隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇和客戶需求的多樣化、個(gè)性化，使得企業(yè)在成本、質(zhì)量、交貨期和客戶滿意度方面面臨著越來(lái)越大的壓力，迫使企業(yè)不得不采用大批量定制（MC，Masscustomization）等先進(jìn)的設(shè)計(jì)、制造和管理技術(shù)。大批量定制技術(shù)的實(shí)施需要PDM系統(tǒng)的支持以管理企業(yè)目前存在著的大量產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝資源，同時(shí)管理設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種信息，通過(guò)產(chǎn)品配置和產(chǎn)品族管理來(lái)縮短訂單產(chǎn)品的通過(guò)時(shí)間。

    為了使機(jī)械制造業(yè)能夠?qū)κ袌?chǎng)進(jìn)行靈活而快速的響應(yīng)，盡可能重用原有的設(shè)計(jì)資源并縮短訂單通過(guò)時(shí)間，作者在實(shí)施自主開(kāi)發(fā)的PDM系統(tǒng)的過(guò)程中，針對(duì)企業(yè)CAx系統(tǒng)及PDM系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，從資源重用、信息集成的角度，研究并開(kāi)發(fā)了支持設(shè)計(jì)重用的產(chǎn)品快速組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)，同時(shí)以SolidWorks為三維設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)了支持快速組合設(shè)計(jì)的變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并得到了相應(yīng)的驗(yàn)證。

    1系統(tǒng)的支持平臺(tái)及主要功能

    1。1系統(tǒng)的支持平臺(tái)

    本支持平臺(tái)以客戶需求和未來(lái)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品族設(shè)計(jì)為核心，根據(jù)客戶訂單從產(chǎn)品族中配置產(chǎn)品滿足訂單。將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程分為客戶需求分析、產(chǎn)品族設(shè)計(jì)、產(chǎn)品配置三部分。

    當(dāng)接到客戶訂單時(shí)，首先對(duì)訂單進(jìn)行分析，確認(rèn)訂單產(chǎn)品是否能夠接受。若訂單能夠接受，則對(duì)訂單產(chǎn)品進(jìn)行處理和分解，確定訂單產(chǎn)品是屬于產(chǎn)品快速組合設(shè)計(jì)的哪種情況，即直接配置、產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)還是產(chǎn)品全新設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)是從產(chǎn)品族中配置出相似產(chǎn)品，在相似產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審核，作為產(chǎn)品族的一個(gè)產(chǎn)品實(shí)例。訂單產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，能夠自動(dòng)生成產(chǎn)品的模型圖，在產(chǎn)品生產(chǎn)以前對(duì)產(chǎn)品的各種參數(shù)進(jìn)行分析以減少設(shè)計(jì)的失誤。由于每個(gè)部門對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的需求不同，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中生成不同的BOM視圖供各部門使用。圖1為系統(tǒng)支持平臺(tái)的運(yùn)行流程。

    1。2系統(tǒng)支持平臺(tái)的主要功能

    （1）設(shè)計(jì)資源管理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)資源管理是PDM環(huán)境下產(chǎn)品快速組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)資源管理企業(yè)中已有的設(shè)計(jì)資源。對(duì)設(shè)計(jì)資源進(jìn)行分類，使設(shè)計(jì)資源能夠有效查詢和利用。在設(shè)計(jì)資源管理中不僅管理零部件，而且支持零部件的設(shè)計(jì)并建立零部件模型。當(dāng)已有零部件無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，通過(guò)改變零部件模型的可變尺寸參數(shù)來(lái)生成滿足條件的零部件。本平臺(tái)采用支持設(shè)計(jì)重用、多層次的產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源可重用模型。該模型通過(guò)分層的組織結(jié)構(gòu)形式，反映產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源在重用過(guò)程中的信息需求。

    （2）產(chǎn)品族管理系統(tǒng)。在大批量定制環(huán)境下，只有擁有能夠迅速變型的產(chǎn)品族，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶需求的快速設(shè)計(jì)。產(chǎn)品族管理系統(tǒng)必須能夠建立產(chǎn)品族并且能對(duì)產(chǎn)品族進(jìn)行維護(hù)，能夠預(yù)測(cè)將來(lái)的產(chǎn)品需求。面向整個(gè)產(chǎn)品族進(jìn)行設(shè)計(jì)，需提取符合顧客群需要的產(chǎn)品變型參數(shù)，其設(shè)計(jì)結(jié)果是形成可變型的動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型。在此動(dòng)態(tài)產(chǎn)品模型的支持下，當(dāng)針對(duì)單個(gè)客戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以快速配置出滿足客戶需求的產(chǎn)品。因此，產(chǎn)品族管理系統(tǒng)還需實(shí)現(xiàn)與相關(guān)CAD系統(tǒng)的集成，并支持產(chǎn)品模型及各零部件模型的變型設(shè)計(jì)。

    （3）BOM管理系統(tǒng)。對(duì)于同一產(chǎn)品，在企業(yè)不同部門需要的產(chǎn)品信息并不相同。BOM提供了滿足不同部門需求的產(chǎn)品信息，產(chǎn)品的BOM信息在其生命周期的不同階段具有不同的內(nèi)容，形成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多視圖。無(wú)論是設(shè)計(jì)BOM還是制造BOM，其中的每一結(jié)點(diǎn)可看作零件（或組件、虛擬件、中間件等），對(duì)零件進(jìn)行重用時(shí)不僅重用了零件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)也重用了零件的所有數(shù)據(jù)。

    （4）產(chǎn)品配置管理系統(tǒng)。通過(guò)產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)可形成可變型的產(chǎn)品模型，為產(chǎn)品配置打下了基礎(chǔ)。對(duì)訂單進(jìn)行分解后，在產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)中，根據(jù)產(chǎn)品族中零部件之間的配置規(guī)則配置訂單產(chǎn)品。

    產(chǎn)品配置是產(chǎn)品快速組合設(shè)計(jì)重要的實(shí)現(xiàn)手段。它根據(jù)客戶選定的選項(xiàng)對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行變型，通過(guò)CAD系統(tǒng)向客戶展示該個(gè)性化產(chǎn)品并提供報(bào)價(jià)。若客戶滿意則可生成可供制造的產(chǎn)品模型并投入生產(chǎn)部門進(jìn)行制造。如果客戶需求不能得到滿足，則可向設(shè)計(jì)人員提供最相似的產(chǎn)品實(shí)例，使定制設(shè)計(jì)有較高的起點(diǎn)從而縮短工作時(shí)間。產(chǎn)品配置本身并不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速組合設(shè)計(jì)，它為產(chǎn)品族和客戶需求之間建立了聯(lián)系。產(chǎn)品快速組合設(shè)計(jì)的真正實(shí)現(xiàn)還依賴于產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)以及零部件的變型設(shè)計(jì)等。

    產(chǎn)品配置有三種途徑，分別是產(chǎn)品配置、產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品全新設(shè)計(jì)。

    2 系統(tǒng)各模塊的設(shè)計(jì)

    通過(guò)SolidWorksAPI可開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。本系統(tǒng)各應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具采用VisualC++、VisualBasic和VisualC#，各應(yīng)用程序與SolidWorks的接口插件開(kāi)發(fā)采用VisualC++，開(kāi)發(fā)接口采用基于OLEDB的ActiveX技術(shù)。所開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。