PDM系統(tǒng)在個性化定制中的應(yīng)用

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消費(fèi)者的個性化需求推動著產(chǎn)品和服務(wù)的多樣化，個性化的產(chǎn)品一般只能通過單件小批方式生產(chǎn)出來。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單件及小批生產(chǎn)類型生產(chǎn)的產(chǎn)品約占全世界產(chǎn)品總量的70% ，但機(jī)床的利用率只有40%左右。單件小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)時如何快速地檢索和利用已有的各方面知識是企業(yè)要解決的一個重要問題。PDM正是充當(dāng)了這樣一個集成管理者的角色，它將各方面產(chǎn)品信息集中管理以備檢索利用，同時規(guī)定過程控制以使信息安全可靠，因此，PDM技術(shù)對單件小批量生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。

一、單件小批生產(chǎn)特點(diǎn)及在信息管理方面存在的問題

單件小批生產(chǎn)類型的特點(diǎn)是定單的隨機(jī)性；產(chǎn)品的專用性；生產(chǎn)的一次性。具體表現(xiàn)在四點(diǎn)。設(shè)計(jì)方面:產(chǎn)品品種多，設(shè)計(jì)工作量大，設(shè)計(jì)周期長。工藝方面:工藝設(shè)計(jì)與編制的工作量大，周期長。生產(chǎn)組織方面:分工粗略，工作的專業(yè)化程度低，工作轉(zhuǎn)換時間長，效率低。生產(chǎn)管理方面:工時定額粗略，受原材料、半成品、協(xié)作件供應(yīng)的制約，外協(xié)關(guān)系穩(wěn)定性差，質(zhì)量與交貨期不易保證，計(jì)劃、調(diào)度工作復(fù)雜，例行管理少，例外管理多，對管理人員的需求大。單件小批生產(chǎn)類型的缺點(diǎn)有:產(chǎn)品制造周期長，資金周轉(zhuǎn)慢，用戶訂貨提前期長；用人多，生產(chǎn)效率低；成本高；產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。

單件小批生產(chǎn)在信息管理方面存在的間題：一是信息共享程度低，可復(fù)用程度差；二是信息傳遞速度慢，信息檢索效率低；三是業(yè)務(wù)管理方式落后；四是產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式陳舊；五是信息管理方式落后；六是校審機(jī)制落后。

二、PDM的基本概念及體系結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management,簡稱PDM)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)(如CAD/CAPP/ CAM/ CAE的文件、材料清單(BOM)、產(chǎn)品配置等)、過程(包括有關(guān)的加工工序、有關(guān)批準(zhǔn)權(quán)、使用權(quán)、工作流程過程程序)、資源一體化集成管理技術(shù)。靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動態(tài)的產(chǎn)品開發(fā)流程是PDM進(jìn)行信息管理的兩條主線，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品展開的。

三、傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和實(shí)施PDM的產(chǎn)品開發(fā)對比

單件小批生產(chǎn)組織一般包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝編制、技術(shù)配置、物資采購準(zhǔn)備、工程配置、生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃、加工制造、產(chǎn)品裝配、質(zhì)量控制、組織發(fā)運(yùn)、成本核算、應(yīng)收應(yīng)付賬款等過程。

個性化定制生產(chǎn)要求企業(yè)有很強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)能力，這不僅指產(chǎn)品品種，更重要的是指產(chǎn)品上市時間，即盡可能提高對客戶需求的響應(yīng)速度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時間占總開發(fā)時間的近60%。因此，為縮短定制產(chǎn)品上市時間，必須縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)時間。

傳統(tǒng)的個性化產(chǎn)品開發(fā)一直采用串行的方法。概念設(shè)計(jì)→詳細(xì)設(shè)計(jì)→過程設(shè)計(jì)→加工制造→工藝驗(yàn)證→設(shè)計(jì)修改單鏈循環(huán)。在設(shè)計(jì)早期不能全面地考慮下游工序的可制造性、可裝配性、質(zhì)量保證等。設(shè)計(jì)改動量大、產(chǎn)品開發(fā)周期還不能完全滿足市場要求，開發(fā)成本高。

實(shí)施PDM系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)階段就要考慮個性化產(chǎn)品生命周期從客戶需求提出到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素(包括功能，質(zhì)量、成本、可靠性、可制造性、環(huán)境保護(hù))。以減少產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的盲目性，盡早避免因產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理對產(chǎn)品生命周期后續(xù)階段的影響，縮短研制周期，更好地滿足用戶需求。

四、個性化定制的系統(tǒng)工作流程

1.設(shè)計(jì)人員按照顧客個性化需求設(shè)計(jì)使用CAL)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可分為總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工作圖設(shè)計(jì)三個階段。

總體設(shè)計(jì)通過顧客個性化需求分析，確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)原則、技術(shù)參數(shù)，概略計(jì)算產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效果分析。技術(shù)設(shè)計(jì)是將技術(shù)任務(wù)書中確定的基本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)具體化，根據(jù)技術(shù)任務(wù)書所規(guī)定的原則，進(jìn)一步確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以總圖、系統(tǒng)圖、明細(xì)表、說明書等總括形式表現(xiàn)出來。

工作圖設(shè)計(jì)是根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)階段確定的結(jié)構(gòu)布置和主要尺寸，進(jìn)一步作結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，逐步修改和完善，繪制全套工作圖樣和編制必要的技術(shù)文件，為產(chǎn)品制造和裝配提供確定的依據(jù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個遞階、漸進(jìn)的過程，總是從產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的總體功能出發(fā)，從系統(tǒng)級構(gòu)思方案，然后逐步細(xì)化，劃分成不同的子系統(tǒng)、組件、部件、零件、最后確定設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.工藝人員在使用CAPP進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)前首先在PDM中生產(chǎn)零件的毛坯對象。

并將其掛到相應(yīng)的零件下，如果該毛坯是自制件則應(yīng)填寫該毛坯的材料及相應(yīng)的數(shù)量和損耗率。

3.工藝人員進(jìn)入PDM系統(tǒng)，選中需編制工藝的部件/零件/毛坯的版本。

然后創(chuàng)建新的工藝文件夾，并選擇工藝流程方案或選擇工藝卡片類型新建工藝規(guī)程。PDM將CAPP需要的數(shù)據(jù)(部件/零件/毛坯的有關(guān)屬性、BOM 20結(jié)構(gòu)、用戶信息、工藝規(guī)程代號等)放到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)中，然后啟動CAPP系統(tǒng)。

4.CAPP啟動時，利用PDM集成組件(庫)讀取數(shù)據(jù)交換區(qū)中的信息。

然后根據(jù)PDM傳遞的用戶信息決定是否允許當(dāng)前用戶操作相應(yīng)的工藝文件；根據(jù)部件/零件/毛坯的代號，通過單層BOM 2O結(jié)構(gòu)生成或更新CAPP中的BOM 2O；根據(jù)工藝規(guī)程的代號生成或定位CAPP中的工藝規(guī)程；工藝人員可以根據(jù)PDM中工藝規(guī)程的工作情況和流程情況決定創(chuàng)建、修改或生成新版次的工藝規(guī)程。

5. 在工藝設(shè)計(jì)過程中，CAPP系統(tǒng)利用PDM集成組件(庫)實(shí)現(xiàn)與PDM的互操作。

包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息、原材料信息、二維圖紙、三維模型、工藝設(shè)備資源庫、刀位文件、NC代碼和工藝路線、工序、工步、工裝夾具等數(shù)據(jù)以及工藝規(guī)程文件、工藝流程文件的操作。

6.在CAPP系統(tǒng)退出后。

由PDM更新底層數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)內(nèi)容及工藝流程數(shù)據(jù)、工藝規(guī)程數(shù)據(jù)和工藝簡圖等。

7.物資部門根據(jù)物資需求計(jì)劃、可用庫存量、計(jì)劃庫存、經(jīng)濟(jì)批貴等編制物資采購計(jì)劃。

將任務(wù)下達(dá)給采購員，簽訂采購合同；物資到庫后，根據(jù)采購合同填制人庫單。另外，根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和下達(dá)的周轉(zhuǎn)卡、工票進(jìn)行物資配送。

8.生產(chǎn)部門在MBOM(制造物料清單是在PBOM工藝物料清單的基礎(chǔ)上完成)的基礎(chǔ)上， 根據(jù)合同交貨期， 結(jié)合JIT(Just In Time，準(zhǔn)時生產(chǎn)),GT (Group Technology，成組技術(shù)),OPT(Optimized Production Technology， 優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù))、TOC (Theory of Constraint，約束理論)等思想進(jìn)行工程配里與粗能力平衡。在以訂單中的獨(dú)立需求為對象的生產(chǎn)組織中，一般將一個獨(dú)立需求對應(yīng)一個工號，但不排除將其中的某些零部件優(yōu)化到其他工號中生產(chǎn)。一個獨(dú)立需求與工號呈一對多的關(guān)系。能力平衡后下達(dá)主生產(chǎn)計(jì)劃，同時產(chǎn)生帶有時間節(jié)點(diǎn)的物資需求計(jì)劃和設(shè)備需求計(jì)劃。生產(chǎn)車間根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備需求計(jì)劃、可用庫存，圍繞重要件的生產(chǎn)計(jì)劃、關(guān)鍵設(shè)備機(jī)臺計(jì)劃編制作業(yè)計(jì)劃；能力平衡后，下達(dá)作業(yè)計(jì)劃、機(jī)臺計(jì)劃、下料通知等。生產(chǎn)作業(yè)控制是對鑄件生產(chǎn)的數(shù)量和進(jìn)度的控制，主要包括生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)作業(yè)核算和在制品管理等內(nèi)容。

9.質(zhì)量部對所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)圣檢驗(yàn)。