基于PDM的工藝過(guò)程管理方法

王士一，張春磊，溫洪昌

（中國(guó)人民解放軍駐一二〇廠(chǎng)軍代表室，哈爾濱 150066）

1 工藝管理的實(shí)現(xiàn)方式

1.1 工作流簡(jiǎn)介

工作流技術(shù)是近十余年來(lái)興起的關(guān)于過(guò)程建模和過(guò)程控制的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。根據(jù)工作流管理聯(lián)盟（Workfl ow Management Coalition，WfMC）的定義，工作流是指業(yè)務(wù)流程在計(jì)算機(jī)支持下全自動(dòng)或者半自動(dòng)的執(zhí)行過(guò)程，它按照一系列預(yù)定義規(guī)則，使文檔、信息或任務(wù)在多個(gè)參與者之間自動(dòng)傳遞和執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)期的目標(biāo)[1]。

以某型號(hào)齒輪加工為例，基于WfMC的工藝管理工作流基本上為：首先，由工藝員發(fā)出工藝卡片，經(jīng)工藝負(fù)責(zé)人校對(duì)、審核后，由工藝資料檔案部門(mén)使該卡片生效；然后工藝員根據(jù)發(fā)放的工藝卡片生產(chǎn)工藝規(guī)程；最后再由檔案部門(mén)將工藝文件發(fā)放，工藝文件從此開(kāi)始指導(dǎo)生產(chǎn)。其基本過(guò)程如圖1所示。

圖1 某型號(hào)齒輪的工藝流程

但是，由于工藝文件多種多樣，而且數(shù)量大，涉及部門(mén)多，在手工管理階段，工藝過(guò)程管理容易出錯(cuò)，是影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的一個(gè)瓶頸，而PDM系統(tǒng)在流程管理方面有諸多的優(yōu)勢(shì)[2]，因此，可在PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立適當(dāng)?shù)墓ぷ髁鞒?，及時(shí)、正確地對(duì)工藝文件進(jìn)行管理。

1.2 工藝管理功能分析

工藝管理的目的就是集成并管理與工藝有關(guān)的信息、過(guò)程及參與人員，并提供工藝流程的管理。在工藝管理中通過(guò)引入任務(wù)和角色，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝流程的功能和信息模型分析，即可得到如圖2所示的工藝管理的功能模型。

圖2 工藝管理功能圖

2 工藝管理過(guò)程在PDM中的實(shí)現(xiàn)

2.1 過(guò)程建模

如前所述，工藝管理的主要內(nèi)容是對(duì)數(shù)據(jù)、流程、人員以及相關(guān)任務(wù)等四個(gè)方面的管理[3]。本文采用基于活動(dòng)的A-Net（活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）見(jiàn)面方法，此法便于實(shí)現(xiàn)，直觀。圖3是根據(jù)企業(yè)實(shí)施需要和相關(guān)工藝準(zhǔn)則建立的工藝管理過(guò)程模型。圖4和圖5分別是工藝管理中的審核工藝卡片子過(guò)程和工藝規(guī)程執(zhí)行子過(guò)程，對(duì)于不同企業(yè)，由于產(chǎn)品類(lèi)型或者規(guī)模大小的不同，相應(yīng)的工藝管理過(guò)程也許會(huì)有一定差別，但是只要從圖4和圖5基礎(chǔ)上進(jìn)行稍微改動(dòng)，就可以得到適應(yīng)本企業(yè)的管理過(guò)程模型。

圖4 工藝審核流程

圖5 工藝執(zhí)行過(guò)程

2.2 組織建模

在大型的制造企業(yè)中，人員組織比較復(fù)雜，分工比較細(xì)化，在這種情況下，組織建模既要體現(xiàn)項(xiàng)目管理的優(yōu)點(diǎn)，又要體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)分工的特性。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，PDM系統(tǒng)的應(yīng)用復(fù)雜度不斷提高，傳統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)控制越來(lái)越有局限性，尤其是其幾乎靜態(tài)化的個(gè)體-資源控制，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜多變的應(yīng)用系統(tǒng)-資源的變動(dòng)、人員的變動(dòng)以及系統(tǒng)/任務(wù)之間相互協(xié)調(diào)和關(guān)聯(lián)關(guān)系[4]。在這種情況下，基于任務(wù)和基于角色等較為主動(dòng)型的訪(fǎng)問(wèn)控制形式應(yīng)該得到足夠重視和發(fā)展。

基于以上思想，本文建立了基于角色的訪(fǎng)問(wèn)控制模型，如圖6所示。

圖6 基于角色的訪(fǎng)問(wèn)控制模型

在工藝管理過(guò)程體系中，有可能涉及多個(gè)企業(yè)、多個(gè)部門(mén)，人員、角色也有可能隨著時(shí)間不斷更換，采用基于角色的訪(fǎng)問(wèn)控制模型可以有效地對(duì)角色進(jìn)行控制，使得整個(gè)工藝過(guò)程管理更加安全、規(guī)范、有序和高效。

2.3 在PDM中建立工藝管理流程

基于PDM創(chuàng)建的工藝管理流程如圖7所示，它根據(jù)工藝管理復(fù)雜程度啟動(dòng)難易適當(dāng)?shù)牧鞒獭?/p>

圖7 基于PDM的工藝管理架構(gòu)

1）工藝過(guò)程開(kāi)始后，根據(jù)相關(guān)信息，由PDM系統(tǒng)工作流通知相關(guān)人員制定工藝卡片。給相關(guān)人員分配任務(wù)，并從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取信息，按照主動(dòng)推送或者信息定制的方法，將信息發(fā)送給工作人員。

2）對(duì)數(shù)據(jù)的控制。產(chǎn)品工藝信息包括產(chǎn)品的原始信息、工藝過(guò)程中產(chǎn)生的信息和可用資源信息。這些信息以一定的格式存放于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。隨著工程進(jìn)程的推進(jìn)，隨時(shí)準(zhǔn)備存儲(chǔ)即時(shí)產(chǎn)生信息。同時(shí)，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)收到管理人員的調(diào)用信息指令后，PDM信息流以一定的格式將所需信息發(fā)送給相關(guān)人員。

圖8 TCEng進(jìn)程模板

3）對(duì)參與人員的控制。工藝管理人員組織本次工藝過(guò)程的實(shí)際參與員工，所有人員均有唯一的ID，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，由工藝管理人員統(tǒng)一設(shè)置系統(tǒng)使用權(quán)限。在審核階段，由PDM工作流提示管理人員對(duì)相關(guān)工藝卡片進(jìn)行審核，并提交給工藝員進(jìn)行工藝規(guī)程的編制，最后以信息主動(dòng)推送的形式將相關(guān)人物告知參與人員，對(duì)后續(xù)的加工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)。

3 工藝管理方案在齒輪加工方面的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本文將利用UGS公司的PDM軟件TCEng作為工藝流程管理的主體軟件和集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)和管理。首先，基于用戶(hù)和權(quán)限管理進(jìn)行任務(wù)分工，根據(jù)工藝任務(wù)分工計(jì)劃，可以對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控管理。工藝分工過(guò)程可使用TCEng進(jìn)程模板Review Task實(shí)現(xiàn)，見(jiàn)圖8。然后利用TCEng系統(tǒng)提供的工作流模板，完成工藝流程的建模，如圖9所示。

3.2 齒輪加工實(shí)例

在某齒輪制造企業(yè)，應(yīng)用本文所述的PDM系統(tǒng)管理工藝進(jìn)程方法后，其主要工作流進(jìn)程包括：

1）由檔案管理人員在TCEng中設(shè)置所有參與人員的ID，并建立工藝工作流；

2）工作流提示齒輪工藝承制單位編寫(xiě)工藝卡片，包括齒輪鍛坯、齒坯加工、齒形加工及齒輪磨削等精加工；

圖9 TCEng工藝工作流建模

3）工作流提示承制單位相關(guān)人物進(jìn)行校對(duì)；

4）由工藝管理人員進(jìn)行審核和會(huì)簽；

5）工作流返回檔案管理人員，并將工藝卡片編號(hào)；

6）工作流提示承制單位進(jìn)行詳細(xì)工藝規(guī)程的編制；

7）發(fā)放工藝規(guī)程對(duì)制造進(jìn)行指導(dǎo)。

4 結(jié)論

由于傳統(tǒng)靠人工進(jìn)行的工藝管理過(guò)程存在諸多缺點(diǎn)[5]，本文提出了利用計(jì)算機(jī)輔助工具PDM系統(tǒng)對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行管理，提高了企業(yè)制造效率，減少了工藝過(guò)程中的遺漏和誤差，具有一定的積極作用，并利用齒輪加工的實(shí)例說(shuō)明了本文方法的應(yīng)

用過(guò)程。但本文存在的不足之處在于，一些制造企業(yè)并沒(méi)有實(shí)施PDM系統(tǒng)，而是實(shí)施了ERP、PLM等其他類(lèi)型系統(tǒng)，本文的后續(xù)工作就是將本文模型進(jìn)行擴(kuò)展，應(yīng)用于所有的管理系統(tǒng)。

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[4] 孔憲光,等.面向網(wǎng)絡(luò)化制造的工藝分工系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2004,26(4):28-30.

[5] 田錫天,張振明,仝春民.面向網(wǎng)絡(luò)化制造的工藝分工規(guī)劃技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2005,11(8):1109-1103.