Tc AE系統(tǒng)中產(chǎn)品配置的應(yīng)用

黃 杰

(上汽通用五菱汽車股份有限公司技術(shù)中心，廣西 柳州 545007）

隨著CAD（Computer Aided Design）、CAM（Computer Aided Manufacturing）等技術(shù)在現(xiàn)代企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品生產(chǎn)效率也在不斷地提高。但是由于不同應(yīng)用系統(tǒng)之間，產(chǎn)生的信息缺乏互換性，各類信息不能被高效地利用，成為制約企業(yè)發(fā)展的新瓶頸。

PDM（Product Data Management）系統(tǒng)就是作為各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的集成框架，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有效組織和管理，從而達(dá)到對整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行有效地控制。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及配置管理，是PDM系統(tǒng)的核心模塊之一，其可以有效地提高零件的設(shè)計(jì)效率及重用率，實(shí)現(xiàn)系列產(chǎn)品的管理。目前，產(chǎn)品配置管理已經(jīng)在航空、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

圖1 PDM系統(tǒng)應(yīng)用范圍

1 產(chǎn)品配置的概念

產(chǎn)品配置就是指根據(jù)一定的規(guī)則或者方法，選配出一個(gè)符合要求的產(chǎn)品。在PDM系統(tǒng)中，產(chǎn)品配置的結(jié)果就是一個(gè)具體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。同一企業(yè)可能會提供多種產(chǎn)品，而且每種產(chǎn)品可能存在不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為了保證企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)，需要對產(chǎn)品配置進(jìn)行有效地管理。

換言之，產(chǎn)品配置即根據(jù)用戶給出的配置需求，基于通用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選配出完全或部分滿足需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。所以，從某種意義上說，產(chǎn)品配置管理實(shí)質(zhì)上就是常說的BOM（Bill of Management）管理。

TcAE（Teamcenter Engineering Automotive Edition）系統(tǒng)，是一款專門為某汽車公司定制的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。TcAE系統(tǒng)中的PSE（Product Structure Edit）模塊，能夠根據(jù)EPL（Engineering Part List）建立準(zhǔn)確完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并且能夠根據(jù)指定的規(guī)則或條件，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置。

2 產(chǎn)品配置的方法

TcAE系統(tǒng)中常用的產(chǎn)品配置方法有兩種：第一種是按照發(fā)放狀態(tài)配置產(chǎn)品，第二種是按照變量和規(guī)則配置產(chǎn)品。

2.1 按照發(fā)放狀態(tài)配置產(chǎn)品

按照發(fā)放狀態(tài)配置，就是根據(jù)零部件的發(fā)布規(guī)則來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品配置。產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，可以分為若干個(gè)階段，每個(gè)階段產(chǎn)品發(fā)布的狀態(tài)均不同。為了查看某個(gè)階段的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可以直接選擇發(fā)布規(guī)則實(shí)現(xiàn)。

比如有些版本是T1階段發(fā)放的，零部件顯示的發(fā)放狀態(tài)就是“1”；有些版本是T2階段發(fā)放的，零部件顯示的發(fā)放狀態(tài)就是“2”；有些臨時(shí)發(fā)放的小版本，零部件顯示的發(fā)放狀態(tài)為“X”。還有一種特殊的狀態(tài)，該狀態(tài)不由任何發(fā)放過程所設(shè)置，就是“工作狀態(tài)”，處于工作狀態(tài)下的版本允許修改。

在TcAE系統(tǒng)中，默認(rèn)設(shè)定了很多版本規(guī)則，當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品配置時(shí)，可以選擇相應(yīng)的版本規(guī)則達(dá)到預(yù)期配置結(jié)果。

一般比較常用的版本規(guī)則包括Latest Released、Latest Working、Any Status:Working等，另外，用戶也可以根據(jù)需要自行定義版本規(guī)則。

以下是兩種版本規(guī)則的詳細(xì)信息。

2.2 按照變量和規(guī)則配置產(chǎn)品

按照變量和變量規(guī)則配置產(chǎn)品，更加有利于實(shí)現(xiàn)用戶個(gè)性化的需求。在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品型號一般由若干個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)決定，不同型號的產(chǎn)品之間，存在許多共同的組件。所謂共同組件，即不管這個(gè)產(chǎn)品屬于哪個(gè)型號，都必須安裝這些組件，因此這幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)就構(gòu)成了配置變量，通過加載不同的變量規(guī)則，就可以得到想要的產(chǎn)品配置結(jié)果。

圖2所示為變量配置技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。

圖2 變量配置技術(shù)的應(yīng)用

按照變量和規(guī)則配置產(chǎn)品，首先需要了解如下概念：

（1）選項(xiàng)（Option）。也可以稱為變量，是一個(gè)變量參數(shù)，由名稱和描述組成。在VSA（Vehicle Structure Assembly整車裝配結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)中，根據(jù)配置的不同，有多種選擇的零件（例如，engine=1200，1600；gearbox=manual,automatic）。

選項(xiàng)信息必須定義在VAS的最頂層節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)Option必須包含“NONE”選項(xiàng)值。創(chuàng)建的選項(xiàng)，包含所有的整車相關(guān)的技術(shù)選項(xiàng)、業(yè)務(wù)選項(xiàng)和PDS中包含所有子系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)選項(xiàng)。

選項(xiàng)命名規(guī)則：

Option Name=Option Noun Name_Family Code或=Option Noun Name_Option Code。例如：

GPDSOption:AR9-SEAT FRT BKT,DELUXE;Option Noun Name:SEAT;in Family:STS–SEAT，選項(xiàng)命名為“SEAT_STS”。

選項(xiàng)值命名規(guī)則：Option Value=Option Code_Option Description。

例如：GPDS Option:AR9-SEAT FRT BKT,DELUXE;Noun Name:SEAT;in Family:STS–SEAT，選項(xiàng)值命名為“AR9_FRTBKT,DELUXE”。

（2）變量條件（Variant Condition）。系統(tǒng)選用某種配置，是所需要的變量值，用來控制某些零件只在某些特定的配置中出現(xiàn)（例如Load IFengine=1200）。定義在IA（Installing Assembly）級別總成和VAS上層結(jié)構(gòu)上的一組邏輯表達(dá)式。通過選項(xiàng)表達(dá)式的邏輯組合關(guān)系，定義了IA級別總成和VAS上層結(jié)構(gòu)的配置條件。

當(dāng)邏輯表達(dá)式為真時(shí)，所在IA級別總成和VAS上層結(jié)構(gòu)被配置，否則未被配置。如Modules上的變量條件基于五大模塊控制選項(xiàng)進(jìn)行創(chuàng)建，VPPS（Vehicle Partitioning and Product Structure）L1/2上的變量條件基于功能控制選項(xiàng)進(jìn)行創(chuàng)建，IA級別上的變量條件，基于配置信息和艙室信息進(jìn)行創(chuàng)建。最后在申請刪除IA時(shí)，應(yīng)在VAS中修改IA的變量條件為LOAD_DELETED=YES。

（3）變量規(guī)則（Variant Rle）。一系列已設(shè)定的變量值的組合（例如car type=GLS,engine=1200，gearbox=manual）。通過在VAS中加載已定義的變量規(guī)則，可以一并選中其中包含的全部選項(xiàng)值，從而實(shí)現(xiàn)變量配置，獲取想要的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

基于產(chǎn)品配置表PDS（Product Description Summary）創(chuàng)建整車變量規(guī)則時(shí)，變量規(guī)則對象必須創(chuàng)建在VAS的最頂層節(jié)點(diǎn)上；同時(shí)必須創(chuàng)建特殊變量規(guī)則“NO VARIANT CONDITION”，選項(xiàng)值全部為“NONE”；在創(chuàng)建其它變量規(guī)則時(shí)，首先加載特殊變量規(guī)則，然后再根據(jù)需求更改某些選項(xiàng)的值，從而形成需要的變量規(guī)則。

變量規(guī)則命名規(guī)范：TKVnnn_Model_車輛型號_創(chuàng)建日期。

例如TKV001_AHB36_6430KF_20110516。

3 配置實(shí)例

以下通過在TcAE系統(tǒng)中配置某個(gè)車型的例子，來展示如何按照變量和規(guī)則配置產(chǎn)品。變量配置技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)車型配置共用一個(gè)VAS結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整變量規(guī)則快速篩選需要的零件進(jìn)行顯示或者加載。整個(gè)過程可以概括為3個(gè)部分：創(chuàng)建VAS和IA，創(chuàng)建選項(xiàng)和變量條件，創(chuàng)建變量規(guī)則。

3.1 創(chuàng)建VSA和IA

首先需要在TcAE中創(chuàng)建正確、有效的VAS結(jié)構(gòu)，包括檢查VAS結(jié)構(gòu)中IA的完整性，確保IA在整車配置中的有效性；根據(jù)該車型產(chǎn)品配置表PDS的信息，對比IA和PDS中每項(xiàng)內(nèi)容的從屬關(guān)系，確保每個(gè)IA的選項(xiàng)代碼（Option Code）正確無誤。

圖3 IA創(chuàng)建變量條件

3.2 創(chuàng)建選項(xiàng)和變量條件

產(chǎn)品配置需要在TcAE系統(tǒng)的PSE（Product Structure Edit）模塊中完成。

第一步創(chuàng)建選項(xiàng)及其默認(rèn)值，首先創(chuàng)建該車型VAS特有的選項(xiàng)代碼，然后根據(jù)產(chǎn)品配置表創(chuàng)建PDS的選項(xiàng)代碼；選項(xiàng)代碼創(chuàng)建完成之后，就需要為其創(chuàng)建默認(rèn)選項(xiàng)值。一定要注意選項(xiàng)及其選項(xiàng)值的命名必須遵循其命名規(guī)則，且選項(xiàng)信息必須定義在VAS的最頂層節(jié)點(diǎn)上。

選項(xiàng)代碼及其默認(rèn)值創(chuàng)建完成之后，第二步就是創(chuàng)建變量條件。變量條件分為VAS的全局變量條件和IA的特殊變量條件兩部分。

圖4 IA創(chuàng)建變量條件

3.3 創(chuàng)建變量規(guī)則

變量條件創(chuàng)建完成之后，就可以根據(jù)產(chǎn)品配置表PDS創(chuàng)建相應(yīng)的車型配置，也可以根據(jù)下游用戶的需求，如虛擬評審、CAE分析等，創(chuàng)建某個(gè)具體的車型。

本案例中，在創(chuàng)建變量規(guī)則時(shí)，可以先將選項(xiàng)Turn_All_Off設(shè)為YES，由于之前設(shè)置了變量條件，此時(shí)需要用戶設(shè)置的變量值就全部變?yōu)镹O，這樣做主要是為用戶創(chuàng)建變量規(guī)則節(jié)省了大量的時(shí)間，避免許多無用的工作。

在保存設(shè)置好的變量規(guī)則是，注意遵守變量規(guī)則的命名規(guī)范。圖5所示為用戶根據(jù)PDS配置車型并為其命名。

圖5 創(chuàng)建變量規(guī)則

變量規(guī)則創(chuàng)建完成之后，將其保存在TcAE中，當(dāng)用戶需要查看某個(gè)車型配置時(shí)，直接按照變量規(guī)則的命名加載相應(yīng)的車型即可。最后需要實(shí)時(shí)地跟蹤產(chǎn)品配置表的更新情況，維護(hù)對應(yīng)車型的VAS選項(xiàng)代碼、變量條件和車型配置。

4 結(jié)束語

產(chǎn)品配置管理是PDM的一項(xiàng)重要功能，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)虛擬制造、智能制造的重要基礎(chǔ)。其不僅可提高零件設(shè)計(jì)的效率及重用率，更有利于系列產(chǎn)品的管理，最終滿足用戶的個(gè)性化需求。

本文簡要介紹了配置管理的概念及常用配置管理的方法，最后通過一個(gè)車型配置的實(shí)例，展示了如何利用變量和規(guī)則配置產(chǎn)品，達(dá)到數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的要求，確保產(chǎn)品配置的完整性與系列化，不斷滿足現(xiàn)代企業(yè)應(yīng)對“小批量、多品種”的產(chǎn)品特點(diǎn)和市場要求，完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)集成制造的新模式。

[1]李建明.產(chǎn)品數(shù)據(jù)（PDM）管理技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000.

[2]方 劍，黃利平，等.基于Web的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理技術(shù)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002，21（1）：188-190.

[3]PSE Guide.Siemens[DB/OL].http://cnwultcweb01:8080/tc8.3/help/pse/book.html.