O引言
大批量定制(mass customization, MC)正在成為21 世紀(jì)主流生產(chǎn)模式，它將批量生產(chǎn)和定制生產(chǎn)兩種完全不同的生產(chǎn)方式有機(jī)融合在一起.通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程的重組將定制產(chǎn)品的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和客戶(hù)評(píng)單分離點(diǎn)(CODP)的不同.大批量定制可以分為按評(píng)單銷(xiāo)信、按評(píng)單裝配、按評(píng)單制造和面向評(píng)單設(shè)計(jì)四種方式。對(duì)于不同的定制方式.可以采用不同的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)。ETO產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是:定制程度比較深.在產(chǎn)品配置過(guò)程中往往需要按照客戶(hù)評(píng)單需求.重新設(shè)計(jì)滿(mǎn)足這些需求的新零部件.或?qū)ζ渌N類(lèi)零部件進(jìn)行變型設(shè)計(jì).其中需要大量人機(jī)交互處理.必須將配置設(shè)計(jì)與變型設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來(lái).才能解決定制設(shè)計(jì)問(wèn)題。因此利用哪種開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方法.使其能在充分利用企業(yè)現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上.通過(guò)整體優(yōu)化.盡可能減少產(chǎn)品內(nèi)部多樣化.增加產(chǎn)品外部多樣化.采用動(dòng)態(tài)配置思想.得到關(guān)于評(píng)單產(chǎn)品完整、詳盡的描述.從而滿(mǎn)足ETO產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的需要就顯得至關(guān)重要。本文著重討論了利用事物特性表(tabular layouts of article characteristics,TLAC)技術(shù)進(jìn)行的面向評(píng)單設(shè)計(jì)生產(chǎn)方式的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)技術(shù).提出了實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品批量定制的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架.并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。
1面向大批量定制的ETO產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)
大批量定制環(huán)境下的面向評(píng)單設(shè)計(jì)是指企業(yè)在客戶(hù)評(píng)單到達(dá)之后才開(kāi)始產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的生產(chǎn)方式.其全部或部分產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是由評(píng)單驅(qū)動(dòng)的。面向評(píng)單設(shè)計(jì)的企業(yè)大多數(shù)屬于離散制造業(yè).市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致產(chǎn)品交付時(shí)間逐步前移.如何在保持成本大致不變基礎(chǔ)上縮短產(chǎn)品生成周期成為企業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的效率決定了整個(gè)產(chǎn)品生成周期.這要求企業(yè)具有較高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。采用基于事物特性表的產(chǎn)品族設(shè)計(jì)思想將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程與設(shè)計(jì)過(guò)程相分離.通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì).零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化.可以將CODP點(diǎn)向生產(chǎn)下游移動(dòng).減少定制產(chǎn)品中的定制部分.在滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求的同時(shí).增加零部件的預(yù)測(cè)生產(chǎn).按照規(guī)模生產(chǎn)效率生產(chǎn)模塊和零部件.從而大大縮短產(chǎn)品交貨期和降低定制成本.同時(shí)擁有定制和規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì).是實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品快速定制設(shè)計(jì)的有效方法。
圖1所示的實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品批量定制的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架分為二層.分別是基礎(chǔ)層、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)層和應(yīng)用工具層。基礎(chǔ)層包括企業(yè)己有產(chǎn)品資源庫(kù)和相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)資源.是進(jìn)行產(chǎn)品建模、實(shí)施產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的前提;產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)層是實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和核心.分為產(chǎn)品建模和快速設(shè)計(jì)兩個(gè)部分;應(yīng)用工具層則是從技術(shù)層面上.利用先進(jìn)的IT信息技術(shù)和工具實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)層是整個(gè)系統(tǒng)框架的核心.包括面向產(chǎn)品族的模塊化產(chǎn)品建模、產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)等幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的任務(wù)就是在分析市場(chǎng)需求和企業(yè)己有產(chǎn)品資源的基礎(chǔ)上.建立產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)、主模型和主文檔。而產(chǎn)品設(shè)計(jì)的任務(wù)就是根據(jù)用戶(hù)的需求.在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)結(jié)果的基礎(chǔ)上.進(jìn)行產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì).快速設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足評(píng)單需求的ETO產(chǎn)品。
在應(yīng)用工具層.可以將PDM系統(tǒng)與CAD系統(tǒng)進(jìn)行有效集成.利用PDM系統(tǒng)和事物特性表對(duì)產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)和基于幾產(chǎn)品族的零部件主模型及其實(shí)例信息進(jìn)行管理.根據(jù)產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行配置設(shè)計(jì).同時(shí)通過(guò)CAD系統(tǒng)調(diào)用PDM系統(tǒng)中的零部件主模型.結(jié)合事物特性表對(duì)必要的零部件進(jìn)行變型設(shè)計(jì).生成滿(mǎn)足評(píng)單要求的產(chǎn)品實(shí)例.從而實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)品設(shè)計(jì).
2實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1基于模塊化產(chǎn)品族和事物特性表的產(chǎn)品建模
事物特性表定義了從對(duì)象組中表征和區(qū)分某個(gè)對(duì)象的決定性特性(事物特性).規(guī)定了特性數(shù)據(jù)的表示格式.使其能夠方便地在不同系統(tǒng)之間交換.其他特性則可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化過(guò)程使其定量化.或通過(guò)事物特性得到其導(dǎo)出特性。這樣不僅減少了零部件種類(lèi).提高了零部件使用頻率.而且能夠構(gòu)建可變型模塊化產(chǎn)品模型.支持有效的檢索和變型設(shè)計(jì)。一個(gè)構(gòu)建合理的事物特性表還能夠有效地實(shí)現(xiàn)下游過(guò)程的變型響應(yīng).因此是產(chǎn)品建模方法的基礎(chǔ)少。
ETO產(chǎn)品設(shè)計(jì)是針對(duì)產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品族從層次上可以分為零件族和部件族.它們都是基于幾模塊化思想建立的.之間是自下而上支持和自上而下引用的關(guān)系。由若干個(gè)基于功能獨(dú)立的享模塊組成的完各產(chǎn)品族可以構(gòu)建起可變型的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)以及描述零部件各種特點(diǎn)的主模型和主文檔。構(gòu)成產(chǎn)品族的模塊的共享程度(產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)上的相似度)越大.定制產(chǎn)品成本的降低幅度就越大.也越能滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化定制需求。為了能夠清晰地描述構(gòu)成產(chǎn)品族的部件族和零件族之間的關(guān)系.支持產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)及變型設(shè)計(jì).本文采用事物特性表技術(shù)來(lái)合理表達(dá)可變型產(chǎn)品主模型中的設(shè)計(jì)知識(shí)和層次關(guān)系。
產(chǎn)品模型是所有幾何、技術(shù)和管理方面的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化集成.它可以在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中對(duì)各種信息及其之間動(dòng)態(tài)變化的聯(lián)系進(jìn)行有效管理。產(chǎn)品建模是在對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品族的模塊及其零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)上.建立產(chǎn)品零部件主模型主文檔和產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)二部分內(nèi)容.它們是聯(lián)系模塊化的產(chǎn)品族和快速定制設(shè)計(jì)的橋梁。
零部件主模型由零部件幾何模型及相應(yīng)事物特性表組成。在事物特性表中利用事物特性和導(dǎo)出特性來(lái)描述零部件外型和尺寸之間的聯(lián)系.只要在主模型中輸入一組數(shù)值.就可以通過(guò)幾何模型自動(dòng)地派生出零部件的一個(gè)變型實(shí)例。按照對(duì)象的不同.可以將零部件主模型分成型狀特征、零件和部件二個(gè)層次。圖2描述了組成部件手柄的型狀特征主模型、零件主模型和部件主模型實(shí)現(xiàn)交互式建模的過(guò)程.其中.SML-ID是零部件類(lèi)事物特性表分類(lèi)碼.主要用于對(duì)產(chǎn)品和零部件進(jìn)行分類(lèi).向開(kāi)發(fā)人員和管理人員提供有效的分類(lèi)檢索手段.并且它能夠通過(guò)指針將構(gòu)成產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的零部件主模型之間的相互關(guān)系關(guān)聯(lián)起來(lái);Part- ID是識(shí)別碼.用于對(duì)同一類(lèi)零部件中不同對(duì)象進(jìn)行區(qū)分和標(biāo)識(shí)。這種二個(gè)層次主模型之間層層調(diào)用的型式及其相互間的聯(lián)系反映了產(chǎn)品主模型的實(shí)質(zhì)。這種建模方法的最大優(yōu)點(diǎn)是.當(dāng)某一個(gè)主模型的實(shí)例發(fā)生變化時(shí).與之相關(guān)的零件模型或部件模型也立即發(fā)生相應(yīng)改變。這種功能對(duì)于ETO產(chǎn)品的定制設(shè)計(jì)是非常重要的.因?yàn)橛袝r(shí)在進(jìn)行變型設(shè)計(jì)時(shí).只需要修改極少數(shù)零部件或型狀特征的事物特性數(shù)值.就可以自動(dòng)得到定制產(chǎn)品的全部技術(shù)文檔。所謂主文檔是各種模板的總稱(chēng).如主圖、主工藝過(guò)程規(guī)劃和主NC程序等.它們是在主模型的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的.
在理論上.產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)完整地表達(dá)了產(chǎn)品的各種組合變型.其中產(chǎn)品基型是由基本模塊組成的層次結(jié)構(gòu).而其他產(chǎn)品組合則是通過(guò)在產(chǎn)品基型基礎(chǔ)上添加可擴(kuò)充模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此.產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)是一個(gè)與評(píng)單無(wú)關(guān)的、可配置的、包括所有基本模塊和可擴(kuò)充模塊的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)。可擴(kuò)充模塊一般包括必選模塊和可選模塊.各種模塊之間的相互約束關(guān)系及選擇可以利用配置規(guī)則加以描述.并把各種規(guī)則按照簡(jiǎn)單的方式羅列在決策表里.存放在配置知識(shí)庫(kù)中.這樣就能夠表示相關(guān)聯(lián)的IF-THEN聯(lián)系事物特性表描述了主結(jié)構(gòu)中各種基本模塊和可擴(kuò)充模塊以及它們之間所有可能的組成關(guān)系。產(chǎn)品事物特性表的各種表列不僅對(duì)其功能、幾何等事物特性進(jìn)行了描述.而且還可以利用SML- ID分類(lèi)碼指向組成該產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的不同零部件主模型的事物特性表。如圖3所示.在產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)過(guò)程中.基于產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的配置過(guò)程可以分為兩個(gè)步驟:①根據(jù)產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)和客戶(hù)需求.通過(guò)配置設(shè)計(jì)得到與評(píng)單相關(guān)的近似產(chǎn)品結(jié)構(gòu)集.即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);②在此基礎(chǔ)上.可以利用零部件主模型通過(guò)變型設(shè)計(jì)確定各定制零部件實(shí)例.即詳細(xì)設(shè)計(jì).從而得到符合特定評(píng)單的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其相關(guān)文檔。圖4說(shuō)明了經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)與各零部件主模型主文檔之間的聯(lián)系。產(chǎn)品A1是由部件A2,A3以及可擴(kuò)充零件P1,P2,P3,P4,P5尸構(gòu)成的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu);每個(gè)零部件都對(duì)應(yīng)著一個(gè)產(chǎn)品主模型.部件主模型是由零件主模型構(gòu)成的。主模型之間的連線(xiàn)與產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)一樣說(shuō)明了零部件各層次主模型之間的聯(lián)系。產(chǎn)品主文檔則是在產(chǎn)品主模型的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的
2.2 ETO產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)
配置設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)大批量定制快速設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一是縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)效率的一種有效手段。ETO產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和快速設(shè)計(jì)過(guò)程之間交流的橋梁是利用事物特性表技術(shù)建立的基于產(chǎn)品族的主結(jié)構(gòu)模型.在產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上.可以根據(jù)不同客戶(hù)需求.從中派生出與評(píng)單相關(guān)的定制產(chǎn)品。配置設(shè)計(jì)過(guò)程一般分為配置知識(shí)表達(dá)和配置求解兩個(gè)階段.
配置知識(shí)表達(dá)能夠有效地組織己有設(shè)計(jì)成果.建立基于幾產(chǎn)品族的主結(jié)構(gòu)(配置模型).其組織與管理方式直按影響了配置設(shè)計(jì)的效率和配置結(jié)果的正確性.是進(jìn)行配置問(wèn)題求解的前提和關(guān)鍵。目前常見(jiàn)的配置設(shè)計(jì)知識(shí)表達(dá)方法主要有基于幾規(guī)則的配置設(shè)計(jì)方法基于實(shí)例的配置設(shè)計(jì)方法,、基于本體的配置設(shè)計(jì)方法等。在基于實(shí)例的配置方法中.產(chǎn)品配置知識(shí)是以實(shí)例的型式存儲(chǔ)在設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)中的.配置時(shí)可以通過(guò)零部件的分類(lèi)碼和識(shí)別碼找到一個(gè)相似的、己成功解決過(guò)的配置實(shí)例.對(duì)其進(jìn)行變型設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足新的客戶(hù)需求。
事物特性表通過(guò)各種特性以及特性之間的關(guān)聯(lián)對(duì)一族產(chǎn)品和零部件進(jìn)行表達(dá).不僅描述了配置模型中有哪些模塊參與裝配以及各模塊之間的裝配關(guān)系.而且還包含了以往配置成功的設(shè)計(jì)實(shí)例.同時(shí).它提供多種用戶(hù)按口.方便用戶(hù)的各種操作。事物特性及其導(dǎo)出特性在產(chǎn)品族的基礎(chǔ)上.使其公共特性固定化.減少了日益增多的知識(shí)量.簡(jiǎn)化了配置設(shè)計(jì)的工作量。在利用產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置設(shè)計(jì)時(shí).產(chǎn)品(部件)事物特性表的每一行都對(duì)應(yīng)于幾一個(gè)己有的配置實(shí)例及其識(shí)別碼.零件事物特性表的每一行則對(duì)應(yīng)于幾一個(gè)己有零件實(shí)例及其識(shí)別碼。如圖2所示.配置模型中產(chǎn)品、零部件間的事物特性表可以通過(guò)引用指針指向?qū)?yīng)的事物特性表.表中不僅包含了豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)和己有的成功個(gè)性化配置實(shí)例.而且還可以在必要的時(shí)候通過(guò)對(duì)近似實(shí)例進(jìn)行變型.從而生成滿(mǎn)足客戶(hù)需求的個(gè)性化產(chǎn)品.所以產(chǎn)品配置知識(shí)不僅包括產(chǎn)品族模塊間的相互約束規(guī)則.而且還包括產(chǎn)品零部件的事物特性表。
產(chǎn)品的配置求解可以實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì).它是在對(duì)基于幾產(chǎn)品族的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)(配置模型)中的配置知識(shí)進(jìn)行有效表達(dá)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。產(chǎn)品配置求解的目標(biāo)是找出滿(mǎn)足配置約束條件和客戶(hù)評(píng)單需求的可行方案。通過(guò)上述ETO產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和配置知識(shí)表達(dá)方法.可以有效減少和重用產(chǎn)品配置知識(shí)。此外.由于ETO產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)對(duì)象是復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品.其求解過(guò)程是對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的智能化應(yīng)用.單一的邏輯規(guī)則無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)ETO產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)推理.結(jié)合事物特性表的特點(diǎn).可以將基于規(guī)則的配置設(shè)計(jì)方法和基于實(shí)例的配置設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來(lái).降低酉己置難度.如圖5所示。在配置過(guò)程中.設(shè)計(jì)人員首先利用產(chǎn)品分類(lèi)碼和識(shí)別碼在產(chǎn)品層的事物特性表(產(chǎn)品實(shí)例庫(kù))中查找己有的成功配置實(shí)例。如果存在滿(mǎn)足客戶(hù)需求的相似配置實(shí)例.可以采用基于實(shí)例的推理方法.利用需修改的零部件主模型對(duì)其進(jìn)行變型設(shè)計(jì).得到滿(mǎn)足客戶(hù)需求的配置結(jié)構(gòu);如果不存在滿(mǎn)足客戶(hù)需求的相似配置實(shí)例.則可以采用基于規(guī)則的推理方法進(jìn)行求解。由于幾可變型產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)是與所有的規(guī)則對(duì)象和選擇對(duì)象(包括決策表)存放在一起的.因此產(chǎn)品的配置不是一項(xiàng)獨(dú)立的工作.而是產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的一個(gè)智能組成部分。在需要的時(shí)候能夠基于幾決策表技術(shù)對(duì)配置模型(產(chǎn)品主結(jié)構(gòu))進(jìn)行匹配設(shè)計(jì).動(dòng)態(tài)地生成近似的配置實(shí)例.則可以再次利用零部件主模型進(jìn)行變型設(shè)訓(xùn)一生成滿(mǎn)足特定客戶(hù)需求的相應(yīng)配置設(shè)計(jì)實(shí)例。由于酉己置過(guò)程是一個(gè)基于與評(píng)單無(wú)關(guān)的配置模型的動(dòng)態(tài)約束求解過(guò)程.隨著客戶(hù)需求的不同.其可行解可能不是唯一的.因此還需要對(duì)獲得的配置設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)化.最終得到符合客戶(hù)需求的設(shè)計(jì)文檔。
2.3產(chǎn)品零部件的變型設(shè)計(jì)
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的基礎(chǔ)上.結(jié)合事物特性表技術(shù)實(shí)現(xiàn)定制產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì).可以從方法學(xué)層面實(shí)現(xiàn)減少零部件種類(lèi)、提高零部件使用頻率的部多樣化的目的。ETO產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)是指在零部件主模型和主文檔的基礎(chǔ)上.利用事物特性表可以派生出不同類(lèi)型的文檔。當(dāng)事物特性表中的某一行數(shù)據(jù)(某個(gè)零部件實(shí)例).與標(biāo)準(zhǔn)模塊的主圖庫(kù)、主工藝規(guī)劃庫(kù)和主NC程序庫(kù)中的模型相結(jié)合以后.就可以自動(dòng)生成具體零部件的工程圖工藝過(guò)程規(guī)劃和NC程序。由J幾這些變型生成的文檔與零部件主模型之間具有很強(qiáng)的相似性.因此可以看作是主模型的一種系列化變。
為了能夠更好地在組成定制產(chǎn)品的各個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)自上而下和自下而上的相互支持.在建立零件層主文檔的同時(shí).還應(yīng)該建立型狀特征和部件的主文檔。將這些不同層次的主文檔與產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來(lái).能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)。在部件的事物特性表中.通過(guò)引用指針和標(biāo)識(shí)號(hào)指向下件層和零件層的事物特性表.可以有效表達(dá)部件及組成它的r部件和零件之間的構(gòu)成關(guān)系。通常情祝下.只要主文檔正確.則由其派生的文檔也應(yīng)該正確。變型設(shè)計(jì)具有自動(dòng)化程度高和零缺陷的特點(diǎn).提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、加快設(shè)計(jì)進(jìn)度都具有重要作用。在事物特性表的支持下.變型設(shè)計(jì)技術(shù)還能自動(dòng)地生成幾何圖型.其前提條件是必須具各3D的參數(shù)化CAD系統(tǒng)。
3實(shí)例分析
工業(yè)汽輪機(jī)是一種技術(shù)密集型產(chǎn)品.汽缸是其重要組成部件.它們的最大特點(diǎn)是必須按照客戶(hù)需求定制.是典型的ETO產(chǎn)品.需要面向MC的配置設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)相結(jié)合才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的快速定制。根據(jù)基于產(chǎn)品族的模塊化原理.可以將汽缸分為前驅(qū)段、減壓段、延氏段、過(guò)渡段、法蘭段和排汽段6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段.每個(gè)區(qū)段又分為上、下兩半段.分別建立其主模型。圖6表示了經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的汽輪機(jī)汽缸本體主結(jié)構(gòu)(配置模型),每個(gè)模塊都具有對(duì)應(yīng)的事物特性表.如汽缸本體的事物特性表分類(lèi)碼為SML-2000.前驅(qū)段上半段的事物特性表分類(lèi)碼為SML-2001.表中每一行通過(guò)標(biāo)識(shí)碼保存著己有的成功實(shí)例.零部件之間的事物特性表通過(guò)指針進(jìn)行關(guān)聯(lián)。其中前驅(qū)段和排汽段為必選模塊.前驅(qū)段有常壓和高壓兩種模塊;減壓段為依賴(lài)性模塊.當(dāng)選擇高壓前驅(qū)段模塊時(shí)必須選擇;過(guò)渡段和延氏段為可選模塊.可以根據(jù)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子通流部分進(jìn)行多種組合,R為存放于決策表中的配置規(guī)則。
利用前述產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架和PDM,CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了針對(duì)ETO產(chǎn)品的快速定制設(shè)計(jì)系統(tǒng)。根據(jù)客戶(hù)需求.設(shè)計(jì)人員可以利用基于事物特性表的產(chǎn)品主結(jié)構(gòu).通過(guò)配置設(shè)計(jì)得到不同型號(hào)的汽輪機(jī)汽缸.當(dāng)沒(méi)有滿(mǎn)足定制要求的零部件時(shí).可以利用主模型經(jīng)過(guò)變型設(shè)計(jì)快速得到相應(yīng)的變型零部件.直至獲得滿(mǎn)足客戶(hù)需求的定制產(chǎn)品。圖7即為利用該系統(tǒng)在圖6所示汽缸主結(jié)構(gòu)(配置模型 )基礎(chǔ)上.將基于實(shí)例和規(guī)則的推理相結(jié)合配置得到的滿(mǎn)足客戶(hù)評(píng)單需求的汽輪機(jī)汽缸。其中.中間部分是根據(jù)轉(zhuǎn)r通流部分由一個(gè)延氏段和一個(gè)過(guò)渡段組合而成。通過(guò)上述方法.在滿(mǎn)足客戶(hù)需求的同時(shí).實(shí)現(xiàn)了縮短設(shè)計(jì)周期、降低設(shè)計(jì)成本的目的。
為了支持面向大批量定制的ETO產(chǎn)品配置過(guò)程.需要具各兩個(gè)必要的條件:一是根據(jù)模塊化思想和事物特性表技術(shù).開(kāi)發(fā)能夠進(jìn)行變型設(shè)計(jì)的零部件主模型.構(gòu)建一個(gè)面向產(chǎn)品族的可變型產(chǎn)品主結(jié)構(gòu);一是需要得到相應(yīng)的PDM系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)的支持.為產(chǎn)品模型的管理、配置設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)的進(jìn)行提供平臺(tái).
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本文標(biāo)題：基于MC環(huán)境的面向訂單產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法研究
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