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《面向pdm系統(tǒng)的產(chǎn)品族設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、面向PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品族設(shè)計(jì)
2、第1產(chǎn)品族是指那些在某個(gè)確定的應(yīng)用范圍內(nèi)按照一定的規(guī)律劃分其參數(shù)等級(jí)，用相同的方法實(shí)現(xiàn)相同功能的技術(shù)對(duì)象（整機(jī)、部件或零件），這些技術(shù)對(duì)象應(yīng)該用盡可能相同的制造方法進(jìn)行制造[1]。產(chǎn)品族的特點(diǎn)是具有多種參數(shù)和性能指標(biāo)，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要，這些參數(shù)和性能指標(biāo)間具有一定的公比級(jí)差。基于產(chǎn)品族的開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略是解決目前眾多的企業(yè)在追求滿(mǎn)足多樣化的客戶(hù)需求時(shí)所面臨的零件種類(lèi)激增、制造和管理成本高昂?jiǎn)栴}的有效途徑之一。PDM作為實(shí)現(xiàn)制造業(yè)企業(yè)信息化重要的應(yīng)用軟件集成平臺(tái)，必須有效的支持面向產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)，以便捷地派生出系列產(chǎn)品，滿(mǎn)足不同客戶(hù)需求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)重用和技術(shù)
3、轉(zhuǎn)移，從而有效地降低新產(chǎn)品創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)和開(kāi)發(fā)管理成本，通過(guò)完備的產(chǎn)品族繁衍出一條完整的產(chǎn)品鏈，覆蓋多樣的市場(chǎng)需求，塑造出良好的產(chǎn)品形象和企業(yè)形象。一、產(chǎn)品族設(shè)計(jì)過(guò)程[2]面向產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足某個(gè)客戶(hù)群需求的產(chǎn)品族模型，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)客戶(hù)訂單，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品族模型的配置和變型為用戶(hù)提供個(gè)性化的定制產(chǎn)品。產(chǎn)品族模型是動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品模型（圖1表達(dá)了產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)模型）。邏輯上，產(chǎn)品族模型由功能模型、原理模型和結(jié)構(gòu)模型組成，它們可以看成產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)的不同視圖。物理上，產(chǎn)品族模型是由幾何特性、物理特性、制造特性這些實(shí)體組成，實(shí)體的樹(shù)形結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了產(chǎn)品族的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。約束不僅定義了視圖對(duì)象
4、之間的映射約束，還定義了實(shí)體對(duì)象與變型參數(shù)之間、各實(shí)體參數(shù)值之間的關(guān)聯(lián)約束。產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)過(guò)程是從客戶(hù)需求向產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)模型的映射求解過(guò)程，圖2所示。首先收集用戶(hù)需求，并從中提取共性需求和個(gè)性需求；將用戶(hù)需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)要求并建立相應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)。任何產(chǎn)品的總體功能，均是由一些下層子功能組合而成的，產(chǎn)品總體功能正是通過(guò)對(duì)這些子功能的實(shí)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的。產(chǎn)品功能分析的方法就是采用由上向下的分解方法，確定組成產(chǎn)品總體功能的各個(gè)層次的子功能，并且構(gòu)造出圖1的產(chǎn)品功能樹(shù)。然后通過(guò)功能-原理映射單元對(duì)每一功能單元進(jìn)行解原理映射，進(jìn)而組合成產(chǎn)品的原理模型。原理分析時(shí)應(yīng)遵循功能不耦合的原則尋找原
5、理模塊，并考慮實(shí)現(xiàn)某功能結(jié)點(diǎn)的多個(gè)可行的原理，以便以后根據(jù)不同的需求進(jìn)行配置。原理分析的結(jié)果是建立圖1功能-原理關(guān)系樹(shù)，即將功能結(jié)點(diǎn)作為樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)，而將實(shí)現(xiàn)該功能的各個(gè)原理作為葉結(jié)點(diǎn)與功能根結(jié)點(diǎn)相連。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃針對(duì)產(chǎn)品功能-原理樹(shù)中的每一個(gè)原理葉結(jié)點(diǎn)分析采用該原理實(shí)現(xiàn)所要求功能的結(jié)構(gòu)，將這些結(jié)構(gòu)作為葉結(jié)點(diǎn)連接到功能-原理樹(shù)的原理結(jié)點(diǎn)上，就構(gòu)成了功能-原理-結(jié)構(gòu)關(guān)系樹(shù)，它用來(lái)表達(dá)產(chǎn)品族的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。如果針對(duì)一個(gè)原理或結(jié)構(gòu)存在多種結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)將這些結(jié)構(gòu)放入功能-原理-結(jié)構(gòu)關(guān)系樹(shù)中。最后在動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型基礎(chǔ)上提取的可變型參數(shù)，確定產(chǎn)品族的定制參數(shù)，并進(jìn)一步規(guī)劃產(chǎn)品族的覆蓋范圍，即確定產(chǎn)
6、品族的定制范圍。對(duì)于企業(yè)現(xiàn)有的產(chǎn)品可作為產(chǎn)品族的產(chǎn)品實(shí)例，為變型設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參考。建立產(chǎn)品族產(chǎn)品實(shí)例集合，分析族內(nèi)產(chǎn)品實(shí)例主參數(shù)的變化范圍，為確定產(chǎn)品族的定制范圍提供參考依據(jù)。二、產(chǎn)品族信息模型在PDM中為了有效地檢索零部件和進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，我們借助事物特性表機(jī)制來(lái)描述產(chǎn)品族（圖3所示）。事物特性表是為建立零部件的數(shù)據(jù)庫(kù)而采用表格的形式，以固定的格式記錄事物特性，對(duì)零部件進(jìn)行特性描述的ASCⅡ文件。由于基于事物特性表的零部件采用統(tǒng)一的描述格式，因此可以在不同系統(tǒng)之間信息交換，使得零部件體系是開(kāi)放的，易于擴(kuò)充。合理的事物特性表不僅為設(shè)計(jì)人員提供盡可能完整的零部件信息，而且可以方便
7、地進(jìn)行產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)、零部件和設(shè)計(jì)的參數(shù)化查詢(xún)，減少了重復(fù)開(kāi)發(fā)造成的資源浪費(fèi)，提高設(shè)計(jì)重復(fù)利用率及設(shè)計(jì)可靠性[3]。圖3所示的產(chǎn)品族信息模型中，我們?yōu)楫a(chǎn)品族模型建立遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10091事物特性表編制總則的參數(shù)表（GB10091事物特性表編制總則是參照德國(guó)在1971年制定的作為標(biāo)準(zhǔn)件信息庫(kù)基礎(chǔ)的DIN4000事物特性表系列標(biāo)準(zhǔn)制定的）。參數(shù)表中的參數(shù)與圖2中的實(shí)體的幾何特性、功能特性和制造特性建立映射關(guān)系。參數(shù)分為獨(dú)立參數(shù)和非獨(dú)立參數(shù)，獨(dú)立參數(shù)取值根據(jù)用戶(hù)的需求輸入取值或者由上級(jí)零部件賦值。非獨(dú)立參數(shù)的取值根據(jù)獨(dú)立參數(shù)的取值導(dǎo)出，遵循圖1中的約束定義。原則上參數(shù)表的每一行
8、參數(shù)被賦予具體數(shù)值以后，就可以明確地描述每一個(gè)具體的產(chǎn)品實(shí)例。但是為了減少零部件種類(lèi)，防止工程師未經(jīng)認(rèn)同或批準(zhǔn)，就想當(dāng)然地選擇那些還未被使用過(guò)零件中的一個(gè)，或者把新的零件添加到PDM系統(tǒng)中而導(dǎo)致零件激增，參數(shù)表中的行只有在需要被裝配使用時(shí)，PDM才根據(jù)各個(gè)參數(shù)的取值在產(chǎn)品族模型基礎(chǔ)上變型生成產(chǎn)品實(shí)例[4]，如圖3中的L001-0，L001-1。否則，參數(shù)表中的行僅僅表示產(chǎn)品族設(shè)計(jì)人員對(duì)于參數(shù)的一行推薦取值，并不對(duì)于產(chǎn)品實(shí)例，如圖3中的L001-2。產(chǎn)品族模型的屬性描述整個(gè)族的公共信息，如產(chǎn)品族的名稱(chēng)和標(biāo)
