隨著CAD(Computer Aided Design)、CAM(Computer Aided Manufacturing)等技術在現代企業中的廣泛應用,產品生產效率也在不斷地提高。但是由于不同應用系統之間,產生的信息缺乏互換性,各類信息不能被高效地利用,成為制約企業發展的新瓶頸。
PDM(Product Data Management)系統就是作為各種計算機應用系統的集成框架,實現對產品數據的有效組織和管理,從而達到對整個產品生產過程進行有效地控制。
產品結構及配置管理,是PDM系統的核心模塊之一,其可以有效地提高零件的設計效率及重用率,實現系列產品的管理。目前,產品配置管理已經在航空、汽車等領域得到了廣泛的應用。
圖1 PDM系統應用范圍
1 產品配置的概念
產品配置就是指根據一定的規則或者方法,選配出一個符合要求的產品。在PDM系統中,產品配置的結果就是一個具體的產品結構。同一企業可能會提供多種產品,而且每種產品可能存在不同的產品結構,為了保證企業產品品質,需要對產品配置進行有效地管理。
換言之,產品配置即根據用戶給出的配置需求,基于通用的產品結構,選配出完全或部分滿足需要的產品結構。所以,從某種意義上說,產品配置管理實質上就是常說的BOM(Bill of Management)管理。
TcAE(Teamcenter Engineering Automotive Edition)系統,是一款專門為某汽車公司定制的產品數據管理系統。TcAE系統中的PSE(Product Structure Edit)模塊,能夠根據EPL(Engineering P{ut List)建立準確完整的產品結構,并且能夠根據指定的規則或條件,對產品結構進行配置。
2 產品配置的方法
TcAE系統中常用的產品配置方法有兩種:第一種是按照發放狀態配置產品,第二種是按照變量和規則配置產品。
2.1 按照發放狀態配置產品
按照發放狀態配置,就是根據零部件的發布規則來實現產品配置。產品設計生產過程,可以分為若干個階段,每個階段產品發布的狀態均不同。為了查看某個階段的產品結構,可以直接選擇發布規則實現。
比如有些版本是T1階段發放的,零部件顯示的發放狀態就是“1”;有些版本是T2階段發放的,零部件顯示的發放狀態就是“2”;有些臨時發放的小版本,零部件顯示的發放狀態為“X”。還有一種特殊的狀態,該狀態不由任何發放過程所設置,就是“工作狀態”,處于工作狀態下的版本允許修改。
在TcAE系統中,默認設定了很多版本規則,當進行產品配置時,可以選擇相應的版本規則達到預期配置結果。
一般比較常用的版本規則包括Latest Released、Latest Working、Any Status:Working等,另外,用戶也可以根據需要自行定義版本規則。
以下是兩種版本規則的詳細信息。
2.2 按照變量和規則配置產品
按照變量和變量規則配置產品,更加有利于實現用戶個性化的需求。在企業的生產過程中,產品型號一般由若干個關鍵的參數決定,不同型號的產品之間,存在許多共同的組件。所謂共同組件,即不管這個產品屬于哪個型號,都必須安裝這些組件,因此這幾個關鍵參數就構成了配置變量,通過加載不同的變量規則,就可以得到想要的產品配置結果。
圖2所示為變量配置技術的應用實例。
圖2 變量配置技術的應用
按照變量和規則配置產品,首先需要了解如下概念:
(1)選項(Option)。也可以稱為變量,是一個變量參數,由名稱和描述組成。在VSA(Vehicle Structure Assembly整車裝配結構)結構中,根據配置的不同,有多種選擇的零件(例如,engine=1200,1600;gearbox=manual,automatic)。
選項信息必須定義在VAS的最頂層節點上,每個Option必須包含“NONE”選項值。創建的選項,包含所有的整車相關的技術選項、業務選項和PDS中包含所有子系統相關的技術選項。
選項命名規則:
(2)變量條件(Variant Condition)。系統選用某種配置,是所需要的變量值,用來控制某些零件只在某些特定的配置中出現(例如LOAd IF engine=1200)。定義在IA(Installing Assembly)級別總成和VAS上層結構上的一組邏輯表達式。通過選項表達式的邏輯組合關系,定義了IA級別總成和VAS上層結構的配置條件。
當邏輯表達式為真時,所在IA級別總成和VAS上層結構被配置,否則未被配置。如Modules上的變量條件基于五大模塊控制選項進行創建,VPPS(Vehicle Partitioning and Product Structure)L1/2上的變量條件基于功能控制選項進行創建,IA級別上的變量條件,基于配置信息和艙室信息進行創建。最后在申請刪除IA時,應在VAS中修改IA的變量條件為LOAD_DELETED=YES。
(3)變量規則(Variant Rle)。一系列已設定的變量值的組合(例如car type=GLS,engine=1200,gearbox=manual)。通過在VAS中加載已定義的變量規則,可以一并選中其中包含的全部選項值,從而實現變量配置,獲取想要的數據進行設計和驗證。
基于產品配置表PDS(Product Description Summary)創建整車變量規則時,變量規則對象必須創建在VAS的最頂層節點上;同時必須創建特殊變量規則“NO VARIANT CONDITION”,選項值全部為“NONE”;在創建其它變量規則時,首先加載特殊變量規則,然后再根據需求更改某些選項的值,從而形成需要的變量規則。
變量規則命名規范:TKVnnn_ModeL車輛型號一創建日期。
例如TKVO01_AHB36_6430KF_20110516。
3 配置實例
以下通過在TcAE系統中配置某個車型的例子,來展示如何按照變量和規則配置產品。變量配置技術,可以實現多個車型配置共用一個VAS結構,通過調整變量規則快速篩選需要的零件進行顯示或者加載。整個過程可以概括為3個部分:創建VAS和IA,創建選項和變量條件,創建變量規則。
3.1 創建VSA和IA
首先需要在TcAE中創建正確、有效的VAS結構,包括檢查VAS結構中IA的完整性,確保IA在整車配置中的有效性;根據該車型產品配置表PDS的信息,對比IA和PDS中每項內容的從屬關系,確保每個IA的選項代碼(Option Code)正確無誤。
圖3 IA創建變量條件
3.2 創建選項和變量條件
產品配置需要在TcAE系統的PSE(Product Structure Edit)模塊中完成。
第一步創建選項及其默認值,首先創建該車型VAS特有的選項代碼,然后根據產品配置表創建PDS的選項代碼;選項代碼創建完成之后,就需要為其創建默認選項值。一定要注意選項及其選項值的命名必須遵循其命名規則,且選項信息必須定義在VAS的最頂層節點上。
選項代碼及其默認值創建完成之后,第二步就是創建變量條件。變量條件分為VAS的全局變量條件和IA的特殊變量條件兩部分。
圖4 IA創建變量條件
3.3 創建變量規則
變量條件創建完成之后,就可以根據產品配置表PDS創建相應的車型配置,也可以根據下游用戶的需求,如虛擬評審、CAE分析等,創建某個具體的車型。
本案例中,在創建變量規則時,可以先將選項Turn_All_Off設為YES,由于之前設置了變量條件,此時需要用戶設置的變量值就全部變為NO,這樣做主要是為用戶創建變量規則節省了大量的時間,避免許多無用的工作。
在保存設置好的變量規則是,注意遵守變量規則的命名規范。圖5所示為用戶根據PDS配置車型并為其命名。
圖5 創建變量規則
變量規則創建完成之后,將其保存在TcAE中,當用戶需要查看某個車型配置時,直接按照變量規則的命名加載相應的車型即可。最后需要實時地跟蹤產品配置表的更新情況,維護對應車型的VAS選項代碼、變量條件和車型配置。
4 結束語
產品配置管理是PDM的一項重要功能,也是實現企業虛擬制造、智能制造的重要基礎。其不僅可提高零件設計的效率及重用率,更有利于系列產品的管理,最終滿足用戶的個性化需求。
本文簡要介紹了配置管理的概念及常用配置管理的方法,最后通過一個車型配置的實例,展示了如何利用變量和規則配置產品,達到數據統一管理的要求,確保產品 配置的完整性與系列化,不斷滿足現代企業應對“小批量、多品種”的產品特點和市場要求,完全實現現代企業集成制造的新模式。
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本文標題:TcAE系統中產品配置的應用