摘要：本文在分析相關配置設計研究現(xiàn)狀的基礎上，提出了將可拓理論的智能化配置設計原理與技術應用于貨架設計之中的創(chuàng)新性設計?；谪浖軐哟位O計模型對貨架智能化配置設計系統(tǒng)的架構和功能進行了劃分，采用當前主流的軟件技術實現(xiàn)了系統(tǒng)功能并將成功應用于設計實踐。實踐結果表明該系統(tǒng)可以有效提高架設計的效率與質量，降低設計成本。

關鍵詞：貨架設計；配置設計；系統(tǒng)架構；系統(tǒng)應用

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 24-0034-03

由于現(xiàn)代物流理念的引入，使得各行各業(yè)中的倉儲形式趨于多樣化，堆垛托盤、普通貨架、移動式貨架、重量貨架、駛入式貨架、高層貨架、自動化立體倉庫等物流設備設施已普遍應用于各個行業(yè)。

貨架作為各類倉庫的承重構筑物，是其主要的組成部分，其投資約占整個倉庫設備投資的1/3-2/3，其設計的好壞直接影響到倉庫的性能和制造成本。貨架不僅需要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，還必須滿足所需存儲貨物的貨位數量和貨物尺寸要求，符合倉庫布局要物流策略的相關要求。設計貨架時，應綜合考慮貨物存儲要求、物流策略、設備情況、荷載性質、材料供應及制作安裝條件等因素。因此在設計貨架時要根據客戶具體需求合理選擇貨架種類及其材料、倉庫結構型式和貨架布局，最終達到技術先進、經濟合理和安全適用的目的。

作為一種大規(guī)模定制產品，貨架的設計完全是按照客戶的需求進行設計，部分產品需要根據需求進行重新設計，這給設計人員帶來了巨大的設計負擔，造成了設計周期長無法對市場和客戶需求快速響應的困難；同時物流裝備企業(yè)在長期設計實踐中又積累了大量的設計數據，包括客戶定制信息、相關設計信息（包括相關設計圖檔等信息）、項目BOM信息等，但是由于這些產品數據沒有得到有效管理，使其無法發(fā)揮應有的作用，不但增加了設計成本，還降低了設計效率。因此，如何提高設計效率和質量，有效管理設計數據，從而敏捷快速的響應客戶的需求，已成為當前貨架設計領域研究的重點。配置設計技術作為面向大規(guī)模定制產品的重要解決技術，幾經得到了較為廣泛的應用，本文就采用了配置技術的相關技術與理論研究并開發(fā)了貨架智能化配置實際系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的架構和功能模型，給出了系統(tǒng)部分相關功能界面，并對系統(tǒng)的工程應用效果進行了評價。

1 貨架設計層次化設計流程

現(xiàn)行的貨架設計流程（如圖1所示）是直線型的，三個階段依次進行，前一步的設計結果將作為下一步設計的參考。因此，在設計貨架智能化配置設計系統(tǒng)時需嚴格按照上述流程來組織，以保證貨架設計的合理性與準確性。

圖1 現(xiàn)行貨架設計流程

現(xiàn)有方法雖然保證了貨架設計的準確性和有序性，但是也造成了貨架設計效率低，設計周期長等缺點。

2 系統(tǒng)架構設計

本文在貨架層次化設計模型的基礎上，結合貨架產品族特點及其智能化配置設計技術與理論，采用目前主流的軟件實現(xiàn)技術，設計了貨架智能化配置設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 貨架智能化配置設計系統(tǒng)架構

本系統(tǒng)架構主要由支撐平臺層、數據知識層、框架層、應用功能層和可視化交互設計界面等組成，架構中各部分的功能組成如下：

支撐平臺層：包括系統(tǒng)的數據庫平臺，網絡，操作系統(tǒng)與分布式硬件平臺等支撐系統(tǒng)工作的平臺，這部分是支撐整個系統(tǒng)工作的基礎。

數據知識層：包括各種輔助貨架設計的各種知識。

框架層：系統(tǒng)采用.NET Framework 3.5及其運行時保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在.NET框架上用戶能輕松地添加和修改功能，定制框架；使整個系統(tǒng)具有一定的開放性，便于用戶進行二次開發(fā)。

應用功能層：是整個系統(tǒng)的核心層，它的完善與否直接影響著整個系統(tǒng)的應用性能，該層提供了系統(tǒng)功能的管理界面和應用界面。

圖視化交互設計界面，包括圖視化的窗體界面、菜單、對話框等。

本文提出的貨架設計系統(tǒng)架構是在C/S架構的基礎上進行擴展設計的。采用該種架構的目的就是把界面表示和業(yè)務邏輯分開，把業(yè)務邏輯與數據訪問分開。這種設計架構的優(yōu)點是透明和封裝、高內聚、低耦合、易擴展和便于開發(fā)分工，可以使系統(tǒng)具有更大的可拓展性、可重構性、更多的靈活性和很好的維護性。

3 系統(tǒng)功能劃分

圖3 系統(tǒng)功能模塊劃分

貨架智能化配置設計系統(tǒng)的功能結構樹模型如圖3所示，主要分為兩大部分，包括貨架輔助設計和設計管理兩大部分。貨架輔助設計主要由貨架總體布局設計和貨架配置選型兩大功能組成。其中基于貨架總體布局設計主要是針對貨架總體設計階段，在充分利用已有的設計知識和設計資源的基礎上實現(xiàn)了從客戶需求到貨架布局方案設計的一鍵式敏捷設計。貨架配置選型是利用選型知識（包括抗震設計規(guī)范知識、構件設計規(guī)則等），實現(xiàn)貨架的快速選型設計。

貨架設計管理部分包括圖檔管理功能模塊、簽審管理模塊、項目管理模塊和用戶角色與權限管理模塊，其中圖檔管理模塊實現(xiàn)了基于PDM技術的設計工作流管理，對已有的和新設計產生的全部圖紙進行分類存儲，方便管理、查詢和調用，采用以項目為單位的管理方法并對同一項目下的所有圖紙進行編碼，便于整理出對應的項目BOM，方便進行生產準備，縮短生產周期；簽審管理模塊實現(xiàn)了電子圖檔審核，實現(xiàn)信息化管理，減少了設計人員的事務性工作，提高了管理效率；項目管理模塊，用來進行貨架設計項目的新建，查詢和管控等功能；用戶角色與權限管理功能模塊，主要是對用戶的角色與權限進行管理，以此來控制員工對系統(tǒng)的訪問，保證系統(tǒng)內信息的安全性，防止企業(yè)機密的泄露。

綜上所述，系統(tǒng)主要以計算機輔助設計和設計流程管理為主，面向貨架設計全周期，在提高設計效率的同時，也能夠有效的管理相關的設計知識和設計資源，方便企業(yè)的管理，提升企業(yè)的競爭力。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

貨架智能化配置設計系統(tǒng)工作流程主要分為三大模塊，分別為：項目管理流程模塊、貨架配置選型與設計流程模塊及其簽審管理流程模塊。幾個流程模塊依次進行同時功能互相支持，逐步由最初的客戶需求分解到最終完成貨架設計。

本系統(tǒng)是在Microsof公司的.NET Framework 3.5 SP1下開發(fā)完成，使用的集成開發(fā)環(huán)境為VS2008。開發(fā)語言選用C#，其具有全能、健壯、設計極佳的特點，是理想的用于開發(fā)以組件為基礎的、多層次分布式Winform應用程序的全新語言。同時該系統(tǒng)采用Microsoft的關系型數據庫SQL2008R2作為后臺數據庫服務器，選用目前主流的Windows 7操作系統(tǒng)進行開發(fā)。系統(tǒng)的部分界面如圖4、圖5所示。

圖4 貨架設計管理部分相關功能界面

圖5 配置設計與選型功能界面

5 工程應用

本文開發(fā)的軟件“貨架智能化配置設計系統(tǒng)”已在上海市某物流設備企業(yè)得到推廣和應用。該系統(tǒng)在實踐中切實提高了貨架設計知識的可移植性和可維護性，能夠輔助設計人員快速地進行貨架選型與設計，設計中的智能化功能的參數化設計功能極大地提高了貨架的設計效率和質量，縮短了貨架設計周期，傳統(tǒng)設計模式下較為復雜的貨架項目的設計周期由2-3個月縮短至1-2個月，加快了貨架產品的交貨速度。對相關零部件的標準化管理，形成了完善的零部件和產品族，不但提高了設計的效率，同時也降低了企業(yè)采購周期和成本，減少了因零部件選型不當而造成的采購和生產延誤時間，總體上提高了企業(yè)的設計管理、產品數據管理等方面的能力。應用效果顯著。同時該系統(tǒng)具有較強的可維護性和可拓展性，這些都利于該系統(tǒng)在其它的物流裝備企業(yè)推廣和使用。

6 結論

貨架智能化配置設計系統(tǒng)是在對當前貨架設計現(xiàn)狀進行詳細調研的基礎上提出的，該系統(tǒng)廣泛地吸收了大規(guī)模定制產品設計的相關技術和理論，同時根據貨架的結構特點和設計流程，融合PDM技術、智能推理技術和配置

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