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1、基于PDM的产品快速组合设计系统的研究
2、第1内容显示中随着经济的发展,社会产品日渐丰富,人们不再满足于产品的一般功能,对产品个性化要求越来越高,在新的竞争形势下,成本和质量仍是企业成功的必要条件,但更关键的因素是制造业如何对越来越分散、扰动的全球市场进行灵活而快速的响应,更好地满足多样化、个性化定制的客户需求。为了实现快速响应市场的需求,加快新产品的设计步伐,只有实现快速组合设计,构建PDM系统平台上的快速组合设计方案,才能充分利用企业的已有信息资源,缩短产品的设计周期,同时有效地控制成本和保证质量,大大提高企业的综合竞争力和持续发展的生命力。本文就如何构建PDM平台上的
3、快速组合设计系统进行了研究。1系统功能设计为了满足客户对产品的个性化要求,应能够从已有产品模型中快速配置出客户满意的产品,对于客户提出的全新设计,能够在充分利用已有设计资源的基础上,快速设计出产品模型。因此,基于PDM的产品快速组合设计系统应该具有以下功能:(1)产品模型的开发是实现快速组合设计的核心,根据客户需求,通过有效使用已有设计资源、零部件的变型设计完成产品模型开发。(2)产品的实现:在产品模型的基础上,根据各功能模块的配置规则,选择适合自己的功能模块,形成产品结构。(3)零部件的检索:使设计人员快速、准确地得到重复件和相似件以支持当前的设计工作。(4)零部件的变
4、型设计:通过建立零部件模型,实现对零部件的参数化驱动。(5)自动装配:客户配置完成产品结构后,把产品结构中涉及的零部件图形输入到CAD系统中,自动装配产品模型。(6)在产品模型设计过程中,引入产品装配模型,随时可以得到已经设计的产品结构的装配模型,通过感性认识不断修改设计方案,避免由于设计失误造成的返工。(7)产品模型的维护:根据客户的要求,对产品模型进行功能模块的添加、编辑、删除和改变功能模块的配置规则等。2系统体系结构基于系统的主要功能,系统的体系结构简图如图1所示。系统的工作流程是:分析已有的客户需求,并对潜在的客户需求进行预测,结合企业已有的设计资源,对产品有全局
5、性的把握后,划分产品的功能模块,进行产品模型的设计。客户从产品模型中配置结束后,根据产品的功能树获得产品的结构树,把结构树中涉及到的零部件图形输入到三维CAD系统中进行自动装配,形成产品的装配模型,对产品模型进行各种测试,把装配模型和测试结果反馈给客户,使客户在产品制造前就能充分地了解产品的外观、结构、性能等,如果客户对产品不满意,根据客户提出的修改意见进行修改,可以在产品的装配模型上进行修改,修改结果将反映的产品结构中,也可以修改产品结构,重新生成产品的装配模型,直到客户对产品满意为止。根据各个部门对产品结构的不同需求生成不同的产品结构视图,供相应部门使用。如生产部门关
6、心的是零件的生产和部件的装配过程,采购部门只关心产品结构中的标准件和外购件等。系统流程图如图2所示。3系统实现关键技术3-1PDM平台PDM作为一门管理所有与产品相关的信息和过程的技术,为产品快速组合设计系统提供了必要的支持环境。PDM系统基于计算机网络和数据库,将以往存放在不同计算机的不同目录下由各种应用软件生成的文件,转化为存放在服务器数据库里的记录,并有效地管理起来,提供强大的查询和统计、报表等功能,保证各种文件的安全性。PDM系统将所有与产品相关的信息和产品的开发过程集成起来,创造出一种透明度很高的虚拟环境,能适应复杂多变的变型设计的需求,保证在整个产品生命周期中
7、使产品数据具有一致性定义的条件下,进行产品设计的数据管理和过程管理,是集成计算机辅助工具CAX的重要武器,成为能支持基于产品模型的快速组合设计的数据平台。3-2零部件的变型设计零部件的变型设计是本系统实现的基础,具体方法是:对企业中主要零部件按其功能和结构的相似性进行分类,形成零件族,每一个零件族中,确定几个零部件模型,其余的零部件通过零部件模型的参数变化获得,对零部件模型进行分析研究,确定哪些尺寸可以保持为常数,哪些尺寸必须定义为变量,建立零部件的事物特性表,从而建立变型设计系统。3-3产品模型的构造产品快速组合设计系统的核心是产品模型的开发,包括产品模型的全新设计和产
8、品模型的完善。全新设计产品模型,一般采用自顶向下的设计方式。设计过程中,首先选用已有零部件,当现有零部件资源不能满足设计要求,通过变型设计获得零部件,当以上两种情况均不能满足要求时,才考虑设计一个新零部件。根据零部件装配要求,选择零部件或者确定新零部件的装配接口,如已经选择了一个螺栓,当需要设计一个螺母与其装配时,根据螺栓的直径,可以确定新螺母的直径。根据客户对产品可能出现的个性化要求,确定产品模型中各功能模块的配置规则,使产品模型能够满足不同客户的需要。在进行产品模型开发时,只能对产品设计的主要问题和产品设计中已出现的和能预
