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适用于汽车制造的PLM建模

2009-02-24 18:22:00作者：王翠表刘霜田晓牛建钢来源：

摘要针对汽车制造业的特点．对其实施PLM系统信息建模技术和方法进行了研究，提出了集成用户管理模型、产品分类模型、产品对象的版本模型、产品结构管理模型、产品配置管理模型和工作流程模型的综合信息建模技术，为汽车制造企业成功实施PLM系统提供科学、实用的方法论。 ...

l引言

     随着全球经济一体化的深入，汽车工业在国民经济中的地位越来越霞要，汽车生产技术水平的高低，直接决定着汽车企业的质量、效益和新产品开发能力。近年来，汽车CAD／CAM／CAPP技术成功应用于汽车工业，有效提高了汽车设计与制造水平。但随着CAD／CAM／CAPP技术深入应用，产品全生命周期数据管理(PLM)称为汽车制造企业进一步提升数据管理能力的关键技术。PLM是建立在数据库管理基础上的一项管理技术，它与企业业务过程紧密相关，因而任何PLM系统都不可能买来即用。成功实施PLM需要科学、实用的方法论。而其首要任务是根据企业的实际情况建立相应的信息模型，以规划和指导PLM的实施。


     用户管理模型也称为组织一角色一权限模型，是对企业的人员组织方式、角色与操作权限设置的描述，实现产品数据被适当的人在允许的权限范围内有效访同，确保产品数据管理的安全与保密。用户管理模型包括企业人员组织结构模型、角色模型和权限管理模型。

     人员组织结构模型是指企业人员的组织方式，是用户管理模型的基础。不同企业有不同的人员组织方式，即使在同一企业中，由于产品开发的不同情况也会有不同的组织方式。一般有静态和动态组织两种方式，如图l所示。静态组织是一种相对固定的工作组织．如汽车设计、汽车加工工艺等；动态组织是企业根据某个汽车开发项目而临时组织的团队，它由不同部门的人员组成。

     角色模型是指在人员组织模型中，每个人所承担的角色。如汽车开发团队中的角色有总工程师、产品研发处处长、产品研发处副处长、主任工程师和设计人员等。在静态1=作组或动态工作组内，对每个成员指定相应的角色，便形成了角色模型。在企业中。不同岗位的人员对产品数据可以实施不同的操作，如读、写、修改、删除、复制等等，因此必须对角色及其所赋予的权限进行有效的管理，建立权限管理模型(角色一操作权限模型)。权限的控制不仅与受控对象及角色相关，而且还与受控对象的状态有关。如一旦数据对象经审批发放后(即受控对象的状态发生变化时)，角色原有权限不再有效，将赋予新的权限。

     3产品对象的数据模型

     PLM采用了面向对象的思想，具体体现在所有数据都是围绕汽车产品对象来组织的，汽车产品对象及其数据成了PLM管理的最基础数据单元。因此，在PLM实施中，必须确定产品对象数据模型，包括汽车产品数据对象的分类、结构管理、版本控制与配置管理四个方面。

     3．1产品数据的分类模型

     PLM系统管理企业所有产品数据．为了较好地管理、使用和维护这些数据，必须对企业的具体情况将汽车产品对象进行分类，建立汽车的分类模型。对汽车制造业一般可按照图2所示的方法进行分类。确定汽车产品数据的分类模型后，定义相应的类属性，以便查询相应类所有的数据对象。

2用户管理模型

     3.2配汽车产品结构管理模型

     汽车产品结构管理用来反映一个汽车产品的构成以及各构件之间的构成关系。其实质是汽车产品的明细表结构化表示，故由汽车产品结构可进行BOM表的汇总及输出。汽车产品结构模型用来描述和反映汽车产品结构的构成关系，对汽车制造业，可建立如图3示的产品结构模型。

     3．3汽车产品对象的版本模型

     版本反映产品数据化的过不断变化过程。汽车设计大都是在原有汽车产品的修改设计。因此版本管理是非常关键的。通常汽车产品的设计过程是一个连续、动态过程。设计对象在设计过程中不断修改。会产生许多版本。版本不仅包含了设计对象在当时的全部信息，而且还反映了该版本的设计对象和与其相关联的对象的联系，例如汽车零部件对象的版本与文档版本的关联性。一个对象的多个版本间应该有联系，并且还应有识别每个版本的有效条件，此外，版本还应有标识号，一种是按版本产生的时间顺序记为A、B、C，：另一种是按照正整数的顺序，以时间先后依次记为l，2，3，；有时两种混合使用。常见的版本管理模型有两种：线性版本模型和树状结构版本模型。汽车产品对象的版本管理模型如图4所示。

     即正式版本为A、B、C标识，并将在每个正式版本基础上所做的小改动，标记为Seql、Seq2、Seq3，，这些修改的序号也是安装时间顺序赋值。

     3．4汽车产品配置管理模型

     一个汽车产品要经历不断修改、逐步完善的过程，这表明产品结构会不断发生变化。为了满足市场多种多样的需求和对市场需求作出快速响应。汽车企业需要在原有产品的基础上，通过产品结构配置，尽量利用现有的产品构件的不同版本，迅速构造出适合于具体用户要求的汽车产品结构。汽车产品结构配置是利用建立的完整的汽车产品结构，按照用户所需的功能的需求，设计或选择零部件．把这些零部件按照它们的功能、组合规则和某种条件进行编组，形成一个具体的汽车产品结构。汽车的产品配置模型如图5所示。

     4流程管理模型

     工作流程管理负责管理企业生产经营过程中的动态数据，控制和跟踪它们在整个生命周期中的变化。工作流程管理模型一般包括审批工作流程和更改流程，丁作流程大到一个产品开发时的整个生命周期的流程，小到图纸的一个审批流程。流程中各个工作阶段可以串行。也可以并行，或者传并混行。

     建立汽车设计流程管理模型，首要任务是确定汽车设计流程的结构，其中包括了所有有关的工作步骤，每个工作步骤都对应一个完成指定功能的活动，流程的结构描述了各个活动在逻辑上的先后顺序。每个活动是数据、人员等信息的复合体。一个活动对象是针对一个目标数据对象而创建，输出一个结果数据对象。通过活动的执行实现目标数据到结果数据的转化，从而实现对汽车形成过程的控制。典型的汽车设计流程管理模型和更改管理流程模型如图6所示。