在策划产品模块化时,应该明确模块化的目标是什么。也就是说,要弄清楚为什么要开展模块化?最终要达到什么样的目标?采取什么样的模块化策略?需要制定哪些程序和规则?模块化的实施途径及管理方法是什么?现行的设计体系需要进行哪些改变?
现代产品设计已不再是设计“一个产品”,而是设计“一个平台”。利用平台的通用性和模块的重用性,实现产品的系列化和多样化。它的基本思想是开发一个通用的产品平台,利用它能够高效地创造和产生一系列派生产品,使得产品设计和制造过程的重用能力得以优化,有利于降低成本,缩短产品上市时间,还可以实现零部件和原材料的规模经济效应。
所以,模块化平台的建设是一项企业级的战略决策,如图6-22所示。
图6-22 平台建设是一项企业的战略
模块化设计需要两类人员,即平台设计师和产品设计师。
负责模块化总体设计、规划飞机通用结构平台的人被称为“平台设计师”。产品结构平台是自顶而下设计的,即从客户需求开始,进行功能分解和结构分解,得到模块及其组成,建立模块化产品结构。
而产品设计师是在模块化的平台上开展产品设计、制造、验证和集成。
图6-23所示为产品模块化的分解和集成的过程。
图6-23 产品模块化的分解和集成的过程
产品“平台”是一个由项目专家创建和维护的产品分解结构,并用选项和选项组合来定义所需的解决方案(构型)。
1)创建产品平台的关键技术
(1)产品分解结构的生成、修改和维护。
(2)组织分解结构的生成。
(3)按WBS与OBS对等原则,将工作包分配给综合产品团队。
(4)定义、维护和查询选项及选项组。
(5)建立选项与模块的关系。
(6)模块的并行产品定义。
(7)利用“向导”,将CAD模型与产品结构关联。(www.xing528.com)
2)产品平台的设计
产品平台的设计工作包括通用产品平台的总体设计和特定变量生成。
(1)通用产品平台设计是设计一个包含若干选项的“产品平台”,其设计步骤有分析平台必要的选择性、查询现有产品的重用性、创建通用产品定义(构建支持选项的产品设计;重用已有的和创建新的产品设计数据;建立选择产品选项的规则;若必要,进行评价和迭代)、发放和维护平台。
(2)特定变量的生成是利用该“平台”来定义和创建若干产品变量,适应广大的客户或市场需求,其生成过程如下:识别所需的特定变量、评价当前平台的重用性、创建变量定义(指定变量选项;用可交付成果创建变量;如需要,编辑、设计和定义可交付成果;如必要,评价和迭代)、发放和维护所生成的变量。
一个客户选项对应一种客户可选择的使用功能,客户选项目录(客户菜单)就是按功能分解的所有选项的汇总。
通过模块与选项的关系,以及模块与模块的关系,可以评估产品模块化分解是否合理,以及模块的工作量大小和整体协调性的平衡情况。
基于产品平台的设计工作流程如图6-24所示。
图6-24 基于产品平台的设计工作流程
MOM—型号选项管理员(model option manager)
通用产品结构(generic product structure)是一种可生成产品变型的产品结构。当客户选项选择作用于通用产品结构时,从通用产品结构可以过滤出对应于客户选择的构型。
从通用产品结构可以过滤出精确的产品结构,即所谓的“客户构型”。
民用飞机的通用产品结构模型如图6-25所示。
产品通用产品结构模型包括下述上下文关系:结构上下文;协同上下文;构型上下文;版本上下文;变型上下文;闭包上下文。通用产品结构模型的上下文关系如图6-26所示。
图6-25 民用飞机的通用产品结构
图6-26 通用产品结构的上下文关系
模块化结构的优点在于模块的重用性和可配置性,当通用产品结构以模块为单元进行搭建时,就显示出它的优越性。
过去,波音的APL系统和麦道的PRIMS系统很难建立通用产品结构。因为客户飞机的构型是以零件为单位进行管理,在每张图纸上都要标上“有效性”(架次号)。从777飞机项目开始,波音公司提出了一种“模块化”构型管理思想。把有效性的标注从零件一级提升到模块一级,模块标注有效性,而零组件不再标注有效性。
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