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基于PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建与研究

2018/2/7    来源:互联网    作者:闫恩刚      
关键字:PLM  信息化平台  构建  研究  
在企业现有信息化发展的基础上,通过系统集成、整合内部技术管理系统,用来构建基于PLM 信息化平台的产品数据管理体系,不仅可以实现企业技术资源的共享、建立同一产品业务平台的产品数据信息交流的集中管理。而且可以满足整体协同工作的需要,也为产品开发提供了一个并行的、全生命周期的信息化组合形式;形成统一的产品设计管理环境和有效管控产品技术数据各阶段的研发状态。让工作过程中产品任务的信息更加透明。并确保数据源的有效传递、数据查询、权限控制、审查等的准确性,为提高设计效率提供了保障;最终形成满足企业产品:在系列产品品种规格可重构中的组合形式,并贯穿全公司的产品生命周期管理平台和产品数据管理体系。

1 基于PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的提出

    多年来笔者公司的产品研发设计,一直是在计算机辅助设计CAD或PCCAD工作界面的背景下完成的.工程师把设计好的不同产品分类编号存放在数据库的文件夹里,通过部门的局域网络,实现了设计员与设计员之间的信息共享与查询。然而,伴随企业的不断发展.产品种类的增加,产品数据日益加大,特别是产品与产品之间通用性的互换关系,呈现出日趋多样性和复杂性的变换;产品报表的手工制作,也使设计数据错误概率大大增加。实践证明,现代手工文件夹式的管理模式,已经难以建立统一的产品研发数据管理环境,也不能形成企业级的产品资源共享的数据库体系,数据的安全性和保密性也难以保证,资料难以按照统一的规范组织存储,文件也容易出现相同文件名,而内容不同,或相同内容,却出现多个副本的现象。与此同时在产品设计时,设计人员要花费大量时间和精力去查找不同文件名,而内容相同的文件数据,用以实现通用性的互换,难以形成协同研发的、统一开放的运行平台。具体有以下几个方面问题。

1.1 产品数据组织与管理方面

    (1)研发数据管理问题

    由于缺乏平台支持,部门之间、企业员工之间不能有效地实现数据共享,难以管理大量文档的版本信息,也难以保证数据归档的及时性、数据变更和数据发布的准确性。文档存储、权限访问、数据变更、数据发布、变更管理,以及文档数据(电子数据和纸介数据)的一致性难以有效控制。

    (2)图号编码问题

    现行企业产品的图号编码沿用多年,其编码规则,已难以适应现代企业新的产品研发需要。由于历史数据中的问题,无法建立BOM(产品维护)数据结构;也不能适应现今El趋广泛应用的ERP(企业资源计划)的使用需要。

    (3)零部件和产品结构管理问题

    产品和零部件的管理通过手工完成,图纸及明细设计完成后通过PCCAD生成相关报表。手工生成的报表极易出错,常常出现明细与图纸不对应;而且,图纸及报表无法实现快速评审发布数据和快速配置BOM信息。

    (4)部门协同管理问题

    业务流程是各部门、职能、以及个人联系在一起协调工作的纽带。企业多年管理采取协同办公OA网及会议评审的模式开展相关工作,各部门之间的工作互不透明。难以同步,部门之间互不清楚工作进行的状态。其管理难以建立在以产品为协同工作的企业级运行平台环境,各部门在工作过程中也难以对产品生命周期中与各阶段操作流程相关的电子化数据进行有效归档控制、传递、交付和发放。

    (5)设计和生产协同方面问题

    由于产品开发工作主要是在企业技术部门进行,制造部门的加工过程中不能与技术部门及时沟通.生产过程中的技术改进等也难以及时反馈至设计者,导致生产资料和设计资料不一致。制造过程中技术和制造部门之间缺少有效的更改管理,致使技术部门和生产之间的信息反馈滞后,从而影响产品质量;也极易造成采购部门的更改信息与技术部门的设计资料不一致。

    (6)变更管理问题

    变更管理流程.极易导致更改范围和更改信息不一致。临时更改情况较多,不能及时对系统更改信息进行有效记录,针对不同问题的更改没有固定的评审流程。这种情况容易造成生产和存档的文档数据不一致,对随机技术文件带来影响,甚至造成将错误的存档资料带到客户,形成对变更管理不能有效监督。

1.2 数据应用Shill务方面

    (1)决策支持方面

    管理层对技术系统的了解和管理主要靠会议,上、下级汇报等形式。信息的传递是点对点,有感性化意识。管理层对流程的评审主要靠个人感性的了解,缺少必要的数据支撑、数据监控和来源性统计分析。

    (2)企业知识管理方面

    由于缺少产品数据管理平台,其技术数据、计算方法、设计方案、产品资料库、借用件库、工艺等不能进行有效管理,也不能形成与相关产品或项目进行关联管理。通过建立产品资源库,利用PLM信息平台,可以提升企业产品数据知识的重复积累和利用。

1.3 项目设计管理方面

    项目设计可以分为订单设计和市场开发项目两种类型。其中订单设计涉及销售部门、生产部门、技术部门,存在的问题是:工作指令逐级通过纸介传递,有不便沟通及工作进度不透明等问题。市场开发项目,涉及立项管理部门和技术部门,存在的问题是:立项管理部门项目信息的建立与市场认证,以及项目研发的可行性,需要市场信息的反馈和技术部门的相关支持,该项缺少必要的、规范化的可行性评审流程,如前期的市场调研、可行性分析、评审等。

    在此基础上,为了提高企业产品的研发能力,在现有信息化发展的基础上,建立开放的PLM产品平台,通过系统信息化的集成.构建基于PLM统一的企业产品生命周期开发系统和产品数据管理环境:实现技术资源的共享和协同开发、使各部门之问的信息沟通和交流建立在同一平台上,让信息更加透明,同时也是实现产品技术数据的集中和安全管理的关键所在;最终形成满足公司产品:在大型数控,端面车床.大型、重型卧式车床,数控精密轧辊磨床,专用机床等系列产品品种规格中可重构的组合形式,并贯穿全公司的产品生命周期管理平台和产品数据管理体系。

2 PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建与研究

2.1 PLM信息化平台的构建

    PLM信息化平台.是建立在以PLM为框架基础上开发的应用软件,采用以优化的局域网为客户端,客户端主要分布在:技术、销售、生产、采购(供应)、立项管理、各子公司等部门,从而形成局域网络客户和集成的信息化管理系统。图1为系统方案构架流程图。

    流程描述:

    (1)提交:把客户信息、对象类型、工作流程、生命周期、文件柜、数据源等所有信息存储在应用服务器和数据服务器上。

    (2)上传:通过应用服务器的传输协议将文件上传到文件服务器的文件柜中。

    (3)下载:把文件服务器文档下载到本地(有权限设置)。

    (4)客户端:客户端有技术部门、销售部门、生产部门、采购(供应)部门、立项管理部门、各子公司等。

    (5)数据库:数据库是对计算机提供数据的存储和查询;此处采取数据集中、管理分散的操作模式。并形成有效的数据库备份机制。利用系统构架,通过局域网和客户端可以分布在网络的任何节点上。将最终的操作结果均存储在数据库服务器上,在网络协同工作的同时,保证了数据的集中存储。

    (6)文档:对文档对象进行上传和下载服务。

    (7)浏览:客户端成员,可以通过浏览器,直接打开文件柜中的文件数据进行浏览(有权限设置)。

    1

    图1 系统方案构架流程

2.2 系统集成与体系功能的建立

    把与产品有关的信息集成管理起来,用来实现系统内部的各种功能,同时提供对局域网络和数据库的接口连接,通过客户端完成数据跨平台的传输与处理,并实现以下系统集成,见图2PLM系统功能模块结构:

    (1)PLM与AutoCAD、PCCAD、SolidWorks 3D的集成:PLM与AutoCAD二维、SolidWorks 3D三维系统集成,采取内置菜单显示命令的方式。功能主要包括:二维或三维CAD系统可以将设计完成的二维工程图、三维模型文档及其中包含的产品结构信息与属性信息(属性是对对象信息的描述,此处的属性是指装配图或零件图图纸的标题栏、文件数据或零件数据等信息),通过集成接口上传并提交到PLM系统中,即将CAD的工作结果,连同零部件模型或工程图等有关对象和数据对象一起构建在PLM数据库模型中。并动生成产品结构树,同时可以将文档上传并进行检人(文档检人是指在产品设计完成后,将产品的所有设计信息都载人到PLM中,或者是将检出修改后的文档重新载入PLM,从而实现文档的管理)、检出(文档的检出是指对于已经上传到PLM服务器上的CAD文件,或者是在新产品设计过程中。由于需要修改.可将其下载到本地CAD环境中)操作。产品结构树功是产品数据管理与三维CAD双向集成的核心功能。它能够从三维CAD装配文件中提取其中的结构信息、零部件属性信息,并将相关的技术文档自动挂接到产品结构树上,从而从整体上对产品的结构与关联的文档进行管理,并能根据需要自动生成各级产品设计明表(或称物料清单),实现产品数据管理。

    (2)PLM与Office的集成:PLM提供支持与Office Word、Office Excel的集成。通过集成菜单提取Office电子文件中的文档文件属性。实现文档管理、零部件管理、生命周期和工作流管理、报表输出、BOM产品维护管理和系统维护等管理,这些功能支持灵活的历史数据归档、提取模型属性信息、自动创建BOM结构、创建零部件和对应的文档以及文件夹管理,同时对电子文件进行检人、检出管理,以及自动生成各级产品设计明细表。实现对Office生成的文件进行管理。

    (3)浏览器集成:采用集成的方式内嵌多种浏览器。

    (4)批量数据导入集成:实现BOM数据的导人和批量文档导入。

    (5)OA集成:提供接口实现与OA办公网的集成。

    (6)PLM与CAPP的集成:传统的制造工艺是在设计完成之后依靠经验、知识由工艺人员编制完成,不仅浪费时间.而且会造成设计人员与制造人员的沟通不畅。CAPP(计算机辅助工艺设计),是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节,是企业信息化建设中联系设计和制造之间的桥梁、纽带,同时也为各部门提供相关的工艺数据,是企业信息交换的中间环节。通过PLM与CAPP的集成,可以将PLM产品BOM信息传递给CAPP,用于工艺文件的编制;并且支持在CAPP中浏览PLM中的零件以及与零件关联的图纸、技术文档、更改通知单等;最后将CAPP中的工艺文件传递给PLM进行管理。

    (7)系统集成与PLM的直接关系软件:PLM企业研发平台、AutoVue图文档浏览器、AutoCAD、PCCAD二维设计、SolidWorks三维设计软件、Microsoft Office文档编辑工具。

2.3 产品数据管理(PDM)

    产品数据管理是PLM基本应用模块,包括产品管理、零件管理、文档管理、分类管理、权限管理、报表管理、系统管理工具、更改管理、工作流管理、项目管理、指派任务管理、批量数据导入、消息管理、工作区管理等功能和应用。通过PLM基本应用模块,以此建立产品数据管理完整的数据模型,包括产品的设计数据、工艺数据、制造数据和管理数据等。见图2产品数据管理应用模块部分。

    (1)产品管理:对产品进行管理,按系统划分设置为:通用机床、专用机床、普通机床及机床附件、非标准设备(如:组合机床)等,用来实现对产品结构与配置信息的管理。同时将各种产品定义数据与零部件数据关联起来.最终形成对产品结构的完整信息描述。

    (2)零件管理:对产品零部件进行管理,形成对零部件的完整信息描述。同时利用分类与查询功能可以方便地查询、存取、浏览零部件信息。

    (3)文档管理:对文档进行管理,是对文档结构的完整信息描述;形成公司统一管理各种电子文件的存储、分类、查询、浏览、审签、发放、权限控制等,并通过客户浏览端(见图1),能够方便访问电子文件。如技术部门的二维图纸、三维模型、Excel产品明细表;生产部门的《产品生产通知单》、《产品补充生产通知单》;立项管理部门的《新产品设计通知书》等。由于不同人员的数据访问权限和范围不同,数据只能被已授过权的人获取或修改。文档具体分类如下:

    ①项目文档:包括《产品生产通知单》、《技术支持申请单》、《技术文件申请单》《新产品设计通知书》。

    ② 产品文档:图纸,包括装配图、零件图;明细表:包括机床总表、部件明细表、专用件明细表、借用件明细表、标准件明细表和外购件明细表;更改单:问题报告、更改申请单、更改通知单。

责任编辑:张纯子
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