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1、PDM环境下SolidWorks的变型设计及自动装配系统发表时间:2014/9/5 来源:模具联盟关键字: PDM SolidWorks 变型设计 自动装配 本文提出了大批量定制环境下基于PDM平台的产品快速组合设计系统的解决方案;以自主研发的QUST-PDMS作为产品快速组合设计的支持平台,建立了系统的体系结构;以订单产品的快速通过和设计资源的重用为目的,将企业的产品数据通过设计资源管理系统、产品族管理系统、产品配置管理系统和BOM管理系统等进行管理,并通过基于SolidWorks的产品变型设计和自
2、动装配系统完成订单产品的快速组合设计,所研究的内容已得以实现并得到初步验证。 随着市场竞争的日益加剧和客户需求的多样化、个性化,使得企业在成本、质量、交货期和客户满意度方面面临着越来越大的压力,迫使企业不得不采用大批量定制(MC,Masscustomization)等先进的设计、制造和管理技术。大批量定制技术的实施需要PDM系统的支持以管理企业目前存在着的大量产品设计和工艺资源,同时管理设计和生产过程中产生的各种信息,通过产品配置和产品族管理来缩短订单产品的通过时间。 为了使机械制造业能够对
3、市场进行灵活而快速的响应,尽可能重用原有的设计资源并缩短订单通过时间,作者在实施自主开发的PDM系统的过程中,针对企业CAx系统及PDM系统的应用现状,从资源重用、信息集成的角度,研究并开发了支持设计重用的产品快速组合设计系统,同时以SolidWorks为三维设计平台开发了支持快速组合设计的变型设计系统,并得到了相应的验证。1系统的支持平台及主要功能 1.1系统的支持平台 本支持平台以客户需求和未来市场需求预测为基础,以产品族设计为核心,根据客户订单从产品族中配置产品满足订单。将产品开发过程
4、分为客户需求分析、产品族设计、产品配置三部分。 当接到客户订单时,首先对订单进行分析,确认订单产品是否能够接受。若订单能够接受,则对订单产品进行处理和分解,确定订单产品是属于产品快速组合设计的哪种情况,即直接配置、产品变型设计还是产品全新设计。产品的变型设计是从产品族中配置出相似产品,在相似产品的基础上进行变型设计,可以进行标准化审核,作为产品族的一个产品实例。订单产品设计完成后,能够自动生成产品的模型图,在产品生产以前对产品的各种参数进行分析以减少设计的失误。由于每个部门对产品数据的需求不同,从
5、产品结构中生成不同的BOM视图供各部门使用。图1为系统支持平台的运行流程。图1系统的支持平台 1.2系统支持平台的主要功能 (1)设计资源管理系统。设计资源管理是PDM环境下产品快速组合设计系统的基础。设计资源管理企业中已有的设计资源。对设计资源进行分类,使设计资源能够有效查询和利用。在设计资源管理中不仅管理零部件,而且支持零部件的设计并建立零部件模型。当已有零部件无法满足设计要求时,通过改变零部件模型的可变尺寸参数来生成满足条件的零部件。本平台采用支持设计重用、多层次的产品设计资源可重用模型
6、。该模型通过分层的组织结构形式,反映产品设计资源在重用过程中的信息需求。 (2)产品族管理系统。在大批量定制环境下,只有拥有能够迅速变型的产品族,才能实现对客户需求的快速设计。产品族管理系统必须能够建立产品族并且能对产品族进行维护,能够预测将来的产品需求。面向整个产品族进行设计,需提取符合顾客群需要的产品变型参数,其设计结果是形成可变型的动态产品模型。在此动态产品模型的支持下,当针对单个客户需求进行设计时,可以快速配置出满足客户需求的产品。因此,产品族管理系统还需实现与相关CAD系统的集成,并支持
7、产品模型及各零部件模型的变型设计。 (3)BOM管理系统。对于同一产品,在企业不同部门需要的产品信息并不相同。BOM提供了满足不同部门需求的产品信息,产品的BOM信息在其生命周期的不同阶段具有不同的内容,形成了产品结构的多视图。无论是设计BOM还是制造BOM,其中的每一结点可看作零件(或组件、虚拟件、中间件等),对零件进行重用时不仅重用了零件的设计数据,同时也重用了零件的所有数据。 (4)产品配置管理系统。通过产品族的设计可形成可变型的产品模型,为产品配置打下了基础。对订单进行分解后,在产品族
8、结构中,根据产品族中零部件之间的配置规则配置订单产品。 产品配置是产品快速组合设计重要的实现手段。它根据客户选定的选项对产品模型进行变型,通过CAD系统向客户展示该个性化产品并提供报价。若客户满意则可生成可供制造的产品模型并投入生产部门进行制造。如果客户需求不能得到满足,则可向设计人员提供最相似的产品实例,使定制设计有较高的起点从而缩短工作时间。产品配置本身并不能实现产品的快速组合设计,它为产品族和客户需求之间建立了联系。产品快速组合设计的真正实现还
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