橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用

王帥

(天津賽象工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司，天津 300384)

1 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)建立的背景和必要性

當(dāng)前，伴隨著全球化、人口變化、城市化、氣候變化等大的趨勢(shì)，整個(gè)橡膠機(jī)械行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中遇到了諸多挑戰(zhàn)，包括：全球競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品生命周期縮短、需求多樣化、人工成本增加、材料成本上升、能源的不確定性、可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保。

為了應(yīng)對(duì)這樣的危機(jī)，各國(guó)政府爭(zhēng)相提出戰(zhàn)略舉措，德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)高級(jí)制造合作伙伴以及我們“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略。

橡膠機(jī)械行業(yè)急需突破傳統(tǒng)發(fā)展模式，尋求轉(zhuǎn)型升級(jí)新方式，概括起來(lái)主要存在以下幾種模式：

（1）區(qū)域性企業(yè)到跨國(guó)企業(yè)的轉(zhuǎn)型。

（2）單體企業(yè)到集團(tuán)化企業(yè)的轉(zhuǎn)型。

（3）結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品到功能性產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。

（4）制造型企業(yè)到研發(fā)、制造服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型。

（5）被動(dòng)發(fā)展到戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)型。

（6）引進(jìn)型企業(yè)到自主創(chuàng)新型企業(yè)的轉(zhuǎn)型。

（7）傳統(tǒng)制造業(yè)到現(xiàn)代智造業(yè)的轉(zhuǎn)型。

（8）粗放管理型到集約管理型的轉(zhuǎn)型。

伴隨著企業(yè)各種轉(zhuǎn)型方向，其核心就是要通過(guò)提高新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度、精準(zhǔn)的售后服務(wù)、控制產(chǎn)品成本、快速響應(yīng)客戶需求等方式增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，企業(yè)的研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的管理與應(yīng)用顯得非常重要。

2 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)存在的瓶頸

2.1 技術(shù)圖紙管理方面

（1）設(shè)計(jì)人員的電子圖紙都保存在各自的計(jì)算機(jī)上，數(shù)據(jù)安全性得不到保證，數(shù)據(jù)無(wú)法有效借用，企業(yè)知識(shí)資產(chǎn)無(wú)法積累。

（2）生產(chǎn)用圖管理以紙質(zhì)圖紙為主，與電子版圖紙脫節(jié)，無(wú)法保證紙質(zhì)圖紙的最終版本，造成電子圖紙與藍(lán)圖的不一致，導(dǎo)致圖紙引用錯(cuò)誤。

（3）設(shè)計(jì)圖紙數(shù)量不斷變大，借閱不方便；沒(méi)有一套規(guī)范的資料查詢和檢索方式。

（4）重用圖紙和數(shù)據(jù)往往建立在個(gè)人關(guān)系的基礎(chǔ)上，缺乏嚴(yán)格的訪問(wèn)控制機(jī)制，導(dǎo)致沒(méi)有人特意將資料與他人共享。

（5）圖紙版本通過(guò)日期來(lái)識(shí)別，管理困難。

（6）出圖和圖紙發(fā)放由工程師自己負(fù)責(zé)。

（7）設(shè)計(jì)簽署的效率低。

2.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面

（1）物料書(shū)寫(xiě)格式不規(guī)范，如同一物料多人不同叫法，造成后期管理混亂，物料種類急劇膨脹，一物多碼現(xiàn)象嚴(yán)重。

（2）設(shè)計(jì)人員需要從圖中提取出三表（配套件、標(biāo)準(zhǔn)件、自制件表），匯總工作量較大。

（3）三表與技術(shù)資料不關(guān)聯(lián)，更改不一致。

（4）借用關(guān)系復(fù)雜，大量借用件多層嵌套，更改時(shí)很難了解其相關(guān)的影響。

（5）圖紙編碼采用的隸屬碼編碼方式。

（6）新物料的引用沒(méi)有嚴(yán)格的審批管理，標(biāo)準(zhǔn)化管理有待加強(qiáng)。

（7）庫(kù)存和成本工程師暫時(shí)不太關(guān)注。

（8）銷售與研發(fā)產(chǎn)品參數(shù)信息不一致，導(dǎo)致客戶需求的不匹配。

2.3 項(xiàng)目業(yè)務(wù)管理方面

（1）設(shè)計(jì)任務(wù)分解時(shí)無(wú)法了解設(shè)計(jì)師真實(shí)負(fù)荷，難以協(xié)調(diào)項(xiàng)目資源。

（2）產(chǎn)品組項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用分工設(shè)計(jì)，但難以做到協(xié)同設(shè)計(jì)與統(tǒng)一管控。

（3）產(chǎn)品組間難以進(jìn)行設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，任務(wù)流轉(zhuǎn)出現(xiàn)斷層。

（4）項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度難于掌握，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題、從而及時(shí)提出解決方案。

（5）項(xiàng)目交付件的完備性和齊套性難以保證，交付件質(zhì)量難以控制，從而導(dǎo)致返工和整個(gè)項(xiàng)目的拖延。

（6）變更業(yè)務(wù)通過(guò)紙質(zhì)文件，跟蹤與查詢非常不便。

（7）研發(fā)工程師圖紙?jiān)O(shè)計(jì)評(píng)審中無(wú)工藝審核。

3 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃

PLM研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃需要逐步達(dá)成，通過(guò)實(shí)施圖文檔管理、流程管理、設(shè)計(jì)和工藝一體化管理、項(xiàng)目管理、信息系統(tǒng)集成等，夯實(shí)信息化基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的管理與應(yīng)用。

需要整理規(guī)劃，分步實(shí)施，步驟包括：第一步：技術(shù)管理（圖文檔BOM流程集成更改工藝管理）；第二步：配置管理（推行模塊化設(shè)計(jì)，支持配置管理，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成）；第三步：項(xiàng)目管理（立項(xiàng)、計(jì)劃、執(zhí)行、成本、監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)與匯總等）；第四步：拓展應(yīng)用（成本預(yù)估、供應(yīng)商管理、與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成、車間無(wú)紙化管理）。

4 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)方案

4.1 編碼管理/物料選項(xiàng)管理

企業(yè)編碼是各應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，也是提升企業(yè)各應(yīng)用系統(tǒng)管理水平的基礎(chǔ)，所以企業(yè)各信息系統(tǒng)必須統(tǒng)一編碼數(shù)據(jù)源頭，確保企業(yè)編碼的一致性、正確性和及時(shí)性。建議橡膠機(jī)械行業(yè)企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)源頭統(tǒng)一編碼管理，必須考慮PLM系統(tǒng)中的編碼管理系統(tǒng)是否能夠支持企業(yè)整個(gè)編碼的管理，如果編碼只是PLM系統(tǒng)的一個(gè)模塊，那就很難支持企業(yè)整個(gè)編碼的統(tǒng)一管理。其次，企業(yè)必須合理的制定編碼規(guī)則，編碼規(guī)則的制定既要考慮編碼規(guī)則的合理性、健壯性和可擴(kuò)展性，還需要考慮其他系統(tǒng)集成的需要。此外，必須合理規(guī)劃編碼管理和使用，建議編碼管理和編碼使用分開(kāi)管理，由專門(mén)負(fù)責(zé)編碼規(guī)則的維護(hù)和管理，編碼使用人員根據(jù)獲得權(quán)限依據(jù)編碼規(guī)則申請(qǐng)編碼。

4.2 建立企業(yè)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中心

建立企業(yè)級(jí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理中心，使得所有的人員按權(quán)限能夠上傳、下載、申請(qǐng)借閱設(shè)計(jì)文件，按權(quán)限進(jìn)入檢入、檢出和修改等。該數(shù)據(jù)中心把以往存放在個(gè)人機(jī)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，按照權(quán)限機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享并訪問(wèn)，從而能夠：

（1）建立企業(yè)級(jí)單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，保證數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和企業(yè)知識(shí)的積累。

（2）實(shí)現(xiàn)紙介質(zhì)圖文檔管理向電子化管理為中心的轉(zhuǎn)移，提高電子化管理水平。

（3）加強(qiáng)圖紙變更的版本控制與可追溯性，保持產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性和有效性。

（4）提高電子圖文件的有效性，促進(jìn)積累，提高數(shù)據(jù)共享程度。

（5）減少紙質(zhì)圖紙發(fā)放，提高圖紙發(fā)放管理效率。

（6）企業(yè)能夠建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)備份管理機(jī)制。

4.3 產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)管理

以BOM為主線組織的產(chǎn)品信息貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，包括概念、設(shè)計(jì)、工藝、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、售后等各個(gè)階段，企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)都要依據(jù)統(tǒng)一的BOM格式組織數(shù)據(jù)并進(jìn)行工作。BOM管理作為企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理的核心，其準(zhǔn)確程度決定了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)與成本，對(duì)于知識(shí)的積累和沉淀起到關(guān)鍵作用

4.4 項(xiàng)目管理方案

在項(xiàng)目活動(dòng)中運(yùn)用專門(mén)的知識(shí)、技能、工具和方法，去組織實(shí)施為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)所必需的計(jì)劃、安排與控制。PLM系統(tǒng)通過(guò)項(xiàng)目管理和業(yè)務(wù)過(guò)程管理，建立企業(yè)級(jí)協(xié)同項(xiàng)目管理平臺(tái)，通過(guò)對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)項(xiàng)目資源、成本、預(yù)算和進(jìn)度進(jìn)行合理管理，為決策人員提供決策支持。項(xiàng)目管理主要由項(xiàng)目決策及管理層次、任務(wù)執(zhí)行層次和流程管理層次組成。項(xiàng)目管理層次一般由項(xiàng)目管理人員或項(xiàng)目經(jīng)理組成，主要進(jìn)行項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目立項(xiàng)評(píng)審、組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、計(jì)劃編制和項(xiàng)目信息發(fā)布等工作；任務(wù)執(zhí)行層次是項(xiàng)目任務(wù)的執(zhí)行，項(xiàng)目組成員接收到任務(wù)后，根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)的要求開(kāi)展任務(wù)工作，并實(shí)時(shí)匯報(bào)任務(wù)執(zhí)行情況；流程管理層次由企業(yè)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)流程組成，任務(wù)執(zhí)行員提交項(xiàng)目交付物時(shí)需通過(guò)項(xiàng)目流程進(jìn)行審批。此外，除了以上三個(gè)層次外，項(xiàng)目管理還能為企業(yè)決策人員提供分析與決策支持工具。

4.5 設(shè)計(jì)工藝一體化管理

建立和完善統(tǒng)一的工藝和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型。工藝信息管理主要處于產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)或更改階段，其主要任務(wù)就是支持工藝規(guī)劃的前提下，實(shí)現(xiàn)工藝相關(guān)數(shù)據(jù)信息的管理，是產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)一個(gè)重要的組成部分。工藝信息也是企業(yè)重要的知識(shí)資產(chǎn)，其標(biāo)準(zhǔn)性和準(zhǔn)確性決定了企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能的不斷提升，為后續(xù)精準(zhǔn)的產(chǎn)品成本預(yù)估奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.6 業(yè)務(wù)流程和更改管理

基于表單協(xié)同的變更管理解決方案。通過(guò)表單管理，變更表單中記載了更改的主體（如產(chǎn)品、零部件等）、更改原因、更改內(nèi)容、相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)等等信息。PLM能夠通過(guò)預(yù)先規(guī)定的工作程序，通過(guò)表單來(lái)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的對(duì)象（如產(chǎn)品、零部件及BOM結(jié)構(gòu)、相關(guān)圖紙資料等對(duì)象）來(lái)完成對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的更改工作，并通知發(fā)放到相關(guān)部門(mén)或角色人員。使其關(guān)注某項(xiàng)更改可能引起的影響。同時(shí)，工程更改將與產(chǎn)品零部件的版本管理與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置管理結(jié)合起來(lái)，有助于確定產(chǎn)品零部件之間的借用關(guān)系，評(píng)估變更影響。

這樣，對(duì)變更問(wèn)題描述、變更申請(qǐng)、設(shè)計(jì)更改（數(shù)據(jù)變更）、執(zhí)行變更、變更發(fā)布有效控制，保證變更的正確性、及時(shí)性、完整性和一致性。更改業(yè)務(wù)的管理對(duì)于后續(xù)產(chǎn)品的持續(xù)迭代開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。

4.7 數(shù)據(jù)安全解決方案

權(quán)限管理主要從技術(shù)和實(shí)施兩方面考慮，設(shè)計(jì)出了非常靈活的授權(quán)訪問(wèn)機(jī)制，可以滿足不同行業(yè)、不同領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)據(jù)安全的需要，主要的特點(diǎn)有：

（1）支持權(quán)限模型和策略定義。

（2）支持基于角色授權(quán)的同時(shí)，提供人員和組織授權(quán)。

（3）提供管理角色，支持多種方案的權(quán)限多級(jí)分發(fā)。

（4）提供細(xì)粒度控制，支持多層次的對(duì)象授權(quán)訪問(wèn)控制。

（5）提供動(dòng)態(tài)工作流授權(quán)，支持統(tǒng)一靜態(tài)動(dòng)態(tài)授權(quán)和校驗(yàn)。

5 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

5.1 建立以電子檔為核心的技術(shù)資料管理體系

通過(guò)PLM系統(tǒng)的建設(shè)，改變手工以紙質(zhì)為核心的技術(shù)資料管理模式，變?yōu)殡娮訖n為核心的管理模式，將幫企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料的唯一性、共享性和安全性，確保數(shù)據(jù)源的唯一性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)協(xié)同；產(chǎn)品設(shè)計(jì)電子數(shù)據(jù)通過(guò)流程進(jìn)行發(fā)布，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的版本管理和控制，保證版本的有效性和一致性。

5.2 建立統(tǒng)一編碼體系和分類物料庫(kù)管理

建立企業(yè)級(jí)的統(tǒng)一編碼體系，建立滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)管理要求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)通用件、企標(biāo)件、標(biāo)準(zhǔn)件、專用件等物料分類庫(kù)，以便技術(shù)人員方便、快速、準(zhǔn)確地查詢企業(yè)已有的零部件，以便確定是否選用已有零部件，最大化實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)重用，避免物料存在一物多碼、物料種類膨脹。

5.3 建立以BOM為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

通過(guò)PLM系統(tǒng)建立以BOM為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型，使得BOM與設(shè)計(jì)文檔、工藝文件、業(yè)務(wù)流程等自動(dòng)關(guān)聯(lián)，通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，在發(fā)生設(shè)計(jì)更改導(dǎo)致設(shè)計(jì)資料更改時(shí)能夠提供方便的查詢工具查詢所影響的產(chǎn)品范圍、數(shù)據(jù)范圍等，防止出現(xiàn)漏改情況的發(fā)生。

5.4 建立基于業(yè)務(wù)流程化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)

基于PLM系統(tǒng)建立企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)流程協(xié)同，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)處理的流程電子化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料的流程簽審和版本發(fā)布，規(guī)范變更流程的過(guò)程和執(zhí)行，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分發(fā)，保障了信息傳遞的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

5.5 建立項(xiàng)目化管控的新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程管理

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程和項(xiàng)目管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目執(zhí)行的透明化和規(guī)范化、項(xiàng)目計(jì)劃與流程一體化、項(xiàng)目資源的分派和負(fù)荷平衡、項(xiàng)目預(yù)警機(jī)制和項(xiàng)目階段評(píng)審管理，最大程度地保證項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度，解決項(xiàng)目執(zhí)行管理過(guò)程中依靠人工檢查、跟蹤的方式，能夠從多種角度實(shí)時(shí)了解和監(jiān)控項(xiàng)目開(kāi)發(fā)執(zhí)行進(jìn)程、存在風(fēng)險(xiǎn)，以及技術(shù)資料和物料采購(gòu)計(jì)劃執(zhí)行情況，為項(xiàng)目管理的實(shí)時(shí)監(jiān)控提供有效的手段。

5.6 構(gòu)建設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的信息互通橋梁

建立與CAD、ERP、MES 系統(tǒng)的集成統(tǒng)一平臺(tái)，通過(guò)集成應(yīng)用，提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的深層次應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)傳遞效率，有效支持生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行。

6 橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)效益分析

表1為實(shí)行橡膠機(jī)械行業(yè)研發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)所帶來(lái)的主要效益。

表1 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)效益分析

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