控制阀产品结构与零件分类的管理

魏冬, 董狄军,孙健

(浙江三方控制阀股份有限公司，浙江 杭州 311400)

随着我国现代化工厂的快速发展，作为最终执行元件的控制阀，小批量、多品种、面向用户的设计生产和装配已经成为主要的生产模式，传统的一个控制阀产品对应一张明细表的产品结构管理模式已不能适应现代企业的管理要求。如何建立某一通用控制阀产品结构描述管理，实现相似控制阀产品和零件的筛选和组装以便实现某一类或某一系列控制阀的结构管理，成为控制阀产品结构管理必须考虑的问题。

随着现代生产的进步，特别是对于PDM[PDM是以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括工作流程和更改流程)的技术]系统在工厂的实施，还需要有恰当的零件分类、命名和编码才能使零件的计算机管理效率和利用率得到提高，便于缩短设计、生产的时间和降低生产成本。

1 控制阀产品结构管理

这里重点描述控制阀零件之间的装配级别和装配数量关系。要理顺产品的结构关系，必须对产品结构进行规范化设计，以气动单座调节阀产品为基础数据，针对产品模块化设计、结构树、属性进行系统的归纳整理，编制通用控制阀产品结构描述管理。

1.1 控制阀产品模块

采用模块化设计和管理的方法，将气动单座调节阀产品分成阀门本体组件、执行机构组件、附件3个模块(如图1所示)。通过产品模块划分，可对预定义的可配置功能模块进行组合，最终得到一个满足用户工况的控制阀产品。由于附件相对独立，须根据客户要求进行选配确定，只在生产BOM(Bill of Material，物料清单)表中详细描述，因此，在以下的分类结构树中均不包含附件模块。

图1 控制阀产品模块划分图示Fig.1 Diagram of model division of control valves

1.2 控制阀产品结构树

将构成气动单座调节阀的所有零件进行分解，若有二级部件，则进一步分解直到底层零件为止，形成分层树状结构。气动单座调节阀的产品结构树如图2所示。

图2中表示了产品零件之间的层次关系及每个节点包含的相应属性。工程师可在PDM系统“结构管理器”应用程序下创建零件间的使用关系，如图3、图4所示。在结构管理器下，可以将已经创建好的零件添加为某个装配件的子零件，也可以在装配件下直接创建一个子零件；在更新装配件时，能够显示出新添加零件及新删除零件或属性；可以把装配中使用的大量相同零件打包；可导出BOM并直接用于生产服务。

图2 控制阀产品结构树Fig.2 Structure tree of control valves

图3 阀门本体组件产品结构Fig.3 Structure of components for valve body

图4 执行机构组件产品结构Fig.4 Structure of component for actuator

2 控制阀零件分类管理

图2的树状结构是一种仅以隶属关系管理产品及零件的纵向管理方式，在PDM系统中随着数据量的增加，不利于建立、使用和维护这些数据，须引入以材料、功能、用途、结构等特征因素进行分类的横向管理方式，进一步优化工厂对零件、产品等信息的管理。

2.1 分类结构树管理

控制阀产品由阀门本体组件、执行机构组件2个功能模块组成，各个模块又由不同的零件组成，按其功能和结构的相似性，用“组—类—属性”的层次结构，将图2产品结构树的零件进一步分类，形成分类层次结构树，从顶层到底层依次是零件设计分类(为组)、零件名称大类(为抽象类)、功能名称细分(存储类)。具体如表1、表2和图5所示。

图5 零件族分类结构树Fig.5 Structural tree of classification of part family

表1 零件分类结构Table 1 Classification structure of parts

表2 控制阀零件分类结构表Table 2 Classification structure of parts of control valves

通过在分类模块中建立分类结构树来管理PDM系统中的专用件、标准件、通用件等基础数据，这样既可以增加重复件的使用，也可以加快在计算机系统中查找零件的速度，从而提高工作效率。

2.2 分类属性管理

在编制零件分类结构表的同时，用零件特性表存储同一类零件族内不同零件的特性值，表中每一行对应着一个零件实例(如表3所示)。

表3 控制阀零件特性表Table 3 Features of parts of control valves

2.3 零件分类编码规则

零件分类编码采用数字和字母混编的形式,用5位编码来标识每个零件的特征，并保证唯一。由分类编码和标识码组成：分类编码用于区分零件设计分类、零件名称大类、功能名称细分；标识码表示同一零件族内不同零件的属性，采用两位流水码，控制阀零件分类编码如表4所示。

表4 零件分类编码规则Table 4 Coding rules for classification of parts

例如编码P1102的零件，第1位P表示阀门本体组件专用件，第2位1表示阀芯，第3位1表示套筒导向阀芯，第4、第5位02表示阀座直径80，流量特性是线性。

3 结语

在新产品的设计过程中，企业会有大量使用标准件和重用已有零部件的情况，这样，企业的一个产品之中或产品零件之间存在着大量的零件相互借用情况。通过制定控制阀产品结构与零件分类管理规则，可提高零件的互换性，降低生产成本，以及重用产品设计知识，更易查找和检索数据，节约设计时间，达到提高工作效率，节约生产成本的目的。