基于BOM的裝配工藝系統(tǒng)研究

1 前言

    裝配工藝設(shè)計(jì)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)，就是要有效連接數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的制造執(zhí)行，即充分繼承和利用數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，通過(guò)創(chuàng)造性的工藝設(shè)計(jì)，為裝配生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的制造執(zhí)行提供必要和準(zhǔn)確的工藝技術(shù)信息。

2 裝配工藝業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

    目前現(xiàn)有裝配廠工藝編制主要以查閱二維裝配圖紙、編寫(xiě)工藝文檔、手工統(tǒng)計(jì)清單方式完成，工作量非常大，對(duì)工藝人員編制工藝提出很高要求，同時(shí)也對(duì)使用工藝文件生產(chǎn)的操作人員提出了很高的要求。對(duì)于新工藝人員或操作人員來(lái)說(shuō)需要一定的時(shí)間來(lái)編制、理解工藝，在操作中有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此基于PDM平臺(tái)的裝配工藝編制需要從理解二維圖紙、編制文檔方式中解放出來(lái)，采用直觀的三維結(jié)構(gòu)化編制方式，提高工藝工作效率，保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量。

3 裝配BOM的建立

    3.1 BOM的基本概念

    BOM物料清單，是計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的用數(shù)據(jù)格式來(lái)描述表達(dá)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或物料結(jié)構(gòu)關(guān)系的規(guī)范性數(shù)據(jù)文件，是產(chǎn)品對(duì)象的屬性結(jié)合。BOM是一種定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的技術(shù)文件，因此又被稱(chēng)為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。BOM也是一種管理文件，是聯(lián)系與溝通企業(yè)各項(xiàng)信息業(yè)務(wù)的紐帶，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞的載體。產(chǎn)品BOM -般包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、產(chǎn)品屬性信息等，企業(yè)中的BOM并不是單獨(dú)存在的，需要與所有與產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)文檔、圖形文檔、工藝路線、制造資源等信息關(guān)聯(lián)到一起。

    BOM是計(jì)算機(jī)識(shí)別物料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，編制計(jì)劃的依據(jù)，配料和領(lǐng)料的依據(jù)，采購(gòu)和外協(xié)的依據(jù)，成本計(jì)算的依據(jù)，報(bào)價(jià)參考的依據(jù)，物料追溯的依據(jù)，使設(shè)計(jì)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

    3.2 基于EBOM的PBOM的重構(gòu)

    裝配BOM的重構(gòu)實(shí)質(zhì)是各裝配業(yè)務(wù)部門(mén)的裝配工藝業(yè)務(wù)的劃分，當(dāng)定義好裝配BOM的結(jié)構(gòu)后，結(jié)合工藝流水，各業(yè)務(wù)部門(mén)就清楚的知道需要編制哪些零部件的裝配工藝規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。裝配PBOM是企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)部門(mén)在EBOM的基礎(chǔ)上，依據(jù)分工明細(xì)信息，在裝配工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，制定裝配工藝路線，確定產(chǎn)品裝配順序、各種相關(guān)資源等，反映產(chǎn)品物流過(guò)程，按各零（組）件裝配順序給出各裝配階段的零組件及消耗數(shù)量形成的BOM數(shù)據(jù)。裝配PBOM為零件級(jí)BOM，即從零件形成到最終形成整個(gè)產(chǎn)品的BOM結(jié)構(gòu)，是工藝BOM的上層BOM。一般簡(jiǎn)單產(chǎn)品的裝配PBOM和EBOM基本相同。對(duì)于結(jié)構(gòu)或功能復(fù)雜的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，EBOM中所描述的產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)未能完全體現(xiàn)產(chǎn)品裝配順序，不能直接用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，產(chǎn)品的裝配PBOM和EBOM就有著很大的區(qū)別。產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)為了滿(mǎn)足企業(yè)工藝裝備特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際，通常改變EBOM的零組件問(wèn)的結(jié)構(gòu)順序，形成新的結(jié)構(gòu)關(guān)系，反映產(chǎn)品的實(shí)際裝配關(guān)系，裝配BOM的所有葉子節(jié)點(diǎn)的實(shí)體零件完全來(lái)源于EBOM，且裝配PBOM和EBOM的所有葉子節(jié)點(diǎn)的實(shí)體零件應(yīng)完全一致。

4 裝配工藝系統(tǒng)的建立

    4.1 裝配工藝數(shù)據(jù)管理

    裝配工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是基于數(shù)字化制造平臺(tái)(TCM)之上，包括實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、工藝、資源的數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配工藝、工裝、檢驗(yàn)及指導(dǎo)書(shū)的數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)裝配工藝設(shè)計(jì)審批及更改等的過(guò)程管理。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有PLM系統(tǒng)的擴(kuò)展，建立裝配工藝數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、零件工藝數(shù)據(jù)、工裝資源數(shù)據(jù)、工藝流水分工數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和共享的模式。定制裝配工藝數(shù)據(jù)模型、流程、版本、更改、配置管理規(guī)范和實(shí)現(xiàn)模式。

    4.2 結(jié)構(gòu)化裝配工藝規(guī)劃的研究

    在裝配工藝的設(shè)計(jì)方面，直接利用設(shè)計(jì)的三維模型和工藝BOM，進(jìn)行裝配工藝規(guī)劃，進(jìn)行裝配結(jié)構(gòu)的定義，包括工藝、工序、工步、資源等。結(jié)構(gòu)化裝配工藝編制管理系統(tǒng)提供定制格式的裝配工藝規(guī)程生成機(jī)制，自動(dòng)從結(jié)構(gòu)化工藝中抽取信息，輸出工藝規(guī)程。支持圖文并茂的裝配工藝操作指導(dǎo)卡的生成。

    4.3 典型裝配工藝、工序庫(kù)的研究

    工藝模板是重要的工藝知識(shí)。采用資源庫(kù)進(jìn)行管理，方便檢索和使用。模板庫(kù)的建立、優(yōu)化和管理，有利于工藝編制的規(guī)范和效率。工藝模板庫(kù)包括典型工藝和通用工藝，通用工藝是非結(jié)構(gòu)化的，在編制工藝時(shí)引用，用于簡(jiǎn)化工藝內(nèi)容、規(guī)范操作過(guò)程。典型工藝是結(jié)構(gòu)化的，在編制工藝時(shí)克隆，用于提高工藝編制效率。

    通過(guò)分析裝配工藝的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型、裝配單元的劃分、裝配方法等，建立典型工藝分類(lèi)庫(kù)，包括工藝、工序、工部等。建立典型工序、典型工步等已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證的工藝實(shí)例知識(shí)，通過(guò)工藝屬性的查詢(xún)，選擇相似的工藝屬性查詢(xún)，選擇相似工藝模板，可以實(shí)現(xiàn)快速工藝編制，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

    4.4 可視化裝配工藝的研究

    裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)作為新增加的工藝文件能夠提供更豐富的信息，采用了更為直觀、更容易理解的圖表表現(xiàn)方式從而能幫助操作人員更好地理解工藝，減少錯(cuò)誤，穩(wěn)定裝配質(zhì)量。裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)是裝配工藝規(guī)程中工步的擴(kuò)展，與工序一一對(duì)應(yīng)，即每一工序生成一個(gè)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)由工步目錄、工步順序圖、工步內(nèi)容以及輔助的統(tǒng)計(jì)目錄組成。

    4.5 裝配工藝知識(shí)的描述方式

    從工藝設(shè)計(jì)師那獲取的知識(shí)，并不能直接用于專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行決策，必須經(jīng)過(guò)提煉、整理，一定方式形式化、結(jié)構(gòu)化，編譯為可供工藝決策專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行工藝決策的計(jì)算機(jī)內(nèi)部形式表示。

5 結(jié)論

    通過(guò)應(yīng)用最新數(shù)字化、信息化技術(shù)，結(jié)合裝配的具體情況和發(fā)展需求，改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)和管理模式，建立結(jié)構(gòu)化的可視化的裝配工藝管理平臺(tái)，使得工藝技術(shù)人員從繁瑣的重復(fù)性工作中解放出來(lái)，投入更多的精力用于工藝改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，使得車(chē)間操作明確、規(guī)范，減少更改和返工，穩(wěn)定質(zhì)量，使得生產(chǎn)管理獲取實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和科學(xué)化管理。

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