統(tǒng)一PLM 系統(tǒng)平臺的設(shè)計研究

馬梅娟MA Mei-juan；劉曉燕LIU Xiao-yan

（寧夏天地奔牛實業(yè)集團(tuán)有限公司，石嘴山 753001）

1 項目的背景和概況

在“中國制造2025”戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，企業(yè)通過信息化平臺的建設(shè)，著力促進(jìn)企業(yè)工業(yè)化和信息化的深度融合，不斷提升企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新能力和管理運(yùn)營能力。 PLM 系統(tǒng)是當(dāng)前企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流程管理的關(guān)鍵業(yè)務(wù)平臺，是企業(yè)架構(gòu)中的重要組成部分，PLM 系統(tǒng)的導(dǎo)入和實施是企業(yè)信息化過程中的一個重要里程碑。PLM 系統(tǒng)聚焦企業(yè)的核心需求，圍繞系統(tǒng)平臺構(gòu)建系統(tǒng)支撐能力，功能涵蓋項目管理、產(chǎn)品設(shè)計管理、圖文檔管理、BOM 管理、零部件管理、CAD 集成管理、變更管理等多個模塊。

基于公司架構(gòu)，建立了覆蓋公司技術(shù)的統(tǒng)一PLM 平臺，系統(tǒng)業(yè)務(wù)范圍覆蓋項目、技術(shù)、制造工程和生產(chǎn)等部門。

2 項目的總體目標(biāo)

通過項目管理的方式（如圖1），項目按計劃進(jìn)行分解后（如圖2），動態(tài)監(jiān)控項目過程執(zhí)行情況，當(dāng)全部任務(wù)完成后，則項目完成。

圖1 項目管理

圖2 項目分解

3 統(tǒng)一的PLM 系統(tǒng)設(shè)計研究（圖3）

圖3 PLM 系統(tǒng)的設(shè)計研究

3.1 工作模式（圖4）

圖4 工作模式

3.2 產(chǎn)品設(shè)計管理（圖5）

圖5 產(chǎn)品設(shè)計管理

①BOM ：物料清單，定義經(jīng)制造或采購用來構(gòu)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的零件的統(tǒng)一列表；

②BOM 視圖：是一種結(jié)構(gòu)視圖，默認(rèn)為設(shè)計的視圖，即：設(shè)計圖紙明細(xì)表對應(yīng)的清單結(jié)構(gòu)；

③BOM 視圖功用：用來表示零件裝配關(guān)系。

3.3 圖文檔管理（圖6）

圖6 圖文檔管理

圖文檔對象也是PLM 中的一種被管理對象，它和數(shù)據(jù)對象不同的是包含物理文件，比如二維圖檔、三維圖檔、一般圖文檔對象，擁有圖檔的屬性（編號、名稱等），圖文檔對象除了具有數(shù)據(jù)對象所有的方法以外，還擁有對圖文檔的特有操作，比如：替換主文件、可視化等。

3.4 流程管理（圖7）

圖7 流程管理

3.5 編碼管理

①編碼規(guī)則自定義：可根據(jù)編碼規(guī)則自定義編碼大類規(guī)則、碼段，可對每一個碼段所需的碼位數(shù)、每一個碼位的表現(xiàn)形式（分類+流水碼、字母或者數(shù)字）、每一個碼段和碼位所代表意義進(jìn)行描述。

②編碼生成與使用：使用過程中用戶可根據(jù)已定義的編碼規(guī)則調(diào)用編碼器進(jìn)行動態(tài)編碼，自動賦予申請對象相應(yīng)的編碼。

③編碼回收：系統(tǒng)提供編碼狀態(tài)的管理，支持編碼回收，能夠?qū)幋a進(jìn)行回收重新啟用。

3.6 變更管理

①變更對象類型定義：支持定義各類變更類型，在每個變更類型中可以定義統(tǒng)一的問題報告、變更申請、變更通知；

②變更影響評估：零部件進(jìn)行變更時，系統(tǒng)可找出更改零部件被使用于哪些產(chǎn)品，輔助更改人員進(jìn)行設(shè)計更改影響程度分析；

③變更記錄追溯：更改時產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，如更改原因、更改內(nèi)容、每個審核者的意見、時間，都在流程中完整的記錄下來，可隨時查閱他人的審核意見，以供參考；系統(tǒng)能夠記錄每次版本變遷歷史，以便將來追溯；

④更改通知：能夠?qū)⒆兏颉⒆兏鼉?nèi)容按照任務(wù)下發(fā)的形式下發(fā)到具體負(fù)責(zé)人，并以郵件的形式通知相關(guān)人員。

3.7 模板管理

PLM 系統(tǒng)采用的是結(jié)構(gòu)化工藝，為滿足車間看圖，生成CAPP 版卡片式工藝?？ㄆに嚥捎媚０宥ㄖ疲禾峁┕に嚳ㄆ０宥ㄖ乒ぞ?，通過合并、拆分單元格、單元格屬性、格式定義方式定制各類工藝文件模板，模板中單元格可以與數(shù)據(jù)庫相應(yīng)字段關(guān)聯(lián)，滿足用戶數(shù)據(jù)存儲的自定義需求，實現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化存儲，方便用戶進(jìn)行工藝資源關(guān)聯(lián)。

3.8 權(quán)限管理

針對組織結(jié)構(gòu)的對象，建立適合企業(yè)內(nèi)部的權(quán)限模型并自定義系統(tǒng)內(nèi)部各類對象的操作權(quán)限。

4 結(jié)構(gòu)化BOM 管理（圖8）

在PLM 系統(tǒng)設(shè)計中，以結(jié)構(gòu)化BOM 構(gòu)建研發(fā)數(shù)據(jù)管理體系，是企業(yè)PLM 系統(tǒng)的主線之一。結(jié)構(gòu)化BOM 管理是產(chǎn)品開發(fā)部門的主要交付成果，同時也是下游生產(chǎn)計劃和制造工程部門的主要輸入。PLM 系統(tǒng)通過與二維AutoCAD 集成設(shè)計工具全面集成，提取和生成BOM 結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)BOM 的快速構(gòu)建、BOM 版本管理、BOM 選配管理、BOM 變更和發(fā)放管理，以及以BOM 為中心的圖文檔管理等關(guān)鍵內(nèi)容。

在BOM 結(jié)構(gòu)中，根據(jù)零部件的不同來源和管理需求，區(qū)分為設(shè)計件、標(biāo)準(zhǔn)件、產(chǎn)品和部件等不同零件類型，并針對不同零件類型制定對應(yīng)的管理策略和編碼規(guī)則。同時，利用PLM 系統(tǒng)的零部件分類管理框架，形成統(tǒng)一的零部件庫。

①通過統(tǒng)一零部件庫，實現(xiàn)零部件數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織和呈現(xiàn)，促進(jìn)零部件重用。

②針對不同零部件分類定義分類屬性，實現(xiàn)零部件信息的精細(xì)化管理，并與二維AutoCAD 集成相結(jié)合，提高零部件選用的效率和準(zhǔn)確性。

5 實現(xiàn)與ERP 集成設(shè)計環(huán)境

ERP 集成管理是企業(yè)PLM 平臺建設(shè)的重要內(nèi)容，為保障PLM 與ERP 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的相對獨立性, 采用中間表方式，將PLM 系統(tǒng)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)：包括物料、設(shè)計BOM（工藝BOM），發(fā)送至中間表，ERP 負(fù)責(zé)從中間表讀取物料、BOM 相關(guān)數(shù)據(jù)，寫入到ERP 數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)上下游數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)一致性。當(dāng)物料、設(shè)計BOM（工藝BOM）發(fā)生更改后，將PLM 系統(tǒng)發(fā)送最新數(shù)據(jù)至中間表，ERP 負(fù)責(zé)從中間表讀取最新數(shù)據(jù)更新至ERP 數(shù)據(jù)庫。 這樣就保證了數(shù)據(jù)一致性。

6 項目成果分析

公司PLM 系統(tǒng)經(jīng)過一年的建設(shè)，已進(jìn)行全面的推廣和應(yīng)用。PLM 系統(tǒng)構(gòu)建實現(xiàn)了如下目標(biāo)。

①促進(jìn)了企業(yè)信息化水平的大幅提升。

②建立了統(tǒng)一的企業(yè)研發(fā)基礎(chǔ)平臺，助力企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新能力和運(yùn)營能力的提升。

③落地和固化了企業(yè)研發(fā)管理規(guī)范和措施。

④實現(xiàn)了企業(yè)數(shù)據(jù)源的建立，為下游系統(tǒng)和業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)提供保障。

⑤構(gòu)建了協(xié)同、集成的設(shè)計環(huán)境，提高設(shè)計效率和數(shù)據(jù)水平。

⑥利用量化指標(biāo)進(jìn)行評估，PLM 系統(tǒng)的導(dǎo)入和應(yīng)用提高了研發(fā)活動的效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量（如圖9）。

圖9 PLM 系統(tǒng)與原先系統(tǒng)區(qū)別

⑦較大程度上提高了研發(fā)項目運(yùn)行效率，提高了任務(wù)的及時完成率。

⑧系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)管理，提高了數(shù)據(jù)查詢和獲取效率。

⑨系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)管理規(guī)則和流程固化大幅提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

⑩統(tǒng)一物料庫和數(shù)據(jù)清理，以及物料匹配的應(yīng)用，大幅提供了物料的重用率。

?大幅提高了CAD 設(shè)計效率和BOM 生成效率。