大連機車PLM系統平臺建立

0 引言

    先進制造與信息技術為制造業的發展提供了核心的技術支撐，采用高新技術改造傳統產業、用信息化帶動工業化、實現制造業的跨越式發展是今后相當長的一段時間內我國制造企業的必由之路。

    大連機車屬于典型的“單件/小批量、多品種”的生產型態，隨著市場多元化、個性化需求的與日俱增，對企業應對市場的快速反映能力提出來新的要求。大連機車作為國內機車行業的龍頭企業，其未來的發展目標是建立全球化市場，縮短產品生命周期和交貨期，滿足每一個客戶化定制需求，是我們面臨的嚴峻考驗，信息化建設正是企業應對市場需求、提升自身技術水平和管理水平、促進管理創新、提高工作效率、增加經營效益的重要途徑。

1 研發信息化需求

    制造企業信息化的核心是產品數據的數字化和流程自動化，但是，產品數據即不是生產出來的，也不是計劃出來的，而是設計出來的，所以研發信息化的建設是企業信息化建設的重中之重。項目實施前大連機車的研發系統存在如下的問題：

    1、基礎數據準備不夠：PDM系統實施的基礎是要有完整的標準件庫、通用件庫等數據，否則會造成大量重復勞動。

    2、版本管理下的各類明細、匯總表等的標準未制定。

    3、由于操作的復雜性和工作習慣等原因，沒有實現真正的Pro/E三維轉二維，使設計數據不完整、不準確。

    4、由于數據不完整、計算機屏幕無法清晰顯示整張圖紙等原因，沒有實現設計數據的電子審批流程。

    5、未制定支撐整個信息化系統建設及管理下的各種規范，對特殊情況的處理辦法，未建立支撐系統全面推廣的知識資源庫。

2 產品全生命周期管理(PLM)

    公司的研發信息化建設起步較早，但一直未取得明顯的效果，其中一個重要原因是基礎數據準備不夠、相關規范建立不足，所以在本次PLM實施推進中我們首先為技術部門創建了統一的通用件、標準件、外購件三維模型庫及原材料庫，規范通用數據的選擇范圍，通過減少零部件數量進而降低成本；同時設計師需要這些基礎數據時直接入庫選擇三維模型裝入自己的設計模型，大大節省了設計師的設計時間。通過項目實施，PLM系統現已實現了如下方面的管理：

    2.1 產品結構與配置管理

    產品結構與配置管理是PLM的核心功能之一，以此實現對產品結構與配置信息和物料清單(Bill of Materials)的管理。利用圖形化界面來對產品結構進行查看和編輯，充分體現自頂向下的設計理念，零部件按照它們之間的裝配關系被組織起來，最終形成對產品結構的完整描述，這些數據包括三維模型、二維圖紙、工藝文件、計算說明書、任務書等近30種設計文件。

    2.2 MBOM管理

圖1 EBOM向MBOM轉化

    MBOM管理主要提供制造工藝過程管理、制造資源管理、制造標準管理、設計產品結構和制造產品結構關系管理等功能，是進行制造工藝過程管理的重要模塊，它提供了方式管理從設計產品結構到制造產品結構轉換、工藝路線管理、制造資源管理、制造標準管理等方面的功能，同時，作為和系統PDMLink在同一平臺的組件，使工藝過程管理可以有效利用設計過程中的產品結構、文檔、2D/3D設計信息，并在同一的更改控制流程之下，有效保證數據的有效性和更改的嚴格控制。

    2.3 文檔管理

    將產品形成過程中的各種技術文檔進行分類，統一模板，并確定每類文檔的屬性以及文檔形成和發放的業務流程，同時對各需要訪問文檔的人員進行規劃和權限分配，進而利用PLM系統的文檔版本控制功能、文檔生命周期管理功能、文檔安全控制功能、數據存儲功能對企業所有技術文檔進行集成的管理，同時系統還提供快速的文檔檢索功能，從而將企業長期積累下來的寶貴知識財富最大限度的利用起來。

    2.4 工程變更管理

    本次項目實施引入國際技術狀態管理協會(ICM)定義的關于配置管理的完整規范變更管理理念CMII，提供了一整套產品定義以及在整個產品開發生命周期內工程變更管理的規范。PLM系統充分結合公司現有的業務現狀，重點要達成數據版本控制、變更歷史可追溯的基本目的，同時充分考慮更改流程執行效率及可行性，將系統中的變更請求單(ECR)、變更通告單(ECN)進行優化整合，形成統一的設計更改流程。實現了基于更改通知單的對已歸檔的模型、圖紙和技術文件的更改，或通過產品技術通知單先執行臨時更改，而后通過設計更改流程進行設計數據更改閉環管理的兩種方式。

圖2 更改管理方案

    2.5 零部件分類重用管理

    分類重用管理是將相似零部件按照可以檢索的屬性進行分類，將所有此種零部件的所有變化均在其分類屬性上給出具體值，然后統一進入企業的重用零部件庫，供所有研發人員共享，幫助設計者來最大限度地重復利用已有零部件的設計，進而幫助采購部門減少零部件數量的增加。PLM系統將零件按照可檢索重用的屬性分類，如：零件類型（外購，標準件）、幾何屬性（長度，直徑）、物理屬性（材料，重量）及性能屬性（硬度，強度）等，通過零部件的重用將有利于：降低設計風險、提高產品可靠性、降低采購、庫存和生產及管理成本。

    2.6 可視化管理

    CREO工程圖、三維模型等檢入PLM系統后，能夠自動生成中性格式的可視化縮略圖，便于非MCAD用戶、工藝、標準化等簽審人員能夠方便的打開模型、圖檔進行審批。

    PLM系統提供內置的可視化工具CREOVIEW，可以通過IE瀏覽器直接查看輕量化的二維圖紙、三維模型、OFFICE文檔等可視化圖形、圖像和文件，實現直接瀏覽和查看。并且可以對三維模型進行一些基本操作如移動、旋轉、爆炸、剖面、測量、干涉檢查等，同時提供對工程圖、技術文件的紅線標識、圈閱、批注，并能保存和記錄多人批注的不同信息，以實現無紙化電子審批。

圖3 工程圖可視化及標注

    2.7 與ERP系統集成管理

    通過與ERP系統的有效集成，實現了在產品設計制造的不同階段，向ERP系統傳遞的不同類型的數據。在BOM發布時，將物料從系統發布到ERP系統，作為ERP系統編制生產計劃的基礎和依據；當BOM發生更改時，將更改結果數據從系統系統發布到ERP系統，同時更改相關的信息如更改單的編號、發生更改的物料編號等也由系統傳遞至ERP系統的數據庫中，確保了相關人員及時地收到更改通知，并方便地對更改數據進行查看。

3 項目實施創新點

    在公司實現MBOM管理功能、實現EBOM/MBOM的無縫鏈接，全面提升公司工藝信息化水平；

    與SAP ERP系統的集成，打通研發、工藝、生產管理的底層數據鏈，實現產品全生命周期管理；

    與集團MDM系統、公司檔案信息化系統的集成實現了全方位、多系統的信息共享。

    實現全三維自頂向下柴油機、城軌、機車數字化樣機的搭建，全面提升公司產品設計手段。

4 結論

    1、PLM系統的成功實施，為大連機車建立了一套高效協同的研發信息化平臺，不但縮短了產品的研發周期，提高產品的質量，而且保證了產品的數據安全，提高了企業的整體核心技術，全面提升了公司的設計理念和管理模式，增強了企業在市場上的綜合競爭力。

    2、PLM系統平臺的成功搭建，徹底打通公司的設計、工藝、生產、銷售、財務、售后的整套業務流程，從而加快產品研發周期、提高產品質量、降低生產成本、增強企業創新能力、加快了企業國際化進程。

    3、建立了一個能夠適應世界經濟市場風云變幻、對外做出快速響應，對內實現高效溝通、快速決策的企業經營運作系統，促進傳統制造企業結構的調整，為企業逐步實現設計數字化、制造裝備數字化、生產過程數字化、管理信息化，進而實現企業整體數字化建設奠定基礎。

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