計算機(jī)集成產(chǎn)品工程(computer integrated product engineering，CIPE)是縮短定制產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量的新哲理和方法。它從業(yè)務(wù)過程重組、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重組和信息技術(shù)重組出發(fā)，在先進(jìn)信息技術(shù)的支持下，通過建立可變型的產(chǎn)品模型，滿足新產(chǎn)品開發(fā)和變型產(chǎn)品設(shè)計的需要。CIPE哲理的核心是減少零部件的種類以實現(xiàn)下游各環(huán)節(jié)及各種技術(shù)文檔的簡化和合理化。優(yōu)秀設(shè)計人員的“創(chuàng)造性”不在于其能“發(fā)明”新零件，而在于能夠用盡可能少的零部件資源快速、低成本、高質(zhì)量地設(shè)計出滿足市場需要的新產(chǎn)品。企業(yè)中產(chǎn)品資源的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化是實現(xiàn)上述目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。

    產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化是指產(chǎn)品構(gòu)成內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)定義，產(chǎn)品構(gòu)成相關(guān)資源的標(biāo)準(zhǔn)定義；規(guī)范化是指規(guī)范產(chǎn)品定義的過程與內(nèi)容，以有效地控制由于設(shè)計的隨意性而造成的產(chǎn)品構(gòu)成的多樣性。在CIPE的理論體系中，標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化是不可分割的。

    由于產(chǎn)品是由零件和部件組成的，所以在本文中將對產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的研究歸結(jié)為零部件標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的研究，通過零部件的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化最終實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。

1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的內(nèi)容

    產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的內(nèi)容見圖1。

圖1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的內(nèi)容

    由圖1可見，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化包括建立完善的編碼體系、零部件的ABC分析、零部件分類、零部件名稱分析、零部件功能分析、零部件幾何形狀分析、零部件參數(shù)分析和建立事物特性表8個方面的工作。這8個方面，既是標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的內(nèi)容，又是操作性很強(qiáng)的實施步驟。

2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的步驟

    2.1 建立完善的編碼體系

    建立完善的編碼體系是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化中最重要的工作。

    2.2 零部件的ABC分析

    通常情況下，可以將機(jī)械工廠的零部件按其特性分成A、B、C3類。C類零部件是標(biāo)準(zhǔn)件和外購件，一般約占產(chǎn)品零部件總數(shù)的50%，成本的10%。B類零部件為典型的變型零部件，可以用參數(shù)化設(shè)計的方法從原先已有的零部件中派生出來，因而開發(fā)設(shè)計的工作量比較小，加工方面的標(biāo)準(zhǔn)化程度也比較高。B類零部件一般占產(chǎn)品零部件總數(shù)的40%，成本的20%。A類零部件是與用戶需求有關(guān)的特殊零部件，必須根據(jù)用戶的特殊要求進(jìn)行開發(fā)設(shè)計和加工。A類零部件的數(shù)量很少(<10%)，所占成本比例卻較高(70%)。

    零部件ABC分析的目的是了解零部件的分布情況，將B類零部件盡可能變?yōu)镃類零部件，將A類零部件盡可能變?yōu)锽類零部件，從而降低產(chǎn)品成本。

    進(jìn)行零部件ABC分析的具體做法如下：①分析現(xiàn)存的所有零部件，將其中的標(biāo)準(zhǔn)件和外購、外協(xié)件歸并為C類零部件，并進(jìn)行分類編碼。②對系列產(chǎn)品的零部件進(jìn)行分析，確認(rèn)常用的模塊，將能夠通過標(biāo)準(zhǔn)模塊變型設(shè)計或組合設(shè)計得到的零部件進(jìn)行分類和編碼，形成B類件；對與用戶需求相關(guān)的特殊部件進(jìn)行分解與分析，找出可以分解為B類件的零部件，將它們也歸并入B類零部件。③將那些不能由B、C類零部件經(jīng)過組合或變型設(shè)計得到的，與用戶具體要求密切相關(guān)的特殊零部件歸入A類零部件。

    2.3 零部件分類

    根據(jù)DIN4000標(biāo)準(zhǔn)，基于事物特性表編碼體系技術(shù)，采用層次結(jié)構(gòu)實現(xiàn)零部件的分類。其目標(biāo)是縮短零部件的查找時間、增加重復(fù)件的使用、系統(tǒng)地對零件進(jìn)行管理。零部件分類的層次結(jié)構(gòu)與部件構(gòu)成表(BOM)相結(jié)合，向開發(fā)設(shè)計人員提供了有效的設(shè)計檢索手段。

    圖2為DIN4000標(biāo)準(zhǔn)中對標(biāo)準(zhǔn)件分類的層次結(jié)構(gòu)。

圖2 DIN4000標(biāo)準(zhǔn)中對標(biāo)準(zhǔn)件分類的層次結(jié)構(gòu)

    2.4 零部件名稱分析

    進(jìn)行零部件名稱分析是為了建立統(tǒng)一、無冗余的零部件名稱字典。對零部件名稱的正確分析與命名可以支持PDM系統(tǒng)的有效應(yīng)用。

    在企業(yè)實際工作過程中，由于各個業(yè)務(wù)部門相對獨立以及零部件的命名體系或標(biāo)準(zhǔn)的多樣化，導(dǎo)致零部件的名稱比較混亂，這給企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和其它相關(guān)工作帶來嚴(yán)重影響，因此，必須規(guī)范零部件命名，建立統(tǒng)一的、無冗余零部件名稱的數(shù)據(jù)字典，為產(chǎn)品及其開發(fā)過程的計算機(jī)管理提供支持。傳統(tǒng)的面向功能的命名方法存在二義性，如一個六角螺釘，按照功能可以起聯(lián)接作用、緊固作用或調(diào)節(jié)作用等，不同的設(shè)計人員會對該零部件進(jìn)行不同的命名，如聯(lián)接螺釘、緊固螺釘或調(diào)節(jié)螺釘?shù)取Ｔ贑IPE中，應(yīng)盡可能采用面向零部件幾何形狀的命名方法，將其命名為六角螺釘。在統(tǒng)一采用面向零部件幾何形狀的命名后，可以大大減少零部件命名混亂的狀況。

    2.5 零部件功能分析

    通過對零部件的功能分析，可以在功能、解原理及實現(xiàn)結(jié)構(gòu)之間建立一種映射關(guān)系，在進(jìn)行幾何形狀分析和參數(shù)分析時可以有據(jù)可循，保留或改進(jìn)與特定功能對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，去掉與實現(xiàn)功能無關(guān)、由于設(shè)計人員隨意性而增加的結(jié)構(gòu)，例如，通過對數(shù)控鉆床主軸的分析，得出主軸具有傳遞運動、承受軸向載荷、實現(xiàn)刀柄裝夾等功能，對應(yīng)這些功能，可以整理出實現(xiàn)這些功能的解原理及典型結(jié)構(gòu)，為進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重組奠定基礎(chǔ)。

    2.6 零部件幾何形狀分析

    零部件幾何形狀分析的目的是減少零部件種類，建立變型設(shè)計系統(tǒng)，用盡量少的零部件組成部件和產(chǎn)品，達(dá)到成本優(yōu)化和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。企業(yè)在長期的設(shè)計活動中，由于技術(shù)和管理方面的種種原因，往往對實現(xiàn)類似功能的零部件有多種多樣相似的設(shè)計，形成幾何形狀相似的零部件族。CIPE通過對零部件的幾何形狀分析，發(fā)現(xiàn)這些幾何上相似的零部件族，在對零部件的功能分析、約束分析的基礎(chǔ)上，提出具有代表性的零部件幾何模型，使得該模型能滿足零部件的功能要求和約束要求，為產(chǎn)品建模提供圖形基礎(chǔ)。圖3中方案1～方案6，從幾何結(jié)構(gòu)和功能上完全可以用圖中所示的替代方案代替。

圖3 零部件幾何形狀分析

    2.7 零部件參數(shù)分析

    零部件參數(shù)分析的目的是減少零部件參數(shù)，進(jìn)而減少工具、夾具種類，簡化加工過程，為建立零部件的變型設(shè)計系統(tǒng)做好準(zhǔn)備工作。

    一個零件或部件的參數(shù)有多種類型。進(jìn)行零部件參數(shù)分析時，首先對參數(shù)的類型進(jìn)行分類，初步確認(rèn)參數(shù)是否是工藝參數(shù)，如倒角、圓角、拔模斜度等；其次確認(rèn)參數(shù)是變動參數(shù)還是不變參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計中的約束限制，如強(qiáng)度約束、穩(wěn)定性約束等條件，進(jìn)一步找出變動參數(shù)中可以不變的參數(shù)集合，歸并到不變參數(shù)集合中。如圖4中，尺寸D1、D4、L3、W1、R1等可根據(jù)情況確定為不變尺寸，通孔尺寸D7也可以在滿足約束條件的前提下采用同一尺寸，這樣做盡管單個零部件不是最優(yōu)，但通過減少加工工具、工裝設(shè)備等，降低了加工成本，簡化了管理，實現(xiàn)了整體的優(yōu)化。

圖4 零部件參數(shù)分析

    2.8 建立事物特性表

    建立事物特性表的目的是建立能進(jìn)行尺寸變型的積木塊系統(tǒng)，支持有效的檢索和變型設(shè)計。事物特性表對零部件規(guī)定了從對象組中表征和區(qū)分一對象的決定性特性及特性數(shù)據(jù)的表示格式，使零部件的特性數(shù)據(jù)能在不同的系統(tǒng)間交換，它是建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。零部件事物特性表的建立，要基于企業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的零部件資源，歸類并選擇零部件的事物特性參數(shù)(如基本特性、幾何特性、補(bǔ)充特性、功能特性及算法特性等)，將特性參數(shù)以不同的代碼加以表示，按事物特性技術(shù)構(gòu)造出事物特性表。

    零部件事物特性參數(shù)的選擇遵循原則如下：①表中特征參數(shù)應(yīng)能全面而清楚地描述零部件的特性；②特征參數(shù)的數(shù)量應(yīng)盡可能少，但能區(qū)分出2個不同的零部件；③只須將變型設(shè)計所必需的可變參數(shù)放入表中；④零件事物特性的選擇側(cè)重于幾何尺寸、精度及材料等信息；部件事物特性的選擇側(cè)重于裝配尺寸、配合精度等信息。

    圖5為一個零件事物特性表的實例。

圖5 零件事物特性表

3 結(jié)論

    產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化是CIPE實施過程中重要的基礎(chǔ)工作，只有做好了標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化工作，才能夠順利地建立可變型的產(chǎn)品模型，CIPE中的信息技術(shù)才可以更充分地發(fā)揮作用。本文論述了CIPE中產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化工作的內(nèi)容和實施步驟。

    CIPE中產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化技術(shù)，以統(tǒng)一、簡潔、完善的編碼系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過對企業(yè)中已有產(chǎn)品、零部件的ABC分析了解零部件的分布情況，通過層次結(jié)構(gòu)對零部件進(jìn)行分類，通過名稱分析、功能分析、幾何形狀和參數(shù)分析，最終建立零部件的事物特性表，為變型設(shè)計系統(tǒng)的建立打下堅實的基礎(chǔ)。進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化工作，是充分利用企業(yè)的資源，快速進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的前提，是順利實施CIPE的根本保證！

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.guhuozai8.cn/

本文標(biāo)題：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化技術(shù)的研究

本文網(wǎng)址：http://www.guhuozai8.cn/html/solutions/14019317996.html