计算机辅助技术的发展将制造业带入一个全新的时代,CAD/ CAE/ CAM/ CAPP 技术的大规模应用在降低成本、缩短产品设计与制造周期、准确捕捉市场、提升客车满意度等方面推动了企业的进步。在客车企业,通过计算机辅助技术的应用,许多企业已经实现了整车的数字化定义、结构优化分析和功能模拟,这极大地提高了客车的设计质量和速度。
但是,在客车产品开发过程中也产生了新的问题:在整车研制开发过程中产品开发和工艺部门逐渐积累起了数量庞大的、以电子形式存在的图纸和文档,而且对这些信息的共享程度低、数据传递速度慢、业务数据难以集成、数据的管理水平落后等。这些问题直接制约了企业进一步缩短产品的研发周期,并且在研发中因为技术文件的不匹配而导致一些失误。为了解决这个问题,企业可以采用PDM来对产品信息进行有效的组织和管理,通过PDM的实施来构造一个企业信息共享的环境。
1 主要问题的分析与解决
客车产品具有结构复杂、零部件种类繁多、集成化、模块化程度更高的特点。例如汽车底盘是由发动机系统、变速及操纵系统、燃油供给系统、刹车系统等组成,汽车底盘也只是整车中的一个大部件。另外,作为与人的生命财产相关的产品,国家对客车产品也有严格的安全法规要求。
1-1 客车产品特点
(1) 零部件种类多,数量多,集成化、模块化程度高。
(2) 品种多,内部结构变化多。
(3) 大部分属于小批量生产,还有部分产品属于按照用户需求单件设计生产,设计任务繁重,设计时间紧。
(4) 技术更新快,对新技术的应用要求高,但同时它又是一种系列化的产品,可以充分利用原有的产品数据,减少新开发的工作量。
1-2 客车产品设计特点
(1) 层次性强,层次间数据交流量大。客车产品从概念设计、外形工业设计、工艺设计、零部件设计等层次分明。上一层的设计必须兼顾考虑下一层,而下一层设计完成时又需要返回上一层去检查工艺性以及匹配性。
(2) 继承性强。目前,在一个新的客车产品中,超过90 %的零件和工艺技术是通过继承和吸收以往的技术资料得到的,真正的完全创新不到10 %。
(3) 涉及学科众多。客车设计涉及汽车、机械、电气、液压和气动、动力、人机工程等,需要联合设计。
(4) 客车产品更新快,用户的需求多样化,研究开发的手段需经常更新。
2 系统功能需求分析及其模型建立
需求分析是PDM 规划实施中非常重要的阶段。需求分析的好坏直接影响系统今后运行的成败。经过比较详细的调研和与企业相关人员的反复协商,确定该企业PDM 系统具体功能需求模型如下:
(1) 客车产品编码。原有的编码体系已经不能适应产品日益增多的需要。因此,需要在以CB/ T17350-1998 专用汽车和专用半挂车术语和代号的基础上建立新的一套能涵盖所有产品范围的、便于计算机查询的客车产品编码体系。
(2) 零件总库的管理。按照客车车型数据库编码属性和组件、零件数据库的零件号属性之间的函数依赖关系,实现组件、零件之间的数据重用,使用户能方便地查找到与组件、零件有关的图纸、技术文档和产品数据等。
(3) 图文档管理。建立一套图纸、文档的归档、存放和查询系统,使用户能够快速方便地查找、浏览所需的图纸和文档。
(4) 工作流程管理和项目管理。根据企业客车研发的工作流程管理模型,建立工作流程管理。主要在审批管理和更改管理两个方面,通过计算机提交一项作业或任务给相关人员,完成开发、编辑、审核或批准工作,对流程进行控制。
(5) 产品配置管理。以产品结构树的方式反映客车车型、组件、零件之间的层次关系。在结构树的基础上查询这些零部件的其它属性,如材料、重量、供应商等信息,使描述组件和零件的文件信息与树结点上相关零件有机地连接起来,实现不同车型的产品数据管理。
(6) 用户权限管理。对于各职能部门而言,不同的级别和部门的人员对PDM 系统应具有不同的使用权限,以保证数据信息的安全。根据各职能部门的组织结构图和人员职能分布表,为不同的用户设定浏览、修改权限。
3 系统数据库的规划和设计
(1) 信息量大。一个客车产品包含几千个基本零件和部件。每个部件又能由许多基本零件组成。产品信息可以是结构化的数据信息,也可以是非结构化信息。同时客车设计全过程是一个从整体细化至局部、从车身表面造型到内饰件设计的过程,包含众多的属性、材料、特征信息,包含大量的数学模型和图纸信息。
(2) 数据结构复杂。在系统中,一份工程图至少由一条工程图基本记录(元数据) 和一张图纸组成;一个用来进行数据管理的业务对象至少要有一个标识号、一个更改标记(版本号) 和一个处理状态。图号被作为标识号图号可以是一个由编码发生器生成的连续的数学编号,必要时增加前缀和后缀。版本号和处理状态通常为字符和字符串。在工程图基本记录中,版本号通常由某个初始值(为版本A) 开始计数,每一次更改后该版本号加一(如版本B) 。处理状态被用来标识该对象在发放以前的各种处理状态。因此数据库的数据结构都比较复杂。
