PDM与PLM中BOM产品结构多视图管理

PLM多视图管理可以为不同部门提供从不同的角度来配置BOM的功能。如果设计和制造的物料清单不一致,就会导致返工和浪费,因此,必须从同一个产品结构中产生不同的视图并在计算机


    产品结构的多视图管理是产品配置的重要内容。产品的BOM信息在其牛命周期的不同阶段具有不同的内容,从而形成了产品结构的多视图。产品视图是产品结构树的映射和子图。对应于产品生命周期的不同阶段,不同的BOM代表了同一产品从不同角度定义的信息。
 
    理论上,产品结构模型应包含设计、制造、装配、使用、维修和回收等各阶段的产品信息。产品结构模型的基本视图包括设计视图、制造视图、装配视图、使用视图、维修视图和回收视图等。工程应用中,设计视图包含产品的主要特性,其他视图都以设计视图为依据。每一视图模型都是产品结构模型的一次映射,由数据对象和关系对象组成,有些数据对象和关系对象在各视图间保持不变,而某些数据对象和关系对象则会因视图的不同而不同。
 
    视图转换同配置具有一定的联系也有一定的区别。视图转换依据产品配置的原理,它们实现的基础都是各种产品零部件库,都是通过重构产品结构树来实现。但两者的侧重点不同,视图转换侧重于对产品结构的不同侧面的映射,配置主要是实现产品结构树的重构。
 
    从产品信息形成的角度来看,产品的结构信息、属性信息、关联信息等是分阶段形成的。在产品生命周期的信息集成系统中,首先要求在产品设计阶段生成产品的结构关系及相关信息的设计BOM,后续制造过程的组织和管理能够从设计BOM中提取企业所制造的产品构成和所有要涉及到的物料,并通过PDM将BOM表传入工艺设计系统和生产管理系统等。对应于产品生命周期的不同阶段,也就产生了从不同视图的BOM,如图5-27所示。

企业不同部门所需的不同配置BOM视图示例 
图5-27  企业不同部门所需的不同配置BOM视图示例

 
    工程应用中,BOM有精确BOM与非精确BOM之分。如果BOM表需要提供给统计和作为报表时用,组成它的必须是零部件版本对象,此时对应产品结构的BOM为精确BOM;如果对应产品模型结构的是非精确BOM,组成它的足构件对象和零部件对象。
 
    由产品结构生成的BOM是精确BOM,BOM作为企业进行设计、生产、管理的核心,不同部门有不同的形式和要求。设计部门作为各种BOM表的数据源头,这个BOM信息是要传递给下游的其他阶段的,应提供尽量涵盖以上各方而信息、完整的设计BOM表。从某种程度上说,设计BOM表信息与其他BOM表信息的关系相当于总体与局部的关系。可以针对不同的部门对BOM表的项目进行取舍与重新编排,进行BOM数据的视图转换,其中最普遍的情况是设计视图和制造视图之间的转换。产品设计制造过程中的BOM数据转换流程如图5-28所示。BOM多视图管理可以为企业各个部门利用BOM信息提供了很大的便利。

产品设计制造过程中的BOM数据转换流程 
图5-28产品设计制造过程中的BOM数据转换流程

 
    PLM多视图管理可以为不同部门提供从不同的角度来配置BOM的功能。如果设计和制造的物料清单不一致,就会导致返工和浪费,因此,必须从同一个产品结构中产生不同的视图并在计算机中要随时保持最新的设计更改状态来保证BOM的一致性。
 
    下面分析某一船舶企业进行产品结构与配置管理的应用实例。船舶的产品结构具有复杂多变的特点,因此要求解决以下问题。
    ①建立统一的产品结构模型,使得船舶各分系统之间(如船体、机装、艇装等)、分系统内部各部件之间、零部件与描述产品的数据之间的关系一目了然。
    ②实现统一的BOM表管理,并能够生成满足不同需要的BOM数据,保证数据的一致性。
    ③系列产品在船舶建造中尤为普遍,由母型船发展而来的系列船型,在结构和主尺度上都有一定的改动。借鉴老产品,设计新产品,需要构造继承与新的约束关系,进行系列产品管理。
 
    (1)船舶产品的功能结构分解
    按照功能划分,船舶可以粗略划分为船体、机舱设备、驾驶和控制设备等。在现代大型船舶的建造过程中,由于船体分段数量较多,一般采用“岛”式建造法。“岛”式建造法将船体划分为2~3个建造区,同时进行建造,然后进行中合拢、大合拢。由此,我们可以将整个船舶按“岛”进行产品结构的分解,再将“岛”进一步划分各分段、子构件,由此形成产品结构树。船舶设计图纸一般以分段为基本单位,其BOM表集中反映了产品结构的汇总信息,它描述了分段中各子构件的层次关系,每个子构件的数量、材料等信息。
 
    (2)船舶产品结构管理
    船舶产品结构的层次关系管理主要体现船体结构上的一种物理层次划分关系,建立船体各分段与其相关文档的关联关系,通过文件夹的分类管理来实现对对象的各种不同文档,如图纸、工艺说明文档、NC数据文件等的分类管理,这样就可以建立船体分段与其相关文档的映射,便于查询。船舶产品结构管理模型如图5-29所示。

船舶产品结构模型 
图5-29船舶产品结构模型

 
    (3)船体的文档组织与管理
    在产品结构树中,根结点代表船舶,枝结点和叶结点代表各种船体分段和船舶设备等,它们都是产品对象分类模型的一个对象,可以把与对象有关的设计、工艺、分析、加工等数据与对象有机关联起来,并考虑船舶设计过程中对象的版本管理,版本模型需要反映船体设计版本与文档版本的关联性,由此形成对象的数据和文档组织模型。这一模型是基于文件夹的产品一文档关系管理和版本管理的具体体现。图5-30以船体分段为对象,设计了一种船体分段的数据和文档组织模型。

 船体分段的数据和文档组织模型
图5-30  船体分段的数据和文档组织模型

 
    (4)船舶产品的配置管理
    船舶是涉及多学科和多工种的大型复杂产品,其配置管理主要体现在产品结构的多视图管理上。例如,从部门的角度看,船体车间只关心描述船体分段及其子构件钢料的BOM表,船机车间则关心的是船舶主机、辅机以及其他机电设备的BOM表;从船舶生命周期的角度看,设计BOM表和装配BOM表的表达形式就有很大不同。为了满足上述要求,必须将产品结构中的零部件按照一定的条件进行重新编排,得到该条件下的特定的产品结构,由此形成船舶产品结构的多视图管理。图5-31描述了以船体分段为对象的BOM表多视图管理模型。

 BOM表的多视图管理
图5-31  BOM表的多视图管理

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