一、產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)的內(nèi)容

產(chǎn)品配置是PDM的核心功能之一，它是根據(jù)預(yù)定義的零部件集合以及它們之間的相互約束關(guān)系，通過合理的組合,形成滿足客戶個(gè)性化要求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。產(chǎn)品配置的前提和基礎(chǔ)是一組已經(jīng)建立的、模塊化的零部件集合。產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)客戶的需求，最終確定出該定制產(chǎn)品的物料清單BOM (Bill of Material）。為了使產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)能更快速、有效、準(zhǔn)確和動(dòng)態(tài)地適應(yīng)產(chǎn)品模型的演化，需要研究產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)過程，并對(duì)其進(jìn)行管理。產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)管理包括：

（1）建立和維護(hù)產(chǎn)品的模塊化?？膳渲玫漠a(chǎn)品首先必須是模塊化的產(chǎn)品，模塊化的產(chǎn)品平臺(tái)是產(chǎn)品配置的前提條件。對(duì)于模塊化的產(chǎn)品，在已有功能擴(kuò)展或增添新功能時(shí)，要盡量使模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化，最好使模塊的接口保持不變；對(duì)新增的模塊，則應(yīng)盡可能的使接口簡(jiǎn)單、規(guī)范。

（2）建立和維護(hù)產(chǎn)品的配置模型。產(chǎn)品配置模型是產(chǎn)品配置的模板，用客戶的需求信息對(duì)產(chǎn)品配置模型實(shí)例化就是客戶化的定制產(chǎn)品。因此在產(chǎn)品平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以創(chuàng)建不同產(chǎn)品族的產(chǎn)品配置模型。另外，當(dāng)由于技術(shù)進(jìn)步或?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行功能擴(kuò)展或改進(jìn)時(shí)，需要對(duì)產(chǎn)品的配置模型進(jìn)行維護(hù)。

（3）建立和維護(hù)產(chǎn)品的配置規(guī)則。產(chǎn)品配置規(guī)則是產(chǎn)品對(duì)象的知識(shí)表示，表達(dá)了在實(shí)例化產(chǎn)品模型時(shí)的約束條件。產(chǎn)品配置規(guī)則的表示應(yīng)簡(jiǎn)潔、易于維護(hù)，并便于保證規(guī)則的一致性。

（4）建立和維護(hù)產(chǎn)品物料清單（BOM）的一致性。在生產(chǎn)制造中，企業(yè)隨時(shí)需要獲得最新的產(chǎn)品信息，即各類材料清單、設(shè)計(jì)工藝、生產(chǎn)計(jì)劃、物資供應(yīng)等，不同部門對(duì)物料清單的要求不一致，但相互之間還必須保持一定的統(tǒng)一性。因此，在產(chǎn)品配置系統(tǒng)中最好能同時(shí)提供自動(dòng)生成各類物料清單的工具。

（5）建立和維護(hù)產(chǎn)品的歷史記錄－版本管理。在設(shè)計(jì)制造和維修過程中，產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)發(fā)生各式各樣的更改，產(chǎn)品配置系統(tǒng)不僅要保存當(dāng)前的有效數(shù)據(jù)，還要將產(chǎn)品演變的整個(gè)歷程記錄在案。因此，在產(chǎn)品配置管理中，要完整的保存產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全部版本，同時(shí)還要建立一套完整的有效性規(guī)則。保證在任何時(shí)候、任何人得到的都是正確的版本。

（6）配置產(chǎn)品的成本和報(bào)價(jià)管理。產(chǎn)品配置的一個(gè)重要功能是在應(yīng)標(biāo)時(shí)，給產(chǎn)品的合理報(bào)價(jià)提供科學(xué)的依據(jù)。這需要根據(jù)市場(chǎng)和加工能力的變化，長期動(dòng)態(tài)地維護(hù)配置產(chǎn)品中的各個(gè)組成零部件的成本。

（7）產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程管理。產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程和傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程有所不同，作為一種常規(guī)的設(shè)計(jì)方法而非創(chuàng)新設(shè)計(jì)，產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)不存在概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等過程。對(duì)它的研究主要集中在產(chǎn)品配置的流程管理，以及配置中需要新設(shè)計(jì)的零部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程管理，這包括對(duì)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程進(jìn)行建模、以及對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目和任務(wù)進(jìn)行合理的分解、執(zhí)行和提交等進(jìn)行管理。這是本文研究的主要內(nèi)容，也是產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)管理的核心。

二、產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)的工作流程

產(chǎn)品配置產(chǎn)品的工作流程說明了一個(gè)定制產(chǎn)品從需求到出廠，在企業(yè)所要流經(jīng)的環(huán)節(jié)。首先是客戶需求的獲取，這主要從銷售人員和客戶簽訂產(chǎn)品定單時(shí)的技術(shù)要求中獲得（也可進(jìn)一步的交互，以得到能滿足配置要求的需求信息）。根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品要求的客戶化程度（定制程度），產(chǎn)品配置可以在兩個(gè)不同的部門進(jìn)行。

（1）如果客戶所需求的是企業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，則銷售人員可直接確定產(chǎn)品的型號(hào)，進(jìn)而依據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置確定該產(chǎn)品的物料清單并通知生產(chǎn)，或者在已有庫存的情況下，直接發(fā)貨。

（2）如果客戶所需求的是非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，產(chǎn)品配置則需要由設(shè)計(jì)人員來完成。 設(shè)計(jì)人員根據(jù)配置模型和客戶需求配置客戶化的產(chǎn)品，生成產(chǎn)品的物料清單。在非標(biāo)產(chǎn)品的配置中，有時(shí)不能借用先前的零部件，可能需要進(jìn)行新的設(shè)計(jì)（一般是參數(shù)化設(shè)計(jì)）。由于絕大多數(shù)的定制產(chǎn)品屬于這種非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的配置，其設(shè)計(jì)過程是產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程管理的主要部分。

三、產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程

由于產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)涉及到大量的數(shù)據(jù)及其信息集成，因此一般都把產(chǎn)品配置作為PDM 的一部分。如果把產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)過程.從開始到完成作為一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理，可通過項(xiàng)目和任務(wù)的層層分解，清晰、靈活地表達(dá)產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)過程。

3.1 設(shè)計(jì)活動(dòng)的分解

在設(shè)計(jì)過程模型DP中，設(shè)計(jì)活動(dòng)A的分解結(jié)構(gòu)SD直接影響著設(shè)計(jì)活動(dòng)的完成和提交方式。由于每個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)實(shí)際上都是在執(zhí)行一個(gè)項(xiàng)目或任務(wù)，因此設(shè)計(jì)活動(dòng)和實(shí)際的項(xiàng)目或任務(wù)存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以可以借用項(xiàng)目的分解方式對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行分解。與項(xiàng)目的分解類似，設(shè)計(jì)活動(dòng)分解結(jié)構(gòu)可以表示為SD＝{| ai∈A , i=1, 2, ┄, n }，具體有以下三種：

（1）與結(jié)構(gòu)。每一活動(dòng)結(jié)點(diǎn)（即項(xiàng)目或任務(wù)）被劃分為若干個(gè)子活動(dòng)結(jié)點(diǎn)，每一子活動(dòng)結(jié)點(diǎn)都更詳細(xì)地定義了其父結(jié)點(diǎn)的一個(gè)活動(dòng)子集。完成父活動(dòng)結(jié)點(diǎn)的前提是所有子活動(dòng)結(jié)點(diǎn)都必須完成，即在分解結(jié)構(gòu)SD中，各Ai之間是“與”的關(guān)系。


（2）或結(jié)構(gòu)。和與結(jié)構(gòu)不同的是，只需有一個(gè)子活動(dòng)結(jié)點(diǎn)完成就可保證其父活動(dòng)結(jié)點(diǎn)任務(wù)的完成。

（3）混合結(jié)構(gòu)?；旌辖Y(jié)構(gòu)樹中同時(shí)具有與結(jié)構(gòu)和或結(jié)構(gòu)的一種層次結(jié)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的一種混合結(jié)構(gòu)可以用與或樹(AND/OR)表示

在上面的三種結(jié)構(gòu)中，與結(jié)構(gòu)是最適合一般設(shè)計(jì)過程的結(jié)構(gòu)。例如，一個(gè)零件圖的設(shè)計(jì)任務(wù)可能包括設(shè)計(jì)、校對(duì)、工藝化、審核、批準(zhǔn)等子任務(wù)，只有當(dāng)這些子任務(wù)全部完成以后，該零件的設(shè)計(jì)任務(wù)才能完成。

3.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)分解層次和模板

在產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)中，可以采用模板的方式來表示活動(dòng)的分解。也就是說，可以根據(jù)企業(yè)的不同情況，柔性地定義該企業(yè)的設(shè)計(jì)活動(dòng)分解結(jié)構(gòu)。通過與PDM相結(jié)合，一個(gè)完整的產(chǎn)品項(xiàng)目可以按三個(gè)層次、兩個(gè)模板來進(jìn)行分解。

3.2.1 設(shè)計(jì)活動(dòng)分解的三個(gè)層次

一個(gè)產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)活動(dòng)，從總體上，可以按三個(gè)層次進(jìn)行分解。第一層次是主設(shè)計(jì)活動(dòng)的分解。包括在配置設(shè)計(jì)結(jié)果中，對(duì)那些不能配置到的、需要新設(shè)計(jì)的實(shí)例單元建立設(shè)計(jì)子項(xiàng)目。這個(gè)層次上的分解實(shí)際上對(duì)應(yīng)的是項(xiàng)目級(jí)的分解，是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)項(xiàng)目P分解成各子項(xiàng)目pi，pi再進(jìn)一步的分解成更低一層的子項(xiàng)目的過程，其中每個(gè)子項(xiàng)目都對(duì)應(yīng)著一個(gè)零件或部件的設(shè)計(jì)活動(dòng)。也就是說，一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)活動(dòng)對(duì)應(yīng)著一個(gè)子項(xiàng)目的完成，可以稱為子項(xiàng)目活動(dòng)，或零部件設(shè)計(jì)活動(dòng)；第二個(gè)層次的分解是子項(xiàng)目活動(dòng)pi到文檔活動(dòng)Ti的分解，這是一個(gè)1:N的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果采用如上所述的與結(jié)構(gòu)分解，則只有在各文檔活動(dòng)Ti都完成提交后，才能說子項(xiàng)目活動(dòng)pi完成。這個(gè)分解過程可以根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際情況，利用文檔模板來柔性地定義。這里，活動(dòng)Ti實(shí)際上是為了完成某一個(gè)文檔的設(shè)計(jì)而進(jìn)行的活動(dòng)，可以稱為文檔任務(wù)或文檔活動(dòng)；第三個(gè)層次的分解是文檔活動(dòng)Ti到子任務(wù)活動(dòng)ti的分解，這也是一個(gè)1:N的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說明了要完成一個(gè)文檔設(shè)計(jì)，需要經(jīng)歷的流程，可根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際，用流程模板定義。

3.2.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)分解的兩個(gè)模板

在上面第二層和第三層分解中，要用到文檔模板和流程模板，這兩個(gè)模板要在設(shè)計(jì)活動(dòng)分解前根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行定義。文檔模板定義了一個(gè)企業(yè)在零部件設(shè)計(jì)時(shí)需要輸出的文檔類型和數(shù)量。例如，企業(yè)可能要求在進(jìn)行任何一個(gè)部件圖的設(shè)計(jì)時(shí)，都要同時(shí)輸出一個(gè)部件組裝圖Ti1（如AUTOCAD類型圖檔）和一個(gè)組裝工藝或說明書Ti2（如WORD文檔）兩個(gè)文檔，這時(shí)就可以把這個(gè)分解定義成一個(gè)文檔模板DMi。這樣，以后的任何部件圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目活動(dòng)pi，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)地按照選定的模板DMi，把pi分解成兩個(gè)文檔活動(dòng)Ti1 和Ti2。

流程模板是針對(duì)文檔活動(dòng)Ti而言的，它定義了要完成某一類文檔所要經(jīng)歷的流程ti。例如，企業(yè)可能有如下定義，對(duì)部件組裝圖的設(shè)計(jì)要經(jīng)過經(jīng)歷設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核、批準(zhǔn)的流程，則可以建立流程模板SMi，這樣以后任何組裝圖的設(shè)計(jì)活動(dòng)Ti都要經(jīng)歷以上的這幾個(gè)步驟ti。

文檔模板和流程模板是柔性的，企業(yè)可以根據(jù)自己的要求定義。一旦選定了模板的類型，系統(tǒng)就會(huì)在以后的活動(dòng)分解中自動(dòng)按所選模板進(jìn)行。任何對(duì)模板的修改或者對(duì)模板的更換，都只會(huì)對(duì)以后的分解活動(dòng)產(chǎn)生影響。

3.3 設(shè)計(jì)活動(dòng)的提交

設(shè)計(jì)活動(dòng)的提交是設(shè)計(jì)活動(dòng)結(jié)束的一種說明和確認(rèn)，其提交的形式與設(shè)計(jì)活動(dòng)的分解結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。如果設(shè)計(jì)活動(dòng)A采用與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，則A的提交必須在所有的子活動(dòng)Ai都成功提交后才能進(jìn)行。這是一個(gè)層層提交的過程，較低一層的活動(dòng)向它們的父活動(dòng)提交。只有當(dāng)所有的設(shè)計(jì)活動(dòng)都成功提交后，這個(gè)配置產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程DP才算結(jié)束。新設(shè)計(jì)的零部件和已有的零部件共同組成產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)結(jié)果，從而完成一個(gè)定制產(chǎn)品的配置設(shè)計(jì)過程。

四、結(jié)論

產(chǎn)品配置是PDM的核心技術(shù)之一，對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行管理則是其不可或缺的組成部分。產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)管理是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)管理問題，除產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)過程管理外，還有其他很多問題需要解決。例如配置模型的長期管理和演化問題、產(chǎn)品交付客戶后由于產(chǎn)品升級(jí)或維護(hù)而引起的產(chǎn)品再配置管理問題等,都是需要研究解決的問題。