ＰＤＭ系統(tǒng)在個性化定制中的應(yīng)用

消費者的個性化需求推動著產(chǎn)品和服務(wù)的多樣化，個性化的產(chǎn)品一般只能通過單件小批方式生產(chǎn)出來#65377;據(jù)統(tǒng)計， 單件及小批生產(chǎn)類型生產(chǎn)的產(chǎn)品約占全世界產(chǎn)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(chǎn)的生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計時如何快速地檢索和利用已有的各方面知識是企業(yè)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(chǎn)品信息集中管理以備檢索利用，同時規(guī)定過程控制以使信息安全可靠，因此，PDM技術(shù)對單件小批量生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用#65377;

一#65380;單件小批生產(chǎn)特點及在信息管理方面存在的問題

單件小批生產(chǎn)類型的特點是定單的隨機性;產(chǎn)品的專用性;生產(chǎn)的一次性#65377;具體表現(xiàn)在四點#65377;設(shè)計方面:產(chǎn)品品種多，設(shè)計工作量大，設(shè)計周期長#65377;工藝方面:工藝設(shè)計與編制的工作量大，周期長#65377;生產(chǎn)組織方面:分工粗略，工作的專業(yè)化程度低，工作轉(zhuǎn)換時間長，效率低#65377;生產(chǎn)管理方面:工時定額粗略，受原材料#65380;半成品#65380;協(xié)作件供應(yīng)的制約，外協(xié)關(guān)系穩(wěn)定性差，質(zhì)量與交貨期不易保證，計劃#65380;調(diào)度工作復(fù)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(chǎn)類型的缺點有:產(chǎn)品制造周期長，資金周轉(zhuǎn)慢，用戶訂貨提前期長;用人多，生產(chǎn)效率低;成本高;產(chǎn)品質(zhì)量不易保證#65377;

單件小批生產(chǎn)在信息管理方面存在的問題:一是信息共享程度低，可復(fù)用程度差;二是信息傳遞速度慢，信息檢索效率低;三是業(yè)務(wù)管理方式落后;四是產(chǎn)品設(shè)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(jié)構(gòu)

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，簡稱PDM)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)(如CAD/ CAPP/ CAM/ CAE 的文件#65380;材料清單(BOM) #65380;產(chǎn)品配置等)#65380;過程(包括有關(guān)的加工工序#65380;有關(guān)批準權(quán)#65380;使用權(quán)#65380;工作流程過程程序)#65380;資源一體化集成管理技術(shù)#65377;靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動態(tài)的產(chǎn)品開發(fā)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(chǎn)品展開的#65377;

三#65380;傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和實施PDM的產(chǎn)品開發(fā)對比

單件小批生產(chǎn)組織一般包括產(chǎn)品設(shè)計#65380;工藝編制#65380;技術(shù)配置#65380;物資采購準備#65380;工程配置#65380;生產(chǎn)計劃#65380;作業(yè)計劃#65380;加工制造#65380;產(chǎn)品裝配#65380;質(zhì)量控制#65380;組織發(fā)運#65380;成本核算#65380;應(yīng)收應(yīng)付賬款等過程#65377;

個性化定制生產(chǎn)要求企業(yè)有很強的產(chǎn)品開發(fā)能力，這不僅指產(chǎn)品品種，更重要的是指產(chǎn)品上市時間，即盡可能提高對客戶需求的響應(yīng)速度#65377;據(jù)統(tǒng)計，產(chǎn)品設(shè)計時間占總開發(fā)時間的近60%#65377;因此，為縮短定制產(chǎn)品上市時間，必須縮短產(chǎn)品設(shè)計時間#65377;

傳統(tǒng)的個性化產(chǎn)品開發(fā)一直采用串行的方法#65377;概念設(shè)計→詳細設(shè)計→過程設(shè)計→加工制造→工藝驗證→設(shè)計修改單鏈循環(huán)#65377;在設(shè)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(zhì)量保證等#65377;設(shè)計改動量大#65380;產(chǎn)品開發(fā)周期還不能完全滿足市場要求，開發(fā)成本高#65377;

實施PDM系統(tǒng)后，設(shè)計階段就要考慮個性化產(chǎn)品生命周期從客戶需求提出到產(chǎn)品報廢的所有因素(包括功能，質(zhì)量#65380;成本#65380;可靠性#65380;可制造性#65380;環(huán)境保護)#65377;以減少產(chǎn)品早期設(shè)計階段的盲目性，盡早避免因產(chǎn)品設(shè)計不合理對產(chǎn)品生命周期后續(xù)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(tǒng)工作流程

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

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

3. 工藝人員進入PDM系統(tǒng)，選中需編制工藝的部件/零件/毛坯的版本#65377;然后創(chuàng)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(guī)程#65377;PDM將CAPP需要的數(shù)據(jù)(部件/零件/毛坯的有關(guān)屬性#65380;BOM2O結(jié)構(gòu)#65380;用戶信息#65380;工藝規(guī)程代號等)放到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)中，然后啟動CAPP系統(tǒng)#65377;

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

5. 在工藝設(shè)計過程中，CAPP系統(tǒng)利用PDM集成組件(庫)實現(xiàn)與PDM的互操作#65377;包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息#65380;原材料信息#65380;二維圖紙#65380;三維模型#65380;工藝設(shè)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(shù)據(jù)以及工藝規(guī)程文件#65380;工藝流程文件的操作#65377;

6. 在CAPP系統(tǒng)退出后#65377;由PDM更新底層數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)內(nèi)容及工藝流程數(shù)據(jù)#65380;工藝規(guī)程數(shù)據(jù)和工藝簡圖等#65377;

7. 物資部門根據(jù)物資需求計劃#65380;可用庫存量#65380;計劃庫存#65380;經(jīng)濟批量等編制物資采購計劃#65377;將任務(wù)下達給采購員， 簽訂采購合同; 物資到庫后， 根據(jù)采購合同填制入庫單#65377;另外， 根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃和下達的周轉(zhuǎn)卡#65380;工票進行物資配送#65377;

8. 生產(chǎn)部門在MBOM(制造物料清單是在PBOM工藝物料清單的基礎(chǔ)上完成)的基礎(chǔ)上， 根據(jù)合同交貨期， 結(jié)合JIT (Just In Time，準時生產(chǎn))#65380;GT (Group Technology， 成組技術(shù))#65380;OPT (OptimizedProduction Technology， 優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù))#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(chǎn)組織中， 一般將一個獨立需求對應(yīng)一個工號，但不排除將其中的某些零部件優(yōu)化到其他工號中生產(chǎn)#65377;一個獨立需求與工號呈一對多的關(guān)系#65377;能力平衡后下達主生產(chǎn)計劃， 同時產(chǎn)生帶有時間節(jié)點的物資需求計劃和設(shè)備需求計劃#65377;生產(chǎn)車間根據(jù)主生產(chǎn)計劃#65380;設(shè)備需求計劃#65380;可用庫存， 圍繞重要件的生產(chǎn)計劃#65380;關(guān)鍵設(shè)備機臺計劃編制作業(yè)計劃; 能力平衡后， 下達作業(yè)計劃#65380;機臺計劃#65380;下料通知等#65377;生產(chǎn)作業(yè)控制是對鑄件生產(chǎn)的數(shù)量和進度的控制，主要包括生產(chǎn)調(diào)度#65380;生產(chǎn)作業(yè)核算和在制品管理等內(nèi)容#65377;

9. 質(zhì)量部對所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗#65377;

五#65380;PDM系統(tǒng)在個性化定制中的作用

1. PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺#65377;它支持分布#65380;異構(gòu)環(huán)境下的不同軟硬件平臺#65380;不同網(wǎng)絡(luò)和不同數(shù)據(jù)庫，不同的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需的信息，再把結(jié)果放回PDM中，從而真正實現(xiàn)了3C的無縫集成#65377;

2. 企業(yè)技術(shù)部門信息傳遞的橋梁#65377;PDM是溝通產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品信息，如材料清單BOM等，ERP也可通過PDM這一橋梁將有關(guān)信息自動傳遞或交換給3C系統(tǒng)#65377;

3. 企業(yè)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(shù)據(jù)的存儲#65380;檢索和管理功能#65377;

PDM作為連接多個不同領(lǐng)域的一種集成工具，確保了整個企業(yè)中的有關(guān)人員在適當?shù)臅r候以適當?shù)男问降玫竭m當?shù)男畔ⅲ瑥亩ＷC了在正確的時刻利用正確的信息做出正確的決策#65377;據(jù)對國內(nèi)機電工業(yè)近五百家企業(yè)調(diào)查，新產(chǎn)品開發(fā)周期平均達24個月，其中單件#65380;小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)準備周期約占供貨期的32%，有的高達60%，采用PDM技術(shù)后，可縮短生產(chǎn)周期50%-80%#65377;利用PDM可以提高數(shù)據(jù)重用率，提高了信息流轉(zhuǎn)速度，縮短單件小批生產(chǎn)周期，提高企業(yè)競爭力和企業(yè)效益#65377;

(作者單位:西安電子科技大學(xué))