基于Teamcenter系統(tǒng)的工藝裝備設(shè)計與應用

[摘 要]為實現(xiàn)工藝設(shè)計一體化，文章設(shè)計了基于Teamcenter的工藝裝備管理系統(tǒng)，以實現(xiàn)工藝裝備設(shè)計的規(guī)范管理，實現(xiàn)工藝裝備應用的靈活性與可拓展性，提升工藝設(shè)計的效率和質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]Teamcenter；工藝裝備設(shè)計；工藝裝備應用；系統(tǒng)集成

[中圖分類號]TP311.13 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2024）06–0083–03

Design and Application of Process Equipment Based on Teamcenter System

ZHENG Nan，CAI Yubing，ZHANG Gongbin

[Abstract]To achieve the integration of process design， this article designs a process equipment management system based on Teamcenter to achieve standardized management of process equipment design， flexibility and scalability of process equipment application， and improve the efficiency and quality of process design.

[Keywords]Teamcenter； process equipment design； application of process equipment； system integration

工藝裝備設(shè)計管理主要包括標準化設(shè)計、精細化管理、信息化支撐、過程控制、持續(xù)改進、質(zhì)量為先等。隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，制訂完善的工藝裝備設(shè)計管理制度，引導設(shè)計者使用統(tǒng)一的設(shè)計平臺，完成工藝裝備設(shè)計的全生命周期管理，同時結(jié)合周邊其他系統(tǒng)的業(yè)務規(guī)范，可實現(xiàn)工藝裝備設(shè)計數(shù)據(jù)與周邊系統(tǒng)集成，提升設(shè)計效率。文章主要闡述在Teamcenter系統(tǒng)中，如何管理工藝裝備設(shè)計，并且在設(shè)計過程中與周邊系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的技術(shù)方案。

1 背景

工藝裝備設(shè)計目前在工藝裝備管理系統(tǒng)進行，該系統(tǒng)的工藝裝備設(shè)計部分僅實現(xiàn)設(shè)計任務書、技術(shù)條件的提出與審批，設(shè)計進度管控、模塊化設(shè)計、工藝裝備圖紙設(shè)計、工藝裝備設(shè)計庫搭建等未實現(xiàn)。工藝裝備管理系統(tǒng)采用老舊技術(shù)開發(fā)，用戶體驗差，功能拓展及使用范圍受限，系統(tǒng)不能滿足工藝裝備設(shè)計上述提升的需求。目前工藝設(shè)計主體在Teamcenter系統(tǒng)，工藝裝備設(shè)計作為工藝設(shè)計的重要部分在其他系統(tǒng)實施，不能滿足工藝一體化設(shè)計要求。

2 關(guān)鍵功能介紹

工藝裝備的立項、設(shè)計、采購制造、驗收入庫、后期的管理維修等全壽命周期的管理，需在Teamcenter平臺、立項管理系統(tǒng)、EAM、SAP、MES等系統(tǒng)共同完成。在Teamcenter設(shè)計平臺中主要完成方案編制審批、設(shè)計任務管控、工藝裝備設(shè)計、工藝設(shè)計等工作內(nèi)容，其中工藝裝備設(shè)計包含設(shè)計任務書設(shè)計、技術(shù)條件設(shè)計、圖紙設(shè)計等內(nèi)容及設(shè)計的審批過程；工藝設(shè)計主要包含工藝裝備在工藝設(shè)計中的選型與設(shè)計。

2.1 工藝裝備策劃與立項管理

通過對當前Teamcenter系統(tǒng)中工藝文檔對象屬性擴展，維護工藝裝備明細信息?；诠に囇b備策劃，結(jié)合工藝方案、技措計劃等創(chuàng)建工藝裝備項目立項；與立項平臺進行計劃數(shù)據(jù)的交互，實現(xiàn)工藝裝備明細、任務完成時間信息推送。

工藝裝備相關(guān)方案在方案策劃時，Teamcenter應提供以往同類工藝裝備的設(shè)計對比，如邊界條件對比、工藝參數(shù)、設(shè)計參數(shù)或產(chǎn)品參數(shù)，以及工藝裝備設(shè)計對應實體的在用數(shù)量、在庫與閑置數(shù)量、所在產(chǎn)線、位置等工藝裝備實物必要信息，以便工藝師決定是否對工藝裝備進行改造、調(diào)整、新制、調(diào)遷、復制等后續(xù)工作。

工藝方案如果納入TC設(shè)計時，工藝方案模塊需完成下列功能，要將工藝裝備明細結(jié)構(gòu)化處理，方案審批后，審批后的數(shù)據(jù)并列入設(shè)計計劃，并建立計劃查詢/修改接口，以便于立項等系統(tǒng)獲取計劃和完善計劃。工藝方案如果未納入TC設(shè)計時，以及工藝裝備來源于請示報告、通知、年度技措等非工藝方案時，工藝裝備需先列入滾動預算的立項，通過TC接口同步到TC的設(shè)計計劃中，TC根據(jù)設(shè)計計劃，分解工藝裝備設(shè)計工作。

2.2 工藝裝備設(shè)計計劃管理

建立基于任務的工藝裝備設(shè)計計劃管理，對圖紙設(shè)計、技術(shù)條件編制、設(shè)計任務書編制等節(jié)點進行任務編制、分派與計劃管控；在Teamcenter系統(tǒng)中對工藝裝備設(shè)計計劃進行實時查看、跟蹤。

通過Teamcenter的審批流程方案發(fā)布，將產(chǎn)品項目信息、方案相關(guān)信息、工藝裝備明細等關(guān)鍵信息通過ESB傳遞至立項平臺，Teamcenter中自動創(chuàng)建工藝裝備設(shè)計計劃，工藝裝備設(shè)計計劃自動關(guān)聯(lián)工藝方案，任務推送到設(shè)計者的“我的工作列表”；設(shè)計者接收具體的工藝裝備計劃，在Teamcenter系統(tǒng)中注冊工藝裝備對象（部分屬性自動填充），并針對每個工藝裝備進行詳細的編制，包括階段、里程碑、交付物等項目信息的定義和關(guān)聯(lián)；詳細計劃編制完成后，在Teamcenter系統(tǒng)中執(zhí)行審批，計劃發(fā)布后向項目綜合管控系統(tǒng)同步計劃時間完成時間等信息。

2.3 工藝裝備對象管理

在具體非標工藝裝備設(shè)計庫分類和標準工具選型庫下，注冊新的工藝裝備設(shè)計或修改工藝裝備設(shè)計，填寫必要信息，必要信息包括工藝裝備名稱、物料編碼、度量單位、工藝裝備級別、工藝裝備通用性分類、適用車型、產(chǎn)線、標準工序（標準最小作業(yè)單元）、標準工位等。

設(shè)計者接收到工藝裝備計劃任務，根據(jù)計劃在Teamcenter系統(tǒng)中選擇是否注冊并實例化工藝裝備對象；工藝裝備注冊，選擇任務創(chuàng)建，自動關(guān)聯(lián)到任務的交付物關(guān)系下；工藝裝備的圖號根據(jù)設(shè)計師選擇的設(shè)計庫的層級及編號規(guī)則自動生成填充。

2.4 工藝裝備設(shè)計文檔管理

在注冊的工藝裝備物料節(jié)點下，根據(jù)設(shè)計計劃選擇編制設(shè)計任務書或編制技術(shù)條件。設(shè)計任務書與技術(shù)條件審批完成后，形成PDF技術(shù)文檔，文檔采用電子簽形式，發(fā)布生效時Teamcenter根據(jù)相應各階段結(jié)構(gòu)化信息注冊物料主數(shù)據(jù)或修訂物料主數(shù)據(jù)，其中采購視圖、會計視圖等由SAP接口自動生成。修訂物料主數(shù)據(jù)主要修訂工藝裝備名稱、工藝裝備圖號、圖號版本號等信息。設(shè)計任務書與技術(shù)條件生效條件需將物料主數(shù)據(jù)是否創(chuàng)建成功作為條件之一。

設(shè)計任務書、技術(shù)條件發(fā)布成功后，可以自主設(shè)計需要進行圖紙設(shè)計等的詳細設(shè)計，委外實施及委外設(shè)計需要下發(fā)實施任務通知書方可實施。重要工裝編制設(shè)計方案，經(jīng)相關(guān)專業(yè)室評審通過后，才能實施。新設(shè)計的結(jié)構(gòu)復雜、大型或價值較高的A 級工藝裝備的技術(shù)方案或施工總圖均須經(jīng)項目總體主任工藝師簽審，必要時組織評審，其他的A、B 級工裝設(shè)計方案，應廣泛征求意見，經(jīng)評審后方可進行設(shè)計。

2.5 工藝裝備分類管理

為了提升工藝裝備設(shè)計的可參考性、可繼承性、可維護性、可充用性，需在Teamcenter里建立分類管理的主框架結(jié)構(gòu)樹，所有的設(shè)計按照分類分別歸檔于主框架結(jié)構(gòu)樹下，形成工藝裝備設(shè)計庫。設(shè)計庫共包含3部分：設(shè)計庫、選型庫、標準模塊庫。

Teamcenter中搭建工藝裝備設(shè)計與選型的主框架結(jié)構(gòu)樹，其作用為工藝師在該框架下，進行工藝裝備設(shè)計，主要步驟為注冊編碼、提出設(shè)計任務書、技術(shù)條件及設(shè)計圖紙等，主框架結(jié)構(gòu)樹由工藝裝備分類創(chuàng)建，分類規(guī)則需滿足每一分類具有易區(qū)分、惟一性的特點。該結(jié)構(gòu)下可注冊物料編碼來確定具體的工藝裝備設(shè)計BOM，主框架結(jié)構(gòu)可使工藝師能夠快速定位到相應的工藝裝備分類下，并能夠快速查看同類工藝裝備的不同種的工藝裝備設(shè)計演變關(guān)系，了解同種類工藝裝備的不同工藝參數(shù)，展開顯示具體工藝裝備的設(shè)計任務書、技術(shù)條件、圖紙，包括該工藝裝備下的模塊與零件的編號、圖號及圖紙等資料。主框架結(jié)構(gòu)書下具體工藝裝備設(shè)計可以關(guān)聯(lián)查詢到EAM工藝裝備臺賬的實體狀態(tài)等信息。

2.6 標準模塊化管理

Teamcenter中搭建標準模塊化庫結(jié)構(gòu)樹，用于Teamcenter進行模塊化設(shè)計時的選型及引用，新增模塊的設(shè)計，模塊圖紙及明細方便在模塊設(shè)計或工藝裝備設(shè)計時引用。

模塊主框架結(jié)構(gòu)樹主要按工藝裝備的功能與結(jié)構(gòu)劃分的分類，目前主要分為底板、底座、定位裝置、支撐裝置、壓緊裝置、工作平臺、調(diào)整裝置、定位模塊、夾具模塊等主結(jié)構(gòu)分類，在模塊主框架結(jié)構(gòu)可以查看具體模塊的引用情況。注冊模塊需要補充特有屬性，特有屬性包涵以下屬性：模塊通用性分類、模塊類型等。普通工藝裝備在規(guī)范接口、提高通用性后，可以提升為標準化模塊工藝裝備。

由管理員提前維護好基于模塊化設(shè)計的標準工序模板和工廠BOP模板（老工藝結(jié)構(gòu)/3PR工藝結(jié)構(gòu)），在工藝師進行工藝設(shè)計時，能夠快速選型和引用標準模塊化工藝裝備。

2.7 工藝裝備BOM管理

工藝裝備注冊后，將工藝裝備總圖發(fā)送到結(jié)構(gòu)管理器，維護工藝裝備BOM。工藝裝備BOM結(jié)構(gòu)逐級分解至最小維護單元，包含標準件、模塊件等；在結(jié)構(gòu)管理器中，通過查詢，手動添加零件、各個模塊、標準件等，搭建BOM結(jié)構(gòu)；因工藝裝備BOM結(jié)構(gòu)復雜程度不一致，建議工藝裝備類統(tǒng)一使用一個工藝裝備對象管理：工藝裝備總圖號、配件，搭建BOM結(jié)構(gòu)。

對于二維工程圖的維護，基于系統(tǒng)集成，打開到浩辰CAD集成環(huán)境下；用戶開展二維工藝裝備設(shè)計工作，填寫標題欄其他屬性信息（部分屬性自動映射），繪制工藝裝備二維圖紙，通過保存功能將圖紙信息上傳至已創(chuàng)建的工藝裝備對象下；在Teamcenter系統(tǒng)中在線查看、發(fā)起工藝裝備圖紙審批。

對于三維數(shù)模的維護，登錄Teamcenter系統(tǒng)，選中工藝裝備版本對象，打開到CATIA集成環(huán)境；在CAITAI集成環(huán)境中設(shè)計三維工藝裝備模型，保存到工藝裝備Item版本下，同時工藝裝備的裝配結(jié)構(gòu)在Teamcenter中形成BOM結(jié)構(gòu)。

2.8 工藝裝備設(shè)計應用管理

在3PR工藝設(shè)計模式下，由管理員進入分類模塊分別維護各部室工廠BOP模板，將工藝裝備對象按照業(yè)務需要從分類庫中選擇并添加至工作包下；在進行工藝設(shè)計時，自動生成的工廠BOP結(jié)構(gòu)自動帶出工藝裝備對象，且由于工作包與最小作業(yè)單元一一對應，工藝師通過產(chǎn)品BOP指派工序后，自動將工藝裝備與最小作業(yè)單元建立關(guān)聯(lián)；遍歷工廠BOP結(jié)構(gòu)，將工藝裝備相關(guān)信息提取后形成報文傳遞至ESB供下游系統(tǒng)使用。

2.9 工藝裝備變更管理

圖紙升版：確定變更后，在Teamcenter系統(tǒng)中對已經(jīng)發(fā)布的工藝裝備對象版本進行修訂升版，并更新新版本的圖紙（內(nèi)部設(shè)計或外部設(shè)計）。在Teamcenter系統(tǒng)中創(chuàng)建改圖通知對象，關(guān)聯(lián)變更后的最新工藝裝備對象版本，填寫變更單，附加其他附件內(nèi)容后發(fā)起改圖通知流程，流程審批結(jié)束后改圖通知對象發(fā)布，同時變更后的工藝裝備對象版本一并發(fā)布，通過接口將變更信息推送到下游系統(tǒng)。

圖紙換版：確定變更后，在設(shè)計庫中注冊新的工藝裝備對象，根據(jù)實際業(yè)務情況進行內(nèi)部設(shè)計或委外設(shè)計，通過接口推送物料主數(shù)據(jù)、實施任務書等關(guān)鍵數(shù)據(jù)；圖紙升版工藝裝備的物料編碼和圖號不發(fā)生變化，圖紙換版工藝裝備的物料編碼和圖號需要重新在Teamcenter系統(tǒng)中注冊。

工藝方案、設(shè)計任務書、技術(shù)條件、圖紙、實施任務書、設(shè)計計劃的相應變更需要下發(fā)改圖通知，并將上述設(shè)計、實施的升版資料作為通知附件。變更引起下游系統(tǒng)的更改，邏輯復雜的允許根據(jù)通知進行手動修訂，如更改采購合同、采購申請、采購訂單等操作。

3 系統(tǒng)集成管理

為了避免數(shù)據(jù)重復錄入，減輕操作人數(shù)據(jù)維護難度，Teamcenter分別與EAM、MES、SAP、BPM、立項管理系統(tǒng)、圖文檔系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)集成。

（1）工藝方案/通知/技措等版本對象在 Teamcenter系統(tǒng)審批發(fā)布后，操作處理程序觸發(fā)，通過ESB將項目信息（項目代號、項目名稱）、方案信息（方案編號、方案名稱）、工藝裝備明細傳遞到項目綜合管控平臺；設(shè)計任務書、技術(shù)條件、實施任務書在發(fā)布后，通過操作處理程序觸發(fā)，將編號、發(fā)布時間等通過ESB下發(fā)到項目綜合管控平臺。

（2）Teamcenter系統(tǒng)工藝裝備對象發(fā)布、更改后，將工藝裝備物料信息（工藝裝備編碼、名稱、圖號等）通過ESB下發(fā)到SPA[MM]系統(tǒng)

（3）在實施任務書發(fā)布時，通過流程操作處理程序觸發(fā)，將實施任務書結(jié)構(gòu)化信息通過ESB下發(fā)到SAP、EAM和SRM。

（4）EAM工藝裝備入庫時，在TC中檢查工藝裝備對象資料完備性：工藝裝備是否歸檔、工藝裝備參數(shù)是否維護、是否具備圖紙等，回傳EAM校驗結(jié)果，未通過的在TC中生成待辦任務。

（5）工藝裝備技術(shù)文檔、工藝裝備圖紙等發(fā)布后，在流程中通過操作處理程序觸發(fā)，獲取文檔、工藝裝備等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)信息、物理文件，通過ESB下發(fā)到圖文檔系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

在工藝裝備的設(shè)計、制造、使用和維護等過程中運用信息技術(shù)，可提高裝備的性能、可靠性和可管理性，同時提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。利用PLM系統(tǒng)對工藝裝備的全生命周期進行管理，有助于實現(xiàn)信息的共享和流程的集成，提高企業(yè)整體的協(xié)同工作效率。工藝裝備信息化應用的實施，需要企業(yè)具備相應的技術(shù)基礎(chǔ)和人才支持，同時也需要相應的管理措施和流程改革相配合，以確保信息化應用能夠真正提升企業(yè)的核心競爭力。

參考文獻

[1] 趙鑫雅.機械加工工藝裝備設(shè)計的要點[J].制造與工藝，2022（6）：75-78.

[2] 曹杰.基于Teamcenter的結(jié)構(gòu)化工藝編制系統(tǒng)開發(fā)及研究[J].機電信息，2023（17）：85-88.

[3] 陳雅，周紅梅，王書恒，等.基于Teamcenter的工藝裝備數(shù)據(jù)庫建設(shè)[J].信息技術(shù)，2013（9）：108-112.

[4] 田浪.淺談基于流程的任務管理在工藝裝備設(shè)計中的應用[J].工藝裝備設(shè)計，2021（3）：14-23.