產品數據管理系統(Product Data Management，PDM)是一種管理產品研發數據和產品研發過程的工具，在貫徹設計標準化、管理研發知識庫和規范研發過程等方面具有不可或缺的地位。
長沙汽電汽車零部件有限公司前身是我國第一家汽車電機電器專業制造廠——始建于1957年的長沙汽車電器廠，是我國該行業唯一的中央直屬企業。公司主要研發與生產起動機、發電機、點火線圈、分電器、微電機和電子調節器等總成及零件，具有先進的汽車電器研發和制造水平。近年，在深化產品系列化、模塊化設計及提升產品創新研發能力的背景下，公司產品研發過程中面臨到一些挑戰。
(1)產品圖文檔統一管理司題：產品變型設計多，技術資料存儲量大，產品資料齊套性難以控制，設計開發重用率不高，研發周期較長。
(2)產品協同開發問題：產品設計標準化難以落實，缺乏系列化設計庫（如3D標準件庫、通用件庫等），無法控制零部件種類與數量的增長。
(3)規范化的研發流程難以貫徹：規范化的研發流程在實際工作過程中難以監控。
(4)更改的同步性問題：設計、工藝、質檢、采購和車間等部門之間的工程圖更改難以時實更新，版本不一致帶來了返工、延遲等問題。
(5)企業知識庫的保存及延續性問題：如何保存資質工程師的設計經驗持續性及確保產品研發項目的延續性司題。
基于此，企業結合自身產品研發的要求，以SolidWorks EntERPrise PDM（下簡稱SolidWorks PDM）為研發管理平臺，著手落實研發管理過程中的設計標準化、企業知識庫構建、APQP過程控制和研發變更流程管理等，全面提升研發管理水平。
一、設計標準化
設計規范化與標準化是企業研發管理的最基礎性工作，包括設計環境標準化、文件命名規范、零部件分類及編碼規范、技術模板統一和零件3D建模規范等內容。
1.設計環境標準化
設計環境是指企業在設計過程中所用的模板、使用習慣和設計庫等，也就是完成設計所需要的工具和環境，不僅包括設計軟件工具，裝配體、零件及工程圖模板和報表模板，也包括顏色、精度、單位和標注等。通過PDM模板管理功能將設計模板進行統一配置、應用，如圖1、圖2所示。設計環境標準化能夠最大限度地保證產品外觀設計上的協調統一，提高設計效率，設計要素可復用，保證各版本的設計統一，便于他人銜接和后續的設計工作，這對于以三維CAD作為研發工具的企業尤其重要。
圖1 PDM設計模板管理庫
圖2 PDM設計模板庫應用
2.企業信息編碼系統構建
信息編碼是信息標準中最基礎的標準，是企業實現信息共享和資源重用的基礎。從企業的信息流與物質流角度出發，企業主要的信息編碼可以分為以下6類：圖樣代號和文檔代號和物料代碼、制造裝備代碼、辦公設備代碼、生產指令代號和產品序列號。利用SolidWorks PDM的插件二次開發建立企業統一的信息編碼系統（圖3），實現編碼的申請、分配和維護等統一管理，確保企業信息編碼的唯一性與規范性。
圖3 長沙汽電企業信息編碼系統
3.零部件分類與名稱規范
分類管理就是將文檔按照相似性（如結構形狀相似等）原則劃分成不同的類，分別加以管理。如通過零部件分類，形成企業可復用的設計單元庫，方便設計人員檢索，使產品數據得到有效的重用。零部件名稱規范是實現設計復用、減少零部件種類的關鍵因素，建立統一的零部件名稱庫，是設計標準化的一項重要內容，如圖4所示。
圖4 企業零部件名稱庫
4.零件3D建模規范
建立標準的零件3D建模方法，將企業中最典型的零件的設計方法總結出來形成一個標準的畫法從而節省設計時間。零件3D建模規范的建立可使缺乏經驗的工程師能夠迅速投入設計，并且容易修改企業儲存的設計資料，為引用與借用以及系列化工作打下基礎。
二、企業設計庫管理
企業設計庫是指可以重用的設計信息的集合，強調的是工程數據的可重用性、數據的組織以及管理。設計庫的重點是通過標準化、系列化建立可復用單元，并通過PDM對零部件進行管理，建立零部件的檢索機制，如圖5所示。設計庫是常用注釋、特征、零件及部件等設計信息的集合，具體包括常用注釋庫、特征庫、標準件庫、基礎件庫及通用件庫等。
圖5 基于PDM的企業設計庫管理
1.注釋庫
在創建工程圖時，有部分注釋經常被使用，比如表面粗糙度、焊接符號、形位公差及技術要求等，可以將這類經常用到的符號存放到PDM注釋庫里，需要時直接從庫里拖放到工程圖指定的位置，以此來提高出圖的速度。
2.特征庫
SolidWorks零件實體建模中，特征是組成零件實體模型的基本元素，它體現了產品的功能要素和工程含義，是描述產品信息的集合。特征是參數化的幾何實體，通過改變特征尺寸參數，可以用有限的特征構造無限的零部件實體模型，同時利用參數化功能實現零部件的系列化。特征是特征設計和特征識別的關聯，不僅體現產品的功能和工程含義，而且是CAD/CAM集成化發展的方向。
3.標準件庫
SolidWorks提供了企業常用的標準件模型，只需將需要的模型下載，保存到PDM庫中即可建立符合企業要求的標準件庫，設計時可直接調用這些可復用元素，從而極大地提高了設計效率。
4.基礎件庫
企業在開發新產品時，往往在原來的產品上加以改進，其結構變化并不大，而且產品中相似的零件非常多，如起動機的軸、圓筒等零件，不同系列之、司的零件非常相似，可以從一個基礎模型上修改得到，這樣就可以避免重復全新設計。
5.通用件庫
將一些可以重復使用的零件或部件建立成企業通用件庫，是節約產品研發周期的最重要的方法，如常用的軸套、鎖圈、刷架底板和開口圈等。
三、APQP過程管理
APQP（Advanced Product Ouality Planning，產品質量先期策劃和控制計劃）是汽車行業TS16949標準中用于控制產品質量的產品開發工具，它是一種為滿足產品項目規定，在新產品投入以前，用來確定和制定確保生產某具體產品或系列產品使客戶滿意所采取的一種結構化過程的方法，包括從產品的概念設計、設計開發、過程開發、試生產到生產，以及全過程中的信息反饋、糾正措施和持續改進活動。APQP過程管理對于提高產品質量的具有重要的意義。
1.基于APQP過程管理的項目結構
APQP包含五個基本過程：計劃和定義、產品的設計與開發、過程設計和開發、產品和過程的確認及反饋、評定和糾正措施。基于APQP過程，PDM按產品系列和品種大類建立產品項目管理目錄，貫穿了產品整個全生命周期數據管理，如圖6所示。
圖6 基于PDM的APQP全過程管理
2.協同設計審核流程
SolidWorks PDM系統提供了各部門并行工程的工作流程，零件的CAD主模型使得在SolidWorks PDM環境下不同設計領域的人員能夠實時共享產品信息，使得產品設計、工程分析、工藝設計、質檢測試和生產制造等人員能夠提前共享設計成果，共同參與產品設計開發，在線瀏覽產品設計圖，實現并行集成的產品開發環境。
而且，基于PDM圖形化的流程管理（圖7），APQP中的各個過程不再是一個孤立的單元，產品概念設計、結構設計、工程分析、工藝設計和質量檢驗等各個階段之間形成有效的審核反饋機制，從而在設計前期，團隊能夠從各個不同專業進行有效溝通，減少錯誤，提高效率。
3.研發變更管理
變更管理是企業研發管理的重要一環，而在變更申請、變更發布和變更執行過程管理中，關鍵問題是各部門數據的更新不同步，各部門應用的版本經常不一致，沒有同時獲得最新版本的設計數據。
應用SolidWorks PDM的3D關聯管理，在零件建模、工藝設計、工裝設計和質檢計劃中充分應用SolidWorks 3D設計的關聯性，通過SolidWorks PDM條目管理使得各種關聯數據統一在電子倉庫進行有效同步更新。PDM管理的關聯數據為指針參考引用，如圖8所示，即當設計數據源頭發生更改后，相關的零部件、工藝卡、模具設計和質檢文件等引用文件將會顯示設計圖最新版本的提示，通過PDM“最新版本更新”方式及時將所有關聯技術文件更新至最新版本的設計數據，從而確保在更改發生時多部門文檔的同步性，避免更新不到位或應用舊圖現象。
圖7 PDM圖形化的流程管理
圖8 基于SolidWorks PDM條目管理的關聯數據同步更新
四、應用效果
應用SolidWorks PDM平臺，長沙汽電汽車零部件有限公司的研發管理水平有了一個新的發展。主要表現在三方面：①提高了研發效率，PDM實施貫徹了設計的規范化和標準化工作，配合特征庫、標準件庫和通用件庫等企業知識庫的管理與使用，提高了設計的復用性，通過PDM共享數據庫與協同研發流程構建起產品并行設計平臺，實現了小組協同設計，團隊合作更緊密；②提高了產品質量，在設計過程中，多學科專業人員通過PDM事先參與產品多方案的評審，及時反饋信息，擺脫了傳統的經驗設計，實現了基于分析的優化設計及多學科的協同評審；③提高企業產品創新設計開發思維，也有效保護了企業的知識資產。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：PDM系統在汽車零配件研發管理中的應用
本文網址：http://www.guhuozai8.cn/html/solutions/14019311139.html
相關文章
