PLM項(xiàng)目在星敏感器技術(shù)狀態(tài)管理中的應(yīng)用研究

趙亞芹?董蕓松?李春江?戈強(qiáng)?龔德鑄

摘 要 隨著宇航及商業(yè)航天領(lǐng)域應(yīng)用需求的細(xì)分，對星敏感器的個性化定制需求更加迫切，并且伴隨著批量化生產(chǎn)的需求，需對產(chǎn)品進(jìn)行更加精細(xì)化的技術(shù)狀態(tài)管理，本文研究了多子型狀態(tài)星敏感器產(chǎn)品在PLM系統(tǒng)中的技術(shù)狀態(tài)優(yōu)化管理實(shí)現(xiàn)方式，最后總結(jié)了此管理方式在技術(shù)狀態(tài)管理中的提升效果。

關(guān)鍵詞 PLM系統(tǒng);技術(shù)狀態(tài)管理;星敏感器產(chǎn)品

引言

星敏感器是目前衛(wèi)星平臺精度最高的慣性空間姿態(tài)測量設(shè)備，根據(jù)不同用戶的個性化定制需求，同種星敏感器的子型數(shù)量不斷增加。某型星敏感器根據(jù)用戶的個性化需求梳理的產(chǎn)品子型見表1所示，此產(chǎn)品的特點(diǎn)是子型多（共11個子型）、子型間差異較小。

為符合宇航及商業(yè)航天事業(yè)飛速發(fā)展的需求，星敏感器的研制模式逐漸從原本的小樣本轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)，難點(diǎn)問題就是如何實(shí)現(xiàn)批生產(chǎn)多子型狀態(tài)星敏感器的技術(shù)狀態(tài)管理，保證產(chǎn)品高質(zhì)量、高效率、高效益研制[1]。

1技術(shù)狀態(tài)管理方式

產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理的目的是確定全壽命周期中每個階段中的技術(shù)狀態(tài)基線狀態(tài)[2-3]，傳統(tǒng)的航天產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理實(shí)質(zhì)上是文檔，圖紙和實(shí)物幾乎是一一對應(yīng)，即基線中一系列文檔的狀態(tài)就代表單機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)。

針對多子型星敏感器而言，任何一個物料的狀態(tài)變化都會影響整個產(chǎn)品的基線狀態(tài)，傳統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)管理模式已不能滿足狀態(tài)管理的需求，而開展數(shù)字化單機(jī)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)的精細(xì)化管理。

數(shù)字化單機(jī)包括數(shù)字化BOM數(shù)據(jù)，數(shù)字化模型及結(jié)構(gòu)化工藝，其中以數(shù)字化BOM為載體，關(guān)聯(lián)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)化工藝與數(shù)字化模型，保證了三者間技術(shù)狀態(tài)變化的聯(lián)動性。

PLM這種管理模式的價值就在于對生產(chǎn)制造業(yè)所提出的有關(guān)于產(chǎn)品生命周期信息管理的各項(xiàng)需求做到基本滿足。PLM通過以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為中心組織產(chǎn)品各物料信息[4]，建立同一產(chǎn)品代號不同技術(shù)狀態(tài)的產(chǎn)品PBOM，追蹤產(chǎn)品歷程與版本關(guān)系，明確產(chǎn)品代號、物料、配置等之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系與代表狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)宇航產(chǎn)品的精細(xì)化技術(shù)狀態(tài)管理。

綜上所述，合理的產(chǎn)品PBOM是宇航產(chǎn)品精細(xì)化技術(shù)狀態(tài)管理的核心。

2星敏感器產(chǎn)品在PLM系統(tǒng)中的技術(shù)狀態(tài)管理實(shí)踐

以某型多子型狀態(tài)星敏感器產(chǎn)品為例，介紹星敏感器產(chǎn)品在PLM系統(tǒng)中的技術(shù)狀態(tài)管理實(shí)現(xiàn)方式。

2.1 某型星敏感器產(chǎn)品EBOM

假設(shè)XMGQ-1為星敏感器產(chǎn)品的型譜代號，通過對表1各設(shè)計(jì)屬性進(jìn)行功能模塊化劃分，可得表2的EBOM模塊列表，共15個模塊。

2.2 某型星敏感器產(chǎn)品PBOM

依據(jù)產(chǎn)品EBOM，通過設(shè)置合理的基本模塊和可配置包，對EBOM模塊進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)如表3所示。

結(jié)合XMGQ-1產(chǎn)品研制技術(shù)流程，考慮產(chǎn)品工藝實(shí)現(xiàn)過程，通過設(shè)定物料多工藝路線等手段，得到產(chǎn)品的PBOM，XMGQ-1的PBOM簡易圖如圖3所示。

按照IPD中模塊化的設(shè)計(jì)思路，XMGQ-1產(chǎn)品PBOM中的工藝模塊見表4所示。

3PLM系統(tǒng)對星敏感器產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理提升

在PLM系統(tǒng)中，每個物料都是一個固定版本的Item對象，在系統(tǒng)中可以進(jìn)行復(fù)制操作。每個Item對象通常都是由一組相應(yīng)的圖紙、數(shù)據(jù)模型、設(shè)計(jì)文檔、工藝文檔等來進(jìn)行描述的，同時每個Item版本對象還具有特定的關(guān)鍵、一般屬性。產(chǎn)品的各類物料通過工藝實(shí)現(xiàn)過程形成PBOM，通過PBOM主線對各種物料相應(yīng)的信息視圖進(jìn)行整合組織，從而實(shí)現(xiàn)對所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全關(guān)聯(lián)管理，實(shí)際上是一種以各種類型物料為核心的數(shù)據(jù)管理模式，相比于傳統(tǒng)的圖和文檔的管理模式是一個徹底的顛覆。

由3.1節(jié)的EBOM模塊可知，若不考慮PLM系統(tǒng)而使用傳統(tǒng)的基線管理方式，在產(chǎn)品策劃時需要對15種功能模塊進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)管理。而在PLM系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝PBOM，由3.2節(jié)的PBOM結(jié)構(gòu)可知，在產(chǎn)品制造時只需要對4種模塊進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)管理即可，模塊內(nèi)部的技術(shù)狀態(tài)變更不會引起其他模塊的技術(shù)狀態(tài)變化，管理更清晰。并且在PLM系統(tǒng)中，可以通過復(fù)制粘貼操作進(jìn)行模塊的復(fù)用，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

PLM系統(tǒng)的管理模式及IPD中模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方式對于某型星敏感器產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理的提升效果主要反映在以下幾方面：

技術(shù)狀態(tài)控制：星敏感器產(chǎn)品全生命周期的狀態(tài)包括起草編制-各級審簽-編寫者修改-批準(zhǔn)發(fā)布-受控歸檔等狀態(tài)組成。在相應(yīng)的設(shè)計(jì)師需要對這種狀態(tài)進(jìn)行修改的時候，首先就需要在相對應(yīng)的PLM系統(tǒng)當(dāng)中借助更改單實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件舊版本到新版本的修訂，數(shù)據(jù)的修改需要在新版本當(dāng)中進(jìn)行，受到控制的工藝文件或者設(shè)計(jì)文件的更改都可以借助相對應(yīng)的PLM系統(tǒng)的更改單來進(jìn)行有效控制。更改單對象會對更改之前和之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，從而把更改對象和相對應(yīng)的有關(guān)于星敏產(chǎn)品的BOM以及設(shè)計(jì)文檔等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)每次變更歷史的記錄。這樣就可以使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)以及技術(shù)狀態(tài)能夠被比較方便的追溯出來。

技術(shù)狀態(tài)審核：PLM系統(tǒng)以零部件為核心進(jìn)行管理，技術(shù)文件的評審落實(shí)反映在對象的變更上，通過數(shù)據(jù)比對，可以快速明確的追蹤到評審的落實(shí)情況。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊通用化和選配管理：建立以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化為原則的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方式，對零件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，對部件進(jìn)行模塊通用化設(shè)計(jì)，通過PLM系統(tǒng)提供的Item復(fù)制功能實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品對標(biāo)準(zhǔn)化零件和通用化模塊的復(fù)用;為快速響應(yīng)不同型號產(chǎn)品的個性化定制需求，通過PLM系統(tǒng)修改原標(biāo)準(zhǔn)化模塊化物料來實(shí)現(xiàn)系列化產(chǎn)品變形設(shè)計(jì)，并且通過不同模塊重組，迅速生成用于產(chǎn)品制造的各類PBOM及工藝路線（BOP）數(shù)據(jù);對于多子型狀態(tài)的產(chǎn)品而言，組成產(chǎn)品的模塊可分為基本的和穩(wěn)定的模塊、可重用的模塊以及根據(jù)不同用戶需求產(chǎn)生的特定的模塊。對于組批產(chǎn)品而言，配置某組批產(chǎn)品數(shù)據(jù)，用于在下游ERP系統(tǒng)進(jìn)行主計(jì)劃生產(chǎn)，會大大提高生產(chǎn)效率并降低質(zhì)量控制成本。相比于傳統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)管理中使用產(chǎn)品基線組織產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)的方式更為快速。

并行的協(xié)同工作平臺：在PLM系統(tǒng)中，不同的用戶可以在自身所設(shè)定的權(quán)限范圍當(dāng)中來實(shí)現(xiàn)對各種有關(guān)于零部件的數(shù)據(jù)的方便查詢以及合理管理。不同協(xié)作部門及設(shè)計(jì)、工藝人員間在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型管理下，可并行開展工作，工藝人員可在線實(shí)時審核圖紙的設(shè)計(jì)工藝性，較少迭代次數(shù)的同時，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)和制造等一體化管理。

4結(jié)束語

通過使用PLM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，星敏感器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為主線的產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理，解決多子型產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理難、信息共享程度低、信息復(fù)用性差、相關(guān)數(shù)據(jù)及物料屬性查詢不方便等問題，提高了數(shù)據(jù)共享度和數(shù)據(jù)集中存儲，通過復(fù)制粘貼功能，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量。通過基本模塊設(shè)定、可配置包配置及多工藝路線設(shè)置，可快速響應(yīng)用戶的個性化定制需求，并可保證技術(shù)狀態(tài)管理的有效、系統(tǒng)、準(zhǔn)確和一致。

參考文獻(xiàn)

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