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。

    2. 4 　产品定制系统的组成

    产品定制系统由5个部分组成,分别为产品建模、产品配置、变型设计、产品生成以及后续分析。各部分分别需要不同的模块和工具来支撑,图中带阴影的模块表示是PLM中已有的或者可以通过PLM与其他工具协同实现;而不带阴影的模块表示需要在产品定制系统中增加。

    a. 产品建模。产品建模包括产品族管理、零部件管理和配置规则管理。上文已经提到对PLM中的数据进行整合以实现产品族管理和零部件模块管理。配置规则管理则对产品配置过程中需遵循的规则进行有效的管理,在配置时加以使用。

    b. 产品配置。产品配置部分是产品定制系统的核心。产品配置部分是建立在知识规则解析器之上,通过用户需求的采集后,利用配置规则进行配置计算来生成配置结果,并且给出产品的物料清单BOM(bill of material)。

    c. 变型设计。复杂的机电产品往往不能通过简单的搭积木式的配置来完成定制过程,根据用户的特殊需求进行定制设计往往是必须的环节。变型设计主要使用一些参数化的CAD工具来进行,并能通过一些CAM工具生成数控加工代码来支持后续的制造。

    d. 产品生成。通过产品设计和变型设计后,形成了最终的产品形态。这时要向用户提供详细的产品结构组成清单、产品报价以及通过CAE(comp uter aided engineering)工具给出样机的各种性能参数,供用户参考。同时,定制系统可以通过产品详细结构清单向采购部门提供详细的采购清单。

    e. 后续分析。大规模定制要求生产商能够使产品模型不断完善来更好的满足用户需求,因此每一次的定制活动都是了解用户需求的好时机。生产商应定期对用户需求进行分析,找出用户需求的新的趋势,不断完善产品模型,不断为客户提供功能更好、品质更稳定的产品。

    2. 5 　产品定制系统的实现

    基于前述内容提出一种系统实现框架。该实现框架基于Web,采用B/S结构,应用DotNET,WebServices 和XML 等技术来实现。

    该系统采用3 层体系结构使系统更加灵活,具有更广泛的适应性。

    a. 数据库层。数据库中主要包括产品库、零部件库、配置规则库、客户信息库多个数据库其中产品库中包括了产品族库和产品库,分别存放生产商在进行产品规划时所建立的产品族的信息和具体产品的信息;零部件库中存放规划过的标准的、通用的零部件;客户信息则用来存放客户的基本信息,同时也记录客户的配置结果;配置规则库则存放在配置中所需遵循的配置规则。由于产品定制系统是基于PLM的,因此这些数据是PLM整个数据库中的一个部分,与PLM中的其他数据有机的结合在一起。

    b.业务逻辑层。业务逻辑层是整个产品定制系统的核心部分。在这一层又为2层,其中包括PLM中固有的模块和在固有模块之上的产品配置模块。在Web环境下,配置管理模块通过Web Services访问下层PLM 中的模块、调用下层对象的方法和设置对象的属性;而底层的PLM中的模块则通过ADO.NET对数据库进行访问。配置管理模块也可以直接访问数据库进行配置规则等的管理。

    c. 用户界面层。用户界面层是系统与用户的接口,用户通过界面与系统进行交互。用户界面层为用户提供了注册登陆服务、检索选择服务、定制服务、交流服务等多种操作以保证用户的定制能顺利进行。用户通过Web浏览器和内嵌于浏览器中的ActiveX控件与业务逻辑层通过HTTP,FTP等协议进行交互,完成对系统的操作。而数据在业务逻辑层与用户界面层是以XML 方式进行传输。

    3 　结束语

    基于PLM的产品定制系统体现了客户充分参与产品定制过程的思想,同时以PLM为基础进行系统开发,也使整个系统有了一个很高的起点,开发难度也相对降低。对Web技术的运用使系统具有开放性、集成性和统一性。用Web浏览器作为客户端进行访问,使系统的使用非常方便。

    现在PLM在进行各系统集成的时候还存在一些问题,如何将配置知识规则应用在定制过程中的问题也没有很好的解决,这些都将是将来研究的方向。