1 引言
生物的基因保存了最能适应环境的生命信息。它通过成千上万年的、无数代的优胜劣汰的自然选择，才得以获得各种与环境相适应的特征，并通过基因的形式保存下来。而机械产品信息中的大量精华以往由于没有行之有效的方法给予保存，结果不断地被重复制造出来，又不断地被丢弃。人们在进行着大量相同内容的重复设计，不仅浪费了宝贵的人力资源，也浪费了宝贵的物力资源。产品信息标准化是一项保存和充分利用产品信息精华的最有效的方法。
各种生物基因的形成是自然界的自发的行为，是一个复杂而漫长的过程。而各种产品信息基因的形成则是人类的自觉行为，需要多方面协作，进行艰苦而坚持不懈的工作。本文在产品信息基因模型的基础上，将产品信息标准化作为一项系统工程进行了研究。
2 产品伯息标准化系统工程的主要原则
产品信息标准化是一门系统工程，涉及多种学科，如机械、计算机、电子、管理等，也涉及到多种产业部门，如通用机械、纺织机械、造船、航空航天、石油机械、仪器仪表、电子机械等等。实践还证明，产品信息标准化绝不是一个单纯的技术问题，而如同先进制造系统一样，是一技术、组织和管理的综合间题，如图1所示。
图1 产品信息标准化系统工程的框架
产品信息标准化系统工程的主要原则有：
(1)第一把手原则 产品信息标准化的开展首先需要领导特别是第一把手的强有力的支持。产品信息标准化决不能满足于小打小闹，必须对企业产品结构进行重组，必须将产品设计、工艺、制造和销售维护等人员组织在一起共同进行产品信息标准化的工作。只有企业最高领导才能组织各方面力量，整理出企业的典型产品和零部件、功能模块及功能特征等产品信息基因。因此要求企业领导有远大的抱负、能着眼于企业长远利益。
(2)标准化先于计算机化原则 要求把产品信息标准化作为企业计算机化的基础和前提，将产品信息标准化作为企业先进制造工程的一个重要组成部分，标准化部门将参与企业信息管理现代化的决策。产品信息标准化的结果将为CAD、CAPP、CAM等系统提供配套的基因库，先进的计算机软件只有配上实用的产品信息基因库(数据库、知识库)才能发挥出其巨大的作用。现在的大容量的计算机存储技术的发展已为产品信息基因库的建立提供了较好的条件。产品信息标准化的重要性将不会亚于其它的CAD等技术。它也将是一门新兴的信息产业。CAD等计算机技术与产品信息标准化相结合才能如虎添翼，离开产品信息标准化，CAD等计算机技术只能是一些绘图工具而已。
(3)直接利益原则 当人们的工作与直接利益联系起来时，可以提高工作的效率。因此，将产品的变型设计任务交由销售部门去承担，而产品的创新设计交由新，产品研究部门承担。设计与销售直接挂钩，设计人员直接参加销售，一方面可以使设计人员得到用户的第一手的资料，另一方面可以使设计人员更注重产品信息标准化，因而由此而得到的产品在交货期、质量和成本上都有很强的竞争力。
(4)整体优化原则 在产品设计时以在新产品中合理利用过去产品图纸的比率作为重要的考核指标，而不是以新出图纸多少作为考核设计人员的指标；不仅注重新产品的开发，也注重现有产品的标准化以降低成本，提高产品的竞争力。
(5)面向过程原则 产品信息基因包括功能可实现，性、可制造性、可维护性等特性，因此产品信息基因的提取需设计、制造、销售等人员组成的多功能项目组协同工作。
(6)全球战略原则 先进制造系统的特点是全球制造业的集成化，产品信息标准化也必须面向全球集成战略。正在实施中的信息高速公路将为产品信息标准化的全球战略提供极大的方便。产品信息标准化所面向的产品品种越多、范围越大，其效益也越大，当然难度将大幅度增加。
(7)柔性和鲁棒(robust)性原则 产品信息标准化在时间域中是一个动态过程，随着时间的变化，产品信息基因逐渐增多并不断更新；在空间域中是一个分布化工作过程，不同的地区和企业进行着不同内容或相似内容的产品信息标准化工作。这种情况下无法进行集中控制，因为集中控制的难度很大，而这又不是少数人所干得了的。因此，产品信息标准化需要强调柔性和鲁棒性，以免出现“一统就死，一放就乱”的情况。Internet或未来的信息高速公路将为产品信息标准化的分布化工作提供有利条件。产品信息基因的计算机存储和管理技术将为产品信息标准化的动态进程创造最佳环境。
3 产品信息标准化的基本内容
产品信息标准化是CAD、CAPP、CAM等系统相结合的重要工作。通过与CAD、CAPP、CAM等系统配套提供产品信息基因模型库，使CAD、CAPP、CAM等系统能充分利用以往的设计信息，通过对以往产品信息的少量修改，迅速推出新的产品。生物基因遗传的生命信息是经过自然选择过的，所产生的生物个体一般对自然环境有很好的适应性；产品基因所传递的产品信息则是在实践应用的基础上经过标准化而得到的，由此所获得的产品无论在质量和成本上都有良好的市场竞争力。当前的产品市场的特点是国际性和多变性。由此带来的结果是产品生命周期大大缩短，产品品种大大增加。企业为了生存，需要提高新产品的开发能力。传统的制造系统只是对大批量生产的产品进行标准化，并且往往是在较小的范围内进行产品标准化。而在先进制造系统中，为了满足不断增长的新产品开发要求，为了提高不同企业的协同开发和生产能力，其产品信息标准化的内容和深度以及实施范围都有很大的变化。
产品信息标准化的主要内容是从现有的产品信息中提取产品信息基因。在此基础上建立产品信息基因库并进行产品信息基因的编码。产品信息标准化由于所面对的产品基因不同，可以分为五个方面：
(1)典型零件的标准化 通常情况下，可以将零部件按其特性分成A、B、C三类(图2)。C类零部件是标准件，其数量约占产品零部件部数的30%，成本的5%。B类零部件为相似件，可以用参数化设计的方法从原先已有的零部件中派生出来，因而设计开发的工作量比较小，加工方面的标准化程度也比较高。B类零部件一般占产品零部件总数的60%，成本的25%。A类零部件是与用户需求有关的特殊零部件，必须根据用户的需求进行设计、开发和加工。A类零部件的数量很少(10%)，但因其十分复杂，故所占成本比例较高(70%)。
根据关于产品基因的定义，典型零件包括标准件和相似件。典型零件的标准化主要是对相似件的标准化和对专用件的相似化。其目标是将B类零件尽可能地变为C类零件，而将A类零件尽可能地变为B类零件。
图2 典型零件标准化的ABC分析
(2)零件功能特征的标准化 主要是将常用的零件功能特征进行分类整理及标准化，建立相应的图库，用于支持交互式CAD系统。不同种类的产品中A类零件的功能特征有较大不同，因此宜根据产品大类分别建立自己的专用功能特征库。同时对各类产品中的B和C类零件则建立通用的零件特征库。如图3所示。
图3 零件特征库与产品的关系
(3)典型产品的标准化 典型产品的标准化包括模块化和系列化。可用于产品的变型设计和参数化设计。在CAD系统中，用户根据需要，只要输人一些参数即可获得所需的产品的完整信息。
(4)功能模块的标准化 有一些功能模块具有很高的标准化水平如齿轮减速箱，更多的功能模块只有一些示意图，给出其基本原理。随着计算机应用水平的提高，应将更多的功能模块进行标准化、模块化和系列化，利用计算机进行变型设计和参数化设计。如某系列工业汽轮机采用了积木块设计原理，可以按用户要求通过标准化功能模块的组合，以较快的速度得到新产品的概念设计模型，并给出产品报价。
(5)工艺标准化工艺标准化 包括工艺文件、工序、工时定额、数控程序及工夹量具等的标准化。典型零件和功能特征的标准化工作的好坏直接关系到工艺标准化的水平和难易程度。
产品信息标准化的最后结果将是大量的不同层次和结构的产品信息基因。传统的方法是将各种标准化文件，以书面的形式表示产品信息基因。当产品信息基因数量很多时，在使用上将有许多不便之处，并会严重影响推广和使用。可行的方法是将产品信息基因存储在数据库中，以大容量光盘作为存储介质，并建立一个数据转换模块，使产品信息基因容易地被各种不同类型的CAD系统所调用。
4 产品伯息标准化系统工程中的观念的变化
产品信息标准化系统工程中观念的变化可以用表1的形式表示。
表1 产品信息标准化中观念的变化
5 结束语
产品信息标准化是一个系统工程，需要企业第一把手亲自抓，需要企业各个部门的通力配合。产品信息标准化的主要内容是产品信息基因的提取，包括典型零件、功能特征、典型产品、功能模块和标准化工艺信息的提取。产品信息标准化是一个动态过程和分布化过程，计算机数据库技术和网络技术为产品信息基因的提取、集中、存储和维护提供有利条件。产品信息标准化涉及许多观念上的变化。
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