基于模块化设计的PLM平台建设

    随着制造型企业竞争核心的不断演变，传统的核心竞争已从生产规模到生产成本、产品质量、快速响应市场能力、研发创新能力，大量的制造型企业引入了模块化设计理念来提高研发效率，降低生产成本，以达到在日趋激烈的市场中获得竞争优势。面向研发信息化建设的PLM平台定位于企业研发设计层应用，其系统功能体系与注重缩短产品研发与制造周期，增加产品系列、快速应对市场变化的模块化设计理念具有很大的吻合性。因此，可以说PLM平台是企业推行模块化设计的信息化利器。

    本文通过对PLM平台与模块化设计的关系及PLM平台对模块化设计支持的论述，帮助制造型企业提升对PLM平台的认识，使PLM平台能和模块化设计结合起来，提升企业的核心竞争力。

    一.PLM平台与模块化设计的关系

    模块化设计的概念是将产品中的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，并将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能但不同性能的系列产品。而PLM平台主要包含两个部分，CAX工具软件（产品创新的工具类软件）和PDM系统软件（产品创新的管理类软件），参见图1。

图1 基于研发信息化建设的PLM平台

    通过PLM平台和模块化设计的定义，不难看出两者之间的紧密关系：

    （1）在系统目标方面，模块化设计强调缩短产品研发与制造周期，增加产品系列，快速应对市场变化。而PLM平台实现了基于产品研发的超级BOM的信息化管理，通过对产品族的型谱快速变型，减少研发周期从而提升研发效率，提高设计质量，降低设计成本，提高了企业对市场变化的快速响应竞争力。

    （2）在作用范围方面，模块化设计的核心是将产品的某些要素组合在一起构成具有特定功能的子系统。而PLM平台是可以通过对产品功能的定义将最底层的零部件封装为统一接口的子系统的信息化系统，也提供了基于自顶向下的先进产品设计方法（按照产品的功能要求定义产品架构并考虑组件与零件、零件与零件之间的约束和定位关系）。

    （3）在参与人员方面，模块化设计强调的是模块的通用化、系列化。而PLM平台的应用不仅需要产品设计工程师参与模块设计，同样也需要总体架构师主导产品架构并对模块之间的约束进行定义。

    （4）在数据要求方面，模块化设计要为实现模块之间的接口提供基于国标和企标的大量标准化的基础数据管理，特别是对大量设计数据进行分类管理。而PLM平台具有实时对通用件库和标准件库的数据收集和集中管理功能，并能提供基于标准化的分类管理。可以说，模块化设计为PLM平台提供了一套先进的研发设计理论框架，反过来PLM平台则是制造型企业推行模块化设计的强有力工具。而企业可以将PLM平台的深化应用作为推广模块化设计的一个信息化建设项目,通过两者的相辅相成，既确保了PLM平台的深化应用又推动了企业不断向模块化设计迈进的步伐。

    二.PLM平台对模块化设计的支持

    产品模块化的关键技术为系列化和组合化，而模块是模块化设计和制造的功能单元，具有三个主要特征：第一，模块具有相对的独立性，可通过对其进行单独设计、制造、修改和存储，便于由不同的专业化企业对独立模块分别进行生产；第二，模块具有互换性，模块通过标准化完成各接口部位的结构和尺寸参数，并可实现模块间的互换，使模块能满足不同产品的需求；第三，模块的通用性有利于实现不同产品之间的模块通用，实现跨系列产品间的模块通用。

    1.PLM平台对产品公共模块管理的支持

    企业按照标准化参数化的设计理念对产品设计进行优化及归纳，实现产品模块化设计。PLM系统可以对企业标准件、通用件等进行引用查询和统计，根据统计结果，设计人员可以考虑将引用次数较多的零部件归纳为模块。

    产品线划分依据市场需求，通过对企业的产品线的规划和定义，为未来与产品相关的其它信息管理（非文档数据）做技术平台准备。在进行了产品平台定义时，同时也需要进行公共组件/组件定义规划和定义，形成部件的模块化管理，提高企业产品的通用化、系列化和标准化管理的水平，同时也为后期产品配置模块的实施打下坚实的数据基础。

    公共模块作为特殊零部件在PLM系统中管理，使用零部件属性管理主要特征参数（物料编码、名称、型式、尺寸等）；通过对公共模块分类管理，支持研发设计人员快速查询、共享模块库资源，减少重复设计；通过对公共模块权限管理，实现对公共模块工程更改的管控，并结合PLM系统产品结构管理的优势，实现零部件何处使用查询、变更影响范围分析、历史版本查询及派生关系追溯，参见图2。

    图2 PLM平台对产品公共模块管理的支持

（编辑：admin）