0 前言

    近年來，隨著我國制造業(yè)的高速發(fā)展，市場競爭激烈、顧客要求個性化，產(chǎn)品需求多元化等特征越發(fā)明顯，這些因素促使企業(yè)要采用先進的管理手段來快速響應多變的市場，同時降低產(chǎn)品的成本，縮短設計周期，提高設計質(zhì)量。這就要求企業(yè)應具有一套能夠快速檢索和利用各方面信息的集成系統(tǒng)，產(chǎn)品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）正是解決這個問題的有效的管理手段。

1 CAXA PLM系統(tǒng)的應用與實施

    對于機械制造業(yè)來說，為了提高企業(yè)核心競爭力，降低產(chǎn)品設計成本，縮短成套設備的研發(fā)、生產(chǎn)周期，北石廠采用CAXA PLM系統(tǒng)，協(xié)助企業(yè)加速投資回報，驅(qū)動創(chuàng)新，同時保證了電子數(shù)據(jù)的完整性和準確性,數(shù)據(jù)傳遞的及時性，做到了資源共享,查找方便；在研發(fā)過程中有效降低了新零件產(chǎn)生的數(shù)量、顯著提升了零件重用率；減少了設計錯誤等缺點，從而提高企業(yè)的核心競爭力。

    1.1 技術文件管理存在的問題

    2003年前，北石廠生產(chǎn)操作與管理基本停留于手工階段，設計手段屬于傳統(tǒng)的串行工程范疇。但隨著計算機技術在北石廠的廣泛應用，原來的管理方法已不能滿足北石廠對未來發(fā)展的需求。主要存在以下問題：

    ●產(chǎn)品類型多，產(chǎn)量大、圖紙量大、工藝文件多，電子版資料屬于“各自為政”，查找困難，不能及時做到資源共享及有效利用。

    ●產(chǎn)品數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的平臺管理，完整性不能保證。

    ●項目組設計人員不能及時了解其它設計人員的最新設計，出現(xiàn)設計沖突和重復設計等。

    ●手工創(chuàng)建復雜的產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)，耗費時間且容易出錯。

    ●技術圖紙管理混亂，電子數(shù)據(jù)和紙質(zhì)圖紙版本不統(tǒng)一，容易發(fā)錯圖紙。

    ●由于各部門地理位置分散，設計文件、圖紙簽審、車間生產(chǎn)均采用人工傳遞的方式，導致工作量較大、及時性較低。

    ●客戶對產(chǎn)品的個性化需求增多，產(chǎn)品型號種類較多，缺少相應合理分類的管理系統(tǒng)。

    ●延展部門（例如：質(zhì)檢、銷售等）均采用厚重的產(chǎn)品圖冊、檢驗手冊查詢資料。

    1.2 PLM選型過程

    為解決以上問題，北石廠通過對設計研發(fā)、工藝、生產(chǎn)管理、檢驗等各個環(huán)節(jié)中問題的分析，經(jīng)過調(diào)研，最終結(jié)合自身應用需求選擇了CAXA（北京數(shù)碼大方科技股份有限公司）作為長期戰(zhàn)略合作伙伴。

    PLM本質(zhì)上是以制造企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心，解決從用戶需求、訂單信息、產(chǎn)品研發(fā)、工藝設計、生產(chǎn)制造、維護維修整個生命周期過程中不同類型數(shù)據(jù)的綜合管理、過程管理以及跨部門、跨區(qū)域和供應鏈協(xié)同工作問題。PLM項目的實施一定要面向用戶解決實際問題，這是項目實施成功的關鍵。CAXA PLM系統(tǒng)把 PDM、CAD、CAPP、ERP等無縫結(jié)合，在數(shù)據(jù)交換和管理上更顯流暢。通過CAXA PLM權限控制，使企業(yè)整體的數(shù)據(jù)更安全，修補了原先存在的安全漏洞，滿足了安全管理的需求，同時可以方便的實施圖紙共享和查詢功能，CAXA PLM系統(tǒng)具備的后續(xù)二次開發(fā)擴展，能夠滿足企業(yè)發(fā)展上的需求。

2 PLM系統(tǒng)管理技術在北石廠的基礎應用

    圖文檔是PLM系統(tǒng)重要組成部分，是北石廠的技術核心資產(chǎn)。圖文檔管理需要做好基礎標準化，如統(tǒng)一編碼命名規(guī)則或統(tǒng)一模版等，圖文檔管理可以簡單歸結(jié)為“集中管理、安全共享”，下面主要經(jīng)過以下幾個方面進行論述。

    2.1 人員權限管理

    使用PLM系統(tǒng)的用戶，必須具有某種角色，根據(jù)系統(tǒng)管理員賦予權限通過系統(tǒng)界面登錄，通過角色的管理來保證數(shù)據(jù)庫中的安全性。主要功能包括：

    ●人員管理（增加與刪除）

    ●部門管理（增加與刪除）

    ●角色管理，不同角色賦予不同權限

    ●人員向部門中的指定

    ●人員賦予某種角色的指定

    ●用戶負責某個項目的指定

    PLM中用戶與角色是一對多關系，一個用戶可以有多種角色，用戶與項目同樣是一對多關系，一個用戶可以負責多個項目，在不同的項目中賦予不同的角色權限，如圖1所示。

圖1 人員權限管理

    2.2 產(chǎn)品BOM管理

    產(chǎn)品BOM（即PLM系統(tǒng)中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹）是以樹型結(jié)構(gòu)來表示的物料清單，主要表達企業(yè)產(chǎn)品與零部件之間的父子項關系。根據(jù)結(jié)構(gòu)樹，用戶即可分層展開，走不同的分支，直觀的找到自己所要的數(shù)據(jù)，而不用考慮其物理位置。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的產(chǎn)品大類結(jié)合企業(yè)自身的要求，包括了多個產(chǎn)品，某一種產(chǎn)品下包括多個零部件（自制件、外購件、外協(xié)件、標準件以及借用件）、項目設計包、各類文檔等。每個零部件有其對應的唯一編碼、描述文檔、屬性信息等。其中屬性文檔反映出零件的設計狀態(tài)、類型等，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品BOM管理

    設計人員將零部件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息錄入到PLM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹中，有兩種方式：

    ●手工方式——在PLM系統(tǒng)中手工建立零部件。

    ●批量導入方式——通過這種方式可以直接將圖紙中的零部件及其屬性信息和產(chǎn)品裝配關系自動提取至PLM系統(tǒng)中。

    2.3 文檔樹管理

    文檔樹是以樹形層級的文件夾體現(xiàn)的，用戶可將企業(yè)重要的文件批量或單張上傳到對應位置，即不用擔心存檔問題，而且可以直觀的找到自己所要的文件。同時，在文檔樹中也包含了對應的產(chǎn)品文件夾，圖紙以外的關聯(lián)文件（技術參數(shù)、產(chǎn)品檔案等）可關聯(lián)產(chǎn)品進行統(tǒng)一管理。文檔樹結(jié)合企業(yè)自身的要求，主要承接企業(yè)相關文檔，包括技術標準、技術規(guī)范、檢驗規(guī)范、設備檔案、質(zhì)量檔案等文件，如圖3所示。

圖3 文檔樹管理

    2.4 版本管理

    版本管理是在PLM系統(tǒng)中一項重要的功能，版本管理主要包括文檔版本、零部件版本，生命周期的每一個階段，均形成一個版本，在設計中，由于更改零件必定產(chǎn)生多個版本，所以企業(yè)對版本管理的要求越來越高。工作版本其最大的作用在于技術人員在設計工程中，經(jīng)過多次修改，最終確定采用其中某一個版本時，就可以查詢歷史版本的圖紙繼續(xù)設計。未發(fā)布版本是指還未被審批通過的版本，其表征形式在版本描述處系統(tǒng)未進行標識；發(fā)布版本是指設計對象通過了審批流程。如果工作版本在發(fā)布的a.1后有新版本b時，則說明圖紙有了相應的變更過程，以后每次變更，將形成新版本c，d……如圖4所示。

圖4 版本管理

    2.5 查詢管理

    PLM系統(tǒng)中的查詢方式分為簡單查詢、高級查詢，用戶可以根據(jù)文檔和零部件的類型、代號、型號等基本屬性，進行快速的檢索，以獲得相應的信息，如圖5所示。

圖5 查詢管理

3 PLM系統(tǒng)實施效果

    3.1 登錄界面

    北石廠充分利用了CAXA可以讓用戶進行個性化設置等特點，北石廠在登錄界面上做了具有北石特色的界面，使其具有鮮明的北石特色。

    3.2 流程管理

    流程管理的載體是數(shù)據(jù)包，主要實現(xiàn)對設計文檔、圖紙的提交、審查、變更、批準、發(fā)布歸檔等過程進行有效管理。北石廠結(jié)合企業(yè)自身特點，把電子簽名和工作流相結(jié)合，當設計者提交圖文檔時自動觸發(fā)，將根據(jù)預先定義的審批流程發(fā)送給下一審核人，PLM系統(tǒng)的任務箱會出現(xiàn)一條工作流提醒，點擊進入即可進行審批，提交審批意見，完成數(shù)據(jù)電子簽名。啟動流程時自動生成的唯一標識碼用來進行標準化審核工作，審批時可以定位到系統(tǒng)中瀏覽圖紙進行紅線批注等，從而實現(xiàn)無紙化辦公，電子流程審批從根本上加快了審批速度，減少人員手簽過程，減少了后期設計的變更和返工，如圖6所示。

圖6 流程管理

    3.3 PLM與ERP集成

    北石廠PLM和ERP集成內(nèi)容包括兩部分：產(chǎn)品BOM集成和產(chǎn)品工藝路線集成。集成之前技術人員除了需要在PLM系統(tǒng)中維護設計圖紙的基礎數(shù)據(jù)外，還要對應著在ERP中輸入同樣的基礎數(shù)據(jù)，大量重復的錄入工作降低了工作效率。集成后即可通過PLM系統(tǒng)提供與ERP系統(tǒng)的接口來解決這個問題，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在PLM系統(tǒng)中存儲了，再把數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)化信息提取出來，傳送給ERP，如圖7所示。

圖7 PLM與ERP集成管理

    3.4 CAXA PLM與CAXA DNC集成

    北石廠在PLM系統(tǒng)中集成數(shù)控機床網(wǎng)絡DNC系統(tǒng)，當編程人員將NC上傳至系統(tǒng)后，當車間操作人員需要加工零件時，只需要在與DNC通信的數(shù)控機床上直接下載即可。如圖8所示

圖8 DNC集成管理

    3.5 CAXA PLM在移動辦公上的應用

    目前移動辦公BYOD應用模式逐漸引起企業(yè)的高度重視。北石廠充分利用這些終端設備在不受時間、空間、人員的限制，隨時接入企業(yè)PLM平臺進行圖紙瀏覽、工作流審批、紅線批注等功能，大大提高了員工的辦公效率、加快業(yè)務的處理速度、縮短企業(yè)的運營周期、降低企業(yè)的活動滯后率、豐富員工的辦公方式。下圖是在移動終端上的展示，如圖9所示。

圖9 移動辦公應用

    3.6 與其他系統(tǒng)平臺上的集成應用

    由于北石廠應用系統(tǒng)較多，系統(tǒng)管理員需要進入不同的系統(tǒng)逐一建立、刪除用戶等，容易出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象。CAXA PDM 系統(tǒng)與OA集成后實現(xiàn)了單點登錄及統(tǒng)一賬戶管理功能,大大方便了系統(tǒng)管理員工作，同時也方便了用戶無需重復輸入帳號密碼等操作。北石即時通訊平臺（AM）也與CAXA PDM系統(tǒng)進行了集成，方便技術人員的應用，提高工作效率。

4 實踐應用結(jié)論

    本文結(jié)合了PLM系統(tǒng)，論述了PLM系統(tǒng)在應用與實踐方面的幾個關鍵技術，從產(chǎn)品全生命周期管理的角度，實現(xiàn)產(chǎn)品從設計到制造生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，有效的解決企業(yè)信息孤島問題。同時有利于支持行業(yè)標準和規(guī)范，來提高產(chǎn)品質(zhì)量和促進創(chuàng)新，促進了企業(yè)的高速發(fā)展。為實現(xiàn)數(shù)字化工廠，奠定了重要的基礎。

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本文標題：2014產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：淺析基于CAXA PLM系統(tǒng)在制造企業(yè)的應用與實踐

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