钣金件报价系统模型设计

【导读】
产品报价是一项复杂而又重要的经济行为,其快速与合理就会有利于报价双方能面对面坐下来并经多次商讨而确定产品的成交价格、具体贸易细节并最终达成协议、签订合同。与众多产
5.1系统的功能模块结构
   产品报价是指被询价企业根据产品技术要求、自身的经营管理状况、所处的市场环境以及客户特征等因素而针对客户所指定的产品及其特殊的材料、工艺、交货期等需求所报出的价格。产品报价是一项复杂而又重要的经济行为,其快速与合理就会有利于报价双方能面对面坐下来并经多次商讨而确定产品的成交价格、具体贸易细节并最终达成协议、签订合同。与众多产品的报价一样,钣金件产品的报价,需要各部门人员的协调上作,如技术、财务、商务等,必须综合考虑各种因素。通过前面对钣金件成本估算与报价流程的分析,本文建立了一种钣金件报价模型。
 
5.1.1总体功能模块结构
   根据对钣金件制造成本构成与成本估算的研究,为了使钣金件报价系统符合钣金制造企业的实际情况,更好的满足客户需求,系统需要重点解决以下几个方面的问题:

   (1)对钣金件加工的工艺流程的合理安排;

   (2)对钣金件加工的工时估算与工时定额;

   (3)对钣金件产品较为准确的成本估算与快速报价。

   由此,本系统可主要设置四个模块,分别是辅助制造模块、工时定额模块、快速报价模块和数据库管理模块。
 
   辅助制造模块主要完成两方面的功能:工艺流程规划与加工模拟。首先运用成组技术的基本原理对钣金零件进行分类,采用基于特征要素的表达方法来描述零件的各种特征,即采用荃于编码的零件描述方法,用户只要根据图形或文字提示选择相应的项目井愉入必要的参数即可较为准确地表达零件,这是工艺流程规划的前提。零件的参数主要包括两类:一类是总体特征参数,如材料、热处理要求、拓扑形状和尺寸等,可通过文字提示选择;第二类是几何参数,包括各组成要素的种类、尺寸、位置关系、精度等,可从钣金CAD工程图中获取。
 
   工艺流程规划可由预处理和工艺路线生成两部分组成。预处理是根据特征要素的参数信息,通过计算、分析、推理得到各要素的局部工艺信息,如各要素的定位、尺寸精度要求、工装条件等,然后进行综合归纳,得到零件总体信息,再根据推理得到的零件局部和总体信息,结合工艺编制的基本原则如工序集中原则、基准重合原则等,生成具体工序、加工余最及工装设备,生成加工工艺卡和钣金展开图,同时应用CAD/CAM技术对钣金件进行加上模拟。
 
   在工时定额模块,首先设定阔值,从案例库中检索若干符合条件的、匹配的案例零件,估算零件的加工工时。若难以检索到匹配的案例,则通过从工艺流程规划模块中获取的加工路线,逐段计算加工工时,在综合考虑宽放时间、各种系数之后确定零件的领定工时,同时估算生产工期,为企业的定最化管理、成本估算的实现与交货期的确定创造有利的条件。
 
   快速报价模块主要实现两个目的:企业内部对钣金件的成本估算与企业外部对客户的快速报价。首先应用作业成本法将钣金件制造过程划分为五个作业中心,确定五个作业成本库的成本动因费率,依据钣金件所消耗各作业成本库的成本动因数量,分别计算钣金件在各成本库所耗用的各项成本,将其之和累积,再加上企业的行政、财务、人事等管理人员的工资、办公费用与福利等其它费用,可估算钣金件制造成本。然后,综合产品技术、企业经营现状、市场环境,客户特征等各种价格影响因素,运用报价决策中的合适的目标、策略与方法,向客户进行快速、合理的报价。
 
   当然,系统必须有统一的数据库管理结构,支撑格个系统的运行,对用户的权限、客户的信息、各种技术参数的调用、工时定额的查询以及成本估算与报价的历史等信息进行统一、高效的管理。整个系统的功能模块如图5-1所示。
 
 
   在钣金件报价系统的四个模块中,数据库管理模块是整个系统运行的基础.在获取钣金件工程图之后,必须调用数据库管理模块中的各种数据,分门别类依次对工程图进行各种处理,得到有利于加工和报价的各种数据,特别是对辅助制造模块,只有充分利用各种加工技术信息,将钣金CAD工程图中的几何信息转化为工艺信息,在智能化选择各种加工参数后,对整个加工过程实现加工模拟,真正实现CAD/CAM的高效集成。
 
   相对企业用户而言,工时定额、快速报价两个模块主要实现对内和对外两方面的功能。工时定额模块对内可实现零件工时估算与批龟零件的工时定顺,为企业制定主生产计划以及定量化管理创造条件,对外可实现生产工期估算,为准确、及时回复客户的交货期创造条件;快速报价模块对内可实现零件的成本估算、分析和管理各项成本,在选择各种报价决策和方法之后,对外可实现在不同市场环境下,对不同特征客户及时、合理的报价。
 
5.1.2快速报价功能模块结构
   根据成本会计学原理,制造类产品成本主要有三部分组成,分别是生产成本、产品利润和税费。结合钣金件制造的具体情况,在快速报价模块主要考虑以下几方面因素:

   (1)工时估算。根据钣金CAD工程图,基于编码描述零件,对其进行工艺流程规划,同时提取特征信息,估算各工序加工工时,再通过各单位工时费率来计算钣金件加工作业的成本。
 
   (2)其他作业成本。根据钣金CAD工程图与预订单中的信息,估算消耗的各其他作业成本的动因总最,通过获得加工作业之外的其他作业成本动因费率,可估算出扳金件的其他作业成本,它与加工作业成本之和即是钣金件的生产成本。
 
   (3)办公费用、财务费用和各种福利等固定成本;各种报价决策影响因素;税费。这些费用或因素需根据企业、市场、政策以及订单的具体情况来确定。由此,快速报价功能模块结构如图5-2所示。
 
图5-2快速报价功能模块结构
 
5.2系统的信息模型与基本数据流程
5.2.1系统的信息模型

   钣金件快速报价系统是在并行工程整体技术的支持下,在产品信息共享的基础上进行的。快速报价包括接受客户询价信息、产品技术方案设计、生产成本估算和报价文件输出等几个过程,其信息流程如图5-3所示。
 
图5-3报价系统的基本信息流程
 
   企业接到客户的询价信息后,为了对客户作出快速反应,销街部、生产技术部、财务部、项目管理部等部门在计算机网络与产品数据管理系统的支持下,协调工作,并行作业。销鸦部将客户对产品的技术性能要求、交货时间与方式、质量要求等询价信息传递给生产技术部,同时将客户可接受的价格要求与产品特色、同类产品的市场价格、客户特征类型等信息传递给项目管理部。
 
   生产技术部根据客户的需要和各种要求,进行产品制造的可行性分析、制定产品技术方案并估算产品最短完工时间与制造成本,然后将产品技术方案、最短交货时间等信息反饿给销售部,将估算的制造成本传递给财务部。财务部综合制造成本、办公费、财务费、福利费、利润、税率等因素计算出产品的销售成本并传递给项目管理部。
 
   收到产品的销售成本后,项目管理部将比较客户可接受的价格与销售成本,若销售成本较高,则将信息反馈给生产技术部,由其通过改进产品技术方案来降低销售成本。满意后,项目管理部将综合市场环境状况、产品特色优势、竞争对手价格、客户特征等诸多信息制定产品价格,并反馈给销售部。销脚部将产品技术方案、销售价格、交货时间与方式等信息一并反馈给客户。
 
5.2.2系统的基本数据流程
   在本系统的运行过程中,无论是工时估算、加工模拟、成本估算还是快速报价,都涉及到大量各种类型的数据。必须对这些数据进行管理、维护,数据库能够将信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来,提供存储、维护、检索数据的功能,使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。数据库的设计是建立数据库及其应用系统的基础,是信息系统开发和建设中的核心技术。系统中采用SQL Server数据库,这是一个客户机/服务器关系型数据库管理系统(RDBMS),使用Transact-SQL语言在客户机和SQL Server之间发送请求。
 
   对于本钣金件报价系统而言,数据库的主要工作包括根据用户提取的钣金CAD工程图基本信息,查询与相关计算所需加工参数数据库、工时定额数据库等估算钣金件成本,同时根据客户信息数据库、报价决策方法库、报价单历史库等得到利润。通过对系统需求的详细分析,得到系统的基本数据流程图,如图5-4所示。
 
图5-4系统的幕本数据流程

   通过此基本数据流程图,可以清楚的看到系统所需的所有数据库及系统中所用到的所有基本数据的流向。
 
5.3工艺参数数据库设计
   在应用作业成本法估算钣金件各作业成本库中耗用的各项成本时,成本动因总最的估算是个重点,它关系到估算的准确程度。而在五个作业成本库中,加工作业成本动因总最,即钣金件的加工工时估算则是重中之重。设计结构合理、方便汽询与应用的加工工艺参数数据库,是钣金件加工工时估算的重要基础。下面以板材数控切割工艺参数数据库为例,阐述钣金件工艺参数数据库的设计理念。
 
5.3.1数据库的建立
   在提取了板材数控切剂工程图中的几何信息之后,为了获得切割工时,必须要确定加工设备适当的切割速度。而切割速度的影响因素众多纷杂,它由加工设备、工件材料和具体的加工参数等多方面的因素影响决定。比如对激光切割而言,有激光切割机的激光功率、喷嘴直径、板材的表面反射率、板材的厚度、辅助气体的种类、气压等等。由于加工对象和各种条件的变化,这些参数之间的组合相当复杂,工艺参数的数据最非常大,工艺参数的取舍非常困难。
 
   一种工件材料有若干厚度不同的板材,每一个厚度的板材又有许多组加工参数,因此,每一组加工参数都是与某一种材料及其某一厚度相关。为了避免出现很多的冗余信息,需要将加工参数与其所属的工件材料属性分开来存储,按它们的从属关系我们将存储模式分两层:工件材料属性存储在第一层,加工参数存储在第二层。层与层之间采用将上一层记录的关键字引入下一层相关记录的方法,使加工工艺参数数据库具有关系数据库的存储模式,具体格式见表5-1与表5-2。
 
 
   在记录格式1材料属性的记录中给每一种材料指定一个系统唯一的材料代号作为关键字。用记录中的材料熔点和易氧化程度来选择气割中的氧流最与等离子、激光切割中辅助气体种类,用记录中的材料硬度来选择水射流切割中的水压力和磨料种类。比如对材料熔点低的工件在气割中应适当减少氧流量,在等离子、激光切割中不能用氧气作为辅助气体,否则会产生较多的粘渣,易氧化的材料要选用惰性气体作为辅助气体;对材料硬度高的工件在水射流切割中应选择硅酸铬或金刚砂作为磨料等。在记录格式2切割参数的记录中用工件材料代号与材料厚度作为联合关键字,用来存储大量的加工条件,是加工工艺数据库的主体部分。
 
   数据库记录包含的信息存放在各个字段中,定义数据库结构涉及创建若干字段来存放用户为数据库表中的每一个记录所收集的信息,以便有效的对数据库进行管理,主要包括确定数据库字段、定义字段类型及其一长度。确定数据库字段时应注意以下几个方面:
 
   (1)增大数据库的完备性
   数据库系统的目的是创造有用的输出信息以及用户能用于总结和分析的信息,所以在建立加工参数数据库之前,应先对每一项有用的数据进行仔细分析。例如,不同的板材材料、板材厚度以及切割质最要求。由于涉及到的加工参数种类和内容有很大的差别,因此在结构设计时应尽量使得记录内容全面,同时系统应能够进行有效的查询和判断。
 
   (2)数据库资源适应共享需求
   一个数据库在大多数情况下不是孤立存在的,可能会调用其它的数据资源,也可能被其它的数据库调用,因此在建立数据库时,要有利于数据的共享。
 
   (3)减少数据的冗余度
   当字段很多时,同时可建立多个表格,按照共同的字段将它们连接起来,但注意去掉每个表格中在别的文件中可以查到的信息项,以避免冗余。即数据库机构不应包括重复的多余字段,为此,应有条理的处理各种数据,以便建立合适的数据结构。
 
   (4)字段命名简单明确
   在建立数据库之前.应为各字段建立一套命名规则,这些规则应简单易懂,容易记住,在修改系统时比较容易理解,避免不必要的令人费解的缩写。
 
   以激光切割为例,表5-3、表5-4和表5-5所给出的分别是切割工艺参数数据库中所建立的材料名称表、输入参数表与切割参数表。
 
 
5.3.2数据查询与应用
   在实际加工工艺参数中,某些参数的取值只有有限的几种,比如辅助气体种类、喷嘴形状等,它们的合理选择只需要一定的工艺知识和逻辑推理,而对于另外的一些参数,比如激光功率、水射流的压力与流最等,它们的取值是一个个区间,而不是可以选择的序列,这类参数的确定,不仅要用到逻辑推理,还要用到模型计算。根据这个特点,激光切割工艺参数可以分为两类:定性类数据和定最类数据。
 
   (1)定性类数据
   这类数据决定了加工条件的性质,取值不同的数据有着本质的区别,它们一般没有过渡的状态,正确的选择它们非常重要,它们的变化使得加工工艺发生显著的变化。比如气割中喷嘴的形状与直径。喷嘴用于向切剂区喷射辅助气体,其结构形状对切割效率和切割质量有着显著影响。气割喷嘴的形状一般有环形和梅花形两种,直径可选择的有1、2、3和4号。
 
   再比如等离子切割或激光切割中,辅助气体种类的选择主要依赖于工件材料的化学特性和用户要求的加工质量,根据经验,易燃材料只能选用惰性气体,如氮或氢,不能用氧气,在遇到可以选用儿种辅助气体时,要依据在不同辅助气休作用下的加工质最,在满足用户加工质量要求的前提下,选择能使加工效率最高的辅助气体。这一类数据的可选序列可以用集合来表示,处理起来比较方便。
 
   (2)定量类数据
   这类数据是在一个有限的区域内取值,可以连续变化,而变化的数值对其它加工参数产生一定的影响,比如工件材料的厚度,激光功率、水射流压力等,虽然它们的取值是一个个区间,非可选序列,但在数据库中应仍然可以直接获取。
 
   在实际加工过程中,用户的许多愉入在此工艺数据库中得不到愉出,例如板材没有具体厚度,切割质量没有相关评定优良的数据,因此需将“模糊即概念引入数据库中,可以使在有效范围内的任何加工条件都可以以获得相对应的工艺数据,便于实际操作。
 
   模糊关系数据库是以传统的关系数据库为基础,可以对非精确的、模糊的信息进行表达和处理。如工件厚度、加工精度要求等等.当工艺数据库中存在工件材料厚度、加工精度要求等参数时,能够从工艺库中较方便的选出一组推荐参数作为当前的加工参数,或做一些微小的调节。而当工艺数据库中不存在工件材料厚度、加工精度要求等参数时,则需要模糊推演出所需参数。
 
   应用模糊关系数据库理论来对工艺参数数据库进行修改和扩展,可以较好的解决定徽类数据无可选序列这一问题,在建立模糊关系数据中,应将工件厚度和加工精度这两项实际加工中的连续量模糊化,工件厚度的属性值分别为很厚、厚、中等、薄、很薄,工件加工精度的属性值为高、中和低。从图5-5中可以看出,隶属度为1的各个点,其对应的属性值就是工艺数据所对应的各个离敞点,模期查询的过程就是根据模糊关系的理论。将论域内的任意加工条件,归结到这些离散点上,得到最后的输出。
 
图5-5工件厚度与加丁精度的隶属函数
 
   在具体的数据库实施过程中,可以应用针对模糊关系数据库的扩展结构化查询语言SQL,通过扩展SQL语言,完全可以建立基于模糊关系模型的激光切割工艺参数数据库。在该数据库中,查询过程是首先对用户的输入模糊化,然后进行模糊推理和搜索,最后将输出结果精确化,得到确定的加工参数。
 
   用户在利用工艺数据库进行切割加工时,其输入是确定的量,数据库输出也是精确值,所以模糊关系工艺数据库实际上是通过建立模糊加工条件表来对查询过程进行模糊推理,从而得到与用户输入最接近的工艺数据。这样的模糊关系数据库,对于在应用范围内的任意输入都有唯一的输出,解决了实际加工条件输入难以得到相应输出的问题,能够自动选取加工参数,为加工的自动化控制作了充分的准备。
 
5.4系统的工作流程
   本系统工作流程主要包括以下四个方面的内容:

   (1)用户接受客户询价,在权限范围内安全登录本系统。
   系统首先确认用户的不同身份,只有超级管理员(Administrator)权限的超级用户才能使用权限管理模块的所有功能,可增加、删除、分配和修改各个用户对数据库的访问和操作权限,对系统的所有数据库进行管理和维护,其他用户则视其工作性质而被赋予有限的操作权限。
 
   系统中的用户包括两种:普通用户和管理员。普通用户可以进行输入信息、查询信息、报价等操作,但不能对系统数据做任何更改,普通用户提交的所有信息必须经过管理员审核以后才能决定能否输入系统数据库;管理员可以对系统进行所有的操作,包括确定用户权限、审核用户提交的信息、对所有数据库进行管理、修改、维护等。有了用户管理,用户在登陆时系统会要求用户输入用户名和密码,保证系统在使用中的安全性,防止商业对手获取产品或客户信息。
 
   (2)进行钣金件基本参数的定义和工艺流程规划及加工机床的选择。
   在获得钣金CAD工程图之后,系统首先自动产生报价编号流水码,同时对钣金件的基本参数,如零件编号、图纸编号、数量、BOM材质、规格、生产计划等进行定义,同时储存在客户信息数据库中,然后通过成组技术,基于编码描述零件,对钣金件的工艺流程进行规划,根据特征提取技术生成零件工艺路线,根据生产规模、功率、型号等从机床数据库中选择加工机床种类,最后在确定各种加工参数的基础上进行加工模拟。
 
   (3)估算工时与成本,并进行工时定额。
   提取钣金CAD工程图中的相关加工信息,比如运用ARX技术,提取AutoCAD切割工程图中的直线段、圆弧、周长等诸多几何信息,同时调用工时定额知识库中的信息,考虑准备工时及宽放时间,对钣金件的各段加工工时进行较为准确的快速估算。再以估算的加工工时为基础,应用作业成本法,先估算加工作业成本,再估算其他作业成本,生成成本估算报表,同时,将估算的工时与工时定额知识库进行信息交换,对钣金件进行工时定额。
 
   (4)计算产品销售的成本价格,综合分析各种因素,回复客户询价。
   首先对受加工工时影响的制造成本进行分析总结,在考虑办公费、财务费、福利费、利润、税率等其他费用之后,运用报价决策对产品特色、市场环境、客户特征、竞争对手等信息进行综合分析,较为准确地快速定位产品价格,形成报价单,发送给客户,同时导入报价单历史库。若客户对所报价格与其他需求满意,系统接受信息后,将输出报价单,此时,企业可与客户拟定生产合同,同时产生定单,下到生产车间进行加工生产;若客户不满意,系统将修改加工工艺,重新报价。系统总体工作流程如图5-6所示。
 
图5-6钣金件报价系统工作流程
 
5.5系统与ERP系统的集成
   企业运转的诸多环节包括市场分析、产品设计、加工生产、经营销钨和售后服务等,是一个统一的、不可分割的裕体,需要综合全局考虑。为了使企业产品达到质量高、成本低、交货快、服务好等目标,使企业健壮、敏捷地适应市场变化,报价系统要与企业ERP系统有机集成.其结构如图5-7所示,在集成过程中需要考虑四个方面的接口:
 
   (1)与生产子系统的接口;

   (2)与设计子系统的接口,因为报价所依据的产品模型数据库是产品数据管理(PDM)中的产品模型;

   (3)与客户关系管理(CRM)子系统的接口,CRM反馈客户信息,反映企业对客户的报价策略;

   (4)与主生产计划子系统的接口,因为报价系统生成的产品BOM需要提交给生产计划部门,以此为依据来制定详细生产计划。
 
   报价系统与ERP系统的集成,可确保产品报价中各种数据来源的有效性和产品数据的一致性。图5-7报价系统与ERP系统的集成。
 
图5-7 报价系统与ERP系统的集成
 
 
  

  • 2019-07-10 09:14
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