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PLM系统中柴油机驱动压缩机产品模块化设计

2018/2/14    来源:互联网    作者:李福送  周艳辉  王熙  张晓      
关键字:PLM  Teamcenter  模块化设计  BOM配置  
介绍在产品生命周期管理系统Teamcenter PLM系统中结合NX三维设计,以柴油机驱动压缩机产品设计为例,从产品模块化设计、配置变量定义、BOM配置管理以及BOM生成等方面,阐述了基于PLM系统的产品模块化设计概念及BOM配置管理的应用思路和实现方法。此设计方式及BOM配置能有效提高产品设计效率及设计质量,减少手工操作的出错率,进一步保证BOM信息的准确性;同时对于其他压缩机产品或工业产品也同样适用。

    一、前言

    众所周知,对于制造企业特别是压缩机制造企业来说,产品生命周期管理是企业管理的重要部分,与企业的经营效益有着至关重要的关系。PLM系统在实现企业的信息集成、提高企业的管理水平以及产品开发效率等方面发挥着重要的作用,能有效提高企业的市场应变能力和竞争能力。

    概括地说,制造企业实施PLM系统具有以下重要的意义:

    1)企业产品数据资源的分类管理,便于快速检索,提高产品开发效率。

    2)采用有效的版本管理和工程变更管理,解决三维设计文件版本管理的瓶颈问题,保证产品数据的准确性和一致性。

    3)实现产品开发流程的规范化管理。

    4)建立统一的产品数据管理平台,工程协同设计。

    5)实现跨部门的产品信息传递,PLM系统提供了产品整个生命周期的数据和模型,是ERP系统中的产品数据源头。

    当前PLM系统平台有很多种,本文介绍用西门子Teamcenter系统及集成的NX三维软件进行产品模块化设计及BOM配置管理。Teamcenter能与NX高效无缝集成,两者都是西门子公司的产品,具有良好的兼容性。

    二、压缩机产品架构设计

    以柴油机驱动的压缩机产品设计为例,详细介绍在PLM系统中如何高效地进行产品(模块化)设计以及BOM配置方法。

    1.产品模块化设计概念

    为适应市场上不同客户需求,压缩机产品型号种类繁多,同种零部件可能会衍生出多种不同性能、不同功能,这就使产品的设计、工艺和生产数据大量增加,极易产生数据混乱和数据冗余问题。现代化的生产组织方式引入模块化设计管理思想,以模块为对象组织产品设计,将产品某一具体功能所需要的零部件进行特定的组合,通过相应的选择和组合来构成不同的产品。这些模块的产品数据及配置规则数据量较大,需要依赖信息化系统进行管理,实现设计模块的有序性和结构化,从而保证数据的准确性和知识的重用性。

    产品模块化设计就是将产品分成几个部分,也就是几个模块,每一部分都是具有独立功能,具有一致的几何连接接口和一致的输入、输出接口的单元,相同种类的模块在产品族中可以重用和互换,相关模块的排列组合就可以形成最终的产品。通过模块的组合配置,就可以创建不同需求的产品,满足客户的定制需求;相似性的重用,可以使整个产品生命周期中的采购、物流、制造和服务资源简化。

    涉及的术语解释如下:

    (1) BOM。BOM(Bill of Material)是指物料清单,是用来描述产品零部件组成和零部件相互关系的重要信息,体现的是具有一定结构关系的重要信息。它表明了产品组件、零件直到原材料之间的结构关系,以及每个组件所需要的各下属部件的数量等信息。

    (2)产品总图全BOM,产品总图也叫全BOM或超级BOM。它所包含的系统或组件应与产品EBOM模块或子模块一一对应。

    (3) EBOM。 EBOM即(工程设计BOM是以工程的模块化设计为基础,通过对产品总图进行BOM配置管理生成。设计BOM是企业产品设计部门用来组织和管理产品所需的零部件物料清单,它是其他BOM视图的源数据。

    (4) PBOM或MBOM。工艺部门再按照EBOM来进行零部件和装配工艺的设计,产生PBOM;制造部门根据PBOM制订工艺计划和工序生成计划BOM(MBOM)。

    2.压缩机产品原始架构

    传统的设计方法中对于柴油机驱动的压缩机产品分为10多个系统或零件对应有30多个模块,每张装配图样可能对应着多种模块信息,这样在做BOM的时候没有统一标准,仅仅靠设计人员的经验去判断模块所要包含的零件类型及数量,很容易出错,而且需要手工输入,BOM的准确性无法保证。

    比如某个整机产品的总图设计及BOM结构见下表。

    整机总图设计与BOM结构详情

    1

    可以看到这种设计方式及BOM结构有很多不足:产品架构层次不明朗、模块和装配图样不能一一对应、模块的数据来源不准确,后续的设计改进及BOM修改效率低。因此需要对产品设计架构、BOM结构规范进行优化,并减少手工操作。

    3.压缩机产品架构模块化设计

    按照产品模块化设计精髓,结合原有产品架构的优缺点,对柴油机驱动的压缩机产品整个设计架构做了优化,定义出产品总图、部件系统图。产品总图表达各个部件系统的安装位置以及装配关系;产品总图的下级装配有各个部件系统,每个部件系统具有一定的独立功能特点,具有一定的独立性;每个部件系统图下表达其下级所有的零件装配示意以及零件位置、数量等。

    按照柴油机驱动的压缩机产品特点,把它分成了12类部件系统以及对应的12类模块,部件系统图的名称统一命名为××系统,并与各对应的模块名称一致,即××系统对应××模块,如柴油机压缩机系统对应的模块名称为柴油机压缩机模块。

    压缩机产品总图及产品EBOM的设计如图1所示。

    产品总图和产品EBOM的层次结构完全一致,系统图、模块的种类数量完全一样;每个系统图只对应同一种模块,同一种模块不会对应到多个系统图,模块下的零件种类数量完全跟系统图的明细一致,避免了原先需要人为判断、手工操作存在的问题,BOM的准确性可以得到很好的保证。整个产品设计架构、BOM结构清晰明了,能有效提高产品设计的效率和质量。

    2

    图1 压缩机产品总图及产品EBOM的设计

    三、PLM系统中产品总图设计及BOM配置

    1.PLM系统主要ITEM类型

    在此Teamcenter系统中对工程数据定义的ITEM类型有很多,与本文相关的ITEM如下:

    (1)产品用于管理企业产品(总图和EBOM)的相关数据。

    (2)零组件用于管理产品下面层级的零组件相关的数据,包括系统图、零件图、模块等。

    (3) View视图是Teamcenter系统中表示BOM结构的一种方式。

责任编辑:张纯子
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