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PDM(Product DataManagement,产品数据管理)系统具有图文档管理、产品构型管理和流程管理等功能,已成为家电企业产品数据的重要管理工具,是企业信息化管理的基础。
PDM系统提供了一个集成化、网络化的产品设计与管理环境,为产品的开发和制造提供了一个并行的协作环境。PDM系统通过对数据以及数据流的管理和控制,将企业中的各个系统有机地组织在一起,实现了企业中信息的集成、过程的集成和人的集成,这对于企业的信息化建设过程来说,是非常重要的。
家电业常用的三维设计软件包括:Pro/ENGINEER、Creo、NX、CATIA和SolidWorks等,PDM与三维设计软件的集成就成为各个企业研究的重点。为加快企业产品三维模型的建立,加快产品研发速度,必须研究PDM与三维设计软件集成过程中的设计规范、注意事项、三维/二维参数添加,三维转二维时的参数添加、图框调用顺序以及零部件更改规范等问题。
在PDM与三维设计软件集成的过程中,前期需求分析尤为重要,许多要素要仔细考虑:集成三维设计软件的种类,是几种还是一种;PDM更新与三维产品模型更改的响应方式和响应速度;三维产品模型信息的提取;对产品三维模型提供浏览是否能够支持;三维软件的二维工程图信息的集成等。设计系统与PDM系统的有效集成,可以大大提高设计效率,缩短设计周期。
一、PDM系统的数据组织管理
PDM系统实施中最关键的一部分内容就是PDM系统与三维软件的集成应用,通过集成接口将三维模型和二维工程图导入PDM系统,可实现三维数据的集中管理。
为了切合基于PDM系统的三维软件集成应用模式,需要对使用三维软件进行产品设计过程中借用件的引用方法和过程进行规范,以实现集成模式下的三维设计软件应用,确保PDM系统中三维数据的正确性和唯一性。
各个企业都在应用CAD软件,但没有做到真正的信息共享与集成,大都以电子文档的形式存在于计算机中;或以底图、以纸质文档的形式保存于档案室中,大量电子文档仅存在个人计算机上,安全性差,易被泄密;数据以文件形式保存,数据分散、凌乱,查询不方便,共享程度低;更改时只改生产依据的纸质图样,没有同时更改电子数据,使电子数据与纸质图不一致,影响数据的一致性。特别是再设计新产品时,借用原有模型,与更改后的图样不一致,不能快速设计,影响产品的准确性。
家电产品设计借用率非常高,为了节约成本、减少标准箱体模具的投入,大多都采用标准箱体设计,不同的外观、不同的配置、不同的性能、不同的能耗和不同的装饰,配置出不同的型号产品,特别是箱体部分、内部附件部分和总装部分设计借用率高达95%以上,对于此类产品,比较适合按零部件(模块)进行设计或变形设计,以快速完成新产品设计开发,以BCD-208CH冷藏冷冻箱为例,相同的箱体及附件,不同的门外观、耗电量,就匹配出下列5个型号的产品(表1)。
为了便于图样设计拷贝、快速设计,可在PDM系统的基础物料库下建立产品库、标准件库和通用件库(图1),在各产品库内建立各个产品型号(图2)。同时为了便于BOM设计、文档管理、生产、采购和质管等其他部门使用,可在PDM系统项目树内建立产品项目,按年限设定项目,关联到产品文档后,每个产品分箱体、门体和总装等部分(图3)。产品集成时导入产品库,然后将产品库中的各个产品零部件图样链接到项目树下以对应产品各个部分(图4)。
在PDM系统实施中,将产品设计所涉及的标准件一次性整理完成,并导入系统的标准件库进行管理,以后若有新的标准件,按要求将其导入系统即可。同时,分类和整理产品设计中借用频率比较高的零部件,逐步将其图样导入系统通用件库内。
产品库按产品型号进行分类,建立文件夹,文件夹命名为产品代号,如BCD-208CHKT冷藏冷冻箱。项目树按产品部分分类,便于设计拷贝、管理,如:BCD-208CHKT箱体部分、门体部分、总和包装部分等。
二、规范化操作策略
规范化操作至关重要,从使用软件版本、零部件图号命名、标准图框、字体,直到借用件、标准件调用替换和审批流程等方面都必须规范操作,否则就会出现导入错误、出现信息重复、出现明细表或图样签字不全等问题。
1.命名规则
对于电子文档中三维实体、二维工程图都要进行命名。电子文档命名:产品型号+零部件代号+后缀名,后缀名以规定的设计软件默认保存名为准,如:BCD-208CHKT100001为BCD-208CHKT冷藏冷冻箱中前梁。而对于三维、二维工程图命名: BCD-208CHKT 1.00.001产品型号+空格+零部件代号。电子文档命名不能存在PDM系统不能识别的特殊符号,凡是特殊符号均用“-”替代,特别要注意图号命名中的空格,不能用任何符号、多余空格替代,只能是一个空格。
2.借用件、标准件的替换
通过与PDM系统集成应用,三维实体与二维工程图具有联动关系,三维实体修改直接驱动二维工程图的更改。因此,使用PDM系统进行产品设计时,对于借用件、标准件必须采用集中管理,即在PDM系统中建立借用件、标准件库。在新产品设计过程中,对于系统内已有的图样,必须从PDM系统内找出借用的部件图、零件图和标准件图,再打开本地三维的装配图进行替换,为了保证以后图样更改相互驱动,装配必须按三维规定的装配基准面进行装配,此时,装配图中借用的零部件、标准件已经替换为系统内已有的图样。注意:设计替换时必须下载与二维文件同名、同设计者的三维文件进行替换。
通过以上规范的借用件和标准件替换方法,可以有效地避免PDM系统内出现数据重复问题,从保证数据源头的唯一性入手,确保PDM系统数据的唯一性。
对于借用件、标准件不允许采取复制、备份等方式进行替换,否则,就会出现图样重复、签字不全或签不上的问题。 对于借用件、标准件的替换,一定要注意隐藏的SMARTEAM配置文件夹。在借用件的拷贝、转移(移到另外一台电脑上)和产品导入时,必须要带上此文件夹,以保证图样的唯一性。
3.三维实体造型转二维工程图时标准图框模板的调用顺序
首先添加二维绘图参数,再引用或者替换标准图框模板,以保证参数既能被PDM系统操作,也不影响模板的正确引用。三维实体和二维工程图添加参数不能颠倒顺序(表2),三维实体参数只能添加在三维实体图档中,二维工程图参数只能添加在二维工程图图档中,不得混淆。否则,就会导致PDM系统读取信息或者电子签名错误。
所有的参数取值均以实际零部件设计信息为准,除参数取值外,参数的名称、类型和说明等均以表2为准,不允许参数缺失、增加及重命名。二维工程图参数只输入图样检索cjs,其余在走审批流程时自动签入。
4. PDM系统中零部件更改规范要求
零部件更改在PDM中影响最大的是对三维装配图的更改。一个零部件的更改,就会引起所有借用该零部件的装配关系、装配位置变化,甚至装配图无法打开,因此必须将装配图,包括更改的零部件重新检出装配。家电业的产品型号数量每年都很多,积累的产品型号有成千上万个,因此,必须规范零部件更改流程。
(1)必须制定零部件设计规范,规定零部件的设计基准,该基准将作为以后的装配基准。在以后的零部件更改过程中,基准不允许变更,如果必须变更基准,将作为新的零部件进行处理。以BCD-208CHKT门体零部件为例(表3)。
(2)制定装配图中零部件的装配顺序。所有零部件装配必须严格按零部件的设计基准作为装配基准,按照规定的装配顺序进行装配,否则,在以后的零部件更改过程中就会造成装配图不完善,以BCD-208CHKT门体装配为例(图5),装配顺序为:门外壳→上堵盖→下堵盖→门内壳→门封条。
(3)设计人员必须转变设计观念,不能随意调用、替换借用件和标准件,不按设计基准、装配顺序绘制装配图。
(4)设计人员将所要更改的零部件在PDM系统中进行检索,查询借用该零部件的所有产品,并列出产品型号,对所涉及的产品三维实体进行替换与更新维护。
(5)PDM系统管理员每年要将长期不生产或淘汰的产品分类、打包,建立封存产品目录,封存的产品不再进行更改,减少图样更改工作量。
5.PDM实施过程中其他注意事项
(1)零部件图禁止用族表的格式做,相同形状、不同长度的零部件,也必须按长度进行出图,否则就会导致图纸下载后打不开,电子签名签不上。如:M4×6~8螺栓,要求按6、7、8三个长度设计三张图样,不允许设计在一个族表中。
(2)为了自动生成BOM,对于没有装配图的部分要求建立虚拟装配,如:多门产品,将几个门组件装配在一起,建立“门体部分虚拟装配”,自动生成门体部分BOM明细表。
(3)为了使PDM顺利上线,首先要制定标准规范,规范技术人员的设计行为,必须严格按PDM系统要求设计和制定软件使用规范、制图、标题栏、明细表规范、三维、二维设计规范、联系单使用规范、借用件、标准件调用规范、图样更改规范、PDM管理规定和系统权限规范等。
(4)网络的速度也一个至关重要的因素。在产品设计过程中,为了实现在二维图样上签字,要从服务器上拷贝图样到本地计算机上,然后一张一张地签,在签字过程中,每签一张,就要打开三维软件一次,如果网络速度出现断点的现象,断点时该张图样就会签不上。
(5)人员的权限控制。技术人员只能授予检入、检出、复制拷贝和发布前的删除,发布后的只允许管理员操作,否则会出现误删除、其他人已经借用而被删除的现象。
三、结语
PDM系统与三维软件的集成有许多内容,集成的复杂程度依据每个企业的具体需求而定,要顺利实施PDM系统,企业领导的高度重视、大力支持是PDM项目成败的关键,图样设计人员要转变观念,PDM管理人员要重视,制定相应的操作规范,每一步、每一个环节都必须严格执行。
PDM系统提供了一个集成化、网络化的产品设计与管理环境,为产品的开发和制造提供了一个并行的协作环境。PDM系统通过对数据以及数据流的管理和控制,将企业中的各个系统有机地组织在一起,实现了企业中信息的集成、过程的集成和人的集成,这对于企业的信息化建设过程来说,是非常重要的。
家电业常用的三维设计软件包括:Pro/ENGINEER、Creo、NX、CATIA和SolidWorks等,PDM与三维设计软件的集成就成为各个企业研究的重点。为加快企业产品三维模型的建立,加快产品研发速度,必须研究PDM与三维设计软件集成过程中的设计规范、注意事项、三维/二维参数添加,三维转二维时的参数添加、图框调用顺序以及零部件更改规范等问题。
在PDM与三维设计软件集成的过程中,前期需求分析尤为重要,许多要素要仔细考虑:集成三维设计软件的种类,是几种还是一种;PDM更新与三维产品模型更改的响应方式和响应速度;三维产品模型信息的提取;对产品三维模型提供浏览是否能够支持;三维软件的二维工程图信息的集成等。设计系统与PDM系统的有效集成,可以大大提高设计效率,缩短设计周期。
一、PDM系统的数据组织管理
PDM系统实施中最关键的一部分内容就是PDM系统与三维软件的集成应用,通过集成接口将三维模型和二维工程图导入PDM系统,可实现三维数据的集中管理。
为了切合基于PDM系统的三维软件集成应用模式,需要对使用三维软件进行产品设计过程中借用件的引用方法和过程进行规范,以实现集成模式下的三维设计软件应用,确保PDM系统中三维数据的正确性和唯一性。
各个企业都在应用CAD软件,但没有做到真正的信息共享与集成,大都以电子文档的形式存在于计算机中;或以底图、以纸质文档的形式保存于档案室中,大量电子文档仅存在个人计算机上,安全性差,易被泄密;数据以文件形式保存,数据分散、凌乱,查询不方便,共享程度低;更改时只改生产依据的纸质图样,没有同时更改电子数据,使电子数据与纸质图不一致,影响数据的一致性。特别是再设计新产品时,借用原有模型,与更改后的图样不一致,不能快速设计,影响产品的准确性。
家电产品设计借用率非常高,为了节约成本、减少标准箱体模具的投入,大多都采用标准箱体设计,不同的外观、不同的配置、不同的性能、不同的能耗和不同的装饰,配置出不同的型号产品,特别是箱体部分、内部附件部分和总装部分设计借用率高达95%以上,对于此类产品,比较适合按零部件(模块)进行设计或变形设计,以快速完成新产品设计开发,以BCD-208CH冷藏冷冻箱为例,相同的箱体及附件,不同的门外观、耗电量,就匹配出下列5个型号的产品(表1)。
为了便于图样设计拷贝、快速设计,可在PDM系统的基础物料库下建立产品库、标准件库和通用件库(图1),在各产品库内建立各个产品型号(图2)。同时为了便于BOM设计、文档管理、生产、采购和质管等其他部门使用,可在PDM系统项目树内建立产品项目,按年限设定项目,关联到产品文档后,每个产品分箱体、门体和总装等部分(图3)。产品集成时导入产品库,然后将产品库中的各个产品零部件图样链接到项目树下以对应产品各个部分(图4)。
在PDM系统实施中,将产品设计所涉及的标准件一次性整理完成,并导入系统的标准件库进行管理,以后若有新的标准件,按要求将其导入系统即可。同时,分类和整理产品设计中借用频率比较高的零部件,逐步将其图样导入系统通用件库内。
产品库按产品型号进行分类,建立文件夹,文件夹命名为产品代号,如BCD-208CHKT冷藏冷冻箱。项目树按产品部分分类,便于设计拷贝、管理,如:BCD-208CHKT箱体部分、门体部分、总和包装部分等。
二、规范化操作策略
规范化操作至关重要,从使用软件版本、零部件图号命名、标准图框、字体,直到借用件、标准件调用替换和审批流程等方面都必须规范操作,否则就会出现导入错误、出现信息重复、出现明细表或图样签字不全等问题。
1.命名规则
对于电子文档中三维实体、二维工程图都要进行命名。电子文档命名:产品型号+零部件代号+后缀名,后缀名以规定的设计软件默认保存名为准,如:BCD-208CHKT100001为BCD-208CHKT冷藏冷冻箱中前梁。而对于三维、二维工程图命名: BCD-208CHKT 1.00.001产品型号+空格+零部件代号。电子文档命名不能存在PDM系统不能识别的特殊符号,凡是特殊符号均用“-”替代,特别要注意图号命名中的空格,不能用任何符号、多余空格替代,只能是一个空格。
2.借用件、标准件的替换
通过与PDM系统集成应用,三维实体与二维工程图具有联动关系,三维实体修改直接驱动二维工程图的更改。因此,使用PDM系统进行产品设计时,对于借用件、标准件必须采用集中管理,即在PDM系统中建立借用件、标准件库。在新产品设计过程中,对于系统内已有的图样,必须从PDM系统内找出借用的部件图、零件图和标准件图,再打开本地三维的装配图进行替换,为了保证以后图样更改相互驱动,装配必须按三维规定的装配基准面进行装配,此时,装配图中借用的零部件、标准件已经替换为系统内已有的图样。注意:设计替换时必须下载与二维文件同名、同设计者的三维文件进行替换。
通过以上规范的借用件和标准件替换方法,可以有效地避免PDM系统内出现数据重复问题,从保证数据源头的唯一性入手,确保PDM系统数据的唯一性。
对于借用件、标准件不允许采取复制、备份等方式进行替换,否则,就会出现图样重复、签字不全或签不上的问题。 对于借用件、标准件的替换,一定要注意隐藏的SMARTEAM配置文件夹。在借用件的拷贝、转移(移到另外一台电脑上)和产品导入时,必须要带上此文件夹,以保证图样的唯一性。
3.三维实体造型转二维工程图时标准图框模板的调用顺序
首先添加二维绘图参数,再引用或者替换标准图框模板,以保证参数既能被PDM系统操作,也不影响模板的正确引用。三维实体和二维工程图添加参数不能颠倒顺序(表2),三维实体参数只能添加在三维实体图档中,二维工程图参数只能添加在二维工程图图档中,不得混淆。否则,就会导致PDM系统读取信息或者电子签名错误。
所有的参数取值均以实际零部件设计信息为准,除参数取值外,参数的名称、类型和说明等均以表2为准,不允许参数缺失、增加及重命名。二维工程图参数只输入图样检索cjs,其余在走审批流程时自动签入。
4. PDM系统中零部件更改规范要求
零部件更改在PDM中影响最大的是对三维装配图的更改。一个零部件的更改,就会引起所有借用该零部件的装配关系、装配位置变化,甚至装配图无法打开,因此必须将装配图,包括更改的零部件重新检出装配。家电业的产品型号数量每年都很多,积累的产品型号有成千上万个,因此,必须规范零部件更改流程。
(1)必须制定零部件设计规范,规定零部件的设计基准,该基准将作为以后的装配基准。在以后的零部件更改过程中,基准不允许变更,如果必须变更基准,将作为新的零部件进行处理。以BCD-208CHKT门体零部件为例(表3)。
(2)制定装配图中零部件的装配顺序。所有零部件装配必须严格按零部件的设计基准作为装配基准,按照规定的装配顺序进行装配,否则,在以后的零部件更改过程中就会造成装配图不完善,以BCD-208CHKT门体装配为例(图5),装配顺序为:门外壳→上堵盖→下堵盖→门内壳→门封条。
(3)设计人员必须转变设计观念,不能随意调用、替换借用件和标准件,不按设计基准、装配顺序绘制装配图。
(4)设计人员将所要更改的零部件在PDM系统中进行检索,查询借用该零部件的所有产品,并列出产品型号,对所涉及的产品三维实体进行替换与更新维护。
(5)PDM系统管理员每年要将长期不生产或淘汰的产品分类、打包,建立封存产品目录,封存的产品不再进行更改,减少图样更改工作量。
5.PDM实施过程中其他注意事项
(1)零部件图禁止用族表的格式做,相同形状、不同长度的零部件,也必须按长度进行出图,否则就会导致图纸下载后打不开,电子签名签不上。如:M4×6~8螺栓,要求按6、7、8三个长度设计三张图样,不允许设计在一个族表中。
(2)为了自动生成BOM,对于没有装配图的部分要求建立虚拟装配,如:多门产品,将几个门组件装配在一起,建立“门体部分虚拟装配”,自动生成门体部分BOM明细表。
(3)为了使PDM顺利上线,首先要制定标准规范,规范技术人员的设计行为,必须严格按PDM系统要求设计和制定软件使用规范、制图、标题栏、明细表规范、三维、二维设计规范、联系单使用规范、借用件、标准件调用规范、图样更改规范、PDM管理规定和系统权限规范等。
(4)网络的速度也一个至关重要的因素。在产品设计过程中,为了实现在二维图样上签字,要从服务器上拷贝图样到本地计算机上,然后一张一张地签,在签字过程中,每签一张,就要打开三维软件一次,如果网络速度出现断点的现象,断点时该张图样就会签不上。
(5)人员的权限控制。技术人员只能授予检入、检出、复制拷贝和发布前的删除,发布后的只允许管理员操作,否则会出现误删除、其他人已经借用而被删除的现象。
三、结语
PDM系统与三维软件的集成有许多内容,集成的复杂程度依据每个企业的具体需求而定,要顺利实施PDM系统,企业领导的高度重视、大力支持是PDM项目成败的关键,图样设计人员要转变观念,PDM管理人员要重视,制定相应的操作规范,每一步、每一个环节都必须严格执行。