PDQ在產(chǎn)品全生命周期中的決定性作用

隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)日趨飽和，汽車(chē)?yán)麧?rùn)率也將逐步降到全球行業(yè)的平均水平，在這種嚴(yán)峻形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造企業(yè)在管理和技術(shù)上尋求革新勢(shì)在必行。中國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)正處在一個(gè)機(jī)遇與危機(jī)并存的關(guān)鍵發(fā)展階段。

為了提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，許多企業(yè)都致力于學(xué)習(xí)和推廣先進(jìn)的管理理念，并與先進(jìn)的制造技術(shù)及信息技術(shù)相結(jié)合來(lái)創(chuàng)造新價(jià)值。在這些先進(jìn)的理念和方法中，精益生產(chǎn)或JIT(Just In Time)是影響深遠(yuǎn)的常青樹(shù)，基于產(chǎn)品生命周期管理策略的數(shù)字化制造技術(shù)則是后起之秀。

在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過(guò)程。

通俗地說(shuō)：數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型。

數(shù)字化制造技術(shù)的主要內(nèi)容：

CAD---計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

CAE---計(jì)算機(jī)輔助工程分析

CAM---計(jì)算機(jī)輔助制造

CAPP---計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃

PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理

ERP---企業(yè)資源計(jì)劃

RE---逆向工程技術(shù)

RP---快速成型

對(duì)于汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)一款新車(chē)，從設(shè)計(jì)到制造要經(jīng)過(guò)多個(gè)階段，而對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)流程來(lái)說(shuō)，往往每個(gè)節(jié)點(diǎn)是以不同企業(yè)而相對(duì)獨(dú)立的，例如主機(jī)廠設(shè)計(jì)白車(chē)身與相應(yīng)CAE，分配不同零部件到相應(yīng)供應(yīng)商，最后模具設(shè)計(jì)、制造加工又是由底層企業(yè)負(fù)責(zé)。數(shù)字化制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了由數(shù)字化模型貫穿產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造過(guò)程全生命周期，使每個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)有了統(tǒng)一的核心。

產(chǎn)品生命周期的質(zhì)量信息模型是通過(guò)對(duì)產(chǎn)品生命周期各階段相關(guān)的各種質(zhì)量數(shù)據(jù)、文檔的組織和描述,并與產(chǎn)品及其結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)形成的。它可以用BOM來(lái)表示, 包括需求質(zhì)量BOM、設(shè)計(jì)質(zhì)量BOM、供應(yīng)商質(zhì)量BOM、制造質(zhì)量BOM和服務(wù)質(zhì)量BOM。

設(shè)計(jì)質(zhì)量BOM描述了產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的質(zhì)量信息和相關(guān)的過(guò)程信息，具體為概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)這三個(gè)階段的質(zhì)量信息和階段過(guò)程信息。

設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量在產(chǎn)品全生命周期中起到關(guān)鍵性的作用：

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣に囯A段的產(chǎn)品加工路線、加工方法等。

2、設(shè)計(jì)質(zhì)量信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹圃熨|(zhì)量信息，其中設(shè)計(jì)、工藝中部分信息作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)仍出

現(xiàn)在制造質(zhì)量信息中，如設(shè)計(jì)參數(shù)等。

3、在售后服務(wù)階段，設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)質(zhì)量變化體現(xiàn)在單獨(dú)提取消耗件、備用件等。

利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的過(guò)程就使最初的設(shè)計(jì)理念要經(jīng)過(guò)CAD平臺(tái)的設(shè)計(jì)，CAE平臺(tái)的仿真，CAM平臺(tái)及CNC設(shè)備的加工制造，同樣，貫穿不同階段工具的核心也在于數(shù)字化模型的統(tǒng)一。

怎樣使最終制造出來(lái)的產(chǎn)品高質(zhì)量，那必須抓住核心要素：數(shù)字化模型質(zhì)量PDQ（Product Data Quality）。

所謂PDQ，它涉及到CAD模型的描述及可視化內(nèi)容。它考慮到了CAD模型的所有的屬性（即：準(zhǔn)確的定義，結(jié)構(gòu)完整性等），為以后的制造使用起到至關(guān)重要的作用。

為何要在設(shè)計(jì)初期提高PDQ?

建立CAD模型的設(shè)計(jì)者認(rèn)為數(shù)模是好的，因?yàn)槌跏糃AD設(shè)計(jì)系統(tǒng)沒(méi)有抱怨任何問(wèn)題；但是，有時(shí)下游的用戶稱(chēng)它們是壞的，因?yàn)閿?shù)模反應(yīng)出不精確和不真實(shí)的特征。數(shù)據(jù)信息在傳遞過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題！

產(chǎn)品PDQ問(wèn)題主要分為三個(gè)類(lèi)型：

1、幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

所有模型元素(點(diǎn)，曲線，曲面，殼)是否正確地定義和連接在一起?

2、精確度

所有模型元素是否符合公差要求；連接的模型組件是否正確地裝配擬合在一起?

3、真實(shí)性

所有模型元素是否在加工階段可以實(shí)現(xiàn)?

一旦數(shù)模的格式或平臺(tái)改變，這些問(wèn)題就會(huì)以破面、數(shù)據(jù)丟失的形式暴露，直接導(dǎo)致后期加工或分析時(shí)的延時(shí)！

數(shù)據(jù)幾何質(zhì)量問(wèn)題造成的因素分為兩類(lèi)，一為設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致，例如設(shè)計(jì)時(shí)的公差設(shè)定，約束是否到位，而最關(guān)鍵的因素在于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，包括格式的轉(zhuǎn)換，版本的轉(zhuǎn)換，平臺(tái)的轉(zhuǎn)換。一旦轉(zhuǎn)換前后的公差、幾何拓?fù)洹⑵脚_(tái)內(nèi)核不同，都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、完整性、穩(wěn)定性造成影響。數(shù)據(jù)上產(chǎn)生的幾何問(wèn)題一般都是極其微小的，大部分在設(shè)計(jì)階段很難發(fā)現(xiàn)，但是一旦進(jìn)入制造階段，因幾何問(wèn)題造成過(guò)切、短刀、跳刀卻頻頻發(fā)生，所以必須在制造前期有效地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并快速解決問(wèn)題。

例如常見(jiàn)的數(shù)據(jù)幾何問(wèn)題：不連續(xù)面造成實(shí)體變成片體，面丟失導(dǎo)致幾何數(shù)據(jù)不完整等。

產(chǎn)品數(shù)模的幾何質(zhì)量是整個(gè)開(kāi)發(fā)周期中的關(guān)鍵因素，也是核心力量，它的質(zhì)量高低直接影響到最終真是產(chǎn)品的質(zhì)量高低。制造商每年在產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題上花費(fèi)的成本高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。配合不當(dāng)、廢品以及返工問(wèn)題令制造商們苦惱不堪。

隨著三維CAD軟件的廣泛應(yīng)用，工業(yè)界早已意識(shí)到產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件中存在的問(wèn)題會(huì)影響產(chǎn)品數(shù)據(jù)在后續(xù)過(guò)程中的使用。很多標(biāo)準(zhǔn)化組織均制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量，如：解決當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)關(guān)鍵質(zhì)量問(wèn)題的SASIG-PDQ，針對(duì)通用制造業(yè)中存在的產(chǎn)品數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的ISO 10303-59。這些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)描述了對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的質(zhì)量需求，質(zhì)量測(cè)量過(guò)程，以及描述質(zhì)量驗(yàn)證結(jié)果的方法。

通過(guò)早期檢查來(lái)發(fā)現(xiàn)并處理數(shù)模的幾何問(wèn)題能有效的避免問(wèn)題在制造階段暴露并造成返工，大大縮短因PDQ造成的開(kāi)發(fā)周期延時(shí)。

設(shè)計(jì)階段PDQ的控制策略：

1、允許對(duì)PDQ標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容圈定一個(gè)子集，并采取相應(yīng)的限制參數(shù)；

2、定期在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量控制；

3、制定相應(yīng)檢查錯(cuò)誤的方法，提高用戶的競(jìng)爭(zhēng)力；

4、遵循模型高質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)行平臺(tái)交換或歸檔。

PDQ的核心價(jià)值在于在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)階段有效地控制數(shù)據(jù)幾何問(wèn)題！

某企業(yè)針對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)階段著力控制產(chǎn)品PDQ后：

2003年底，25％的存儲(chǔ)的模型有嚴(yán)重錯(cuò)誤。2005年底數(shù)據(jù)問(wèn)題解決。

從2003年初到2005年底，標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)量的增加和質(zhì)量水平：

高質(zhì)量的模型從45％至78％

輕微質(zhì)量的模型從40％至61％

由于從控制數(shù)據(jù)質(zhì)量方面很難用直接的方式計(jì)算投資回報(bào)率，所以我們可以從隱性成本及不同部門(mén)區(qū)分來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，經(jīng)保守估計(jì)，如果企業(yè)的數(shù)據(jù)100%擁有高質(zhì)量像雷諾這樣規(guī)模的企業(yè)每年大約可以節(jié)省980萬(wàn)美元。