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多车型结构中零部件关系及配置管理研究

2017/7/6    来源:互联网    作者:郭庆军  贾明亮  李原      
关键字:多车型结构  配置管理  
本文针对多车型结构中配置结果不易验证、配置操作比较复杂等问题,从车型BOM配置方式、零部件间的组织关系等方面进行了研究,综合考虑了零部件的版本、状态、有效性及零部件间的组织关系,提出了一种规范的车型配置设计方案,并将“配置条件解析结果”和FFC作为校验条件,设计出了一套有效的车型配置校验流程。该方案在某汽车企业PDM系统中已得到很好的应用,大大提高了配置管理的正确性。

    0 引言

    对于大型的汽车企业,为满足客户不同需求,同一车型存在许多功能变化情况,如果采用单一车型模式,需要搭建许多结构树,导致工作量大且管理比较困难。对多车型的汽车项目,采用带有配置化的车型结构管理方式,可以为后续的工艺及生产等部门提供简单清晰的数据信息。

    目前,面向大众市场的乘用车、商用车整车企业大都采用配置化BOM(也称变量BOM)管理方式,如Nissan、GM、东风商用车、奇瑞、雷诺、Volvo等汽车厂都采用的是配置化BOM管理方式。这种BOM管理方式能很好满足绝大多数顾客的配置需求,兼顾一般和个性的需求,在确定的配置范围内能满足顾客的所有配置需求。

    配置化BOM管理方式能灵活地满足多车型结构管理的业务需求,但配置化管理的业务逻辑比较复杂,在数据维护过程中容易顾此失彼:一方面可以高效准确地获取车型数据,另一方面也面临数据错误而引起的灾难性风险。因此,保证BOM数据准确,严格进行数据检查等都是整车企业日常运营中的工作重点。

    1 车型配置方式研究

    车型配置可以分为三种方式,即:单一车型配置、基于基础BOM的车型配置、基于超级BOM的车型配置。

    (1)单一车型配置:单一车型BOM,即一种车型配置需求对应一份零件清单(但不包含颜色等生产信息)。单一车型BOM管理的内容针对性较强,适用于改装车、工程车、以及船舶、飞机等规格单一固定,且各车型间关联度很小的车型数据管理。各个单一车型BOM在PDM系统单独存在,因此各个BOM之间没有直接关系,有多少种车型规格则就有多少种单一车型BOM,可变性不强,数据冗余度大。

    (2)基于基础BOM的车型配置:即根据不同规格需求,在基础BOM上配置不同的零件包,从而产生新的BOM。这种BOM管理方式,它的灵活度比单一实例化BOM要好,但比超级BOM配置要差。这种BOM管理方式,可以较灵活的满足市场多样化的需求,但可控性较差,管理成本也较高,错装、漏装风险较大。

    (3)基于超级BOM的车型配置:将所有物料放在一个结构树中,并对相应的车型进行物料配置。选择具体车型时,对车型规格限制逐步确定,最终可确定具体的车型。如第1章所述,目前大部分汽车企业在汽车研发阶段采用了基于超级BOM的车型配置管理方式。

    对整车配置而言,配置过程如图1所示。

    1

    图1 整车配置流程图

    在整车配置过程中,根据车型配置代码表编制零部件所属车型,既需要考虑当前车型的配置需求,也需要考虑产品结构树中对其他车型的影响。车型配置中零部件间的组成关系对配置管理的复杂度有很大的影响。因此,本文也将着重研究车型配置中零部件间的关系,并对零部件间的关系配置正确性进行相关校验。

    2 车型配置中零部件间的关系研究

    本章将从车型零部件的版本选择、车型零部件的状态选择、车型零部件的有效性、车型零部件间组成关系等四个方面分析车型零部件间的关系。

    2.1 车型零部件的版本选择

    产品结构树中有精确BOM和非精确BOM之分,精确BOM不随零部件版本变动而改变,要求手动选择准确版本;非精确BOM版本与最近工作版本同步,BOM中零部件版本随时会因零部件版本修订而改变。精确BOM中零部件的版本是指定的,而非精确BOM中的零部件版本是可变的。在车型BOM发布前,用户根据需求,可以选择精确BOM或非精确BOM模式。

    在非精确BOM中,如果产品结构中零部件版本发生变化但不影响BOM属性,则零部件的父级件不需要变更版本;但在精确BOM中遇到这种情况时,父级件也需要随着升级版本,即:原有的父级件版本不能包含当前零部件的版本。非精确BOM只有当BOM属性发生变更时(如:增加零部件、减少零部件、扭矩变更等),零部件版本才可能发生变化。

    在汽车企业管理车型BOM时,通常采用非精确BOM结构。

    2.2 车型结构的零部件状态选择

    一个零部件从设计到生产会处于不同的状态,如:根据流程模板定义的四种研发过程状态:概念设计(TG0或S0)、造型设计(TG1或S1)、模拟样车(TG2或A)、正式投产(B)四种状态;当然,也存在设计状态(零部件数据处于设计过程中,尚未冻结)。不同的用户选择车型模型所处的某一阶段(比如设计阶段)对零部件进行配置。常用的状态配置有两种,一种是基于研发需求的状态配置;一种是基于数据发放的状态配置。

    基于研发需求的状态配置:状态优先选择排序为未冻结、B、A、S1。在选择车型零部件时,如果有未冻结的数据,则优先选择;否则.依次向下查找,直到找到满足条件的零部件。

    基于数据发放的状态配置:状态优先选择排序为B、A、S1、未冻结。在选择车型零部件时,首先按冻结成熟度选择最成熟的零部件;如果不存在已冻结零部件,则选择未冻结零部件。

    2.3 车型的零部件有效性选择

    有效性分为时间有效性、批次有效性、地点有效性。

    时间有效性标志着这个组件在不同的时间选择不同的零部件来进行配置,比如在不同的时间段只能提供某种类型的零部件,那么在这个时间段进行零部件配置时,时间有效性规则将决定装配哪个零部件。

    批次有效性是由数量决定的配置规则,比如当装配数量大于某值时,将选用某一个零部件来进行装配。

    地点有效性适用于地域分散的企业,比如由于不同的地域某种原材料供货情况和价钱的不同,从而,在不同地方生产的车型要选用不同的零部件来进行装配。

    2.4 车型零部件间组成关系

    车型配置管理中零部件间的关系,从部件组成的角度考虑,包括:上下级组成关系、模块化配置关系、部件间安装依赖关系、同级部件配置关系。

    (1)上下级配置关系:也称父子关系。按照零部件的组成,将零部件及其下级件按树状结构进行定义与本置。

    (2)汽车零部件功能分组(VPG):按照结构与功能对车辆的零部件进行划分,如整车系统、底盘系统、动力系统等。

    (3)模块化产品架构是通过将产品结构进行模块化分组,保证功能元素与物理零部件的一一对应,从而实现零部件之间的独立性,提升BOM管理的有效性。

    (4)部件间安装依赖关系:同级零部件间在零部件位置存在连接关系或紧固关系的零部件间关系,统称为安装依赖关系。特别是紧固件,可以在同一级别中出现多次,但紧固件的安装位置只能有一个;但同一安装位置的紧固件单车用量可以有多个。为了标识零部件的功能和安装位置,产生了FFC(功能和安装位置代码,用来描述零件的功能和用途)标识。本文的FFC编码规则是由VPG(零部件功能分组)简化编码(3位)和功能位置描述(3位)组成的。基于FFC的BOM管理方法的核心思想是:每个车型在同一个FFC最多只有一个零件。可以利用每个车型对应的FFC集合与FFC库进行对比,检查BOM结构的完整性与正确性。

    (5)同级部件配置关系:必需件、可选件、配置件、禁用件。

    必需件:在零部件结构中,该件是必不可少的,如:汽车发动机在汽车动力总成结构中是不可缺少的零部件。

    可选件:该件在零部件结构中装配或者不装配视需求而定,如:汽车导航仪在汽车零部件中可以装配也可以不装配。

    配置件:同一种件在产品结构配置中,必须存在但配置不同。如:汽车发动机分为汽油发动机和柴油发动机,汽车必须配置发动机,但需要选择配置汽油机还是柴油机。按照选项变量进行产品配置时,必须考虑以下几个基本变量参数:配置选项、变量条件、变量规则。

    禁用件:禁用件一般不在产品结构中体现,有时体现禁用件,主要是针对模块,以便有利于跟踪产品结构变更。禁用件在实际装车中是不存在的。

责任编辑:张纯子
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