基于BOM的航空发动机产品配置技术研究

PAGE2PAGE1基于BOM的航空发动机产品配置技术研究摘要：航空发动机结构复杂、部件众多，需要众多部门共同协作完成，这就需要构建产品配置模型来组织产品的数据。我国发动机制造企业的产品配置长期以来都靠手工完成，本文基于产品配置统一模型，提出了基于BOM航空发动机产品配置技术，并研究了基于BOM的按变量条件配置和按版本规则配置的产品配置方法，分析了产品配置规则库管理的相关技术。关键词：产品配置；产品结构管理；航空发动机；BOM引言航空发动机具有零件众多、制造精度高、工艺难度大、结构复杂以及生产周期长等特点，需要多个设计单位、科研院所以及军工单位的广泛合作，因此，很难构建一个常规的产品配置模型来组织产品的数据，这就导致部门之间的产品配置效率低下，加重了数据管理部门的工作负担。利用国内外前沿的产品配置理论，在各个部门建立统一的产品配置数据系统势在必行。产品配置模型系统有助于部门之间数据源的相互交流，能够大幅度提高部门间的合作效率，这对减少航空发动机产品的生产制造周期，提高航空发动机的质量和市场竞争力具有重要的意义。我国发动机制造企业的产品配置长期以来都是手工完成，产品数据的不统一、不规范给航发企业与兄弟单位的交流与协作带来了严重的困扰。本文基于产品配置统一模型，提出了基于BOM航空发动机产品配置技术，并研究了基于BOM的按变量条件配置和按版本规则配置的产品配置方法，分析了产品配置规则库管理的相关技术。1产品结构管理的概念与方法1.1产品结构管理的概念产品的结构指的是产品设计中把具体的产品按照功能单元组合起来的逻辑结构配置。产品结构是产品配置的基础模型，产品结构的创建也是产品设计的主要内容之一。产品一般从产品的功能结构进行配置和组合，是按照实现功能的零件组成的功能实体。每一个组件由若干完成产品相应功能的零件组成，正是经由这些功能组件的有机集合才实现了产品的各种功能。[1]1.2产品结构的层次关系管理产品的结构层次管理是实现产品配置技术的逻辑依据，是对具体的功能产品所包含所有部件属性的层次管理。产品的结构层次一般按照其功能属性进行树形排列，产品层次的树形结构如图1所示。在图1所示的树形结构中，每个零部件对象都有自己的属性，如零件的名称、编号、版本、系统码、门类、材质以及工艺措施等，并按照这些属性逻辑编辑成树形的逻辑结构。在查询零部件的配置信息时，可以通过零部件的属性等关键词，获得零部件在管理层次中的位置和产品配置的详细信息。树形结构逻辑层次的数量按照产品的复杂程度和属性逻辑而有所不同，少则两、三层，多则六、七层。[2]图1产品层级结构管理树形图2产品配置的建模方法产品的配置过程是基于配置模型的约束条件求解的过程，根据产品配置方案和用户需求的不同，可行解也并非唯一。其中，产品配置模型的建立是产品配置求解前提条件，也是建立航空发动机产品配置的核心条件，也是航空发动机产品配置的关键技术之一。常用产品配置模型采用的是面向对象的建模方法。2.1面向对象的建模方法面向对象的建模方法包含三个方面：面向对象的建模法分析、面向对象的建模设计以及面向对象的建模编程。从产品配置建模方法的角度，主要涉及面向对象的建模法分析和面向对象的建模设计两个部分。2.1.1面向对象的建模方法分析面向对象分析首先要理解实际产品的功能属性的结构，从管理者提供的问题开始，重要性抽象成模型分析应当将模型的问题和改进需求作为基础。分析模型应当从三个方面入手：静态模型、动态模型和功能模型，通过不断获取需求信息，将部门间的交流进行连贯性分析。2.2.2面向对象的建模方法设计面向对象的建模方法设计包括建模方法的系统设计和建模方法的对象设计。系统设计是为了实现产品配置管理功能的软件系统总体设计，包括层次结构设计、数据结构分析、数据存储设计、资源共享设计、网络设计以及界面设计等。对象设计则是对产品配置管理任务的功能设计，包括对产品配置模型的扩充，实现模型数据统一的设计，人机交互内容设计以及数据模型动态行为分析模型等。2.2产品对象的数据模型产品对象的数据模型是产品配置管理的基本依据，因此，在航发产品配置模型首先要实现产品配置对象的数据模型，产品配置对象的数据模型包括：产品分类对象分配模型、产品版本对象模型以及数据结构模型等三个方面。[3]产品对象分配模型需要根据航空发动机的特点，确立产品功能对象的属性以便于用户查询。航空发动机的功能属性一般分为三个方面：基本属性；特征属性以及特征属性。产品对象的版本模型可作为产品对象的版本进行管理，版本模型包括产品对象的产品设计、功能分析、实施工艺以及加工信息等。产品对象的版本模型还包括产品版本的序列号、版本状态、版本有效性以及版本的类别等。3、数据结构模型是将产品配置对象的设计、分析、工艺以及加工数据与文档和产品配置任务管理有机结合起来，组成面向对象的数据结构。2.3产品配置的管理模型产品配置的管理模型是满足不同部门之间相互交流的有效途径，配置模型既考虑了航发产品用户提出的要求，并将用户需求融入到产品管理的模型中，还能根据这些需求融入的模型中，推导出航发产品的变形产品，以满足用户的后续需求和升级需求，因此，产品配置的管理模型实际上表达的是一个可灵活配置的产品变型族谱。[4]3基于BOM的航发产品配置技术3.1按照变量条件配置BOM按照变量条件配置BOM能够更容易地实现用户的需求，并为航发产品的配置和升级提供更大的自由度，用户按照变量条件配置BOM时，不再需要设计部门重新设计。[5]按变量条件配置过程有些复杂，本文以某型号的航空发动机的变量条件配置BOM为例，变量条件配置的过程如图2所示，配置结果如图3所示。图2按变量条件配置产品结构图3按变量条件配置的结果3.2按照版本规则配置BOM3.2.1版本规则的实现产品配置的版本数量庞大，压要得到所需要的精确版本则必须对版本规则进行配置：配置高效灵活的本信息，从而能够更便捷地从数量众多的版本中选出符合条件的精确版本。基于不同用户的需求设置版本规则，很多时候用户并不清楚版本的具体状态，这就需要采用模糊匹配的方式，通过设置特定条件来实现对版本的筛选。3、按照本品配置的周期、批次、日期以及任务状态进行定义和匹配。3.2.2基于有效性的版本配置有效性按附属的对象可分为版本有效性和结构。有效性只有在对象被引用的地方全局有效，包含了该件的BOM工艺条件有效，BOM中的装配关系需要连接有效性标志。版本有效性配置需要按照标志的参考不同来分，该有效性标志可以具有多个有效段，并且适用于所有系列号的产品，企业可以视具体情况而定。3.2.3基于发放状态的版本配置在非精确BOM的结构中，具有多个不同的条目版次这些条目版次具有不同的发放状态，如果该条目版次的合理性已经得到了批准，即该条目版次不仅通过了结构合理性的审批。版本配置的工艺合理性还可以具有多种中间状态BOM，这些中间状态可作为采购部门进行备料时的参考，中间状态下的BOM也可用于分包部门设计时的参数对照。3.3产品配置的规则库管理用户在建立配置规则的时候，往往希望将常用的规则保存入库，以便将来再次调用由此而引来规则库的管理问题。在具体实现和解决这个问题时，可假定规则库中已有的规则是满足上述一致性标准的这样，当输入一条新规则或更新一条旧规则时，将输入或更新后的规则同库中已有规则比较，只有确认一该规则与库中的规则一致后方可容许入库。4小结本文对航空发动机产品配置模型构建的相关问题进行了探讨，提出了采用面向对象的建模方法构建航空发动机产品配置的统一模型，并介绍了基于BOM的航发产品配置技术。今后，航空发动机产品配置技术应当围绕提高产品配置的有效性和可靠性，降低产品配置的复杂度，提高产品配置数据模型的通用性入手，从产品配置管理的角度解决我国发动机设计和后续升级方面的短板问题。以上作品的著作权为本作者所有，仅供参考，严禁抄袭，需要全套资料或者专业辅导请联系作者：QQ：2993571832微信：lxj1234511参考文献[1]王新,谭建荣,孙卫红.基于实例的需求产品配置技术研究[J].中国机械工程,2006,17(2):146-151.[2]吴文娟.大规模定制下的产品配置技术研究[D].兰州理工大学,2010.[3]