PDM——产品结构管理的设计

PDM——产品结构管理的设计

    在实际生产过程中，经常会出现许多产品的结构不同但却又相似的情况，这些产品被称为同系列产品。为实现有此特点的产品的结构的快速配置，设计系统时需要产品模型这个概念。在配置产品结构的时候根据从用户处获得的具体需求及产品结构配置规则找到相应系列的模型做深入的、具体的由简而精的结构细化配置，从而得到具体的产品结构和实际的材料明细表，这样设计人员的工作就会事半功倍。这个过程其实就是用户按需求根据产品结构模型将实际产品结构实例化出来的过程，下面是对其的详细设计。
 
1.1零部件管理
    离散型零部件制造行业的生产就是要将零部件按照一定的层次关系装配成完整产品的过程。管理企业流程的PDM软件能否对基层的数据源做好管理是影响整个系统是否合理高效的关键因素。
 
(1)零件族
    零件族的概念源于成组技术。所谓成组技术是指为避免解决相似问题时的重复劳动而对在某些特征上具有相似性的事物做出归类并进行研究的技术。在离散型零部件制造行业的零部件库中就存在许多在用途、材料、规格等方面具有相似性的零部件。因此系统可提供零件族的分类功能，便于用户使用。
 
    将零件族的概念应用到系统中后可达到的效果:在用户选择零部件时可按照所需功能找到零件族，再找到需要的零件;在需要的零部件库存暂缺时，可在零件所属的零件族中寻找替代件;在设计工艺图纸时可参照或共用同族件的设计方法、工艺流程等，加快设计进程。可见将零部件族应用到系统上，既便利了员工的日常操作，又减少了员工的重复性劳动，可大大提高生产效率。
 
(2)零部件编码
    编码是将物体用一串符号唯一地表示出来的过程。对零部件编码的最好方法就是运用成组技术按照相似或相同的门类、状态等属性为零件编码。这样通过对零部件的编码既能将零部件分族，又能将零部件唯一的表示出来。在编码时需要遵守的原则有:
    ①按需原则。即零部件的编码要满足用户日常生产的实际情况。
    ②唯一性原则。唯一性作为编码的目的之一，也是编码的原则之一。资源库中不允许出现编码与零件一对多的情况，也不允许出现某种零件无编码的情况。
 
    ③可扩展性原则。编码体系满足企业的目前需求并不代表能满足未来的需要。为适应企业的不断发展，在设计编码体系时要将编码预留出空间以防止新零件无法编码的情况出现。
 
    ④直观合理性原则。由于为零部件编码的最终目的还是为了给用户提供方便，便于生产。因此在满足上述编码原则的情况下，还需让编码直观合理，便于识别。
 
     结合上述规则及某离散型汽车零部件制造企业的需求，本系统的编码采用分层次的链式编码方式，即首先将编码规定为固定长度，再将其按需划分为几个段，每段上的编码代表不同的含义。下表1为本文PDM系统中的零部件编码方案:

                        表1零部件编码分段方案

（3）零部件分类管理
    零件分类管理是一种将零件按照一定的层次关系合理划分，并通过此层次关系对零部件做出系统、高效管理的零部件管理方式。零部件分类管理是零件族思想和零件编码思想的应用载体。零部件分类管理的功能主要包括零部件的增加及维护、零部件版本管理、零部件编码管理这三部分。在汽车零部件行业中零部件可分为自制件、外协件、采购件、标准件四类。
 
    自制件就是用户按照客户的需要自行设计装配生产的零部件;外协件是指自己设计但由于工期或资源等的问题而交给其他公司生产的零部件;采购件由采购部直接外采;标准件是指己经被专业的厂商批量生产的标准零件，如紧固件、弹簧等。下图1为零部件分类结构
举例。

图1零部件分类结构举例
1.2建立产品模型
    在PDM系统中这种管理是通过产品分层模型来实现的，在这个模型中，基础元素不是部件而是零部件的抽象一一虚拟件。虚拟件是具有某种功能的零部件的统一称呼，它包括许多属性如可选性、层次号等，在配置具体产品结构的时候在某虚拟件范围内根据约束条件选择相应的零部件即可。这就是虚拟件到零部件的转变，也是产品结构从概念设计到具体设计、物料明细表从非精确到精确的转变过程，下图2是产品模型功能设计图。

图2产品模型功能图
1.3  PSCM的数据对象与模型
    通过上节可知，产品模型除了包括零部件的基础管理和层次管理、零部件和结构版本更新及产品结构和数据的对应管理之外，还包括产品配置时的配置规则、完成后的物料明细表及模型自身的维护管理等。
 
    那么PSCM的数据对象首先包括基础数据源类，在管理基础数据类时，为了梳理好版本问题，系统中将包括零部件类和原材料类在内的基础数据类分别设置了相对应的实例类和基础类。基础类和实例类相比只是缺少了版本信息属性，而其他属性则和实例类相同。系统在管理产品结构模型过程中使用的是基础类，即零部件类和原材料类。
 
    此外产品结构管理的数据对象还包括和产品配置相关的类，如配置类就是配置规则集的抽象类，而可选项类则是可选的规则集类。根据从用户处获得的具体需求及产品结构配置规则找到相应系列的模型做深入的、具体的由简而精的结构细化配置，这才是一次具体的产品配置，如下图3便是产品结构管理的数据对象类关系模型。

图3  PSCM的数据对象类关系模型
    产品结构由零部件按照复杂的关系搭建而成，它的基础数据是来自数据源库中的零部件库。零部件就是产品结构的支柱性数据对象，包括需求、设计、图纸、明细表在内的等等数据信息都和零部件直接关联。下图4就是组成产品结构的节点的数据模型。

图4产品结构的节点数据模型

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