密切合作。同时，由于产品开发的多样性以及实际情况的复杂性，合作过程中的冲突不可避免，需要进行冲突消解。（5）活动的多样性：协同设计中的活动多种多样，除了产品造型、工艺设计、NC编程等活动外，还有项目管理、设计评审等。协同设计就是这些活动组成的有机整体。（6）网络环境：协同设计一般建立在网络环境基础之上，具有计算机软硬件的异构性等特点。1．3协同设计的藕荷方式由于一个复杂项目的各个子任务间联合方式的不同，导致信息交流的水平也不尽相同。根据协同设计信息交流的深度，即设计的协同程度可将协同设计分为3类：松散、适度和紧密耦合，如图1所示。松散耦合的特点是小组间信息直接交流，信息阻抗大；适度耦合的特点是通过共享数据库交流信息，信息阻抗适中：紧密耦合的特点是通过约束网络建立小组间的联系，信息阻抗小。图13种协同设计耦合组织方式在紧密耦合的协同方式中，问题的解决通常是分层次的，各子任务间紧密耦合，信息阻抗也非常低，甚至没有。设计者、管理程序组成一层，并在这一层上对产品的描述进行创建和修改。下一层由约束网络、规则实例库等组成，表示了各子任务间内在联系。2协同设计与科学管理过程2．1协同设计和科学管理产能的急剧扩大是新模具开发采取协同方式的最主要原因。特别是通过VDA6．4质量评审后，如何将VDA6．4质量管理要求和模具开发的具体实践密切结合起来，创造出适合部门发展的设计和管理模式？是一个必须面对的问题。图2是上海小糸车灯厂模具部新产品开发流程图。从图2可以知道，新产品开发所涉及到的主要部门有CAM科、CAD科及模具工装车间；而技术管理科在其中处于协调作用。如果套用协同理论，模具新产品开发过程完成可以作为一个紧密藕荷的协同设计系统来处理。其中所涉及到的协同小组有CAM和CAD相关人员、NC班组及钳修人员以及技术管理科。模具部内部网络、DNC系统、CATIA软件设计局域网、Dr．工程及Dr，成本软件构成了紧密藕荷协同系统的网络环境。模具协同开发的上游是产品设计（技术开发部），下游是注塑生产（生产部...
