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基于PLM的产品定制系统研究

2009/10/3    来源:万方数据库    专家:袁晓鸣  万立      
关键字:产品全生命周期管理  大规模定制  产品定制  
在分析已有产品定制系统的基础上,提出了基于PLM的产品定制系统。分析了大规模定制环境下定制过程以及定制系统应具有的功能及特点,提出将PLM中数据加以整合以适应产品定制,给出了系统的体系结构、系统构成和实现方案。

引言

    为了适应大规模定制生产模式,企业往往将设计过程分为2个阶段,产品平台设计阶段和产品定制设计阶段。产品平台设计是根据市场划分,提出产品定义,建立基本的产品模型,并预先设计好大量的产品模块;定制设计是在产品平台的基础上,进行客户化定制,在产品基本模型的基础上,对已定义的模块进行配置,快速组合成客户所需的产品,或者通过在已有产品的基础上改变一些参数来实现客户化(定制设计的方式是实现大规模定制的有效途径(定制设计是一个多用户)跨地域的复杂过程,如何将用户、设计人员、供应商等多方面整合起来,使定制有效进行,给定制系统提出了多方面的要求。

1 当前定制系统分析

    对于独立的产品定制系统,这种定制平台通常建立于Internet上,适合于简单和成分相对固定的产品,主要用于商务定单的处理。用户可在异地对产品数据方便地进行访问,参与到定制过程中来,充分表达需求。这种定制平台对于用户需求采集、与用户方便地沟通有着明显的优势。但是系统建立的过程复杂,工作量大。

    对于作为软件系统的子系统的产品配置模块,由于有系统中其他模块(如流程管理、零部件管理等)和系统庞大的数据库进行支持,配置管理模块的实现过程相对简单,同时又可以使用PDMERP系统中的多种数据。但是,由于现有的PDM,ERP系统中的配置系统多是面向设计人员和制造人员的,在配置方式中多是直接进行结构的配置,而缺乏对功能的配置,这样对于客户来说是相当困难的,客户只能通过设计人员进行需求的表达,这样的配置过程无疑对客户需求的表达不利,降低了客户对产品的满意度。同时,由于现有的PDM,ERP还有许多是基于公司内部网的,使处在外部的用户无法访问,阻碍了定制的进行。

2 基于PLM的产品定制系统

2.1 用户定制流程及产品定制系统的功能及特点

    用户首先通过Web方式登陆企业的产品定制系统,在权限范围内浏览产品族,确定选择范围“然后客户在产品族中选定产品,根据自身的需要进行功能的定制,对于那些熟悉产品的用户也可进行产品结构的定制,同时也可以进行尺寸方面的定制;如果进行多种定制仍不能满足需求时,客户可就特殊的需求通过Email、电子白板等方式与设计人员进行在线的沟通,设计人员对这种特殊需求进行结构、制造、价格等多方面的评估,并及时与客户交换意见,在多次交流后双方商定产品的最后形态。

    客户定制是个相当复杂的过程。产品定制系统需要提供以下的功能。

    a.用户注册登陆。

    b.用户对已有产品族、产品进行检索、选择。

    c.在配置规则约束下在线进行功能、结构定制以及参数化定制。

    d.计算产品价格,在线生成定单。   

    e.设计过程中用户与企业交互,客户参与设计全过程。

    f.设计结果的发布,用户可在线浏览产品的各种信息。

    为了实现上述功能,产品定制系统需要具有以下的特点。

    a.开放性。客户以及供应商需要能够不受地理位置、时差的限制自由地参与到定制活动中来,产品定制系统的开放性则保证了这一目标的顺利实现。

    b.智能性。大规模定制是一个知识驱动的活动,因此知识和信息是成功实现大规模定制的关键。成功的大规模定制活动最终取决于生产商理解用户需求的能力和将现有知识、技术转化到新产品中去的能力。只有有效的提高了这2项能力,才能在保持低价格、高质量、短交货期的基础上充分满足用户的需求。产品定制系统记录用户的需求,并采用专家系统、神经网络等人工智能的手段辅助配置过程的进行,以期达到最好的效果。

    c.交互性。传统的配置系统的痼疾在于用户无法随时跟踪产品的设计过程。而随着用户个性化程度的提高和产品的复杂程度的提高,都对客户和设计人员的不断交互提出了新要求。设计人员在与用户的不断沟通中明确用户需求,以期最大限度满足用户需求,提高客户的满意度。

    在整个定制过程当中需要客户资料库、产品族库、产品库、零部件库以及模块库等多个数据库的支持,同时需要借助于Internet、人工智能系统、各种CAD工具和及时通讯工具的辅助。

2.2 基于PLM的产品定制系统体系结构

    产品定制系统的实现需要多方面的支持,而PLM作为产品全生命周期管理平台,恰恰能提供这样的支持。PLM中集成了供应链管理SCM(supply chain management),PDM,ERP和客户关系管理CRM(customer relation management)等诸多管理软件,支持产品从概念设计到报废各个环节的管理,集成了各个阶段的信息。其中包括了零部件供应数据、产品设计数据、产品工艺数据、产品生产数据和用户资料数据等,其庞大的数据库和无障碍的数据交流满足了配置管理系统对各种数据的需求。产品定制系统可以通过PLM提供的接口方便地与PLM系统进行数据交换,这样产品定制系统就相当于建立于SCM,PDM和SCM等各系统之上,对PLM各种组织有序的数据加以利用。

2.3 PLM中数据的整合

    PLM中存储了大量的关于产品和零部件的设计、制造的信息,但是这些数据并没有针对大规模定制设计进行优化和整合,要使定制系统能够更好的适应大规模定制的特点,对PLM中的数据进行规划和组织是有必要的。

    针对大规模定制的特点,对数据的整合主要从2个方面来进行,即对产品进行系列化和模块化2个方向的整合。

    a.产品系列化。传统的设计方法是针对一个单一产品实施设计,设计的结果是一个具体的产品实例,这样设计出来的产品缺乏可变性与可配置性。在传统设计思想的引导下,PLM数据库中存在着大量的单个的产品实例,它们之间缺乏关联,用户也很难拿它们来进行个性化的定制。为了适应大规模定制的需要,对已有的产品,要将相似度高的进行系列化;而对于新产品的设计,则应该遵循产品族的设计原则,面向一个产品族实施开发设计,设计结果应是一个可快速变型的产品模型,这将为其后的定制设计带来极大的方便。由于产品族的生存周期要远长于单个产品的生存周期,因此产品族的设计也更为从容,在其上定制出的产品的质量也就更可靠。

    b.产品模块化。大规模定制的基本原理是模块化。模块化设计是指把产品的结构设计成许多相互独立的模块,各模块可以容易地组合成不同形式的产品,这样的设计易于实现快速设计和产品的定制,满足了大规模定制对时间和成本的要求。模块化的设计有效地结合了产品的外部多样性和零部件的标准化。产品的模块化程度越高,其定制的柔性就越大,就越适应大规模定制生产。在对产品进行模块化的同时,还应同时应用通用化原理对模块进行合并,在不牺牲外部多样化的同时进一步降低内部多样化。

责任编辑:黄菊锋
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