型腔模具计算机辅助报价关键技术研究
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摘要
模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。随着现代工业发展和产品更新换代周期的急剧缩短，模具的需求量日益增长，模具工业在整个国民经济发展中的作用愈来愈显著。模具的定价是否合理不仅关系到用户的切身利益，而且还关系到制造商的盈利水平、市场竞争策略的制订以及预定的经营目标是否能够顺利实现等。因此，模具价格的制定是模具制造企业经营决策的重要内容之一。模具行业传统的以经验为主的报价方法，如类比法、工料比法等，存在经验依赖太大、难以规范化和标准化等缺点，而以计算为主的报价方法，如工时法，虽然报价精度高、报价过程规范、标准，但采用人工报价时，计算繁琐，比较费时，不能满足新形势下模具报价要求快速反应的需要。随着计算机技术、网络技术、数据库技术、预测技术、信息技术、等现代科学的发展，使得计算机辅助模具报价成为可能，因此研究新形势下模具工业的计算机辅助模具报价具有非常重要的、可行的、现实的意义。
本文研究的型腔模具报价系统以型腔模具为研究对象，针对原有模具报价系统在信息输入、报价方法、网络化等方面存在缺陷的前提下而进行研究、改进的。通过可行的算法，该报价系统从产品制件工程图的DXF文件中自动提取模具报价所需信息，从而提高报价系统的自动化、智能化程度；在工时法报价方法的基础上，针对系列化产品的模具报价而提出了一种新的报价方法，即：几何相似计算法，该方法应用在系列化产品的模具报价时，具有报价精度高、简单适用等优点。
本文根据上述思想主要进行了以下几个方面的研究：
1．如何从产品制件工程图DXF文件中自动提取产品制件尺寸精度、表面粗糙度、形状复杂度等模具报价信息，生成面向模具报价的产品制件信息数据库。
2．研究几何相似计算法的原理、公式推导过程，从而从理论上解决几何相似计算法的报价方法问题。
3．系统数据库的创建和组织，包括标准模架库、标准件库、原材料库等数据库的创建和组织。
4．系统安全性、可维护性研究。系统通过设计安全登录模块、数据维护模块，使系统本身更加安全、可靠，数据维护更加方便、高效。
根据以上研究内容，本文以SYBASE公司的POWERBUILD+SQLANYWHERE为开发工具，在WINDOWS NT平台上开发实现了一个原型系统。
Moulds and dies are vital technical equipments in the field of modem manufacturing industry. Its level is the symbol of manufacturing level and throughput of a country or an enterprise. With the developing of the modern industry and the sharp shortening of the period of products updating, the demand of moulds and dies expands increasingly, which makes the roles more and more important in the development of all the national economy. The rationality of moulds and dies quotation is related to users' benefits, the makers'payoff, the formulation of the market competitive strategies, the reality of preconcerted aims, and so on. So determining the prices of moulds and dies properly is one of the most important contents of managerial decision-making for moulds and dies manufacturing enterprises. The conventional experience quotation methods of moulds and dies, such as quotation by the proportion of man-hour and materials, weighing, etc, have shortcoming such as depending too much on experience, difficulty in standar
dization and normalization. Although the calculating quotation methods of moulds and dies, such as man-hour method, have high precision of quotation, and standard and normal process of quotation, they can't meet the requirement of rapid quotation in the new environment because complicated calculation process taks too much time, especially quoted by manual work. With the development of the modern science and technology, such as forecasting technique, computer science, network technique, information technique, database technique, etc, it becomes possible to realize Computer Aided Quotation of Moulds and Dies(CAQMD). Therefore, it is significant, feasible and practical to research CAQMD.
The research object of the quotation system of moulds and dies in the dissertation is cavity moulds, and the system is brought forward and improved against the deficiency of present quotation system of moulds and dies in the aspect of information distilling, quotation method, network, etc. Through feasible arithmetic, the system distills quotation information automatically from the DXF files of workpiece drawings, which is to advance the extent of automatization and intelligentizing. On the base of man-hour quotation method, a new quotation method, geometry-similarity-calculation quotation method, is brought forward aiming at the mould quotation of serial product in the dissertation .This quotation method has the advantages of high quotation precision, simpleness and practicality in the application of mould quotation of serial product.
Based on above, the following main problems are discussed in the dissertation: 1. Distill quotation information automatically such as dimension precision, surface finishment, shape complication, ect, from the DXF files of workpiece drawings, and create workpiece information database faced on mould quotation.
2. Study the principle and formula derivation of geometry-similarity- calculation quotation method, which resolves some problem of geometry-similarity-calculation quotation method in theoretics.
3. Organize and establish the databases of system, including standard mould frame database, standard part database, materials database, etc.
4. Study the security and maintenance of system. The system is more secure and reliable, and is more convenient to maintain system data efficiently through the security- entering module and the data- maintenance module.
According to above study, a prototype system is developed on the WINDOWS NT platform by POWERBUILD & SQLANYWHERE of SYBASE corporation.
本文研究的型腔模具报价系统以型腔模具为研究对象，针对原有模具报价系统在信息输入、报价方法、网络化等方面存在缺陷的前提下而进行研究、改进的。通过可行的算法，该报价系统从产品制件工程图的DXF文件中自动提取模具报价所需信息，从而提高报价系统的自动化、智能化程度；在工时法报价方法的基础上，针对系列化产品的模具报价而提出了一种新的报价方法，即：几何相似计算法，该方法应用在系列化产品的模具报价时，具有报价精度高、简单适用等优点。
本文根据上述思想主要进行了以下几个方面的研究：
1．如何从产品制件工程图DXF文件中自动提取产品制件尺寸精度、表面粗糙度、形状复杂度等模具报价信息，生成面向模具报价的产品制件信息数据库。
2．研究几何相似计算法的原理、公式推导过程，从而从理论上解决几何相似计算法的报价方法问题。
3．系统数据库的创建和组织，包括标准模架库、标准件库、原材料库等数据库的创建和组织。
4．系统安全性、可维护性研究。系统通过设计安全登录模块、数据维护模块，使系统本身更加安全、可靠，数据维护更加方便、高效。
根据以上研究内容，本文以SYBASE公司的POWERBUILD+SQLANYWHERE为开发工具，在WINDOWS NT平台上开发实现了一个原型系统。
Moulds and dies are vital technical equipments in the field of modem manufacturing industry. Its level is the symbol of manufacturing level and throughput of a country or an enterprise. With the developing of the modern industry and the sharp shortening of the period of products updating, the demand of moulds and dies expands increasingly, which makes the roles more and more important in the development of all the national economy. The rationality of moulds and dies quotation is related to users' benefits, the makers'payoff, the formulation of the market competitive strategies, the reality of preconcerted aims, and so on. So determining the prices of moulds and dies properly is one of the most important contents of managerial decision-making for moulds and dies manufacturing enterprises. The conventional experience quotation methods of moulds and dies, such as quotation by the proportion of man-hour and materials, weighing, etc, have shortcoming such as depending too much on experience, difficulty in standar
dization and normalization. Although the calculating quotation methods of moulds and dies, such as man-hour method, have high precision of quotation, and standard and normal process of quotation, they can't meet the requirement of rapid quotation in the new environment because complicated calculation process taks too much time, especially quoted by manual work. With the development of the modern science and technology, such as forecasting technique, computer science, network technique, information technique, database technique, etc, it becomes possible to realize Computer Aided Quotation of Moulds and Dies(CAQMD). Therefore, it is significant, feasible and practical to research CAQMD.
The research object of the quotation system of moulds and dies in the dissertation is cavity moulds, and the system is brought forward and improved against the deficiency of present quotation system of moulds and dies in the aspect of information distilling, quotation method, network, etc. Through feasible arithmetic, the system distills quotation information automatically from the DXF files of workpiece drawings, which is to advance the extent of automatization and intelligentizing. On the base of man-hour quotation method, a new quotation method, geometry-similarity-calculation quotation method, is brought forward aiming at the mould quotation of serial product in the dissertation .This quotation method has the advantages of high quotation precision, simpleness and practicality in the application of mould quotation of serial product.
Based on above, the following main problems are discussed in the dissertation: 1. Distill quotation information automatically such as dimension precision, surface finishment, shape complication, ect, from the DXF files of workpiece drawings, and create workpiece information database faced on mould quotation.
2. Study the principle and formula derivation of geometry-similarity- calculation quotation method, which resolves some problem of geometry-similarity-calculation quotation method in theoretics.
3. Organize and establish the databases of system, including standard mould frame database, standard part database, materials database, etc.
4. Study the security and maintenance of system. The system is more secure and reliable, and is more convenient to maintain system data efficiently through the security- entering module and the data- maintenance module.
According to above study, a prototype system is developed on the WINDOWS NT platform by POWERBUILD & SQLANYWHERE of SYBASE corporation.
引文
【1】王平．中厚板轧机计算机报价系统的设计与实现．计算机应用，1996，(3)
【2】赵曙平．市场经济条件下工程商务报价的方式．有色矿山，1999，(3)
【3】张暴暴，刘晓冰，陈晓川，冯辛安．组合式冷库工程设计及报价系统开发与研究．机械设计与制造，1999，(6)
【4】王春军，龚新龙．通风机的报价选型及软件编制．风机技术，2000，(1)
【5】苏少平．电机产品计算机报价系统的研究与设计．中小型电机，1999，26(5)
【6】苏少平，梁得亮．Y系列异步电机产品的计算机报价系统的设计与实现．计算机工程与应用，2000，(2)
【7】陈炜．计算机辅助船舶报价系统Ⅲ的性能和特点．造船技术，1999，(4)
【8】赵平，谢行皓．工程项目投标报价专家系统的设计与实现．西安建筑科技大学学报，1999，31(3)
【9】杜葵．工程项目快速投标报价系统与测标模型的研究．云南工业大学学报，1999，(3)
【10】阮连法，温好珍．模糊综合评价在工程投标报价中的应用．建筑经济，2000，(2)
【11】汪晓昀．工程项目投标报价优化方法．资源开发与市场，1999，15(1)
【12】张暴暴，刘晓冰，陈晓川，冯辛安．制造产品智能集成报价系统研究．组合机床与自动化加工技术，1999，(12)
【13】张暴暴，李龙梅等．集成环境下报价设计的实现．机械研究与应用，1998，(3)
【14】刘航主编．模具价格估算．北京：机械工业出版社，2000
【15】中国模具工业协会，机械工业部，经济调节司编．模具计价办法参考手册．北京：机械工业部机械市场咨询服务中心，1993
【16】丘宏扬，龚权平等．小型冲压模具报价辅助系统的开发．计算机技术应用，2000，(6)
【17】卿兆波，王耘等．小型冲压模具报价系统的研究．模具工业，2001，(10)
【18】刘崇欣．汽车模具报价系统．模具工业，1997，(2)
【19】许超，王宗祥．中小型塑料注射模报价系统模型研究．模具工业，1999，(2)
【20】罗邵武，沈利琴．基于计算机的注射模报价系统．模具工业，1995，(11)
【21】张成才，孙喜梅，朱陶业．AutoCAD的DXF文件格式及其转换接口研究．微型电脑应用，2001，17(8)
【22】窦宪民，李菊而，武峰．AutoCAD接口技术研究．郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2002，17(2)
【23】翟国栋，林福严，温联菊．从AutoCAD中提取实体数据的研究．河北煤炭，2000，(4)
【24】王安，蒋寿伟，姜萍萍．基于DXF图形数据实现网络传输的研究．计算机辅助工程，2002，(3)
【25】孙文焕，魏生民等．机械CAD应用与开发技术．西安：西安电子科技大学出版社，1996
【26】吴昌林，徐晓等．机械CAD基础．北京：高等教育出版社，1995
【27】崔晓峰．基于特征识别的CAD／CAPP信息集成．浙江大学硕士学位论文，2001，(2)
【28】卿兆波．小型冲压模具报价方法研究．浙江大学硕士学位论文，2002，(1)
【29】胡志根，梅阳春．工程项目造价快速估算方法研究．基建优化，1995，16(3)
【30】潘双夏，冯培恩．基于区间分析的成本估算策略和方法研究．中国机械工程，999，10(7)：792-795
【31】潘双夏，冯培恩．面向全过程的产品经济性评价策略研究．机电工程，1997，14(6)：206—208
【32】胡敏，石教英．PDM环境下快速产品技术报价的设计与实现．计算机工程，2000，26(12)：184-186
【33】杨将新，胡树根．基于综合加工成本的计算机辅助公差设计．仪器仪表学报，1998，19(6)：641-644
【34】胡树根，周广仁．现代机械工业生产技术．机电工程，1992，(1)：39-40
【35】顾新建，谭建荣．机械产品信息基因模型．中国机械工程，1997，8(2)：77—79
【36】宋小文，王耘．大中型电机模具参数化CAD系统．模具工业，1998，(7)：7—10
【37】顾正朝，王尔健．基于数据库管理的参数化模架设计．模具技术，1996，(3)：19—24
【38】胡小平，宋小文．基于产品信息模型的智能型级进模CAD／CAM系统．中国机械工程，1996，7(5)：11—13
【39】赵亮，冯培恩等．面向产品设计的成本工程系统方法与技术的研究．计算机辅助设计与图形学学报，2001，13(3)：213—217
【40】赵亮，冯培恩．基于基因工程的成本建模方法的研究．机械设计与研究，2000，(3)：10-12
【41】帕尔G，拜茨W著．冯培恩译．工程设计学，机械工业出版社，1992
【42】杨颖，汪劲松等．制造系统中的公差与成本．制造技术与机床，1999，(5)
【43】杨颖，郁鼎文等．公差优化中的制造成本估算．制造技术与机床，1999，(9)
【44】杨颖，汪劲松等．公差设计与制造成本．制造技术与机床，2000，(2)
【45】杨将新，吴昭同，顾大强．基于加工特征的成本—公差模型研究．工程设计，1995，(5)
【46】杨将新，吴昭同．机械加工成本—公差建模技术研究．浙江大学学报，1996，vol1(30)
【47】范顺成，温正忠．机械设计方案制造成本的模糊估算方法．机械设计，1998，(5)
【48】李存荣，张进军，郭顺生等．面向制造的成本计算系统开发．机械设计，2000，(1)
【49】冯禹，马玉林等．基于特征的零件加工成本评价．高技术通讯，1999，(9)
【50】潘双夏，赵亮，冯培恩．基于CAD／CAPP模型的焊接结构成本估算方法．焊接学报，1999，(12)
【51】姜华，熊光楞．面向成本的设计方法与技术研究．高技术通讯，1999，(2)
【52】党根茂等，模具设计与制造．西安：西安电子科技大学出版社，1995(12)
【53】《模具制造手册》编写组．模具制造手册．北京：机械工业出版社，1997
【54】邓石城，王旭．实用模具技术手册．上海：上海科技教育出版社，(2000)
【55】沃得工作室编著．PowerBuilder 6.0应用开发指南．北京：人民邮电出版社，1998
【56】Abraham Silberschatz, Henry F.Korth,S.Sudarshan．杨冬青，唐世谓等译．数据库系统概念．北京：机械工业出版社，2000
【57】Cooper. R.,Kaplan. R.S.,Profit Prorities from Activity-Based Costing. Harvard Bus. Rev, (1991)130-135
【58】Iwao Hayakawa. Strategic Cost Control and Profit Management on ABM Under ABC. 18th IE&C International Conference, 1995
【59】Feng C.-X.,A. Kusiak and C.-C. Huang. Cost Evaluation in Design with Form Features. Computer-Aided Design, 1996,28(11)
【60】S.H. Yeo, B.K.A. Ngoi and H. chen. a Cost-Tolerance Model for Process Sequence Optimisation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1996(12)
【61】Dewhurst P, Boothroyd G. Jonurnal of Manufacturing Systems, 1988,7(3):183
【62】Mileham A R, Currie G, Miles A W, Bradford D T.A Parameter Approach Cost Estimating at the conceptual Stage of Design. Journal of engineering Design, 1993,14(2)
【63】Brian G. Kingsman, Antonio Artur de Souza. A knowledge-based decision support system for cost estimation and pricing decisions in versatile manufacturing companies. Int. J. Production Economics, 1997,53:119-139
【64】Mohsen E1Hafsi. An operational decision model for lead-time and price quotation in congested manufacturing systems. European Journal of Operational Research, 2000,126:355-370
【2】赵曙平．市场经济条件下工程商务报价的方式．有色矿山，1999，(3)
【3】张暴暴，刘晓冰，陈晓川，冯辛安．组合式冷库工程设计及报价系统开发与研究．机械设计与制造，1999，(6)
【4】王春军，龚新龙．通风机的报价选型及软件编制．风机技术，2000，(1)
【5】苏少平．电机产品计算机报价系统的研究与设计．中小型电机，1999，26(5)
【6】苏少平，梁得亮．Y系列异步电机产品的计算机报价系统的设计与实现．计算机工程与应用，2000，(2)
【7】陈炜．计算机辅助船舶报价系统Ⅲ的性能和特点．造船技术，1999，(4)
【8】赵平，谢行皓．工程项目投标报价专家系统的设计与实现．西安建筑科技大学学报，1999，31(3)
【9】杜葵．工程项目快速投标报价系统与测标模型的研究．云南工业大学学报，1999，(3)
【10】阮连法，温好珍．模糊综合评价在工程投标报价中的应用．建筑经济，2000，(2)
【11】汪晓昀．工程项目投标报价优化方法．资源开发与市场，1999，15(1)
【12】张暴暴，刘晓冰，陈晓川，冯辛安．制造产品智能集成报价系统研究．组合机床与自动化加工技术，1999，(12)
【13】张暴暴，李龙梅等．集成环境下报价设计的实现．机械研究与应用，1998，(3)
【14】刘航主编．模具价格估算．北京：机械工业出版社，2000
【15】中国模具工业协会，机械工业部，经济调节司编．模具计价办法参考手册．北京：机械工业部机械市场咨询服务中心，1993
【16】丘宏扬，龚权平等．小型冲压模具报价辅助系统的开发．计算机技术应用，2000，(6)
【17】卿兆波，王耘等．小型冲压模具报价系统的研究．模具工业，2001，(10)
【18】刘崇欣．汽车模具报价系统．模具工业，1997，(2)
【19】许超，王宗祥．中小型塑料注射模报价系统模型研究．模具工业，1999，(2)
【20】罗邵武，沈利琴．基于计算机的注射模报价系统．模具工业，1995，(11)
【21】张成才，孙喜梅，朱陶业．AutoCAD的DXF文件格式及其转换接口研究．微型电脑应用，2001，17(8)
【22】窦宪民，李菊而，武峰．AutoCAD接口技术研究．郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2002，17(2)
【23】翟国栋，林福严，温联菊．从AutoCAD中提取实体数据的研究．河北煤炭，2000，(4)
【24】王安，蒋寿伟，姜萍萍．基于DXF图形数据实现网络传输的研究．计算机辅助工程，2002，(3)
【25】孙文焕，魏生民等．机械CAD应用与开发技术．西安：西安电子科技大学出版社，1996
【26】吴昌林，徐晓等．机械CAD基础．北京：高等教育出版社，1995
【27】崔晓峰．基于特征识别的CAD／CAPP信息集成．浙江大学硕士学位论文，2001，(2)
【28】卿兆波．小型冲压模具报价方法研究．浙江大学硕士学位论文，2002，(1)
【29】胡志根，梅阳春．工程项目造价快速估算方法研究．基建优化，1995，16(3)
【30】潘双夏，冯培恩．基于区间分析的成本估算策略和方法研究．中国机械工程，999，10(7)：792-795
【31】潘双夏，冯培恩．面向全过程的产品经济性评价策略研究．机电工程，1997，14(6)：206—208
【32】胡敏，石教英．PDM环境下快速产品技术报价的设计与实现．计算机工程，2000，26(12)：184-186
【33】杨将新，胡树根．基于综合加工成本的计算机辅助公差设计．仪器仪表学报，1998，19(6)：641-644
【34】胡树根，周广仁．现代机械工业生产技术．机电工程，1992，(1)：39-40
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【36】宋小文，王耘．大中型电机模具参数化CAD系统．模具工业，1998，(7)：7—10
【37】顾正朝，王尔健．基于数据库管理的参数化模架设计．模具技术，1996，(3)：19—24
【38】胡小平，宋小文．基于产品信息模型的智能型级进模CAD／CAM系统．中国机械工程，1996，7(5)：11—13
【39】赵亮，冯培恩等．面向产品设计的成本工程系统方法与技术的研究．计算机辅助设计与图形学学报，2001，13(3)：213—217
【40】赵亮，冯培恩．基于基因工程的成本建模方法的研究．机械设计与研究，2000，(3)：10-12
【41】帕尔G，拜茨W著．冯培恩译．工程设计学，机械工业出版社，1992
【42】杨颖，汪劲松等．制造系统中的公差与成本．制造技术与机床，1999，(5)
【43】杨颖，郁鼎文等．公差优化中的制造成本估算．制造技术与机床，1999，(9)
【44】杨颖，汪劲松等．公差设计与制造成本．制造技术与机床，2000，(2)
【45】杨将新，吴昭同，顾大强．基于加工特征的成本—公差模型研究．工程设计，1995，(5)
【46】杨将新，吴昭同．机械加工成本—公差建模技术研究．浙江大学学报，1996，vol1(30)
【47】范顺成，温正忠．机械设计方案制造成本的模糊估算方法．机械设计，1998，(5)
【48】李存荣，张进军，郭顺生等．面向制造的成本计算系统开发．机械设计，2000，(1)
【49】冯禹，马玉林等．基于特征的零件加工成本评价．高技术通讯，1999，(9)
【50】潘双夏，赵亮，冯培恩．基于CAD／CAPP模型的焊接结构成本估算方法．焊接学报，1999，(12)
【51】姜华，熊光楞．面向成本的设计方法与技术研究．高技术通讯，1999，(2)
【52】党根茂等，模具设计与制造．西安：西安电子科技大学出版社，1995(12)
【53】《模具制造手册》编写组．模具制造手册．北京：机械工业出版社，1997
【54】邓石城，王旭．实用模具技术手册．上海：上海科技教育出版社，(2000)
【55】沃得工作室编著．PowerBuilder 6.0应用开发指南．北京：人民邮电出版社，1998
【56】Abraham Silberschatz, Henry F.Korth,S.Sudarshan．杨冬青，唐世谓等译．数据库系统概念．北京：机械工业出版社，2000
【57】Cooper. R.,Kaplan. R.S.,Profit Prorities from Activity-Based Costing. Harvard Bus. Rev, (1991)130-135
【58】Iwao Hayakawa. Strategic Cost Control and Profit Management on ABM Under ABC. 18th IE&C International Conference, 1995
【59】Feng C.-X.,A. Kusiak and C.-C. Huang. Cost Evaluation in Design with Form Features. Computer-Aided Design, 1996,28(11)
【60】S.H. Yeo, B.K.A. Ngoi and H. chen. a Cost-Tolerance Model for Process Sequence Optimisation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1996(12)
【61】Dewhurst P, Boothroyd G. Jonurnal of Manufacturing Systems, 1988,7(3):183
【62】Mileham A R, Currie G, Miles A W, Bradford D T.A Parameter Approach Cost Estimating at the conceptual Stage of Design. Journal of engineering Design, 1993,14(2)
【63】Brian G. Kingsman, Antonio Artur de Souza. A knowledge-based decision support system for cost estimation and pricing decisions in versatile manufacturing companies. Int. J. Production Economics, 1997,53:119-139
【64】Mohsen E1Hafsi. An operational decision model for lead-time and price quotation in congested manufacturing systems. European Journal of Operational Research, 2000,126:355-370
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