鈑金企業(yè)PLM的實(shí)施與應(yīng)用

【摘要】本文從PLM系統(tǒng)解決鈑金企業(yè)現(xiàn)主要面臨的問題入手，介紹了鈑金企業(yè)實(shí)施PLM的構(gòu)架選擇、硬件部署、實(shí)施與應(yīng)用辦法、預(yù)期效果等，以期為鈑金企業(yè)實(shí)施PLM提供一些思路與方法。

【關(guān)鍵詞】鈑金企業(yè)；PLM系統(tǒng)實(shí)施；PLM系統(tǒng)應(yīng)用

鈑金作業(yè)顯著特點(diǎn)為單一零件厚度一致；同時(shí)鈑金設(shè)計(jì)的片體多，各種厚度、規(guī)格冗雜，工藝文檔編制繁瑣，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層級多且變更頻繁，產(chǎn)品數(shù)據(jù)難以管理。產(chǎn)品全生命周期管理PLM包含三層概念：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程與產(chǎn)出數(shù)據(jù)的管理；產(chǎn)品創(chuàng)建、使用到最終報(bào)廢全生命周期數(shù)據(jù)信息的管理；產(chǎn)品數(shù)據(jù)在生產(chǎn)、營銷、采購、售后等部門的協(xié)同應(yīng)用，甚至企業(yè)間的協(xié)同應(yīng)用。

一、面向PLM的鈑金企業(yè)現(xiàn)狀分析

1.鈑金產(chǎn)品零部件散而多。鈑金產(chǎn)品零部件層級要求嚴(yán)格，各零部件材料、厚度、規(guī)格不同，使得三維模型與工藝文檔難以管理，不利于設(shè)計(jì)重復(fù)使用也對生產(chǎn)閱讀造成了很大的麻煩。

2.鈑金作業(yè)工序多、工序差異大。鈑金零件制造工序有沖裁/剪切、成型、焊接、噴涂、裝配等，工序作業(yè)差異大，各序均需與之相對應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)文檔，因此技術(shù)文件種類多、通用性差，管理困難。

3.協(xié)同設(shè)計(jì)困難。鈑金產(chǎn)品在制造過程中精度難控制，但其又具有接口關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此通常需多團(tuán)隊(duì)、多部門參與合作。協(xié)同與效率的矛盾變得異常突出。

4.BOM復(fù)雜難管理。鈑金零件制作原材料單一，但過程用料繁雜而多變，物料清單龐大且不具統(tǒng)一性，BOM編制費(fèi)時(shí)且難以管理。

5.當(dāng)前大多鈑金企業(yè)為個性化定制、小批量生產(chǎn)為主，產(chǎn)品更改頻繁，急需完善的版本管理。各企業(yè)人員流動性大，亟待將企業(yè)流程與企業(yè)知識整合到軟件系統(tǒng)中。

二、面向PLM的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)部署開發(fā)

通常PLM系統(tǒng)有兩層、四層兩種架構(gòu)；兩層即數(shù)據(jù)層與客戶層，四層是在兩層的基礎(chǔ)上增加企業(yè)層與Web層。PLM項(xiàng)目一期一般做兩層架構(gòu)即可滿足企業(yè)的需求，且在CAD軟件集成方面具有更優(yōu)的性能，具有更快的系統(tǒng)響應(yīng)與支持。后期規(guī)劃中，可直接在兩層架構(gòu)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展相應(yīng)的硬件設(shè)施與系統(tǒng)模塊，原兩層結(jié)構(gòu)中的硬件配置、框架和系統(tǒng)軟件不需做出任何改動。

1）定義管理范圍、對象

鈑金企業(yè)PLM系統(tǒng)一般的管理范圍為產(chǎn)品全生命周期的所有信息；劃分為對象則為權(quán)限、項(xiàng)目、結(jié)構(gòu)、流程、報(bào)表五大對象，其中項(xiàng)目又包含子對象進(jìn)程管理、績效管理，結(jié)構(gòu)包含子對象Item、模板、屬性，流程包含的子對象為版本。

對象中Item為所有對象與業(yè)務(wù)流程的核心，筆者建議中小型企業(yè)將產(chǎn)品零部件劃分為六類Item，即產(chǎn)品總裝、焊接體、鈑金片體、機(jī)加工件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件。

2）設(shè)計(jì)軟件集成

a）選購原則當(dāng)前設(shè)計(jì)軟件眾多，企業(yè)設(shè)計(jì)軟件的選用對PLM實(shí)施的影響非常大，原則上設(shè)計(jì)軟件與PLM系統(tǒng)最好采購?fù)黄髽I(yè)的產(chǎn)品，同一企業(yè)產(chǎn)品更容易實(shí)現(xiàn)集成度高、二次開發(fā)簡易、維護(hù)便利的目標(biāo)。如PLM系統(tǒng)為Teamcenter則設(shè)計(jì)軟件最好為NX或Solid Edge，PLM系統(tǒng)為Windchill則設(shè)計(jì)軟件最好為Creo。

b）集成功能實(shí)現(xiàn)原則

Item ID設(shè)計(jì)軟件與PLM系統(tǒng)集成后應(yīng)達(dá)到可完全在設(shè)計(jì)軟件集成環(huán)境中完成所有設(shè)計(jì)工作的目標(biāo)，進(jìn)程與流程管理可在PLM界面中完成。集成接口必須完成Item類型指定、模板使用、ID新建、查詢、指派、版本辨識等工作。

結(jié)構(gòu)管理前文已推薦產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的劃分方法，通過設(shè)計(jì)軟件與PLM系統(tǒng)的集成，應(yīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)軟件中的裝配樹、特征樹自動向PLM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理模塊映射的功能，且此映射應(yīng)為雙向?qū)崟r(shí)映射，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在部分使用功能上等同于BOM。

屬性映射通常設(shè)計(jì)軟件與PLM系統(tǒng)屬性映射的方式有兩種，即自帶接口管理、二次開發(fā)集成。不論何種方式，最終目標(biāo)為將設(shè)計(jì)軟件中圖文檔的參數(shù)與PLM系統(tǒng)中管理對象的表單進(jìn)行雙向?qū)崟r(shí)映射。

數(shù)據(jù)關(guān)系管理PLM系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)兩類數(shù)據(jù)關(guān)系，一為“使用”即直接調(diào)入、裝入，二為“引用”即參考、依據(jù)。設(shè)計(jì)軟件與PLM系統(tǒng)集成后應(yīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)軟件中裝配、調(diào)入識別為使用，設(shè)計(jì)參照識別為引用。無論在PLM系統(tǒng)中還是在設(shè)計(jì)軟件中對零部分進(jìn)行變更或刪除時(shí)，都要實(shí)現(xiàn)依據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系對可能引起的相聯(lián)影響進(jìn)行警示、評估、處理。

版本/版次管理版本指已發(fā)布數(shù)據(jù)的狀態(tài)，版次是指未發(fā)布數(shù)據(jù)的狀態(tài)，發(fā)布一次產(chǎn)生一個版本，未發(fā)布前保存一次產(chǎn)生一個版次。PLM實(shí)施中版本最好由A到Z標(biāo)示，版次由0到9標(biāo)示。

c）多維報(bào)表輸出

在PLM系統(tǒng)中定義模板及其中各表單數(shù)據(jù)源，很容易實(shí)現(xiàn)多維報(bào)表的輸出，數(shù)據(jù)源均應(yīng)來自集成環(huán)境下的設(shè)計(jì)圖文檔。根據(jù)PLM模塊功能的不同，應(yīng)據(jù)用途將多維報(bào)表輸出的功能放置在不同的模塊下。

3）系統(tǒng)間集成應(yīng)用

通過系統(tǒng)集成應(yīng)用如與ERP的集成應(yīng)用，可提高數(shù)據(jù)維護(hù)的相響度，降低錄入錯誤，縮小業(yè)務(wù)人員的職責(zé)范圍與系統(tǒng)對人員技能要求，使得企業(yè)數(shù)據(jù)集中、統(tǒng)一、安全，便于維護(hù)與管理。實(shí)現(xiàn)集成的主要技術(shù)方式有數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)聯(lián)邦與基于接口的數(shù)據(jù)集成3種方法。數(shù)據(jù)復(fù)制特點(diǎn)為簡單、低成本，易于實(shí)施，同時(shí)需對系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)部深入了解、固定應(yīng)用。數(shù)據(jù)聯(lián)邦特點(diǎn)為單一預(yù)定義的接口訪問各類應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，使用方便的操作語言，不需改變數(shù)據(jù)源與應(yīng)用?；诮涌诘臄?shù)據(jù)集成特點(diǎn)為可采用同步方法調(diào)用或異步方式消息的中間件來實(shí)現(xiàn)，缺少一個集成框架，提供有限的服務(wù)且成本較高。實(shí)施團(tuán)隊(duì)可根據(jù)其各自特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)方案選擇。

對于已實(shí)施ERP的企業(yè)，在選購、實(shí)施PLM時(shí)必要考慮系統(tǒng)集成，包括接口開放程度，源代碼自主程度。集成的關(guān)鍵點(diǎn)在于通過PLM提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中的部分屬性生成BOM與Routing，并且生成的數(shù)據(jù)可導(dǎo)入到ERP中。

三、預(yù)期成效

通過PLM系統(tǒng)管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)可解決鈑金企業(yè)數(shù)據(jù)量大，引用、使用關(guān)系混亂，版本變更難以控制的問題。通過一套屬性映射、多維報(bào)表生成，解了鈑金企業(yè)工藝文件制作量大的問題；也通過屬性的映射，產(chǎn)品數(shù)據(jù)可自適應(yīng)地導(dǎo)入到ERP與其它系統(tǒng)中，能夠更好地指導(dǎo)報(bào)價(jià)、工序領(lǐng)料、工時(shí)核算、生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)。

PLM系統(tǒng)強(qiáng)大的權(quán)限功能解決了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)閱讀、打印歸口等商業(yè)保密性問題。PLM系統(tǒng)在實(shí)施后可成為營銷、技術(shù)、工藝、采購、生產(chǎn)部門之間的紐帶，各部門之間的銜接更為緊密，企業(yè)數(shù)據(jù)更為集中、統(tǒng)一、準(zhǔn)確、安全。

通過PLM系統(tǒng)的實(shí)施可加速多團(tuán)隊(duì)協(xié)作，縮短產(chǎn)品上市周期。同時(shí)可對項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，提高單位時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)出。PLM系統(tǒng)將企業(yè)流程固化后職責(zé)更為明確，分工更加精細(xì)。

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