引言

　　大批量定制(mass customization, MC)正在成为21 世纪主流生产模式，它将批量生产和定制生产两种完全不同的生产方式有机融合在一起.通过产品结构和制造过程的重组将定制产品的生产转化为批量生产。根据产品特点和客户评单分离点(CODP)的不同.大批量定制可以分为按评单销信、按评单装配、按评单制造和面向评单设计四种方式。对于不同的定制方式.可以采用不同的开发设计技术。ETO产品的设计特点是:定制程度比较深.在产品配置过程中往往需要按照客户评单需求.重新设计满足这些需求的新零部件.或对其他种类零部件进行变型设计.其中需要大量人机交互处理.必须将配置设计与变型设计有机结合起来.才能解决定制设计问题。因此利用哪种开发设计方法.使其能在充分利用企业现有资源的基础上.通过整体优化.尽可能减少产品内部多样化.增加产品外部多样化.采用动态配置思想.得到关于评单产品完整、详尽的描述.从而满足ETO产品快速设计的需要就显得至关重要。本文着重讨论了利用事物特性表(tabular layouts of article characteristics,TLAC)技术进行的面向评单设计生产方式的产品开发和设计技术.提出了实现ETO产品批量定制的开发设计系统框架.并对其中的关键技术进行了研究。

　　1面向大批量定制的ETO产品开发设计系统

　　大批量定制环境下的面向评单设计是指企业在客户评单到达之后才开始产品设计工作的生产方式.其全部或部分产品的设计都是由评单驱动的。面向评单设计的企业大多数属于离散制造业.市场竞争导致产品交付时间逐步前移.如何在保持成本大致不变基础上缩短产品生成周期成为企业的关注焦点。设计环节的效率决定了整个产品生成周期.这要求企业具有较高的产品设计开发能力。采用基于事物特性表的产品族设计思想将产品开发过程与设计过程相分离.通过产品结构的模块化设计.零部件的标准化、规范化.可以将CODP点向生产下游移动.减少定制产品中的定制部分.在满足客户个性化需求的同时.增加零部件的预测生产.按照规模生产效率生产模块和零部件.从而大大缩短产品交货期和降低定制成本.同时拥有定制和规模生产的优势.是实现ETO产品快速定制设计的有效方法。

　　图1所示的实现ETO产品批量定制的开发设计系统框架分为二层.分别是基础层、产品开发设计层和应用工具层。基础层包括企业己有产品资源库和相关基础技术资源.是进行产品建模、实施产品快速设计的前提;产品开发设计层是实现ETO产品快速设计的理论基础和核心.分为产品建模和快速设计两个部分;应用工具层则是从技术层面上.利用先进的IT信息技术和工具实现ETO产品的快速设计。产品开发设计层是整个系统框架的核心.包括面向产品族的模块化产品建模、产品配置设计、变型设计等几项关键技术。产品开发的任务就是在分析市场需求和企业己有产品资源的基础上.建立产品主结构、主模型和主文档。而产品设计的任务就是根据用户的需求.在产品开发结果的基础上.进行产品的配置设计和变型设计.快速设计出满足评单需求的ETO产品。

　　在应用工具层.可以将PDM系统与CAD系统进行有效集成.利用PDM系统和事物特性表对产品主结构和基于几产品族的零部件主模型及其实例信息进行管理.根据产品主结构模型进行配置设计.同时通过CAD系统调用PDM系统中的零部件主模型.结合事物特性表对必要的零部件进行变型设计.生成满足评单要求的产品实例.从而实现快速产品设计.

　　2实现ETO产品开发设计的关键技术

　　2.1基于模块化产品族和事物特性表的产品建模

　　事物特性表定义了从对象组中表征和区分某个对象的决定性特性(事物特性).规定了特性数据的表示格式.使其能够方便地在不同系统之间交换.其他特性则可以通过标准化、规范化过程使其定量化.或通过事物特性得到其导出特性。这样不仅减少了零部件种类.提高了零部件使用频率.而且能够构建可变型模块化产品模型.支持有效的检索和变型设计。一个构建合理的事物特性表还能够有效地实现下游过程的变型响应.因此是产品建模方法的基础少。

　　ETO产品设计是针对产品族的设计。产品族从层次上可以分为零件族和部件族.它们都是基于几模块化思想建立的.之间是自下而上支持和自上而下引用的关系。由若干个基于功能独立的享模块组成的完各产品族可以构建起可变型的产品主结构以及描述零部件各种特点的主模型和主文档。构成产品族的模块的共享程度(产品族结构上的相似度)越大.定制产品成本的降低幅度就越大.也越能满足用户的个性化定制需求。为了能够清晰地描述构成产品族的部件族和零件族之间的关系.支持产品配置设计及变型设计.本文采用事物特性表技术来合理表达可变型产品主模型中的设计知识和层次关系。

　　产品模型是所有几何、技术和管理方面的产品数据的结构化集成.它可以在产品整个生命周期中对各种信息及其之间动态变化的联系进行有效管理。产品建模是在对构成产品族的模块及其零部件进行标准化、规范化的基础上.建立产品零部件主模型主文档和产品主结构二部分内容.它们是联系模块化的产品族和快速定制设计的桥梁。

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