产品配置管理技术

作者：汪国平 杜群贵

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 在现代企业中，随着计算机技术和CAD,CAE,CAM等技术的广泛应用，生产效率得以大幅度提高。与此同时，企业中的产品信息旱现出爆炸性的增长势头，这些由不同应用系统产生的产品信息，由于相互之间缺乏很好的互换性，形成了一个个“信息孤岛”，无法被高效地利用，成为制约企业发展的瓶颈。 产品数据管理(Product Data ManagementPDM)正是在这一背景下产生的一项新的管理思想和技术，PDM系统的主要作用就是作为各种计算机应用系统的集成框架，实现对产品数据的有效组织和管理，进而达到对整个产品生产过程进行控制的目的。它为企业提供一个最大限度地利用企业的人力资源和信息资源的强大工具。产品配置管理是PDM的一项重要功能，是PDM中的核心模块之一，它可以有效地提高设计的重用性和效率，方便系列产品的管理。产品配置管理是对产品结构管理的扩展，它能够很好地满足对产品多样性管理的要求。它也很好地体现了一种设计的方法学:对一个产品的设计首先是进行功能的分解，然后决定实现这些功能的部件，最后对各个部件进行具体的设计。 产品配置管理的目的是为了提供这样一种能力:根据用户给出的配置需求，基于单一、通用的产品结构(或产品族结构)，选配出完全或部分满足需要的零部件及其产品结构。最早的产品配置系统是20世纪80年代著名的基于知识规则的配置系统R1/XCON，此后产品配置在国外得到了广泛的研究，并在计算机软硬件、电梯、汽车、组合家具等方面得到了广泛的应用。近年来，由于大批量定制生产的兴起，针对产品配置的研究再一次引起了人们的重视。 1、产品配置管理的基本功能 产品配置管理是以电子资料室为底层支持，以BOM为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。产品配置管理能够建立安全性和完整性控制。产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并且对应不同阶段的产品定义，生成相应的产品结构视图，如设计视图、装配视图和工艺视图等。产品配置管理所应具备的基本功能是: (1)对产品数据资源及其使用权限进行集中管理。因为在企业中，产品数据资料不但非常庞大，而且种类也极其繁多，并且各种不同类刑的数据相互关联，为了保证各部门数据的准确和产品各部分之间的关系一目了然，就必须对产品数据资源及其使用权限进行集中管理。 (2)能够统一管理产品生命周期内全部数据的有效性。因为在设计制造及维修服务过程中，产品数据经常会根据需要发生各种各样的更改。而产品配置系统不仅要保证当前数据的有效性，而且还要将整个产品演变过程历程记录下来。因此，产品管理系统不仅要完整地保存产品内数据的全部版本，而且还要建立一套完整的有效性规则。 (3)要保证各部门产品材料清单(BOM)的一致。因为在生产制造过程中，需要随时能获取最新的产品信息，即产品的各类材料清单(BOM)。因此在产品配置系统中也必须能提供自动生成各类物料清单的工具，并能随时更新，从而保证在任何时候各部门产品物料清单的一致性。 (4)通过配置能使企业获得灵活的产品定义并能提供给用户关心的各类刑产品的配置信息。大多数能令用户满意的产品是用户根据自己的需求和特点自己配置的产品，而用户的需求又都是千差万别的，要满足用户的可选性，这就使配置变得非常复杂。通用产品系列和个人化配置工具使企业能提供定制解决方案，多种可能解决方案的评估能协助客户确定最适合他们需求的配置。 (5)有灵活的产品数据配置功能。在企业的实际生产制造中，为了降低成本，就必须要求零件能够灵活地林代，并且尽量选择标准件，或者根据实际情祝，尽量选择最低成本的林代品来满足实际需要。而通过进行个性化配置，能够加快定制产品的开发进度，大大缩短了产品交货时间，改进了产品的解析过程。其目标是能够配置出最多的产品类刑,而需要最少的零件数。 2、产品配置管理研究现状 分析当前企业应用实施的现状，可以发现目前作为PDM核心的产品配置管理存在如下一些主要问题: (1)在企业中，产品数据资料非常庞大，企业各类人员查阅产品资料要花费大量时间。如何形象地描述产品全部资料的相互关系，建立面向整个企业的全局产品信息模刑，使产品各部分之间的关系一目了然。 (2)由于各部门人员需要的BOM所关心的数据项不同，当设计和制造、采购供应的材料清单不一致时，就会造成返工和浪费。但不同的形式只是反映产品信息的不同视图。如何准确快速地为各部门提供不同形式的BOM表，建立一致的材料清单，是产品结构与配置管理面临的关键问题。 (3)产品结构与配置管理的概念不清晰，缺乏对企业从产品销信、设计到生产过程的全线支持和整体解决方案的提供，并且对变刑设计的支持仅局限于设计过程中的借用、引用及标准件、外购件的添加;并且如何确保在产品的制造过程中，对由于更改产生的不同版本进行管理，保证产品配置的正确性。因为产品结构与配置信息不准确，将直接影响到采购、制造和装配等部门，造成不应有的损失，因此也需要有先进的配置方法。 (4)市场竞争的加剧必将促使企业对顾客需求做出快速响应，产品结构与配置管理在此将起到主要作用，使其能根据市场的变化快速配置出新产品，或者为不同的用户定制个性化产品，而实现这一功能需建立与产品结构相关联的规则库或决策表，如何有效、全面地建立和定义产品结构之间的约束条件及决策信息是产品结构与配置管理需要解决的问题。 通过上述对目前产品结构与配置管理的研究现状以及面临问题的分析可知，解决问题的关键是建立企业统一的产品信息模刑，实现企业的信息集成。而由于PDM产品的设计涉及到企业的方方面面,是一个系统化工程，需要各方面的专家学者的协同工作，才能提供较理想的解决方案。 目前对产品配置管理方面的研究也正成为一个新的热点，相关的理论研究主要包括:产品族结构的建模、通用产品结构或通用物料清单的描述、产品多样性管理配置设计和管理的研究等。特别是在产品结构模刑的建立上，提出了许多适合于PDM的产品配置模刑，再在所建立的具体模刑的基础上研究其配置算法，可以直接生成用户所需要的具体产品结构。以上这些对产品配置管理的研究侧重点有所不同，有些侧重于问题的求解，而有些则主要是针对问题的表示和管理，都有很好的借鉴意义。实际上，问题的求解方法往往是和表示它的模刑紧密联系在一起的，不同的表示模刑可能会采用不同的求解方法。 3、产品配置管理的发展趋势 PDM是目前世界上的热门技术，也是不断发展中的技术，企业的实际需求和网络技术、标准化技术的飞速发展促进了PDM技术的发展。同时也促进了PDM中产品配置管理技术的发展，用户对产品配置管理不断提出新的要求，为了满足不断更新的用户需求，PDM中产品配置管理的发展趋势主要表现在: (1)以产品为核心的产品开发环境来推动设计创新和支持产品结构定义和配置的复杂过程。 (2)对产品所有的信息进行结构化的管理，以达到数据共享、快速调用、正确使用以及向设计的后续阶段提供必要信息等需求。并且在管理中融入管理人员的先进管理思想、管理模式和管理方法，这样能更好地对设计人员进行设计管理和指导工作。 (3)配置管理功能的加强，满足工程更改、并行化产品设计等复杂过程变化的需要。以配置管理为核心，将数据管理、工作流程管理与变更控制集于一体，形成更为强大的PDM系统。 (4)基于Web的产品结构与配置管理技术。迅速发展、日益普及的Internet技术己经对企业信息化的开发和应用产生巨大的冲击。Web技术的发展(如HTML语言、Java技术)使用户轻松直观地存取设计数据和进行设计协作成为可能。 4、基于SmarTeam配置管理的研究开发 现阶段，国际上很多PDM产品逐渐趋向于成熟和实用化，并廿也有很多软件己经涉及到产品的配置管理，其功能相对也比较强大，但由于其价格相当昂贵，并且要求的计算机硬件配置和对技术人员的要求都很高，对国内的中小刑企业来说，很难负担得起，而现阶段国内自主开发的一些PDM软件，功能较弱，通用性也较差，有些根本没有产品配置功能。 SmarTeam具有开放的结构与集成，采用ODMA(开放文档管理体系结构)技术，提供完全集成于最为流行的CAD和办公室应用软件内的产品数据管理解决方案，可紧密地集成到任何基于Windows的CAD和办公室应用软件中。该系统还提供了标准通用的行业编程工具，不仅可以使用户百分之百地配置自己的PDM系统，而且使系统功能更加灵活强大。使用SmarTeam，企业无需工作过程的重组或重构，能够首先在部门级快速实施，然后扩充延仲到整个企业，可仲缩构架使投资得到快速的回报。由于SmarTeam功能强大，且对技术人员要求也不太高，完全能满足中小刑企业的要求，在国内，己经在上百家企业采用了SmarTeam，但唯一的缺点就是缺少产品配置管理功能。为此我们开发了基于SmarTeam的通用产品配置管理系统，其中主要包括: (1)为了实现产品配置的功能，所需配置的零部件加入配置属性。这种方法使得企业将配置逻辑纳入产品定义中，并在客户定义的时候就确定配置逻辑，这样就无需预先定义所有可能的产品类刑,真正需要的产品变形是客户定购的那些类刑。 (2)用户可根据需求定义产品的配置规则，而配置规则对应零部件不同的配置属性，就可以从整体产品结构树中选取相应的具有相同配置属性的零部件。也就组成了用户所需的具体产品的产品结构树。 (3)各种材料清单(BOM表)的定制和自动生成。产品结构树中，零部件都具有非常多的属性,而不同的用户或者部门只需要对自己有用的属性，而通过BOM表的定制功能就可以定制出满足用户要求的BOM表。在零部件设计过程中，就为每个零部件加上分类属性,而根据用户或者部门的不同要求，自动从整体产品结构树中选取满足用户要求的零部件，生成不同的BOM表。 (4)各部门BOM表的一致性。由于具体的产品结构树是用户按照自己的需求从整体产品结构树中配置出来的，而所有的BOM表都是从同一个具体产品结构树中抽出来的，也就达到了各个部门BOM表的一致性。 5、结论 产品配置管理技术是一项发展中的技术，能有效地支持产品配置过程中的复杂信息，实现产品数据的统一管理，确保产品配置的系列化和完整性，是现代企业应对“小批量，多品种”的产品特点和市场要求的重要对策之一。产品配置管理是一个极具潜力的研究和应用领域，目前正朝着集成化，网络化方向发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/7/2008)