隨著發(fā)動機產品市場的多元化、客戶需求的多樣化和個性化，發(fā)動機生產企業(yè)需要儲備大量的產品種類信息以滿足客戶的不同選擇。如何能讓工廠快速地從大量的數據中獲取客戶所需的產品信息并自動驗證產品各構件之間的匹配兼容性？如何讓設計人員利用已有的產品信息有效地進行變型設計和新產品開發(fā)，縮短產品開發(fā)周期？這就需要創(chuàng)建發(fā)動機產品配置庫，它可以幫助企業(yè)在盡可能短的時間內完成產品的設計與制造，能夠快速將正確的產品交付到正確的客戶手中。
1．產品配置管理的起源及定義
產品配置起源于十九世紀六十年代，當時用來解決美國防御部門在設計上無法滿足對前一個產品的精確再現問題，如今在國外產品配置管理已廣泛應用于多種行業(yè)領域。國際標準ISO10007對配置的解釋如下：定義在技術文件里并體現于實際產品當中的產品功能特征和物理特征。簡單地說，配置即是產品特征的體現。在機械行業(yè)中，產品特征與產品結構緊密相關，如果定義構成一臺發(fā)動機結構的基本單位為選件，那么發(fā)動機產品配置管理的核心內容即是：定義產品選件的特征與結構，用戶將通過不同的產品特征選項來區(qū)分不同的配置需求；定義選件之間特定的約束關系，通過該約束關系來判斷某些選件之間的配置是否有效。
2．如何定義產品選件的結構與特征
一臺完整的發(fā)動機由幾百個或上千個零件組裝而成，為了便于管理，我們將這些零件劃分成一系列的組件（選件），這些組件便構成發(fā)動機結構的第一層次。定義發(fā)動機組件需要遵循以下規(guī)則：
a．產品結構的創(chuàng)建需要基于產品的設計而非銷售、制造或服務。
b．所有的發(fā)動機產品結構都要以相同的邏輯去構建。
c．用精確的規(guī)則和結構限制來決定一個零件究竟應該構建在哪一個組件的結構中。
d．所有的組件都擁有唯一正確的名稱。
例如，有的客戶要求在發(fā)動機的扭振減震器后端帶動力輸出接口，用來安裝附件驅動皮帶輪，以驅動客戶需要的空調壓縮機，那么我們將附件驅動皮帶輪及安裝該皮帶輪所需的所有相關零件包括皮帶輪連接法蘭、安裝螺栓等定義為一個功能組件，名稱為：附件驅動皮帶輪組，扭振減震器將不包括在該功能組件中。每個組件除下掛特定結構外，還配有注釋，用來描述組件的功能、與發(fā)動機端及客戶端的接口尺寸、以及其它基本數據信息和一些獨特特征等。我們把這種與客戶端有接口的組件稱為客戶選件，把那種使一臺發(fā)動機保持正常運轉而必不可少的客戶選件稱為必選件，如燃油濾清器位置組，燃油功率組等；除必選件之外的其它客戶選件稱為一般選件，即不同客戶可以根據各自整車的配置需求來判斷是否為需要的選件，如附件驅動皮帶輪組，空調壓縮機組等。發(fā)動機中還有另外一種類型的組件，這些組件與客戶端沒有接口，用來保證客戶選件的安裝以及發(fā)動機結構的完整性，如缸體組等，我們稱這類非客戶選件為從屬選件，發(fā)動機結構中的從屬選件不需要客戶去選擇，而是通過已經定義好的選件之間的約束關系自動帶出。
3．如何定義選件之間的約束關系
在同一個產品配置庫下，有時產品選件的數量會達到幾百或者一千多，在眾多選件之中，并非任意兩個選件都可以相互匹配，還要看它們之間的性能、功能特征以及外形物理特征是否兼容，這就需要建立選件之間的約束關系。約束關系的創(chuàng)建包括關系式和邏輯語言兩部分，邏輯語言是對一條關系式得以成立的文字解釋，例如，燃油濾清器組A與燃油功率組B可以相互匹配的邏輯語言為：存在燃油濾清器管路組C，該管路與燃油泵的進油口位置坐標和接口尺寸匹配，同時也與A中燃油濾清器的出油口位置坐標和接口尺寸匹配；另一方面燃油濾清器的絕對過濾精度滿足油泵制造商及油泵型號的要求。關系式的存在形式有以下幾種，其中前兩種關系式建立的是客戶選件之間的約束關系，后一種是客戶選件與從屬選件之間的約束關系。
a．“A組01 WITH B組”，表示A組與B組兼容，并且A與B一定要同時使用。
b．“A組01 X B組”，表示A組與B組不兼容。
c．“C組AA MAJOR A組WITH B組”，表示當客戶選擇了A組件與B組件時，必需由從屬選件C組來完成與A和B相關的一些管路或支架螺栓等相關零部件的安裝。
在每一個新選件通過產品文件發(fā)放之前，都要綜合考慮并創(chuàng)建該選件與配置庫下所有相關選件之間的兼容性，經常需要大量的模型布置與計算分析，工作量大，如果存在一種功能軟件，只要輸入不同的選件參數，便可自動生成約束關系式，這將會大大減少兼容性創(chuàng)建的工作負荷還可保證兼容性的準確性。但由于配置庫下選件的種類繁多，每一個零件組件的參數都各不相同，并且產品信息的種類與數量又處于時時變化的狀態(tài)，這種智能軟件不但要包含工廠內所有發(fā)動機產品構造尺寸參數與性能參數，還要能夠運用復雜的邏輯判斷定義規(guī)則，因此，還需要經過長期的努力才能生產出針對于發(fā)動機生產行業(yè)的此類軟件。
圖1 附件驅動皮帶輪組結構圖示
4．發(fā)動機BOM的形成
具備了產品組件結構和組件之間的約束關系式，一臺發(fā)動機的BOM便很容易生成。首先，應用工程師與客戶需要判斷將要創(chuàng)建的機型屬于哪一個配置庫的產品，然后基于該配置庫中客戶選件的注釋及客戶選件之間的約束關系，根據整車配置要求，選擇出所有的必選件和需要的一般選件，這些選件之間需要相互兼容。其次，工廠內部根據從屬選件與客戶選件之間的兼容性關系式帶出所有的從屬選件。這樣一臺發(fā)動機的完整BOM就形成了，它是由客戶選件與從屬選件組合而成的。
從發(fā)動機BOM的生成過程可以看出，選件的結構、約束關系的正確定義與建立將直接影響到發(fā)動機結構的正確性與完整性。選件結構定義不當，會導致組裝發(fā)動機時零件數目出現誤差；約束關系創(chuàng)建錯誤，會導致選件在裝配線上無法安裝或產生干涉、售后發(fā)動機零部件異常損壞等問題。選件的定義既要考慮通用性也要考慮唯一性，既要反映不同客戶的需求特點，又要優(yōu)化選件數量，減少不必要的組件維護工作。約束關系的創(chuàng)建則要全面體現具有不同特征的選件交叉匹配時的兼容狀況。
總之，發(fā)動機選件、選件類型及約束關系的定義都要在一個項目關閉前由產品配置負責人完成。由于不同類的發(fā)動機產品對應的配置庫的定義也會有所不同，這就要求產品配置負責人綜合考慮發(fā)動機的應用及客戶使用環(huán)境等情況。一旦定義規(guī)則確定完成，所有的后續(xù)設計更改都要遵循該規(guī)則。正是建立了眾多產品配置庫，記錄了各個產品整個生命周期過程中的歷史信息，才為產品的更改設計和新產品的開發(fā)提供了參考平臺，從而縮短了產品開發(fā)周期；同時，已有產品一旦出現新的訂單需求，只要根據選件結構和約束關系，便可以快速形成BOM清單，幫助工廠縮短產品的交付周期，滿足企業(yè)大批量定制生產的要求，為企業(yè)快速響應市場贏得先機。
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