PDM中产品配置管理的研究

摘要:依据产品结构树对产品数据进行可视化管理,实现产品的参数化配置,根据产品结构树建立的技术依据和思想,以数据库为底层支持,以产品图纸的明细栏为其组织核心,把表示

    摘要:依据产品结构树对产品数据进行可视化管理,实现产品的参数化配置,根据产品结构树建立的技术依据和思想,以数据库为底层支持,以产品图纸的明细栏为其组织核心,把表示最终产品的所有工程数据和文档联系起来。从不同的设计部门得到数据,维护企业范围内统一的产品结构并记录其变化,产品结构管理和配置管理实现了产品数据的组织、管理与控制,并在一定的目标和规则的约柬下。向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述;产品结构与配置管理能有效地管理产品结构及其变化信息。
 
   产品结构管理和配置管理是PDM的核心。作为管理所有与产品相关的信息和过程的PDM系统,需要将产品结构及其变化信息管理起来。产品结构与配置管理正是用来组织和管理这些关系和变化的功能模块。它从不同的设计部门得到数据。维护企业范围内统一的产品结构并记录其变化。产品结构管理和配置管理以数据库为底层支持,以产品图纸的明细栏为其组织核心,把表示最终产品的所有工程数据和文档联系起来,实现产品数据的组织、管理与控制,并在一定的目标和规则的约束下,向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述,如设计视图、采购视图、制造视图、版本视图、时间视图等。

    产品结构和配置管理的基本功能:
    (1)产品结构树的创建和修改;

    (2)产品零部件与相关信息的关联;

    (3)产品零部件的版本控制;

    (4)产品结构配置规则的定义,根据配置规则自动生成BOM;

    (5)支持结构的查询和零部件及图文档查询;

    (6)产品结构的多视图管理;

    (7)系列化产品的结构视图管理。

    对产品配置管理可通过对装配关系表的维护来实现,产品配置管理就是在一定条件下对产品结构的修改。产品结构树模型如图1所示。
 
图1产品结构树模型
 
1产品配置及规则
1.1产品配置

    产品配置是指一定条件下的产品结构,产品配置管理以电子仓库为底层支持,以产品结构树为操作环境,对产品对象及其相互之间的联系进行管理和维护。产品配置管理能够管理产品的更新与变形信息,实现版本控翻,高效灵活地检索与查询最新的产品数据,实现产品数据的安全性和完整性控制。产品配置管理能够使企业的各个部门在整个产品生命周期内共享统一的产品配置。并根据不同阶段的产品定义生成相应的产品结构视图,如设计视图、工艺视图、采购视图等。
 
1.2产品配置规则
    产品配置规则主要分为三类;变量配置规则、版本配置规则和有效性配置规则。

1.2.1变量配置规则
    变量配置规则一般是基于产品概念模型进行的(图2为一个汽车概念模型)。概念结构是产品的功能结构,概念结构模型是对产品的结构所采用的技术过程和技术原理的抽象,属于一种语义化模型。概念模型以功能单元和功能关联表示产品的功能分解以及各子功能问的相互联系.概念结构仅仅表达了产品有哪些功能部分,比如一部汽车的概念结构可能是:车架,外壳、发动机、传动系统、轮子等部分。
 
    同一个产品采用不同划分方法会有不同的概念结构,产品的莱一个零部件可有若干个可选项。例如,一辆汽车的发动机,可以选。常柴”的,也可选“玉柴”的.在产品定义信息中可以把产地作为该零部件的一个变量,这个变量可以有“常柴”和“玉柴”两个取值,当用户进行产品配置时可以按照“产地”变量的值来确定某个产品对象。在变量配置中通常有多种逻辑运算法则。

    如:。“=”、“<”、“>”、“like”、“ANE”、“OR”等,可以用多种逻辑运算综合配置的法则.变量可以是:字符型、数值型、日期型、逻辑型等。例如对汽车中的发动机选择可以是“马力”>70。对一个产品可以查询某一年以前的配置变量就是日期型。因为每个零部件的每一个版本都有创建时间这个属性。
配置约束条件:“产地”like“常州”AND"功率”>60。
 
图2汽车概念结构模型

1.2.2版本配置规则
    一个零部件可能有许多版本,在一个产品的配置中可以选该零部件的某个版本来进行配置而产品版本可以不变。图3给出了版本配置模型。个别零部件有变化。但产品版本可以不变。产品同一版本中的零部件版本遵循有效性配置规则。
 
图3版本配王模型
 
1.2.3有效性配置规则
    产品结构中的零部件可能有多个版本,各版本的有效时间各不相同,有时在同一个产品结构的不同层次上会出现同一零部件的不同版本,此时需要按有效性进行配置,在有效性配置中。反映有效性的配置条件称为配置项。
 
    例如,一个产品生产多年,经过了好多次改进,产生了好多版本,现在要分别查询1998年前的配置和2000年前的配置。有效性规则为,对产品、零件、部件取某年以前的最高版本。图4给出了有效性配置规则模型。
 
图4有效性配置规则模型
 
    按照规则进行产品配置是产品配置管理的基本功能,这项工作既可以由系统按照预定的规则自动进行,又可以由用户手动完成.作者认为,由于产品结构和产品版本变化的复杂性以及产品配置过程的灵活性,目前计算机能够接受和处理的配置条件还不能完全覆盖产品配置过程的各种实际规则。由计算机生成产品配置方案只能作为辅助手段,还需用户进行审查和调整。




 
2产品结构的多视图管理
    在企业中,不同的部门需要不同的产品结构视图。不同的结构视图形成不同的BOM。如设计部门需要设计BOM,采购部门需要标准件和外购件BOM。产品数据管理采用视图控制法来对某个产品结构的各种不同划分方法进行管理和描述。每个视图是一个管理对象,视图中可以包括零件、部件及其之间的联系,这些构件可以同时与多个视图相关联。可以从同一个产品结构产生不同的视图,根据在产品设计时产生的面向功能的视图对象。
 
    在工艺过程规划时可以产生一个面向装配的视图对象,采购人员根据需要可以产生关于外购件的面向采购的视图对象,维修人员根据需要可以产生面向维修的视图对象。例如,根据设计阶段产生的面向功能的视图对象,在工艺规划时可以产生一个面向装配的视图对象。在这个过程中,面向功能的视图中的各个零部件都和面向装配的视图中的各个零部件相对应。此外,装配视图中还增加了新的构件和关系。
 
    这样就形成一个复合的产品结构,其中包括所有视图中的构件及不同类型的构件关系。例如。设计视图中包含该产品某个版本的所有零部件之间的装配关系,而采购视图只需要看到标准件和外购件就可以了,生产视图只要包含自制件即可。图5-7分别给出了设计视图、生产视图和采购视图的模型。
 
 
    各种不同的视图能使相关部门合理分工,工作思路清晰。职责明确,有利于提高工作效率。现在,市场竞争日益激烈,提高设计质量缩短产品开发周期是所有企业追求的目标。PDM的产品配置管理功能能使企业各部门共享同一产品的结构视图,开展并行工程,通过不同的配置方案很快产生新产品或变形产品,能够尽快适应市场需求。通过对产品设计过程、产品结构模型和配置结果的分析可以研究产品集成开发模式,建立产品的集成信息模型,快速进行和优化产品配置,并将设计过程的结果快速转化为制造结果,最终达到信息集成、过程集成和企业集成。
 

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