一、零件庫管理的意義及基本概念
在制造企業(yè)中，有很多零件可以在不同系列的產(chǎn)品中重復(fù)使用。如果在整個企業(yè)范圍內(nèi)，對這些零件進(jìn)行有效的分類和管理，使其成為企業(yè)的共享資源庫，設(shè)計人員無論是進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)，還是在原有產(chǎn)品上進(jìn)行變型設(shè)計，都可以從零件庫中快速檢索到相同或相似的零件，直接重用或?qū)ο嗨屏慵M(jìn)行修改。這樣，可以有效簡化設(shè)計過程，提高設(shè)計效率，減少后續(xù)工藝工裝的設(shè)計和制造工作。因此，開展零件庫管理是制造企業(yè)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本的手段之一。
本文所討論的零件庫是指將設(shè)計中可能重用的零部件通過標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)范化的處理過程，采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行描述，由PDM系統(tǒng)加以管理，提供給設(shè)計人員進(jìn)行檢索和訪問，檢索到的零部件可以導(dǎo)入CAD系統(tǒng)進(jìn)行重用，提高零件通用率，以減少企業(yè)的零件種類，有效控制企業(yè)中零件的數(shù)量。
二、基于PDM環(huán)境的零件庫建立方法
在對企業(yè)零件進(jìn)行分類和編碼的基礎(chǔ)上，可以建立基于PDM環(huán)境的企業(yè)零部件庫分類管理系統(tǒng)。
零部件庫分類管理系統(tǒng)的構(gòu)建方法是以零件為中心來組織有關(guān)產(chǎn)品信息，便于檢索、借用和信息重用。
零部件庫分類管理系統(tǒng)的構(gòu)建過程可以分為三個步驟。首先，將常用產(chǎn)品的零部件進(jìn)行歸納整理，根據(jù)零件的參數(shù)模型及使用特點制定詳細(xì)的分類規(guī)則；其次，考慮零件的使用頻率，建立系列號，確定每個零件的圖號；然后將整理好的零件放到PDM系統(tǒng)中進(jìn)行管理。實際上前面的二個步驟就是對企業(yè)產(chǎn)品和零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理的過程。
三、零件庫管理對信息編碼的基本要求
零件編碼是實現(xiàn)零件庫管理的基礎(chǔ)工作，所有的零件分類、視圖管理、檢索查詢等都是基于合理的零件編碼才能展開。為了有效地組織企業(yè)的信息資源，信息編碼要符合以下五個原則。
（一）代碼包含明確的產(chǎn)品信息，如名稱、類別、材料以及零件特征信息等。
（二）代碼的唯一性。代碼在其應(yīng)用范圍內(nèi)，只能唯一標(biāo)識一個編碼對象，如一個物流代碼應(yīng)該唯一的標(biāo)識一個零件。
（三）代碼的可擴(kuò)充性。隨著新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，產(chǎn)品信息會不斷增加，代碼需要留有足夠的備用空間，以適應(yīng)編碼對象不斷增加的需要。
（四）編碼的規(guī)范性。在同一個信息編碼標(biāo)準(zhǔn)中，代碼的結(jié)構(gòu)、類型以及編寫格式必須統(tǒng)一。
（五）編碼的合理性。代碼的結(jié)構(gòu)要與對象分類體系相適應(yīng)，既要明確表達(dá)一定的含義，又要簡單明了，編碼位數(shù)盡量少，以便有效地節(jié)省存儲空間和減少代碼的差錯率。
四、零件的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化
要建立零件庫，就需要對企業(yè)的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化定義。
企業(yè)面對成千上萬的零件，進(jìn)行零件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化工作是非常困難的，需要組織設(shè)計、工藝、制造等不同部門的專業(yè)人員，對企業(yè)的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化定義。其內(nèi)容和過程包括ABC分析、零件分類、名稱分析、幾何結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)分析、建立事物特性一覽表、建立編碼體系、按照編碼體系進(jìn)行零件編碼等一系列的工作。
（一）零件分類方法
零件的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化定義主要體現(xiàn)在零件分類上，通過分類建立符合企業(yè)使用要求的零件分類體系�？梢钥紤]從四個方面進(jìn)行分類。
1、從零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度、自制或采購狀態(tài)等方面，對企業(yè)的零件資源進(jìn)行分類定義，形成零件類。
2、從零件的功能出發(fā)，以相同或相似的功能定義為準(zhǔn)則對某一類零件進(jìn)行分組定義，形成零件組。
3、從結(jié)構(gòu)定義出發(fā)，以相同或相似的結(jié)構(gòu)定義為準(zhǔn)則，對零件組進(jìn)行定義，形成零件族。
通過上述三個層次的分解，可以實現(xiàn)零件資源的分類定義，便于按照零件類、功能、結(jié)構(gòu)等不同入口條件對零件進(jìn)行快速有效的檢索。
（二）零件名稱分析
零件名稱分析是為了建立統(tǒng)一、無冗余的零件名稱數(shù)據(jù)字典，為零件庫檢索及管理提供支持。
（三）零件結(jié)構(gòu)形狀分析
通過對零件幾何結(jié)構(gòu)的分析，形成一些幾何結(jié)構(gòu)相似的零件族，建立具有代表性的零件幾何模型，為零件庫提供模型基礎(chǔ)。
零件結(jié)構(gòu)形狀分析的目標(biāo)是減少零件種類，優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)。
（四）零件特征分析，優(yōu)化加工參數(shù)
首先，對零件的特征類型及其主要參數(shù)進(jìn)行分類，初步確認(rèn)是否是工藝特征參數(shù)；其次，根據(jù)設(shè)計中的約束限制，如強(qiáng)度約束、穩(wěn)定性約束等條件，在滿足約束條件的前提下，對多個孔、槽等采用同一尺寸。這樣，通過減少零件參數(shù)，進(jìn)而減少工具、夾具種類，簡化結(jié)果過程，降低加工成本，最終實現(xiàn)整體優(yōu)化。
（五）建立事物特性一覽表
在對企業(yè)的零部件資源的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化分析與定義的基礎(chǔ)上，找出零件的事物特性參數(shù)，如基本特性、幾何特性、補(bǔ)充特性、功能特性等，并以不同的代碼表示，建立事物特性一覽表。這一步驟是對規(guī)范化的參數(shù)定義加以表達(dá)，支持有效的檢索和變型設(shè)計。
（六）制造企業(yè)的信息分類編碼體系
企業(yè)的信息分類編碼體系的建立，首先應(yīng)該符合企業(yè)的規(guī)模、產(chǎn)品特點、生產(chǎn)類型。既要充分考慮企業(yè)發(fā)展對信息編碼的需求，又要兼顧企業(yè)的現(xiàn)狀，整個企業(yè)采用統(tǒng)一的編碼結(jié)構(gòu)。在對企業(yè)的產(chǎn)品、部件、零件、工裝等資源進(jìn)行編碼的過程中，應(yīng)該充分考慮企業(yè)外部應(yīng)用環(huán)境的要求，盡可能與國家或行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一致。
企業(yè)的信息分類編碼體系應(yīng)該覆蓋企業(yè)信息系統(tǒng)管理的所有對象，如產(chǎn)品對象（產(chǎn)品、部件、零件）、制造資源（設(shè)備、工裝）、技術(shù)文檔等，并支持編碼對象生命周期中涉及的各個環(huán)節(jié)。企業(yè)內(nèi)任何對象在其整個生命周期內(nèi)標(biāo)識碼始終保持不變。
企業(yè)的信息分類編碼體系一般由分類碼、標(biāo)識碼和后綴、事物特性表四部分組成。零件分類用分類碼，代表零件分類定義結(jié)果；零件實例用標(biāo)識碼，采用順序碼或由計算機(jī)自動生成，由事物特性一覽表的索引表來體現(xiàn)；后綴采用具有隸屬關(guān)系的兩位大寫字母，表示同一對象不同的模型和技術(shù)資料。
分類碼和標(biāo)識碼相互獨立，分類碼只起分類作用，標(biāo)識碼僅用于零件的標(biāo)識，而同一對象的不同類型的數(shù)據(jù)，如3D模型、2D圖紙、技術(shù)文檔等，則采用后綴進(jìn)行區(qū)分。
1、分類碼：分類碼描述的是零件的功能、結(jié)構(gòu)、形狀、生產(chǎn)工藝等信息，它反映的是一類對象的特點，可以不唯一�？梢越⒘慵�、零件組、零件族和結(jié)構(gòu)屬性對象類四個層次的分類體系，給每層定義一個編碼，四個層次的編碼組合用來標(biāo)識二個對象，即構(gòu)成分類碼。分類碼各段之間具有隸屬關(guān)系，分類碼各段的碼值采用流水號，按照編碼實施的先后順序賦予相應(yīng)的類。代碼結(jié)構(gòu)如下圖所示。
2、標(biāo)識碼（流水碼）：標(biāo)識碼僅用于零件的標(biāo)識，必須是唯一的，可以采用零件的圖號，也可以采用從00000001開始的8位數(shù)字構(gòu)成的流水號表示。
3、事物特性表：通常用來描述事物的特性。，事物特性表可以詳細(xì)描述產(chǎn)品對象的功能特性、結(jié)構(gòu)特性（形狀、材料、精度等）和工藝特性等。通過事物特性表，可以完整描述某一對象在企業(yè)生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)所需的信息。
4、編碼后綴：同一對象的不同類型的數(shù)據(jù)，如3D模型、2D圖紙、技術(shù)文檔等，則采用后綴進(jìn)行區(qū)分。
圖1 分類碼結(jié)構(gòu)示意圖
五、零件庫管理的方式
根據(jù)前面對零件分類編碼方法的討論，企業(yè)對零件庫的管理一般可以分為三中方式。
（一）基于分類的方式。通過成組技術(shù)、模糊聚類分析等方法，對零部件進(jìn)行單級或多級分類，并以這種分類為基礎(chǔ)，實現(xiàn)零件庫的管理。
（二）基于編碼的方式。分類與屬性信息包含在零部件編碼中，由于編碼簡單，易于規(guī)范，因此基于編碼也是一種很好的方式。
（三）分類與編碼混合的方式。也可以根據(jù)企業(yè)情況，采用分類與編碼混合的方式實現(xiàn)零件庫管理。
六、基于PDM環(huán)境的零件庫應(yīng)用效果分析
基于PDM系統(tǒng)的零件庫管理，采取以零件為中心的模式組織有關(guān)的產(chǎn)品信息，便于檢索、借用和信息重用。
（一）通過零件屬性查詢。
使用者可以將對零件的某一項和某幾項屬性的要求作為輸入條件對零件庫進(jìn)行查詢。PDM零件庫管理系統(tǒng)提供查詢的界面，供用戶組織相應(yīng)的查詢條件，系統(tǒng)以多個實例表的形式列舉出查詢結(jié)果。對每一個實例，系統(tǒng)將給出該零件的其他屬性，以決定它是否符合設(shè)計需要。通過文檔關(guān)聯(lián)，用戶還可以得到該實例的相關(guān)文檔信息，在瀏覽器中可以瀏覽這些文檔和2D、3D的幾何圖形。
（二）通過分類碼查詢。
從零件分類的角度提供用戶查詢，PDM零件庫中的所有零件都是按我們前面所說某種標(biāo)準(zhǔn)的編碼規(guī)則進(jìn)行組織分類的，設(shè)計人員可以從合理分類的角度去查找自己所需的零件。在熟知分類編碼規(guī)則后，也可以通過輸入相應(yīng)的分類碼對零件進(jìn)行檢索查詢。
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本文標(biāo)題：論構(gòu)建基于PDM的企業(yè)零件庫
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