起重机的PDM系统的配置研究

1 引言
    在起重机中有着大量的通用零部件，在PDM系统中如果针对每一类型不同型号的起重机都建立一个独立的产品族模型，工作量将非常的大，本文主要研究的是如何将通用件和各类起重机专用零部件分别建立各自的产品族模型，提高工作效率。
    PDM系统中，起重机设计的过程被分解为产品族的设计和起重机配置等2个过程。产品族的设计是通过需求分析、构建产品平台和零部件建模过程，完成产品族模型的建立，是大规模定制设计的基本设计过程。通用产品族结构的描述是通过通用零部件实现的。通用零部件是指可替换的元件集合。为获得用户要求的多样性，企业以通用框架为基础，加人各种实现不同功能的零部件，构成通用的产品族结构。因此，产品族设计可以看成是产品数据模型中捕捉和建立各种变型的过程。产品配置设计是在产品族设计的通用产品族模型上，按客户的需求进行的快速变型设计。要求准确理解客户需求，生成满足客户需求的产品变型的完整描述。在给定一组客户需求和一个产品描述后，产品配置设计可以在通用的产品族结构描述的各个变型产品中找到一个有效的和完全定制的产品结构。产品配置设计是一种特定的设计活动，具有2个关键特性：
    (1)被配置的产品由完备定义的元件类的既定集合的实例装配而成。
    (2)元件以预定的方式相互作用。
    产品族是通过产品设计系统首先产生的，配置规则和配置器是由设计部门来制定和维护，配置规则决定了选择产品族中元件的约束和条件。配置器给出了实现配置过程的交互界面。通过配置器，可产生和客户需求相关的产品结构BOM。
2 配置过程
    对于不同用途和不同型号的起重机系列产品的生产模式经常面临的是基于产品族动态产品模型的变型产品。对于随时到来的客户定货要求，首先应对其进行规范化描述，并将其定位在合适的客户群之内，然后利用相应产品族的动态产品模型，进行配置或变型设计，其过程见图1。客户需求的QFD[Quality(质量)、Function(功能)与Development(发展)]转换；在产品族QFD的基础上，确定对应具体客户需求的产品工程特制产品，并提供报价。如果客户满意，产品配置系统可以生成可供制造的产品模型；否则产品配置系统向设计人员提供接近客户需求的实例，使定制设计有较高的起点，缩短工作时间。变型设计的结果应及时反馈回产品族模型，以便提供给客户该变型配置。

图1 产品配置基本原理

3 配置方式的分类
    (1)变量配置
    当某个起重机械形成系列产品时，在不同型号的产品中存在着许多具有相同用途、相同名称但不同规格和不同型号的零部件，这些零部件的某些属性具有多个可选的属性值。例如图2，同样是起重小车，它的起重量有多个可选值，把这些属性作为变量，根据这些变量的取值决定人选产品结构零部件的型号，用这种配置方法进行产品结构配置称为变量配置。

图2 面向起重机配置的产品族结构模型图