Tc AE系統中產品配置的應用

黃 杰

(上汽通用五菱汽車股份有限公司技術中心，廣西 柳州 545007）

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 Part 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：

Option Name=Option Noun Name_Family Code或=Option Noun Name_Option Code。例如：

GPDSOption:AR9-SEAT FRT BKT,DELUXE;Option Noun Name:SEAT;in Family:STS–SEAT，選項命名為“SEAT_STS”。

選項值命名規則：Option Value=Option Code_Option Description。

例如：GPDS Option:AR9-SEAT FRT BKT,DELUXE;Noun Name:SEAT;in Family:STS–SEAT，選項值命名為“AR9_FRTBKT,DELUXE”。

（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 IFengine=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_創建日期。

例如TKV001_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。

[1]李建明.產品數據（PDM）管理技術[M].北京：清華大學出版社，2000.

[2]方 劍，黃利平，等.基于Web的產品結構管理技術[J].機械科學與技術，2002，21（1）：188-190.

[3]PSE Guide.Siemens[DB/OL].http://cnwultcweb01:8080/tc8.3/help/pse/book.html.