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基于BOM 的船体生产设计数据管理技术研究(上)

2017/3/9    来源:互联网    作者:李沛田  靳长勇      
关键字:BOM  产品数据管理  Teamcenter  
产品物料清单(Bill of Material, BOM)包含制造企业的核心数据,是企业各应用系统集成的纽带;从造船厂BOM 应用角度出发,对船体生产设计BOM 结构进行研究。船体生产设计在整个船舶设计过程中占据着非常重要的地位,是舾装各专业建模的基础,会产生大量的图纸、三维模型及指令等数据,对这些数据进行统一管理是国内各大造船厂一直致力追求的目标。在分析当前国内船厂船体生产设计的基础上,应用面向对象的技术定义船体BOM 物料项及物料项之间的关系,建立一个通用的船体BOM 结构模型,研究从船体BOM(EngineeringBOM)到船体PBOM(Process BOM)的转换机制,结合国内某船厂实际运转情况,介绍船体BOM 结构模型的运行示例。研究结果表明,基于BOM 的船体生产设计数据管理技术有助于保证数据的完整性、正确性和一致性,提高产品的设计质量。

0 引 言

    船舶设计是船舶产品建造周期中的核心环节,设计周期占整个交船期的60%~70%;船体生产设计在整个船舶设计过程中有着非常重要的地位,是舾装各专业建模工作的基础,其数据的准确性直接影响着后道舾装建模、船舶建造的准确性。船体生产设计阶段会产生大量的交付件(如图纸、三维模型、指令等),在大多数造船厂对这些数据缺乏统一管理,仅对图纸和文件进行简单管理,下游生产部门很难获取完整且准确的设计数据,给采购配套和生产准备带来了很多困扰。近年来,国内各大造船厂一直在寻求统一管理设计制造过程中大量技术资料的方案,进而实现对设计制造过程的跟踪和信息的反馈,提高船舶设计质量,降低设计成本。

    物料清单(Bill of Material,BOM)是定义产品结构的技术文件,又称为产品结构表或产品结构树。BOM 包含企业的核心数据,是产品数据管理(Product Data Management,PDM)系统的重要管理对象。目前各大船厂主要是基于图纸目录进行数据的管理,尚未提出准确的BOM 模型定义及BOM 转换机制,对三维模型、切割指令等非图纸数据的管理较弱。这里主要针对船体生产设计数据缺乏统一管理、各种BOM 定义不清晰的问题,通过分析船体生产设计业务的特点定义船体生产设计的BOM 模型及其转换方法,并结合Teamcenter 软件平台构建船舶产品设计数据管理系统,实现对船体生产设计数据的结构化、过程化管理,有效保证数据的完整性、正确性和一致性,从而提高船舶产品的设计质量。

1 船体生产设计的特点

    船舶设计建造是一项复杂的系统工程,分为初步设计、详细设计和生产设计等多个阶段。对于船厂来说,生产设计是其设计任务的主要部分。船体生产设计是在详细设计的基础上,按照现代化科学管理的要求,根据工厂的生产条件和技术水平,以合理的建造方法为指导,根据工艺阶段和施工区域的生产与管理需要,绘制工作图、管理表及提供相关的施工信息,用以指导和组织生产的设计过程,即解决“如何造船”的问题。

    国内船厂船体生产设计的特点有:①设计流程长、环节多,包括结构建模、组立图设绘、套料、加工图设绘、涂装设计、焊接设计及数据抽取等多个环节,且各个设计环节之间存在相互依赖的关系;②设计数据体量大,零件数以十万计,图纸数以万计,此外还有大量的模型和指令。

2 船体物料项的定义

    一般情况下,BOM 由主物料项、次物料项和BOM 属性组成。针对船体设计建造的特点,应用面向对象的技术定义船体BOM 相关的物料项及物料项间的关系,为后续船舶BOM 结构模型定义提供支撑。

    2.1 物料项定义

    物料项是企业一切有形的设计、采购、制造及销售对象的总称,是构成BOM 结构的基础。准确定义船体生产各类物料项是定义船体BOM 结构模型的前提。从船体物料项的用途分析,可将物料项分为直接用于产品制造的物料项和服务产品制造的物料项两大类。

    1) 直接用于产品制造的物料项即传统意义上的物料(包括原材料、零件、组立、焊缝、焊材及油漆等),是船体工艺BOM 和船体采购BOM 的重要组成部分。每个物料项都是一个独立的个体,具有自己的属性和版本。该类物料项一般具有基本属性、工艺属性及计划属性等。以船体零件为例,其基本属性有材质、长度、宽度、厚度、质量、重心及型材截面类型等;其工艺属性有切割余量、收缩余量等;其计划属性有计划切割时间、计划加工时间及计划装配时间等。

    2) 服务产品制造的物料项主要是指船体生产设计的产物(如二维图纸、三维模型、切割指令等),既是当前造船厂进行船体生产设计分工的基础,又是当前船舶产品数据管理系统重点管理的对象。与直接用于产品制造的物料项类似,该类物料项也具有自己的属性和版本,其中属性包括基本属性、计划属性等。

    以二维图纸为例,其基本属性有图号、工程号、图纸类型、设计专业及设计阶段等,其计划属性有计划开始时间、计划完成时间等。

责任编辑:李璐
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