ＰＤＭ系統在個性化定制中的應用

消費者的個性化需求推動著產品和服務的多樣化，個性化的產品一般只能通過單件小批方式生產出來#65377;據統計， 單件及小批生產類型生產的產品約占全世界產品總量的70% ，但機床的利用率只有40%左右#65377;單件小批量生產的生產企業在設計時如何快速地檢索和利用已有的各方面知識是企業要解決的一個重要問題#65377;PDM正是充當了這樣一個集成管理者的角色，它將各方面產品信息集中管理以備檢索利用，同時規定過程控制以使信息安全可靠，因此，PDM技術對單件小批量生產起著至關重要的作用#65377;

一#65380;單件小批生產特點及在信息管理方面存在的問題

單件小批生產類型的特點是定單的隨機性;產品的專用性;生產的一次性#65377;具體表現在四點#65377;設計方面:產品品種多，設計工作量大，設計周期長#65377;工藝方面:工藝設計與編制的工作量大，周期長#65377;生產組織方面:分工粗略，工作的專業化程度低，工作轉換時間長，效率低#65377;生產管理方面:工時定額粗略，受原材料#65380;半成品#65380;協作件供應的制約，外協關系穩定性差，質量與交貨期不易保證，計劃#65380;調度工作復雜，例行管理少，例外管理多，對管理人員的需求大#65377;單件小批生產類型的缺點有:產品制造周期長，資金周轉慢，用戶訂貨提前期長;用人多，生產效率低;成本高;產品質量不易保證#65377;

單件小批生產在信息管理方面存在的問題:一是信息共享程度低，可復用程度差;二是信息傳遞速度慢，信息檢索效率低;三是業務管理方式落后;四是產品設計方式陳舊;五是信息管理方式落后;六是校審機制落后#65377;

二#65380;PDM的基本概念及體系結構

產品數據管理(Product Data Management，簡稱PDM)是以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現對產品相關數據(如CAD/ CAPP/ CAM/ CAE 的文件#65380;材料清單(BOM) #65380;產品配置等)#65380;過程(包括有關的加工工序#65380;有關批準權#65380;使用權#65380;工作流程過程程序)#65380;資源一體化集成管理技術#65377;靜態的產品結構和動態的產品開發流程是PDM進行信息

管理的兩條主線，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產品展開的#65377;

三#65380;傳統的產品開發和實施PDM的產品開發對比

單件小批生產組織一般包括產品設計#65380;工藝編制#65380;技術配置#65380;物資采購準備#65380;工程配置#65380;生產計劃#65380;作業計劃#65380;加工制造#65380;產品裝配#65380;質量控制#65380;組織發運#65380;成本核算#65380;應收應付賬款等過程#65377;

個性化定制生產要求企業有很強的產品開發能力，這不僅指產品品種，更重要的是指產品上市時間，即盡可能提高對客戶需求的響應速度#65377;據統計，產品設計時間占總開發時間的近60%#65377;因此，為縮短定制產品上市時間，必須縮短產品設計時間#65377;

傳統的個性化產品開發一直采用串行的方法#65377;概念設計→詳細設計→過程設計→加工制造→工藝驗證→設計修改單鏈循環#65377;在設計早期不能全面地考慮下游工序的可制造性#65380;可裝配性#65380;質量保證等#65377;設計改動量大#65380;產品開發周期還不能完全滿足市場要求，開發成本高#65377;

實施PDM系統后，設計階段就要考慮個性化產品生命周期從客戶需求提出到產品報廢的所有因素(包括功能，質量#65380;成本#65380;可靠性#65380;可制造性#65380;環境保護)#65377;以減少產品早期設計階段的盲目性，盡早避免因產品設計不合理對產品生命周期后續階段的影響，縮短研制周期，更好地滿足用戶需求#65377;

四#65380;個性化定制的系統工作流程

1. 設計人員按照顧客個性化需求設計使用CAD進行設計，可分為總體設計#65380;技術設計#65380;工作圖設計三個階段#65377;總體設計通過顧客個性化需求分析，確定產品的性能#65380;設計原則#65380;技術參數，概略計算產品的技術經濟指標和進行產品設計方案的經濟效果分析#65377;技術設計是將技術任務書中確定的基本結構和主要參數具體化，根據技術任務書所規定的原則，進一步確定產品結構和技術經濟指標，以總圖#65380;系統圖#65380;明細表#65380;說明書等總括形式表現出來#65377;工作圖設計是根據技術設計階段確定的結構布置和主要尺寸，進一步作結構的細節設計，逐步修改和完善，繪制全套工作圖樣和編制必要的技術文件，為產品制造和裝配提供確定的依據#65377;產品設計是一個遞階#65380;漸進的過程，總是從產品要實現的總體功能出發，從系統級構思方案，然后逐步細化，劃分成不同的子系統#65380;組件#65380;部件#65380;零件#65380;最后確定設計參數#65377;

2. 工藝人員在使用CAPP進行工藝設計前首先在PDM中生產零件的毛坯對象#65377;并將其掛到相應的零件下，如果該毛坯是自制件則應填寫該毛坯的材料及相應的數量和損耗率#65377;

3. 工藝人員進入PDM系統，選中需編制工藝的部件/零件/毛坯的版本#65377;然后創建新的工藝文件夾，并選擇工藝流程方案或選擇工藝卡片類型新建工藝規程#65377;PDM將CAPP需要的數據(部件/零件/毛坯的有關屬性#65380;BOM2O結構#65380;用戶信息#65380;工藝規程代號等)放到公用數據交換區中，然后啟動CAPP系統#65377;

4. CAPP啟動時，利用PDM集成組件(庫)讀取數據交換區中的信息#65377;然后根據PDM傳遞的用戶信息決定是否允許當前用戶操作相應的工藝文件;根據部件/零件/毛坯的代號，通過單層BOM2O結構生成或更新CAPP中的BOM2O;根據工藝規程的代號生成或定位CAPP中的工藝規程;工藝人員可以根據PDM中工藝規程的工作情況和流程情況決定創建#65380;修改或生成新版次的工藝規程#65377;

5. 在工藝設計過程中，CAPP系統利用PDM集成組件(庫)實現與PDM的互操作#65377;包括產品結構樹信息#65380;原材料信息#65380;二維圖紙#65380;三維模型#65380;工藝設備資源庫#65380;刀位文件#65380;NC代碼和工藝路線#65380;工序#65380;工步#65380;工裝夾具等數據以及工藝規程文件#65380;工藝流程文件的操作#65377;

6. 在CAPP系統退出后#65377;由PDM更新底層數據庫中的相關內容及工藝流程數據#65380;工藝規程數據和工藝簡圖等#65377;

7. 物資部門根據物資需求計劃#65380;可用庫存量#65380;計劃庫存#65380;經濟批量等編制物資采購計劃#65377;將任務下達給采購員， 簽訂采購合同; 物資到庫后， 根據采購合同填制入庫單#65377;另外， 根據生產作業計劃和下達的周轉卡#65380;工票進行物資配送#65377;

8. 生產部門在MBOM(制造物料清單是在PBOM工藝物料清單的基礎上完成)的基礎上， 根據合同交貨期， 結合JIT (Just In Time，準時生產)#65380;GT (Group Technology， 成組技術)#65380;OPT (OptimizedProduction Technology， 優化生產技術)#65380;TOC (Theory of Constraint，約束理論) 等思想進行工程配置與粗能力平衡#65377;在以訂單中的獨立需求為對象的生產組織中， 一般將一個獨立需求對應一個工號，但不排除將其中的某些零部件優化到其他工號中生產#65377;一個獨立需求與工號呈一對多的關系#65377;能力平衡后下達主生產計劃， 同時產生帶有時間節點的物資需求計劃和設備需求計劃#65377;生產車間根據主生產計劃#65380;設備需求計劃#65380;可用庫存， 圍繞重要件的生產計劃#65380;關鍵設備機臺計劃編制作業計劃; 能力平衡后， 下達作業計劃#65380;機臺計劃#65380;下料通知等#65377;生產作業控制是對鑄件生產的數量和進度的控制，主要包括生產調度#65380;生產作業核算和在制品管理等內容#65377;

9. 質量部對所生產的產品的質量檢驗#65377;

五#65380;PDM系統在個性化定制中的作用

1. PDM系統是最好的3C集成平臺#65377;它支持分布#65380;異構環境下的不同軟硬件平臺#65380;不同網絡和不同數據庫，不同的CAD/CAPP/CAM系統都可以從PDM中提取各自所需的信息，再把結果放回PDM中，從而真正實現了3C的無縫集成#65377;

2. 企業技術部門信息傳遞的橋梁#65377;PDM是溝通產品設計#65380;工藝部門和MRPⅡ#65380;ERP之間信息傳遞的橋梁，使MRPⅡ#65380;ERP從PDM平臺自動得到所需的產品信息，如材料清單BOM等，ERP也可通過PDM這一橋梁將有關信息自動傳遞或交換給3C系統#65377;

3. 企業已有資源的資源庫#65377;PDM的電子資料庫和文檔管理提供了對多種數據的存儲#65380;檢索和管理功能#65377;

PDM作為連接多個不同領域的一種集成工具，確保了整個企業中的有關人員在適當的時候以適當的形式得到適當的信息，從而保證了在正確的時刻利用正確的信息做出正確的決策#65377;據對國內機電工業近五百家企業調查，新產品開發周期平均達24個月，其中單件#65380;小批量產品的生產技術準備周期約占供貨期的32%，有的高達60%，采用PDM技術后，可縮短生產周期50%-80%#65377;利用PDM可以提高數據重用率，提高了信息流轉速度，縮短單件小批生產周期，提高企業競爭力和企業效益#65377;

(作者單位:西安電子科技大學)