基于协同制造的产品配置管理研究

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    0 引言

    21世纪的产品设计和制造过程越来越依赖于协同。在虚拟制造的大环境下，为了适应日益激烈的市场竞争和快速多变的市场需求，基于供应链的专业性，企业之间趋向于组建动态联盟(虚拟企业)开展网络化协同制造。企业通过与它们的协作来发挥双方互补性的优势，增强自己的核心竞争能力，提高产品的竞争能力，共同拓展市场份额，实现市场共享、得益共享、风险分担和优势互补的发展模式。

    作为网络化协同制造平台的重要组成部分，产品配置管理以BOM信息为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据与产品结构关联起来，实现对产品数据的有效组织和管理。实现方式主要有：传统方式、联邦式、分布式和Web方式。Web方式利用Internet技术为用户提供统一的界面，实现动态联盟企业的集中式产品数据组织和管理，是目前的主流方式。本文重点论述面向协同制造的产品配置管理系统的功能和设计实现。

    1 协同产品配置管理的功能与特点

    1．1 协同制造

    协同是实现供应链上各联盟企业快速响应的重要手段，主要包括知识协同和组织协同。协同制造涉及许多并行和串行的生产活动，强调使地理位置分布的联盟企业协同高效地进行产品的开发和制造过程。

    网络环境下支持协同制造的产品数据管理系统应具有如下特点：能支持地理位置分布和功能的分布；协作客户机的实时同步使数据在协作成员之间同步更新；信息共享和通信信息共享是协同制造的核心，通信是基础；系统还需提供各种通信方式，同时支持多媒体的传送，包括文本、图形、声音和视频等；作为一个网络应用系统，需要考虑到其操作性与安全性，同时要兼具开放性和柔和性。

    1．2 协同产品配置管理的功能

    1)产品配置管理(PCM)。产品配置管理是以电子资料室为底层支持，以BOM为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行管理。产品配置管理涵盖了产品的各个阶段，包括产品的需求分析、策划阶段、开发阶段、生产准备、制造和售后服务等阶段。

    产品配置管理所应具备的基本功能是：能够统一管理产品生命周期内全部数据的有效性；能够使企业的各个部门和联盟企业，在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并且对应不同阶段的产品定义，生成相应的产品结构视图；有灵活的产品数据配置功能；具有重用、替换机制；能够建立安全性和完整性控制等。

    PCM的产品配置一般采用以下几种方式：按发放状态、有效性、变量和规则配置以及组合配置。产品配置规则分为三类：变量配置规则、版本配置规则和有效性配置规则。运用配置规则，可以进行三种形式的产品配置管理：单一产品、系列化产品和产品结构多视图管理。对于同一个零／部件，可同时运用多个有效性管理方式进行选择。

    分析当前企业应用实施的现状，可以发现目前产品配置管理存在如下主要问题：(1)缺乏面向整个虚拟企业的全局产品模型；(2)如何建立一致的BOM，是协同产品配置管理面临的关键问题；(3)多企业之间数据交换、产品数据和表达方式不统一，造成数据的不统一。(4)产品数据更改频繁，增加了产品数据版本和有效性的难度。

    通过上述对产品配置管理问题的分析可知，解决问题的关键是建立虚拟企业之间统一的产品信息模型，实现企业的信息集成。

    2)协同产品配置管理(CPCM)。CPCM与PCM比较见表1。

表l CPCM与PCM比较

    网络化协同制造中的产品配置管理，可以在联盟企业内建立产品的整体模型，制定配置规则，建立统一的材料清单，统一管理产品变更，使异地企业在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并根据产品的结构特征，统一管理变型产品，实现客户、企业和供应商关于产品数据管理在供应链上的集成。

    面向动态联盟的产品配置管理下的产品形成过程，不是每一个盟友企业设计与制造过程的简单叠加，而是通过一个相当复杂的过程网络来实现，从盟友企业的角度看，只有在公司内部贯彻实施与其他盟友公司，特别是与核心公司(盟主)一致的产品配置，并采用并行的工作方式和封装已完成的设计任务来保证产品设计、制造阶段的质量，才能满足盟主对质量的要求，完成盟主的产品在功能、成本、质量等方面的配置要求，才能快速响应来自盟主、其他盟友乃至用户的信息反馈。根据轻量化原则，盟友企业可以指定不同的产品零／部件的版次状态，生成所需要的BOM视图和三维装配视图。因此，面向动态联盟PCM系统的产品配置规则，可以采用按照多层次的发放状态配置BOM。

    图1所示为面向联盟企业的全球配置系统运行流程图(图中实线为运行步骤，虚线表示资源进入系统，S表示满足要求)。图2所示为企业动态联盟中联盟企业产品配置管理使用示意图。以企业、联盟、行业、全球的顺序利用资源，是因上一级资源的成本更高。

图1 面向动态联盟的配置系统运行流程