PDM系统在个性化定制中的应用

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消费者的个性化需求推动着产品和服务的多样化，个性化的产品一般只能通过单件小批方式生产出来。据统计，单件及小批生产类型生产的产品约占全世界产品总量的70% ，但机床的利用率只有40%左右。单件小批量生产的生产企业在设计时如何快速地检索和利用已有的各方面知识是企业要解决的一个重要问题。PDM正是充当了这样一个集成管理者的角色，它将各方面产品信息集中管理以备检索利用，同时规定过程控制以使信息安全可靠，因此，PDM技术对单件小批量生产起着至关重要的作用。

一、单件小批生产特点及在信息管理方面存在的问题

单件小批生产类型的特点是定单的随机性；产品的专用性；生产的一次性。具体表现在四点。设计方面:产品品种多，设计工作量大，设计周期长。工艺方面:工艺设计与编制的工作量大，周期长。生产组织方面:分工粗略，工作的专业化程度低，工作转换时间长，效率低。生产管理方面:工时定额粗略，受原材料、半成品、协作件供应的制约，外协关系稳定性差，质量与交货期不易保证，计划、调度工作复杂，例行管理少，例外管理多，对管理人员的需求大。单件小批生产类型的缺点有:产品制造周期长，资金周转慢，用户订货提前期长；用人多，生产效率低；成本高；产品质量不易保证。

单件小批生产在信息管理方面存在的间题：一是信息共享程度低，可复用程度差；二是信息传递速度慢，信息检索效率低；三是业务管理方式落后；四是产品设计方式陈旧；五是信息管理方式落后；六是校审机制落后。

二、PDM的基本概念及体系结构

产品数据管理(Product Data Management,简称PDM)是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关数据(如CAD/CAPP/ CAM/ CAE的文件、材料清单(BOM)、产品配置等)、过程(包括有关的加工工序、有关批准权、使用权、工作流程过程程序)、资源一体化集成管理技术。静态的产品结构和动态的产品开发流程是PDM进行信息管理的两条主线，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品展开的。

三、传统的产品开发和实施PDM的产品开发对比

单件小批生产组织一般包括产品设计、工艺编制、技术配置、物资采购准备、工程配置、生产计划、作业计划、加工制造、产品装配、质量控制、组织发运、成本核算、应收应付账款等过程。

个性化定制生产要求企业有很强的产品开发能力，这不仅指产品品种，更重要的是指产品上市时间，即尽可能提高对客户需求的响应速度。据统计，产品设计时间占总开发时间的近60%。因此，为缩短定制产品上市时间，必须缩短产品设计时间。

传统的个性化产品开发一直采用串行的方法。概念设计→详细设计→过程设计→加工制造→工艺验证→设计修改单链循环。在设计早期不能全面地考虑下游工序的可制造性、可装配性、质量保证等。设计改动量大、产品开发周期还不能完全满足市场要求，开发成本高。

实施PDM系统后，设计阶段就要考虑个性化产品生命周期从客户需求提出到产品报废的所有因素(包括功能，质量、成本、可靠性、可制造性、环境保护)。以减少产品早期设计阶段的盲目性，尽早避免因产品设计不合理对产品生命周期后续阶段的影响，缩短研制周期，更好地满足用户需求。

四、个性化定制的系统工作流程

1.设计人员按照顾客个性化需求设计使用CAL)进行设计，可分为总体设计、技术设计、工作图设计三个阶段。

总体设计通过顾客个性化需求分析，确定产品的性能、设计原则、技术参数，概略计算产品的技术经济指标和进行产品设计方案的经济效果分析。技术设计是将技术任务书中确定的基本结构和主要参数具体化，根据技术任务书所规定的原则，进一步确定产品结构和技术经济指标，以总图、系统图、明细表、说明书等总括形式表现出来。

工作图设计是根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样和编制必要的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。产品设计是一个递阶、渐进的过程，总是从产品要实现的总体功能出发，从系统级构思方案，然后逐步细化，划分成不同的子系统、组件、部件、零件、最后确定设计参数。

2.工艺人员在使用CAPP进行工艺设计前首先在PDM中生产零件的毛坯对象。

并将其挂到相应的零件下，如果该毛坯是自制件则应填写该毛坯的材料及相应的数量和损耗率。

3.工艺人员进入PDM系统，选中需编制工艺的部件/零件/毛坯的版本。

然后创建新的工艺文件夹，并选择工艺流程方案或选择工艺卡片类型新建工艺规程。PDM将CAPP需要的数据(部件/零件/毛坯的有关属性、BOM 20结构、用户信息、工艺规程代号等)放到公用数据交换区中，然后启动CAPP系统。

4.CAPP启动时，利用PDM集成组件(库)读取数据交换区中的信息。

然后根据PDM传递的用户信息决定是否允许当前用户操作相应的工艺文件；根据部件/零件/毛坯的代号，通过单层BOM 2O结构生成或更新CAPP中的BOM 2O；根据工艺规程的代号生成或定位CAPP中的工艺规程；工艺人员可以根据PDM中工艺规程的工作情况和流程情况决定创建、修改或生成新版次的工艺规程。

5. 在工艺设计过程中，CAPP系统利用PDM集成组件(库)实现与PDM的互操作。

包括产品结构树信息、原材料信息、二维图纸、三维模型、工艺设备资源库、刀位文件、NC代码和工艺路线、工序、工步、工装夹具等数据以及工艺规程文件、工艺流程文件的操作。

6.在CAPP系统退出后。

由PDM更新底层数据库中的相关内容及工艺流程数据、工艺规程数据和工艺简图等。

7.物资部门根据物资需求计划、可用库存量、计划库存、经济批贵等编制物资采购计划。

将任务下达给采购员，签订采购合同；物资到库后，根据采购合同填制人库单。另外，根据生产作业计划和下达的周转卡、工票进行物资配送。

8.生产部门在MBOM(制造物料清单是在PBOM工艺物料清单的基础上完成)的基础上， 根据合同交货期， 结合JIT(Just In Time，准时生产),GT (Group Technology，成组技术),OPT(Optimized Production Technology， 优化生产技术)、TOC (Theory of Constraint，约束理论)等思想进行工程配里与粗能力平衡。在以订单中的独立需求为对象的生产组织中，一般将一个独立需求对应一个工号，但不排除将其中的某些零部件优化到其他工号中生产。一个独立需求与工号呈一对多的关系。能力平衡后下达主生产计划，同时产生带有时间节点的物资需求计划和设备需求计划。生产车间根据主生产计划、设备需求计划、可用库存，围绕重要件的生产计划、关键设备机台计划编制作业计划；能力平衡后，下达作业计划、机台计划、下料通知等。生产作业控制是对铸件生产的数量和进度的控制，主要包括生产调度、生产作业核算和在制品管理等内容。

9.质量部对所生产的产品的质圣检验。