基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法与流程

日期:2019-04-09 07:57:41


本发明属于零件编码技术领域,涉及一种基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法。



背景技术:

随着科学技术的进步、产品的快速更新换代以及客户需求的多样化,传统的单一批量生产逐渐向多品种、小批量生产方式转换。产品零件多品种、小批量特征非常显著,目前正处于引进先进加工技术、管理工具,构建信息化管理平台,突破传统的功能型生产模式,提升生产力水平和效率的关键阶段,但是工艺成组和零件分类工作开展相对较少。成组技术作为一种高效的生产组织方法,是面向新型、高效生产模式转化和流程提升的重要保障,而零件分类编码规则及系统的开发又是成组技术实现的必经之路。通过对零件特征进行梳理分类,建立科学合理的零件特征、分布规律及其分类规则,进而提出满足航空企业“多品种、小批量”生产水平提升需求的零件分类结构方案,为后续计算机辅助零件分类编码系统开发、工艺成组标准化、精益生产单元建设奠定坚实基础。从而采用适当的高效设备、工装和流水生产方式,使小批量生产获得大批量生产的效益,达到缩短生产周期、提高生产率、降低成本、简化生产管理、减少在制品积压、稳定生产质量等目的,最终大大提高企业的生产水平和竞争力。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供一种基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法,构建的产品零件分类编码系统可跨型号应用,在系统构建初期,可先选定某一型号作为样本,对其零件进行信息统计、分析与处理,在后续系统应用、维护过程中,其他型号零件信息可不断纳入,提升工艺人员的工艺设计效率。

本发明是这样实现的:

一种基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法,其包括以下步骤:

S1、筛选零件样本数据并建立产品数据库:结合产品的设计信息、工艺信息以及应用标准,选取EBOM和三维模型作为分析样本,从结构相似性、材料相似性和工艺相似性三方面进行分析,获得的零件样本数据包括零件编号、零件名称、材料信息、热处理信息、表面处理信息、特种检查信息、加工方法和对称性信息,进而建立产品数据库;

S2、对零件特征进行分类编码:基于步骤S1的零件样本数据,对零件特征进行分类编码,其中,第一级零件分类编码依据产品类型、零件结构名、零件类型、原材料、热处理要求、表面处理要求、特殊检查要求、几何特征、毛料尺寸和关键特性进行分类;第二级零件制造工艺编码依据零件工艺方法、热处理工艺、表面处理工艺和特殊检查工艺进行分类;第三级零件制造资源编码依据企业工艺现场布局、标准作业指导书和标准作业图进行分类;所述第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码共同构成零件分类编码的三级架构;

S3、创建零件特征编码:基于步骤S2的所述零件分类编码的三级架构,创建零件特征编码,其中第一级零件分类编码结构包括主码和辅助码,并且所述主码和辅助码之间采用标识符进行区分,所述主码的码段为基本码加可变码,所述基本码用于描述零件的基本特征或形状,所述基本码的码段包括产品类型预置码、零件结构名分编码、零件类型分编码和原材料分编码,所述可变码用于描述变形特征或附加特征,所述可变码的码段包括热处理要求分编码、表面处理要求分编码、特殊检查要求分编码、几何特征分编码和毛坯尺寸分编码;所述辅助码为预留位,所述辅助码包括关键特性分编码,在需对所述主码进行补充定义时将所述补充定义赋予辅助码;第二级零件制造工艺编码划分为四个码段,包括工艺方法分编码、热处理工艺分编码、表面处理工艺分编码和特殊检查工艺分编码,每个码段依据第一级零件分类编码进行补充;第三级零件制造资源编码的主码与第二级零件制造工艺编码一致,当同一类零件存在多个标准加工流程时,系统通过辅助码进行识别,第三级零件制造资源编码中工艺编码反映生产加工单位或工位和加工工艺性质中的一个或者多个;

S4、构建零件特征逻辑关系:结合第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码,分别建立各特征分编码中特征要素的逻辑关系、同一级编码以及不同级编码之间的逻辑关系,产品数据库和同一级编码构成零件加工工艺知识库,不同级编码之间的逻辑关系知识库构成零件关联关系知识库,第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码分别对应工艺方案设计、工艺规划设计和工艺详细设计三个阶段,第一级与第二级关联关系知识库实现工艺方案设计到工艺规划设计的过渡,第二级与第三级关联关系知识库实现工艺规划设计到工艺详细设计的过渡;以及

S5、建立零件分类编码系统:根据上述步骤得到的零件特征分类、编码及逻辑关系,建立零件分类编码系统,所述零件分类编码系统包括数据存储层、逻辑控制层和应用功能层,所述数据存储层包括零件加工工艺知识库和数据库存取层,所述零件加工工艺知识库为所述数据存储层提供数据支撑,所述数据存储层位于所述零件分类编码系统的底层,所述数据存储层之上为所述逻辑控制层,所述逻辑控制层包括零件分类数据模型管理模块、零件分类编码全生命周期管理模块、零件分类特征数据提取模块、数据接口管理模块和基础功能模块,用于系统业务逻辑的处理、数据关系的构建,并通过用户界面对用户的输入信息进行交互和反馈,所述逻辑控制层的上层是所述应用功能层,所述应用功能层包括与应用系统平台之间的集成访问接口和提供数据的分发接口,用于与应用系统平台进行数据交互,同时对数据进行逻辑处理和运算。

优选的,在步骤S3中,所述第一级零件分类编码为各分编码的线性叠加,配置所述第一级零件分类编码之前,预先配置好各分编码的结构,再在所述第一级零件分类编码结构中引用各分编码。

优选的,在步骤S3中,所述编码选用数字、字母或数字与字母结合的形式,保证编码无二义性。

优选的,在步骤S3中,所述第一级零件分类编码中产品类型预置码为两位数字,编码首位为除了“0”以外的数字。

优选的,在步骤S3中,所述工艺方法分编码基于所述第一级零件分类编码中零件结构名分编码、零件类型分编码、原材料分编码以及几何特征分编码进行赋码,所述热处理工艺分编码基于第一级零件分类编码中原材料分编码和热处理要求分编码进行赋码。

优选的,所述第三级零件制造资源编码以二维码方式表达在产品零件上。

优选的,所述基础功能模块包括用户基本信息管理子模块、系统功能角色管理子模块、部门管理子模块和流程配置与管理子模块,所述零件分析特征提取模块包括数模特征提取子模块和EBOM数据输入子模块,所述零件分类数据模型管理模块包括数据模型定义子模块、模型属性定义子模块和编码结构定义子模块,所述零件分类代码全生命周期管理包括零件分类代码申请子模块、零件分类代码审批子模块和零件分类代码维护子模块,所述数据接口管理模块包括数据发布状态管理子模块和数据发布接口管理子模块。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

本发明的产品零件分类编码系统可跨型号应用,在系统构建初期,可先选用某一型号作为样本,对其零件进行信息统计、分析与处理,在后续系统应用、维护过程中,其他型号零件信息可不断纳入,提升工艺人员的工艺设计效率,有效缩短生产周期,提高生产率,简化生产管理,稳定生产质量,降低生产成本,提升“多品种、小批量”零件的生产水平。

本发明的产品零件分类编码系统为后续零件组(族)构建生产单元提供工艺成组标准化支撑,为未来生产方式转化提供了所需的标准化基础工艺数据与知识。

附图说明

图1为本发明的基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法的流程图;

图2为本发明的基于成组技术的产品零件分类编码系统架构图;

图3为本发明的第一级零件分类编码架构;

图4为本发明的第二级零件制造工艺编码架构;

图5为本发明的第三级零件制造资源编码架构;

图6为本发明的应用逻辑图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。

一种基于成组技术的产品零件分类编码系统构建方法,如图1所示,其包括以下步骤:

S1、筛选零件样本数据并建立产品数据库:结合产品的设计信息、工艺信息以及应用标准,选取EBOM和三维模型作为分析样本,从结构相似性、材料相似性和工艺相似性三方面进行分析,获得的零件样本数据包括零件编号、零件名称、材料信息、热处理信息、表面处理信息、特种检查信息、对称性信息和加工方法,进而建立产品数据库;

S2、对零件特征进行分类编码:基于步骤S1的零件样本数据,对零件特征进行分类编码,其中,第一级零件分类编码依据产品类型、零件结构名、零件类型、原材料、热处理要求、表面处理要求、特殊检查要求、几何特征、毛料尺寸和关键特性进行分类;第二级零件制造工艺编码依据零件工艺方法、热处理工艺、表面处理工艺和特殊检查工艺进行分类;第三级零件制造资源编码依据企业工艺现场布局、标准作业指导书和标准作业图进行分类;所述第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码共同构成零件分类编码的三级架构;

S3、创建零件特征编码:基于步骤S2的所述零件分类编码的三级架构,创建零件特征编码,如图3所示,其中第一级零件分类编码结构包括主码和辅助码,并且主码和辅助码之间采用标识符进行区分,主码码段为基本码加可变码,基本码用于描述零件的基本特征或形状,基本码的码段包括产品类型预置码、零件结构名分编码、零件类型分编码和原材料分编码,可变码用于描述变形特征或附加特征,可变码的码段包括热处理要求分编码、表面处理要求分编码、特殊检查要求分编码、几何特征分编码和毛坯尺寸分编码;辅助码为预留位,辅助码包括关键特性分编码,在需对主码进行补充定义时将所述补充定义赋予辅助码。第一级零件分类编码为各分编码的线性叠加,配置所述第一级零件分类编码之前,预先配置好各分编码的结构,再在所述第一级零件分类编码结构中引用各分编码;如图4所示,第二级零件制造工艺编码划分为四个码段,包括工艺方法分编码、热处理工艺分编码、表面处理工艺分编码和特殊检查工艺分编码,每个码段依据第一级零件分类编码进行补充;如图5所示,第三级零件制造资源编码的主码与第二级零件制造工艺编码一致,当同一类零件存在多个标准加工流程时,系统通过辅助码进行识别,第三级零件制造资源编码中工艺编码反映生产加工单位或工位和加工工艺性质中的一个或者多个;

S4、构建零件特征逻辑关系:如图6所示,结合第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码,分别建立各特征分编码中特征要素的逻辑关系、同一级编码以及不同级编码之间的逻辑关系,产品数据库和同一级编码构成零件加工工艺知识库,不同级编码之间的逻辑关系知识库构成零件关联关系知识库,第一级零件分类编码、第二级零件制造工艺编码和第三级零件制造资源编码分别对应工艺方案设计、工艺规划设计和工艺详细设计三个阶段,第一级与第二级关联关系知识库实现工艺方案设计到工艺规划设计的过渡,第二级与第三级关联关系知识库实现工艺规划设计到工艺详细设计的过渡;以及

S5、建立零件分类编码系统:根据上述步骤得到的零件特征分类、编码及逻辑关系,建立零件分类编码系统,如图2所示,零件分类编码系统包括数据存储层、逻辑控制层和应用功能层,数据存储层包括零件加工工艺知识库和数据库存取层,零件加工工艺知识库为数据存储层提供数据支撑,数据存储层位于所述零件分类编码系统的底层,数据存储层之上为所述逻辑控制层,逻辑控制层包括零件分类数据模型管理模块、零件分类编码全生命周期管理模块、零件分类特征数据提取模块、数据接口管理模块和基础功能模块,用于系统业务逻辑的处理、数据关系的构建,并通过用户界面对用户的输入信息进行交互和反馈,逻辑控制层的上层是所述应用功能层,应用功能层包括与应用系统平台之间的集成访问接口和提供数据的分发接口,用于与应用系统平台进行数据交互,同时对数据进行逻辑处理和运算。

优选的,在步骤S3中,编码选用数字、字母或数字与字母结合的形式,保证编码无二义性。

在本实施例中,如图3所示,第一级零件分类编码结构由“主码+辅码”形式构成,主码和辅助码之间采用标识符进行区分,主码码段为“基本码+可变码”,基本码用于描述零件的基本特征/形状,由码段和码位确定,基本码的码段包括产品类型预置码、零件结构名分编码、零件类型分编码和原材料分编码;依据产品类型分类方案与结构形式,产品类型预置码为两位数字,为了避免字母与产品类型类别原使用的字母混淆以及所使用的字母不连续等情况,同时结合产品类型预置码作为第一级零件分类编码首位,不易使用数字“0”作为编码起始位等情况;零件结构名分编码为三位,分别为两位字母和一位数字,为了便于工艺人员区分零件结构名中零件基本分类名称和零件子类名称,零件结构名分编码基本分类采用两位字母表示,一般为零件基本分类首字母缩写,子类采用一位数字表示,若暂时只有零件结构名基本分类,没有子类,则子类编码部分使用数字“0”补齐;零件类型分编码为三位数字,零件类型第一位为零件类型基本分类,后两位为零件类型子类,若只有零件类型基本分类,暂无子类,则零件类型子类编码部分使用数字“00”补齐;若从设计提供的数据信息中直接仅能判断到零件基本分类,不能判断其子类的情况,则可由零件材料信息判断零件类型子类,或由工艺人员补充零件类型子类,或空缺以数字“00”代替;原材料分编码采用八位数字表示,每一个流水码包含的原材料牌号、供应状态、材料规格、技术标准定义为第一级零件分类编码中原材料分编码属性,作为后续其它分编码材料信息输入。可变码用于描述变形特征或附加特征,码位固定、码段不固定,可变码的码段包括热处理要求分编码、表面处理要求分编码、特殊检查要求分编码、几何特征分编码和毛坯尺寸分编码;热处理要求分编码为五位,分别为四位数字、一位字母,辅助码为两位字母数字组合,主体部分对热处理工艺规范及各规范适用的子方法进行编码,辅助码定义设计信息中对零件热处理特殊要求,用于辅助判断特殊零件热处理;表面处理要求分编码每段为六位,分别为四位数字和两位字母数字组合,前四位数字代表表面处理工艺规范,第一位字母数字组合代表工艺规范中适用的子方法,最后一位字母数字组合代表覆盖层厚度或涂漆颜色类型;特殊检查要求分编码为两位,为两位数字;几何特征分编码每个一级特征采用一位字母表示,每个二级特征及可选项采用一位数字表示;毛料尺寸分编码采用一位字母表示。辅助码为预留位,为字母和数字组合,辅助码包括关键特性分编码,如果需对主码补充定义,将其内容赋予辅助码,该码段可缺省,不影响零件分类;零件分类编码为各分编码的线性叠加,配置零件分类编码之前,预先配置好各分编码的结构,再在零件分类编码结构中引用各分编码。

第二级零件制造工艺编码在第一级零件分类编码基础上,随着工艺方案设计、工艺规划设计等过程逐渐形成,完善和发布,便于建立零件分类编码与加工流程编码之间的逻辑关系,同时可支持工艺详细设计,支持ERP决策、运行,用于生产线规划和平衡等。如图4所示,第二级零件制造工艺编码包含工艺方法分编码、热处理工艺分编码、表面处理工艺分编码和特殊检查工艺分编码,与第一级零件分类编码方式不同,从四个维度方面考虑,划分为四个码段。每个码段依据第一级零件分类编码补充完善,工艺方法分编码由两位(一位数字和一位字母)为一组按序构成总码位,针对不同零件类,工艺方法总码位不定,即工艺方法为可变码,为了与第一级零件分类编码衔接,工艺方法分编码形式由“主码+辅码”构成,其中主码中基本码为第一级零件分类编码中结构名分编码和零件类型分编码,可变码为工艺方法大类与子类编码,辅码为预留位,后续可定义零件加工单元编码或数控加工设备编码;热处理工艺分编码为一位数字;表面处理工艺分编码为一位数字;特殊检查工艺分编码为两位数字。

第三级零件制造资源编码主码基本与第二级零件制造工艺编码基本一致,当同一类零件存在多个标准加工流程时,系统通过辅助码进行识别,如图5所示,零件制造资源编码前两位表示生产加工单位(按企业分厂代码编制+工段代码),中间部分表示典型工序名,在第二级零件制造工艺编码结构中的工艺方法分类基础上细化完善,后两位表示操作要求(典型操作示例、典型操作程序等)。

优选的,第三级零件制造资源编码以二维码方式表达在产品零件上。

在具体应用中,本发明的系统划分为工艺方案设计、工艺规划设计和工艺详细设计三个阶段,分别对应第一级零件分类编码、第二级制造工艺编码和第三级制造资源编码,其具体应用工艺包括如下过程:

(1)针对新零件或现有零件,由计算机辅助零件分类编码系统或人工读取与识别EBOM数据表或零件三维模型等包含的信息,包括零件产品类型、零件名称、零件编号、零件类型/加工方法、原材料牌号、状态、规格、标准、热处理要求、表面处理要求、特殊检查要求、零件模型几何特征、毛料尺寸等。

(2)针对接收的产品零件数据信息,结合第一级零件分类编码使用说明和零件分类编码表,工艺人员利用计算机辅助零件分类编码系统对每个零件辅助编码,首先计算机辅助零件分类编码系统依据零件EBOM信息或三维模型自动生成第一级各码段编码值,工艺人员只需针对生成的编码的完整性、正确性等方面核实与修改,同时依据系统提示并参考零件三维模型对零件几何特征进行编码。此外,几何特征分编码需要工艺员通过系统零件三维模型展示选择零件几何特征,系统自动生成几何特征分编码。

(3)工艺人员通过计算机辅助零件分类编码系统中形成的第一级零件分类编码,自动将分类码相同或相近的零件划分为一类,并进行企业路线分工。若工艺成组零件分类知识库中没有新零件相应的零件分类编码,则工艺人员依据第二级零件制造工艺编码使用说明和编码表编制该零件制造工艺编码,系统自动存储在零件制造工艺知识库。

(4)工艺人员依据计算机辅助零件分类编码系统已生成的零件分类编码及制造工艺编码,车间工艺员梳理该零件制造工艺中典型工序信息,并使用系统对其进行赋码,车间工艺员只需进行局部工序的调整即可完成零件的编制工作。

本发明的产品零件分类编码系统采用柔性化的应用系统软件开发理念,建立具有一定通用型和概括性的数据结构模型和代码结构模型,在系统开发完毕上线后,由用户通过系统交互界面将零件分编码、零件整体分类编码、零件制造工艺编码等的数据结构和代码结构在系统中配置实现。

最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。



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