文件名称：PDM产品配置管理的研究
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文件格式：DOC
更新时间：2012-08-08 07:17:49
产品配置管理 PDM
产品配置管理是PDM系统的重要功能，从产品结构在整个生命周期的变化，以及满足客户的定单需求来说，都需要进行产品配置管理。本文主要研究了客户需求的配置管理，分析了企业配置中心的功能，用面向对象的方法建立配置中心管理模型，主要包括产品选项管理模型和产品配置模型。 一、产品配置管理的概念 按照国际标准ISO10007的定义，配置是指对被描述在技术文档中或者体现在产品实际使用过程中的产品功能特性和物理特性进行表示。该定义是从产品特性的角度对产品配置进行定义，相当于客户和销售部门使用的配置需求的概念。产品配置就是指依据一定的配置规则、方法和手段完成一个产品所对应的解空间。因此，配置精确程度的提高意味着解的具体化。产品配置的最后结果是完成产品的空间拓扑结构、明确产品各组成部分的构成关系。另外，配置也被看成是一个选择一组构件并维护其关系以形成一个设计解决方案的过程，这时配置的概念相当于配置设计。为了便于区别，可以将这三种定义分别用配置需求、结构配置和配置过程来描述，它们是对配置这一概念从不同角度的理解。 产品配置管理是以电子资料室为底层支持，以BOM为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。产品配置管理能够建立完整的BOM表，实现其版本控制，高效、灵活的检索与查询最新的产品数据，实现产品数据的安全性和完整性控制。产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并且对应不同阶段的产品定义，生成相应的产品结构视图，如设计视图、装配视图和工艺视图等。产品配置管理主要解决以下问题： (1)产品配置的生命周期管理 产品数据的管理是一个全生命周期的管理。在产品生命周期的不同阶段，产品会经历一系列更改，同一产品会存在多种不同的配置。一个企业通常情况下都会提供多种产品或产品族，维护这些产品族不同时期形成的产品结构视图是一个费时、费力和易出错的工作，为了保证产品和服务的质量，这些配置需要被准确地记录、跟踪和控制。产品配置管理的一项重要任务就是管理产品结构随时间的变化，即产品配置的生命周期管理。 (2)产品需求配置管理 最完整物料清单或最完整产品结构，是按照顾客的特殊需求进行定单产品配置的基础。在这种情况下，产品配置是按照顾客的需求进行的。通过配置管理，企业可以在产品设计初期建立一个可以共享的产品特征、选项和零部件的定义，以及它们之间的依赖与限制关系。任何具有权限的人员通过网络浏览器都能够对产品特征进行选择，从而建立客户需要的产品配置。配置管理使得企业具备了通过网络进行客户化配置产品的能力。通过使用一系列的产品特性规则定义，连接了市场的特征/选项列表与工程BOM表，这样可以驱动产品的开发过程，能够加速客户定单的过程，加强企业与客户间的关系。 二、产品需求配置管理模型的研究 2.1 产品需求配置管理的功能 配置管理的目的是：根据用户给出的配置需求，基于通用的产品结构(GBOM)，选配出完全或部分满足需要的零部件及其产品结构。因此配置管理的功能为： (1)产品选项管理： * 定义产品特征和选项，配置人员将通过不同的产品特征选项来区分不同的配置； * 定义规则以便根据特征取值选择具体零部件； * 定义可配置产品的GBOM； * 运用这些定义的产品结构和规则，产品选项管理能够判断产品的某个配置是否有效； * 为生产有效的产品配置创建精确BOM。 (2)产品配置管理： * 客户创建客户配置——选择符合他们需求的特征、选项和数量。通过应用产品选项管理中创建的产品结构和规则，产品配置器确保每个产品配置有效； * 企业可以创建产品的标准配置，并使得某些特殊的客户在网上定制时可以得到这些配置； * 客户可以对标准和定制产品配置进行网上定单； * 客户可以跟踪定单的状态，明确何时能够发送定单； * 企业的员工能够跟踪销售定单，在其生命周期内给客户提供反馈。 2.2 产品选项管理模型 通用的产品选项管理模型如图1所示，产品选项管理首先为企业产品创建产品结构、规则和GBOM，用GBOM和为产品定义的规则验证产品配置和创建精确BOM： (1)创建产品结构、规则和GBOM：产品管理员建立产品结构，即产品的所有特征和选项。设计工程师创建GBOM，它包括建立产品的所有可能用到的零部件。产品管理员和设计工程师能够创建规则，这些规则指定了特征、选项和零部件包含在特定产品配置中需要的条件。 (2)验证产品配置：一个产品配置是由客户定义的特征、选项和数量列表。企业可以应用产品选项管理判定某个产品配置是否违反了产品规则。如果产品配置符合所有的规则，那么产品配置有效并为它创建一个精确BOM。 (3)创建精确BOM：精确BOM是制造一个有效的产品配置需要的所有零部件列表。通过核对产品的规则确定选用GBOM中的哪些零部件，来制定精确BOM。 在产品选项管理中的角色主要有： (1)产品管理员：建立产品结构。为产品定义特征和选项，包括价格和为产品指定一些与市场相关的规则。他和设计工程师负责在产品结构和规则发布之前的审核。 (2)设计工程师：为产品指定零部件和规则，从而创建一个有效的产品配置。设计工程师还负责在产品发布之前的核对和审批。 (3)定单记录员：验证产品配置，创建产品配置精确BOM。 2.3 产品配置模型 产品配置中客户、销售代表和定单处理人员可以从企业提供的产品特征和选项列表中进行选择，就可以得到具体的配置产品。客户可以对具体的配置产品进行网上定单。通用的产品配置模型如图2所示。表1描述了产品配置中的主要角色及各自的任务。 首先用户进行产品配置，选择需要的产品特征、选项和数量,对产品配置进行验证；对有效的产品配置创建了一个产品配置对象，此对象与企业(或业务单元)之间建立关系对象“客户配置关系”；定义产品配置对象的描述和定制选项，将其属性“确认状态”设置为通过确认；将产品配置对象推进至产生精确BOM状态。配置产品的用户包括客户、设计工程师和产品管理员，客户根据已发布的产品创建产品配置，设计工程师和产品管理员可以在产品开发的任何状态下创建产品配置。 客户配置产品的任务完成后，要进行产品定制，创建定单并提交给厂家；在定单对象与客户企业之间建立关系对象“客户配置”，定单对象与产品配置对象之间建立关系对象“定单配置”；添加出允诺交付日期以外的其它属性；定单提交后，推进销售定单到确认状态。 客户是在网上配置产品和/或设置定单的人员。厂家是生产和销售可配置产品的企业。大多数情况下，客户是指从厂家中购买产品的人员。在配置中心，客户也包含厂家中创建产品配置的人员，如销售人员以及检测产品结构和规则的人员。客户可以浏览客户企业中创建的销售定单信息，如状态和交付日期。 为了使产品的配置过程更加直观，产品数据管理采用视图控制法来对产品配置的不同视图进行描述和管理，如图3所示。每一个视图是一个管理对象，视图中可以包括原材料、半成品、零件、部件等构件及它们之间的关系，这些构件可以同时与多个视图相关联，不同视图间的区别在于构件集合的不同以及构件间关系的不同。从一个产品配置视图可以产生另一个产品配置视图，视图间的转换是通过筛选、复制，修改等操作完成的。每个从GBOM中派生出来的产品配置都有自己的视图对象，表示一个具体的产品配置。 三、结论 通过产品需求配置能使企业获得灵活的产品定义，以满足不断变化的客户需求。GBOM和个性化配置工具的定义使企业能拉近与客户之间的关系，并能提供定制解决方案，多种可能解决方案的评估能协助客户确定最适合他们需求的配置。 在传统的环境中，企业想方设法预测顾客可能要求的所有配置，结果就生成了很多从来没有人定购过的产品变体，从而造成了过高的管理费用，而通过配置模块就只建立和追踪客户要求的产品变体；通过进行个性化配置，能够标示出产品中的标准部件，以前设计过的定制部件以及需要重新设计的部件，所以减少了分解工作，加快定制产品的开发进度，大大缩短了产品交货时间，改进了产品的解析过程。 一般来说，在产品开发和产品配置分离的环境中，提供给客户的信息可能是几个月甚至更早以前的信息。配置管理将配置逻辑融入到产品定义和更改过程中，因而消除了信息的延误，随着产品的发布，客户和销售工程师可以立即得到配置信息，这样企业刚发布出某种产品，就能立刻推出最新和最有竞争力的产品，一旦停用某产品，就能立刻报废过时的产品。 PDM中的产品配置设计过程管理 一、产品配置设计的内容 产品配置是PDM的核心功能之一，它是根据预定义的零部件集合以及它们之间的相互约束关系，通过合理的组合,形成满足客户个性化要求的产品设计过程。产品配置的前提和基础是一组已经建立的、模块化的零部件集合。产品配置设计的目的是根据客户的需求，最终确定出该定制产品的物料清单BOM (Bill of Material）。为了使产品配置设计能更快速、有效、准确和动态地适应产品模型的演化，需要研究产品的配置设计过程，并对其进行管理。产品配置设计管理包括： （1）建立和维护产品的模块化。可配置的产品首先必须是模块化的产品，模块化的产品平台是产品配置的前提条件。对于模块化的产品，在已有功能扩展或增添新功能时，要尽量使模块之间的接口标准化，最好使模块的接口保持不变；对新增的模块，则应尽可能的使接口简单、规范。 （2）建立和维护产品的配置模型。产品配置模型是产品配置的模板，用客户的需求信息对产品配置模型实例化就是客户化的定制产品。因此在产品平台的基础上，可以创建不同产品族的产品配置模型。另外，当由于技术进步或对产品进行功能扩展或改进时，需要对产品的配置模型进行维护。 （3）建立和维护产品的配置规则。产品配置规则是产品对象的知识表示，表达了在实例化产品模型时的约束条件。产品配置规则的表示应简洁、易于维护，并便于保证规则的一致性。 （4）建立和维护产品物料清单（BOM）的一致性。在生产制造中，企业随时需要获得最新的产品信息，即各类材料清单、设计工艺、生产计划、物资供应等，不同部门对物料清单的要求不一致，但相互之间还必须保持一定的统一性。因此，在产品配置系统中最好能同时提供自动生成各类物料清单的工具。 （5）建立和维护产品的历史记录－版本管理。在设计制造和维修过程中，产品经常会发生各式各样的更改，产品配置系统不仅要保存当前的有效数据，还要将产品演变的整个历程记录在案。因此，在产品配置管理中，要完整的保存产品数据的全部版本，同时还要建立一套完整的有效性规则。保证在任何时候、任何人得到的都是正确的版本。 （6）配置产品的成本和报价管理。产品配置的一个重要功能是在应标时，给产品的合理报价提供科学的依据。这需要根据市场和加工能力的变化，长期动态地维护配置产品中的各个组成零部件的成本。 （7）产品配置设计过程管理。产品配置设计过程和传统的产品设计过程有所不同，作为一种常规的设计方法而非创新设计，产品配置设计不存在概念设计、结构设计等过程。对它的研究主要集中在产品配置的流程管理，以及配置中需要新设计的零部件的详细设计过程管理，这包括对产品配置设计过程进行建模、以及对设计项目和任务进行合理的分解、执行和提交等进行管理。这是本文研究的主要内容，也是产品配置设计管理的核心。 二、产品配置设计的工作流程 产品配置产品的工作流程说明了一个定制产品从需求到出厂，在企业所要流经的环节。首先是客户需求的获取，这主要从销售人员和客户签订产品定单时的技术要求中获得（也可进一步的交互，以得到能满足配置要求的需求信息）。根据客户对产品要求的客户化程度（定制程度），产品配置可以在两个不同的部门进行，如图1所示： （1）如果客户所需求的是企业生产的标准产品，则销售人员可直接确定产品的型号，进而依据产品的标准配置确定该产品的物料清单并通知生产，或者在已有库存的情况下，直接发货。 （2）如果客户所需求的是非标准产品，产品配置则需要由设计人员来完成。 设计人员根据配置模型和客户需求配置客户化的产品，生成产品的物料清单。在非标产品的配置中，有时不能借用先前的零部件，可能需要进行新的设计（一般是参数化设计）。由于绝大多数的定制产品属于这种非标准产品的配置，其设计过程是产品配置设计过程管理的主要部分。