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如何对研发端三维零部件数据进行准确、快捷、高效分类 | 其实不复杂

 

 

哲学概念:什么是分类?为什么要分类?
 
说到哲学和分类不要头疼,这是我们“高级动物”的特质,中华民族的先贤们也曾就类别、归集等有过很多优美简练的词句和表达,比如所有人耳熟能详的“金木水火土”、“阴阳八卦太极”等等。
 
分类的目的其实也很简单,便于取用,提高效率,有可能的话合并近似,减少重复。传统意义上的“分类”,用一句话比喻是“把物品放在正确的抽屉里”。电商有类别,新闻有栏目,超市有分区,书店有书架,凡此种种,不一而足,都是为了达成方便取用和合并归集这两个主要目的。
 
首先向“传统”分类提出挑战的是我们日常生活中常见的搜索引擎,度娘还有远去的谷歌,LOGO加搜索词输入框构成了搜索引擎的“标准像”,广义的搜索引擎,涉及对网页、商品、音视频、图片甚至引申到房子(搜房)、车子(汽车之家)、配偶(百合网)、路线(高德地图)、职位(51job)的查询。
 
搜索引擎的存在打破了沿着分类路径去选择的传统方法,形成了目前广泛存在的搜索引擎、分类法、属性过滤三种主流信息检索方式的架构。
 
用一个例子串起来,在电商应用中输入“手机”或者在分类中点击“手机”类别,然后根据操作系统、屏幕尺寸、存储容量等你等参数属性进行过滤,将结果筛选至10-30种时,消费者才有意愿进行逐一查看或者两两对比,当结果多于50或多于3页时,“正常人”往往选择追加新的参数,从而进一步压缩和减少符合条件的结果数量。
 
换句话说,人们能够“容忍”在50个以内(其实大多数时候是10个以内)的结果中进行挑选,在图书馆书架前徜徉书海,只是一种“诗和远方”的美好场景而已,大多数时候我们直奔图书查询电脑甚至是在图书馆的手机App中挑选。

 

 

 

制造业产品研发端

零部件数据的分类与管理

 
研发数据同理。
 
三维设计大行其道的今天,研发数据的容量和数量、品种快速膨胀,PDM/PLM被用来管理海量的研发数据,越来越多的企业出于成本、效能的考虑,在以产品线->型号->部位->零部件的PDM纵向数据排列中建立横向的企业通用件/标准件重用库。
 
通过辅以必要的查询与分类帮助企业管理和优化零部件的借用与选取过程,并通过搜索引擎和属性过滤等方法帮助企业实现所谓的“知识管理”,希望将凝结了大量成本、时间和知识财富的历史零部件能够进行快速的借用与重用。
 
现实中,我们的企业是如何对研发三维零部件进行分类的呢?

 

 
基于公共或自有分类法:
按功能、部位等建立单一维度分类体系,比如西门子的ESN分类,中国中车物料组分类都是以三个大写字母来表达类别信息,如IBB=钢制螺钉,IBE=螺母,称为自有分类法或自定义分类法。
还有一些公共分类法,如eClass(具体请参考文章:【技术应用】Teamcenter+eCl@ss为企业数字化转型奠基)等,是对社会公共产品及服务进行的广泛的分类法,23-14-02-03这就是一级分类节点,表示软管夹,其中23=机械零部件,23-14=夹子,23-14-02=管夹,23-14-02-03=软管夹,像不像IP地址?
 
属性集与参数过滤:

分类的灵魂在于“属性集”,是对分配到该类别中的元素的描述,比如灯泡一定有亮度属性,而螺母则一定没有公称长度这个属性,对于不同的分类节点需要建立完善、有意义且各不相同的属性集,属性集是对分类节点中包含对象的具象描述,是进行参数过滤的文本要素,也是后续进行文本搜索的依据和来源。

不完善不准确的属性集,往往是很多企业建立基于PDM或其他信息化系统建立零部件分类管理的应用效能不尽如人意的关键问题所在,而建立完善的属性集所需耗费的工作量是其中的重要原因。

根据属性集的数据来源,我们将其分为几何属性和非几何属性两类,几何属性是指三维模型自身表达的各类尺寸,形状数值,如长宽高直径等等,非几何属性一般指物料属性,如编码、材质等。后者通过系统间的读写可以实现自动匹配,而前者往往需要手工填写和维护。

 
海量数据的归类作业:

建立分类体系和属性集后,日常研发数据如何被高效的进行归类呢?手动归类,人工划分,最终进步为系统读写。分类系统建立的与CAD/PDM/PLM/ERP系统间的接口程序,须将与属性集相关的字段映射至分类系统,并据此为零部件数据“贴标签”,上述标签基本局限于非几何字段,而关键性的几何信息如孔的深度、直径、位置和数量等由于其均以模型方式表达,要想让其成为字段信息写入分类系统,则需要付出相当多的努力。

比如一个普通的连接板,物料代码、材质、表面处理、所在型号等信息比较容易完善和对接,但尺寸,孔位等信息对分类至关重要的几何特征要想逐一完善则不那么容易,而几何属性信息缺失导致分类法失效的例子笔笔皆是。

以某制造业企业为例,在项目实施阶段,工程师抱怨道:“在ERP/PDM系统中用关键字查找‘支架’,会出现625个结果,即使通过材质等进行过滤后,仍然超过200个,我不可能一一打开确认后再进行借用,本来是非常简单的零件,画一个比找一个快多了。”好吧,很是中肯,也没有理由责怪谁。

 

解决之道就在其中:
多维度+属性集+几何/非几何参数+快速查询的即时分类体系
 
标准的三维零部件数据资源分类管理解决方案的技术要求需要包括:
 
系统/工具独立于PDM/CAD运行,但应用界面可被融入上述研发平台;
 
分类系统/工具对PDM中保存的原始模型数据不应进行检出和修改操作,仅以索引方式开展,换句话说,是对“马甲”进行分类;
 
分类标签索引至少应包含:
  • 可用于预览的小尺寸预览图:用于在搜索或预览视图中快速展现
  • 三维交互式快照:用于支持对模型数据的细节查看和几何索引创建
  • 来自周边信息化系统关于模型数据的属性字段映射:例如保存在PDM中的代码和型号、版本信息,ERP系统中的库存、货期信息,CAD系统中的命名、材质信息等等
  • 几何拓扑信息清单:用以以文本枚举方式记录的模型几何特征,专业术语称为“模型指纹”
 
文本与几何搜索引擎:支持对上述几何与非几何信息进行复合、多维度的搜索和布尔运算
 

模型许用条件标记:对公共标准件、自有标准件(企标件)、通用件等进行标记,同时显示优选、许用、禁用、过期等状态

 
搜索结果的对照功能:支持文本属性排列对比,3D动态对比,2D静态对比等

 

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