随着发动机产品市场的多元化、客户需求的多样化和个性化，发动机生产企业需要储备大量的产品种类信息以满足客户的不同选择。如何能让工厂快速地从大量的数据中获取客户所需的产品信息并自动验证产品各构件之间的匹配兼容性？如何让设计人员利用已有的产品信息有效地进行变型设计和新产品开发，缩短产品开发周期？这就需要创建发动机产品配置库，它可以帮助企业在尽可能短的时间内完成产品的设计与制造，能够快速将正确的产品交付到正确的客户手中。
1．产品配置管理的起源及定义
产品配置起源于十九世纪六十年代，当时用来解决美国防御部门在设计上无法满足对前一个产品的精确再现问题，如今在国外产品配置管理已广泛应用于多种行业领域。国际标准ISO10007对配置的解释如下：定义在技术文件里并体现于实际产品当中的产品功能特征和物理特征。简单地说，配置即是产品特征的体现。在机械行业中，产品特征与产品结构紧密相关，如果定义构成一台发动机结构的基本单位为选件，那么发动机产品配置管理的核心内容即是：定义产品选件的特征与结构，用户将通过不同的产品特征选项来区分不同的配置需求；定义选件之间特定的约束关系，通过该约束关系来判断某些选件之间的配置是否有效。
2．如何定义产品选件的结构与特征
一台完整的发动机由几百个或上千个零件组装而成，为了便于管理，我们将这些零件划分成一系列的组件（选件），这些组件便构成发动机结构的第一层次。定义发动机组件需要遵循以下规则：
a．产品结构的创建需要基于产品的设计而非销售、制造或服务。
b．所有的发动机产品结构都要以相同的逻辑去构建。
c．用精确的规则和结构限制来决定一个零件究竟应该构建在哪一个组件的结构中。
d．所有的组件都拥有唯一正确的名称。
例如，有的客户要求在发动机的扭振减震器后端带动力输出接口，用来安装附件驱动皮带轮，以驱动客户需要的空调压缩机，那么我们将附件驱动皮带轮及安装该皮带轮所需的所有相关零件包括皮带轮连接法兰、安装螺栓等定义为一个功能组件，名称为：附件驱动皮带轮组，扭振减震器将不包括在该功能组件中。每个组件除下挂特定结构外，还配有注释，用来描述组件的功能、与发动机端及客户端的接口尺寸、以及其它基本数据信息和一些独特特征等。我们把这种与客户端有接口的组件称为客户选件，把那种使一台发动机保持正常运转而必不可少的客户选件称为必选件，如燃油滤清器位置组，燃油功率组等；除必选件之外的其它客户选件称为一般选件，即不同客户可以根据各自整车的配置需求来判断是否为需要的选件，如附件驱动皮带轮组，空调压缩机组等。发动机中还有另外一种类型的组件，这些组件与客户端没有接口，用来保证客户选件的安装以及发动机结构的完整性，如缸体组等，我们称这类非客户选件为从属选件，发动机结构中的从属选件不需要客户去选择，而是通过已经定义好的选件之间的约束关系自动带出。
3．如何定义选件之间的约束关系
在同一个产品配置库下，有时产品选件的数量会达到几百或者一千多，在众多选件之中，并非任意两个选件都可以相互匹配，还要看它们之间的性能、功能特征以及外形物理特征是否兼容，这就需要建立选件之间的约束关系。约束关系的创建包括关系式和逻辑语言两部分，逻辑语言是对一条关系式得以成立的文字解释，例如，燃油滤清器组A与燃油功率组B可以相互匹配的逻辑语言为：存在燃油滤清器管路组C，该管路与燃油泵的进油口位置坐标和接口尺寸匹配，同时也与A中燃油滤清器的出油口位置坐标和接口尺寸匹配；另一方面燃油滤清器的绝对过滤精度满足油泵制造商及油泵型号的要求。关系式的存在形式有以下几种，其中前两种关系式建立的是客户选件之间的约束关系，后一种是客户选件与从属选件之间的约束关系。
a．“A组01 WITH B组”，表示A组与B组兼容，并且A与B一定要同时使用。
b．“A组01 X B组”，表示A组与B组不兼容。
c．“C组AA MAJOR A组WITH B组”，表示当客户选择了A组件与B组件时，必需由从属选件C组来完成与A和B相关的一些管路或支架螺栓等相关零部件的安装。
在每一个新选件通过产品文件发放之前，都要综合考虑并创建该选件与配置库下所有相关选件之间的兼容性，经常需要大量的模型布置与计算分析，工作量大，如果存在一种功能软件，只要输入不同的选件参数，便可自动生成约束关系式，这将会大大减少兼容性创建的工作负荷还可保证兼容性的准确性。但由于配置库下选件的种类繁多，每一个零件组件的参数都各不相同，并且产品信息的种类与数量又处于时时变化的状态，这种智能软件不但要包含工厂内所有发动机产品构造尺寸参数与性能参数，还要能够运用复杂的逻辑判断定义规则，因此，还需要经过长期的努力才能生产出针对于发动机生产行业的此类软件。
图1 附件驱动皮带轮组结构图示
4．发动机BOM的形成
具备了产品组件结构和组件之间的约束关系式，一台发动机的BOM便很容易生成。首先，应用工程师与客户需要判断将要创建的机型属于哪一个配置库的产品，然后基于该配置库中客户选件的注释及客户选件之间的约束关系，根据整车配置要求，选择出所有的必选件和需要的一般选件，这些选件之间需要相互兼容。其次，工厂内部根据从属选件与客户选件之间的兼容性关系式带出所有的从属选件。这样一台发动机的完整BOM就形成了，它是由客户选件与从属选件组合而成的。
从发动机BOM的生成过程可以看出，选件的结构、约束关系的正确定义与建立将直接影响到发动机结构的正确性与完整性。选件结构定义不当，会导致组装发动机时零件数目出现误差；约束关系创建错误，会导致选件在装配线上无法安装或产生干涉、售后发动机零部件异常损坏等问题。选件的定义既要考虑通用性也要考虑唯一性，既要反映不同客户的需求特点，又要优化选件数量，减少不必要的组件维护工作。约束关系的创建则要全面体现具有不同特征的选件交叉匹配时的兼容状况。
总之，发动机选件、选件类型及约束关系的定义都要在一个项目关闭前由产品配置负责人完成。由于不同类的发动机产品对应的配置库的定义也会有所不同，这就要求产品配置负责人综合考虑发动机的应用及客户使用环境等情况。一旦定义规则确定完成，所有的后续设计更改都要遵循该规则。正是建立了众多产品配置库，记录了各个产品整个生命周期过程中的历史信息，才为产品的更改设计和新产品的开发提供了参考平台，从而缩短了产品开发周期；同时，已有产品一旦出现新的订单需求，只要根据选件结构和约束关系，便可以快速形成BOM清单，帮助工厂缩短产品的交付周期，满足企业大批量定制生产的要求，为企业快速响应市场赢得先机。
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本文标题：产品配置管理在发动机生产企业中的作用
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