沈陽金杯車輛制造有限公司生產(chǎn)的車輛
【企業(yè)簡介】
沈陽金杯車輛制造有限公司地處遼寧沈陽東陵地區(qū)，是以生產(chǎn)輕型卡車、中型卡車為主要產(chǎn)品的大型重點企業(yè)。沈陽金杯是遼寧省目前最大的輕卡車生產(chǎn)基地，具有年產(chǎn)整車6萬輛的生產(chǎn)能力。多年來沈陽金杯公司一直承擔著解放軍海、陸、空三軍戰(zhàn)備汽車的設(shè)計和生產(chǎn)任務，近年來金杯輕卡已出口到世界20多個國家。
【合作歷程】
●2005年12月，引入開目PDM系統(tǒng)進行了第一階段實施，實現(xiàn)基本圖文檔管理。
●2006年12月，進行PDM系統(tǒng)第二階段實施，提升整車設(shè)計能力。
●2008年2月，進行PDM系統(tǒng)第三階段實施，PDM系統(tǒng)深化應用，進一步提升整車設(shè)計能力。
●2010年12月，PDM集成應用，打通上下游信息流。
【信息化背景】
沈陽金杯在汽車的設(shè)計、制造方面積累了比較豐富的實踐經(jīng)驗，同時擁有一批優(yōu)秀的工程技術(shù)人員，這為企業(yè)信息化建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。為深化產(chǎn)品研發(fā)的設(shè)計，解決設(shè)計的效率和標準化問題，解決產(chǎn)品設(shè)計信息匯總的效率和準確性問題，解決產(chǎn)品信息的安全性、可重用性、設(shè)計過程的可控等問題，沈陽金杯急需實施PDM系統(tǒng)，以從根本上理順設(shè)計與制造的信息流，提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)訂單快速生產(chǎn)的目標，提高沈陽金杯的核心競爭能力。在KMPDM系統(tǒng)應用之前，沈陽金杯產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面存在如下問題：
●產(chǎn)品相關(guān)的圖文檔缺乏有效管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)安全性、可復用性無法保證，設(shè)計文檔的準確性、一致性不能控制。
●產(chǎn)品設(shè)計配置管理缺乏有效手段，產(chǎn)品變形設(shè)計繁多效率較低，產(chǎn)品借用關(guān)系復雜，版本難以控制管理成本較高。
●產(chǎn)品設(shè)計各業(yè)務環(huán)節(jié)業(yè)務流轉(zhuǎn)不暢，業(yè)務流程執(zhí)行規(guī)范和效率無法保障，變更、打印管理困難，并行工作協(xié)同能力較弱。
●產(chǎn)品設(shè)計未形成整車設(shè)計數(shù)據(jù)為中心集成平臺，產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳遞、匯總計算效率低。
【信息化應用】
沈陽金杯KMPDM系統(tǒng)按照總體規(guī)劃、分步實施的原則，于2005年啟動，至2008年6月經(jīng)過近三年的實施，從實際應用需求出發(fā)分三期進行實施，穩(wěn)步推進沈陽金杯整車設(shè)計能力。
目前沈陽金杯的KMPDM系統(tǒng)已在沈陽金杯公司技術(shù)中心下屬的產(chǎn)品發(fā)展處、底盤動力處、車身附件處、試制車間、汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗鑒定實驗所等6個生產(chǎn)設(shè)計部門約200名設(shè)計用戶中推廣應用。研發(fā)部門的所有設(shè)計用戶都在使用PDM系統(tǒng)的產(chǎn)生的車型明細、圖紙設(shè)計和更改等研發(fā)數(shù)據(jù)。
●沈陽金杯第一階段實現(xiàn)圖文檔集中管理，形成了完善的金杯標準管理規(guī)范，為整車設(shè)計能力提升夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
沈陽金杯通過第一階段PDM實施建立一套圖樣、文檔的歸檔、存放和查詢系統(tǒng)，使企業(yè)技術(shù)人員能夠快速、方便地查找到所需的圖樣和文檔，能快速瀏覽圖樣和文檔。企業(yè)技術(shù)圖紙采用統(tǒng)一的標題欄和明細欄格式，形成了完善的金杯標準管理規(guī)范，使金杯產(chǎn)品通用化、系列化和標準化的“三化”設(shè)計思想落到實處。提高類似零件的通用性，其對產(chǎn)品生產(chǎn)周期和成本所帶來的效益非常可觀。
沈陽金杯PDM系統(tǒng)以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的方式反映車型、組件、零件之間的層次關(guān)系。如下圖所示：在結(jié)構(gòu)樹的基礎(chǔ)上查詢這些零部件的其他屬性，如材料、重量、供應商等信息。使描述組件和零件的文件信息與樹結(jié)點上的相關(guān)零件有機地連接起來，實現(xiàn)不同車型的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。
金杯公司二十幾年來開發(fā)生產(chǎn)的全是變型產(chǎn)品，因此查閱已有車型的文檔占設(shè)計員設(shè)計工作中量的70%，而計算機查找速度是人工的幾百倍，查找范圍越大效率越高，使用PDM可以實現(xiàn)高速、準確、隨心所欲的檢索和查詢。難怪技術(shù)和管理部門的人員說：“最近我們開始嘗到了PDM查詢的甜頭，真是太方便了，太快了，這個以前人工根本做不到”。保守的說僅此PDM查詢功能這一項就可提高公司設(shè)計工作效率一倍以上。
圖1 圖文檔管理
通過圖文檔管理使得企業(yè)大量的電子圖紙在明確的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖下零部件裝配關(guān)系層次清晰，據(jù)統(tǒng)計雖然目前系統(tǒng)里零部件數(shù)量已達到5萬條，但是查找數(shù)據(jù)和文件的效率比PDM應用前反而提高了5到10倍。
●沈陽金杯第二階段實現(xiàn)基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，基于模型技術(shù)的產(chǎn)品配置，提高了整車生產(chǎn)配置設(shè)計能力。
沈陽金杯實際的生產(chǎn)過程是以整車產(chǎn)品為單位變形設(shè)計來組織的，整車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理貫穿于產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)，沈陽金杯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，一個整車車型必須安裝有底盤動力裝置、車身及附件，但選裝配置則要根據(jù)顧客的需要來決定。即一種車型可以裝有不同底盤動力裝置和車身及附件，可以選裝不同的配置。在PDM里通過產(chǎn)品配置管理如下圖所示，選裝相應的零部件配置成一個完成的車型，按照這種模式，完成同類型的不同產(chǎn)品設(shè)計。
圖2 基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理
KMPDM將金杯整車產(chǎn)品以一種結(jié)構(gòu)樹的形式將產(chǎn)品中的所有的零部件信息完整的組織起來，描述產(chǎn)品裝配關(guān)系，順著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹可以看到組成產(chǎn)品的各個零部件。以零部件族模型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（VPS, Variable Product Structure）的機制，管理多種整車產(chǎn)品變形設(shè)計方案。在VPS的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的訂單需求，利用零部件族原理在基礎(chǔ)模型車型作為進行快速結(jié)構(gòu)選配，然后再生成精確的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理主要包含以下功能：VPS基型車建模，建立汽車零件族模型，零部件族管理產(chǎn)品/零部組件系列，產(chǎn)品配置和EBOM管理，BOM多視圖管理。
對金杯常用的100多個車型和2000多種組合配置的總成建立PDM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。設(shè)計人員在此平臺上對新車型配置項進行勾選后，系統(tǒng)就自動建立結(jié)構(gòu)樹和生成電子精確BOM，再經(jīng)過電子審批流程簽審，原來用十幾天完成的車型明細表，現(xiàn)在幾天就能實現(xiàn)了。PDM還提供了不同車型之間的比較，提示相同和存在差異的零部件。對于不需要出新圖紙的變型車型，幾個小時就完成一個新車型的BOM。這樣的工作效率和準確度只有通過KMPDM才能做得到。
●沈陽金杯第二階段利用PDM平臺實現(xiàn)業(yè)務工作流程的應用，加強整車設(shè)計文檔審批和更改管理的效率及規(guī)范性，整車并行設(shè)計和協(xié)同能力有效提升。
沈陽金杯第二階段利用PDM平臺實現(xiàn)整車設(shè)計的業(yè)務工作流應用，將整車的設(shè)計信息在產(chǎn)品發(fā)展處、底盤動力處、單車身附件處以及試制車間等設(shè)計生產(chǎn)相關(guān)部門進行有效規(guī)范的傳遞，高效的完成產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)圖文檔的編、審、批。
沈陽金杯原有的產(chǎn)品圖紙的更改，如果被更改的圖紙對象被很多產(chǎn)品數(shù)據(jù)借用，設(shè)計人員會通知借用該圖紙的產(chǎn)品型號負責人，但都是憑工作經(jīng)驗去通知相關(guān)負責人，經(jīng)常不能通知全。現(xiàn)在PDM系統(tǒng)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)對象，一旦進入“預發(fā)布”或“發(fā)布”狀態(tài)，要進行修訂必須通過工程更改管理實現(xiàn)。當產(chǎn)品負責人提出更改申請后，需要進行零部件更改影響范圍的分析，更改影響范圍中的所有產(chǎn)品負責人都同意對該零部件進行更改時，更改流程才能繼續(xù)，否則該更改流程結(jié)束。利用產(chǎn)品零部件結(jié)構(gòu)管理的功能，可以方便的進行使用范圍查詢，可以查詢到所有借用該零部件圖紙的產(chǎn)品。不但可以進行零部件影響范圍的分析，而且可以很好的通知完全下達，提高產(chǎn)品更改設(shè)計的質(zhì)量。當通過更改生成新的版本后，舊的版本將被廢棄，所有使用該零部件舊版本的產(chǎn)品將會自動使用該零部件的新版本并向產(chǎn)品負責人發(fā)送郵件，通知其所負責的該產(chǎn)品下的某個零部件因為版本升級已經(jīng)被更新。
通過PDM工作流的應用，可以使復雜的產(chǎn)品開發(fā)工作有條不紊的展開，從而縮短開發(fā)周期，優(yōu)化資源配置，規(guī)避風險，降低成本，實現(xiàn)企業(yè)工作協(xié)同的需要。
●沈陽金杯第三階段根據(jù)整車生產(chǎn)設(shè)計特點和PDM應用情況，采用“差異BOM”進一步優(yōu)化PDM功能，穩(wěn)步提升整車設(shè)計能力。
沈陽金杯經(jīng)過PDM第二階段實施結(jié)束后半年多運行，雖然KMPDM通過內(nèi)置BOM工具和配置可以自動提取設(shè)計信息產(chǎn)生各類匯總報表，減少重復勞動。但由于金杯輕卡的變形設(shè)計很多，基礎(chǔ)車型不斷在變化，導致變形車型也在變化，這樣給下游的匯總表也隨之總在變化。有時受前一次影響的匯總還沒做完，基礎(chǔ)車型就又變化了，匯總工作量繁重。由于不能及時有效更新BOM，下游得到的BOM表不是最新的，加大了下游的工作人員的工作量和出錯幾率，管理人員維護工作量也會因此而增加；現(xiàn)200多個BOM只能做到每兩月更新一次，理想的情況應該按更改單更新，每天都能得到最新BOM。也就是說要求BOM更新速度要加速60倍。2008年BOM數(shù)量總計達到5000多，數(shù)據(jù)量和日常更改維護量極大，因此希望在BOM的操作中：每一個系列產(chǎn)品建一個基本BOM，其它變型產(chǎn)品BOM只描述與之差異的部分。
沈陽金杯在第二階段PDM配置管理BOM功能基礎(chǔ)上，用整車總成平臺上生成創(chuàng)建“差異BOM”方式，通過基型車BOM與現(xiàn)有客戶訂單生成的車BOM進行差異結(jié)構(gòu)比較。如圖下所示：與基型車BOM結(jié)構(gòu)比較生成“差異BOM”差異記錄
沈陽金杯在創(chuàng)建“差異BOM”基礎(chǔ)上，又從同一種基型車變形設(shè)計較多、差異比較繁瑣的業(yè)務需求源頭出發(fā)，創(chuàng)建“批量生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異EXCEL表”和“批量生成產(chǎn)品全結(jié)構(gòu)EXCEL表”這兩個PDM配置BOM設(shè)計改進功能，大大縮小了設(shè)計匯總工作量，極大提高企業(yè)設(shè)計裝配效率，提升了實際業(yè)務設(shè)計能力。
圖3 零部件結(jié)構(gòu)比較
沈陽金杯還緊密結(jié)合自身產(chǎn)品業(yè)務應用特點，積極進一步尋求提升整車設(shè)計能力的方法和途徑。對原有KMPDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，提升整體系統(tǒng)性能。如對零部件何處使用的查詢、創(chuàng)建結(jié)構(gòu)快照、批量編輯等數(shù)據(jù)量大執(zhí)行速度較慢的操作，進行了一系列改進和優(yōu)化，基本滿足金杯日常生產(chǎn)設(shè)計所需節(jié)點的性能需求，提升系統(tǒng)實際業(yè)務的執(zhí)行效率。
【應用價值】
●提高了產(chǎn)品研發(fā)效率：產(chǎn)品數(shù)據(jù)查詢和管理效率提高數(shù)十倍，為設(shè)計人員有效進行改進型產(chǎn)品設(shè)計及新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計提供了堅實的平臺。
●縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期：直接對PDM產(chǎn)品族模型模塊進行產(chǎn)品配置，縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期，有效的提高了產(chǎn)品研發(fā)部門對市場的響應程度。
●提高了數(shù)據(jù)準確程度：提高了產(chǎn)品研發(fā)人員對產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)的查詢及匯總的效率，數(shù)據(jù)一致性可達到100% 。
●優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計思想：實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計零件最少化，產(chǎn)品配置最大化的應用，充分滿足汽車行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的通用性應用要求；促使整個企業(yè)設(shè)計人員對產(chǎn)品通用化、標準化、系列化設(shè)計思想的統(tǒng)一，為大規(guī)模定制生產(chǎn)提供了保證。
【客戶證言】
沈陽金杯的PDM成功應用是以自身業(yè)務需求為主線，逐步提高PDM的應用水平，穩(wěn)步提升整車設(shè)計能力的過程。從目前沈陽金杯公司實施PDM的效果來看，最明顯的收益表現(xiàn)在公司實施工程變更時效率較以前提高了數(shù)倍，此外，電子產(chǎn)品資料的更新周期從10天變?yōu)閷崟r，而且數(shù)據(jù)的一致性提高到了100%；設(shè)計校對與批準效率提高了50%；技術(shù)檔案檢索效率提高了80%；二維、三維產(chǎn)品圖紙數(shù)據(jù)資料的一致性也達到100%。這些都是信息化價值最有力的體現(xiàn)。我們相信KMPDM系統(tǒng)定能為沈陽金杯公司的發(fā)展奠定堅實的系統(tǒng)管理基礎(chǔ)，并為公司產(chǎn)業(yè)升級，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，走出一條可持續(xù)發(fā)展道路的目標而貢獻一份自己的力量。
——沈陽金杯車輛制造有限公司
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本文標題：基于BOM的整車快速變形設(shè)計
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