一、前言
目前企业制造形式主要有大批量标准化作业,大批量定制作业、多品种小批量。对于中小型企业,规模不大,产能也不大,想与大企业在标准产品产能上进行抗衡根本是不可能的,要想生存,就只能在夹缝中求发展。小批量定制产品是中小型企业发展的必由之路,中小型企业规模小,可以按照客户要求进行产品小批量的定制,也是中小企业的优势所在。但对于定制产品,由于是按照用户要求进行设计、制造,在性能、结构上可能存在千差万别,这样就会导致中小企业产品规格很多,并且在技术管理及产品开发上及生产组织安排上力不能及,如何建立一个定制产品的开发平台,对定制具有个性化要求的产品进行标准化设计,进行有效的管理,是本文重点要阐述的。本文中所要阐述的定制产品标准化设计平台是兼合了标准化设计与模块化设计部份功能,当然,模块化设计是未来的发展形势,但对于中小企业及产品结构相对较简单的企业,如果想要采用全面的模块化设计是比较困难的,另外,对于中小企业,技术力量相对较薄弱,没有能力也没有精力去将简单的零件再分成更微小的结构单元,然后对这些结构单元进行标准化和模块化。最适合的方式就是把零件作为结构单元进行管理。
二、定制产品标准化设计平台建立的目标
1、更好的满足客户的需求
客户需求是千差万别,但这也正是中小企业发展的立足点。对于规模大的企业,所上设备及工艺布局是按照大批量作业进行考虑及布置,他们只愿意做那些标准产品,因为可以上批量,可以很方便的进行标准化管理。但中小企业立足于个性化设计、制造,就要满足客户的这些个性化的需求。
2、产品进行标准化设计,尽量减少零部件数量
企业在进行产品定制设计、生产时,为了节省成本、缩短生产周期,也是希望每种不同的产品之间尽量通用。通过多年对定制产品的观察,个人认为,按照用户个性需求设计、制造的产品与标准的基本系列产品之间不同之处一般只有10%左右,而剩下的90%则是完全相同的。减少零部件数量,可以节约成本、缩短生产周期,有利于生产的组织安排,有利于产品的采购及库存管理。
3、模块化设计,利用原来产品结构树,进行修补
此处我们提到模块化并不是真正上最微小的结构单元,而是将通用性强的零件或某个部件结构树作为整体一个模块。根据定制产品与标准产品间的关系,进行结构树的修补,从而形成一个新的产品。
三、定制产品标准化设计平台的系统结构
本标准化设计平台体系结构主要有三层,支撑层、应用层、集成接口层。
第一层:支撑层。网络环境扫建立,主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库、中间件等支撑环境,确保数据可以共享、集成。
第二层:应用层。应用软件PDM、CAD。完成对产品的设计、绘图,并通过PDM系统应用编码管理、产品管理、表格图管理、结构树管理、工作流管理。
第三层:集成接口层。通过应用接口和应用集成工具将应用软件层中的各种软件进行集成。本方案中只考虑PDM与CAD、OFFICE的集成。
图1 标准化设计平台系统结构
在实际应用中,本方案中将Smarteam(PDM)作为用户平台,在这个基础上定制符合自身需求的产品属性卡片、结构树管理、流程管理、产品知识库并且对产品编码体系、表格图管理进行二次开发。
四、标准化设计平台原理及实现步骤
1、对企业产品进行整理、分类,制定标准产品清单,并制定编码规则
通过实践,我们认为客户定制产品的差异之处主要在于三个方面。A、所带附件不同;B、结构尺寸发生变化;C、产品电磁性能发生变化。
以某系列电机为例:标准型名称YZP---产品型号编码为03
1.1、配制动器---------------------------YZPFE 编码规则 03FE0
1.2、配光电编码器---------------------YZPFM 编码规则03FM0
1.3、配制动器和编码器---------------YZPFEM 编码规则03FEM
……
上述几种与标准型的区别在于配不同的附件,可以通过型号码进行区别。
2.1、结构件1发生变化-------------------YZPF 编码规则03FE0+J001(标识码)
2.2、结构件2发生变化-------------------YZPF 编码规则03FE0+J002(标识码)
2.3、结构件3发生变化-------------------YZPF 编码规则03FE0+J003(标识码)
……
上述几种与标准型的区别在于结构尺寸发生了变化,可以通过结构变化码进行区别。
3.1、性能及其它发生变化----------------YZPF 编码规则03FE0+Q001(标识码)
3.2、性能及其它发生变化----------------YZPF 编码规则03FE0+Q002(标识码)
3.3、性能及其它发生变化----------------YZPF 编码规则03FE0+Q003(标识码)
……
上述几种与标准型的区别在于性能属性要求或其它方面发生了变化,可以通过其它码进行区别。
显然,通过上述分类及编码,可以将不同的类别相同之处表现出来,同时不同之处也可以在编码之中体现出来。
2、建立标准产品结构树模型,实现产品知识库
2.1、根据产品分类在Smarteam中建立产品项目库
图2 在Smarteam中建立产品项目库
3、建立表格图结构
对标准型产品,根据不同的极数对主要零部件以表格图的型式在CAD图纸中展开,并在PDM中通过序号进行分开。
如:YZPF200L系列电机转子图号5CD677.00488B,其下可通过表格图扩展N个产品。
如产品YZPF200L-4转子,图号5CD677.00488.1 编码:5R20067701001a
如产品YZPF200L-6转子,图号5CD677.00488.2 编码:5R20067701002a
如产品YZPF200L-8转子,图号5CD677.00488.2 编码:5R20067701003a
……以此类推
其它零部件一样可按此种方式建立。
4、对各种标准结构树进行分类、编码
根据产品的系列进行分类,分大类、中类、小类,并在Smarteam中建立产品结构树。如:
4.1、根据产品大类分,电机产品有YZR、YZP、YG、YZD等大类;
4.2、大类下分中类,YZR大类下按中心高分112、132、160、180……
4.3、中类下分小类,中心高112下按极数分4极、6极、8极、10极……
5、建立各部件标准结构树类
按照产品的结构属性,在Smarteam中建立不同的部件结构树类,部件结构树类就是由零件组合而成的小模块。这是定制产品标准化设计平台的基本。如:根据电机产品结构属性,可将产品分为转子部件结构树类、定子部件结构树类、接线盒部件结构树类等。
6、通过标准产品结构树进行组合
当我们接到有别于标准产品的定制产品,在设计时,首先通过Smarteam强大的查询功能将该定制产品的标准产品在Smarteam中查询出,通过Smarteam中拖拉功能将标准产品结构树拖拉到定制产品项目树下,找出两者不同的10%或更少的零部件,予以更换,即建立新的产品结构权模型。另外,设计人员可以将不同的标准模块,根据我要设计的产品属性拖拉到一起,也可以形成一个新的设计产品。
五、小结
本平台是针对多品种小批量的中小企业特点而建立的一个标准化设计平台,通过标准产品的产品结构树或标准部件模块拖拉形成不同的产品。既方便,又简单,可以很好的解决中小企业在设计时,大量的重复绘图,将设计人员的精力及时间解放到有价值的创意设计上。
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