1 汽車行業背景與特點
步入二十一世紀,中國汽車以及配套零部件工業經歷了數十年的發展,已成為全世界范圍內的重要市場和研制基地。中國企業也逐步掌握了自主研發和制造技術能力,并正在逐步快速提升,在世界汽車業供應鏈上占據日益重要的位置。
汽車產品所用設計軟件多,數據量巨大,異構數據復雜。包括:各種2D/3D CAD軟件;應力、振動、噪音、熱傳導等分析軟件;各種專業性能和模擬測試系統等。
汽車行業產品的復雜性和高技術,強調跨部門、跨專業的協作,并推演到強調整個產業鏈的完美協同,上下游之間要采用統一的、標準的數據和過程接口。上游環節要充分考慮下游環節的實際工作,做好充分的配套,一環扣一環。
汽車行業質量管理特別嚴格和規范,對關鍵零部件都要有設計和質量記錄,便于跟蹤和召回。TS16949是行業的最高產品通行標準,企業的整個產品生命周期都需要嚴格遵循此標準。APQP是產品設計研發部門的“行動綱領”。
為了適應未來市場發展的需要,汽車企業內部組織結構要快捷靈活地適應外部環境變化,再造產品業務流程,使組織與市場以最短的流程聯結在一起,使用戶需求信息無差異地傳遞到生產經營各個環節;同時要與供應商、經銷商、技術合作伙伴高度協同。只有這樣才能以最快速度滿足用戶需求。實現這些的基礎,是建立產品生命周期管理信息化平臺,支撐起企業的全程供應鏈。
如何貫穿TS16969的管理思想,實現現代汽車企業的“大規模定制”?
如何盡可能少的發生質量問題,盡可能早地發現和處理質量問題?
如何盡可能降低產品成本、加快新產品的上市時間?
針對上述問題,金蝶提出了汽車行業產品生命周期管理(PLM)解決方案。
2 金蝶汽車行業PLM解決方案概述
根據汽車行業特點,采用圖文檔管理、電子表單管理、物料/BOM管理、工藝管理、產品配置管理、設計更改管理、工作流、項目管理以及相關集成接口,建立符合APQP要求的設計開發流程,在過程中實現對PPAP要求的完整技術資料進行收集管理;通過產品配置實現車型平臺及配置管理,盡可能滿足客戶對愛車個性化配置的需求;通過設計更改控制程序確保技術資料版本完整,可追溯;通過集成實現從CAD-PLM-ERP的數據無縫傳遞,保證產品數據的正確性,提升信息傳遞效率。
圖1 金蝶汽車行業PLM解決方案
2.1 基于APQP的項目流程管理
通過項目模版將金蝶APQP設計開發流程進行固化,并將需完成的PPAP文檔分解到流程中的各個子任務,作為任務交付物。
圖2 項目模版
圖3 PPAP文檔分解到流程中的各個子任務
金蝶PLM的項目管理為產品開發的全過程控制提供支持,解決了項目管理中的流程控制、團隊管理、資源平衡、計劃進度管理、交付物管理、預算成本管理、問題管理等諸多難題,使項目在可控的條件下順利進行。
圖4 金蝶PLM的項目管理
通過圖形化的工作流程模板,將TS16949體系相關業務流程進行固化,使得一項工作在網絡中按照設定好的流程自動進行,從技術上保證了制定好的工作流程得以順利實現。在流程中每個節點都可設置質量活動,可以按照質量體系的要求保留質量活動記錄。
持續改進流程:
圖5 持續改進流程
2.2 圖文檔管理
文檔管理作為金蝶PLM系統的核心功能之一,實現了企業中復雜的電子圖紙、文件、技術資料、相關標準、更改記錄等數據的歸檔、查詢、共用、換版等控制問題,企業不同身份的人員(如設計人員、工藝人員、生產人員等)在系統權限的控制下,通過文檔管理提供的創建、提交、檢入、檢出、審核等一系列操作,安全地維護各種文檔并讓使用者獲取最新、最準確的數據,從而最大限度的發揮信息技術的效益。
系統與主流的CAD、OFFICE等軟件進行了緊密的集成,直接從CAD文件中提取圖紙、零部件的相關信息,避免不必要的重復錄入,減少錯誤。對于三維CAD數據,可以自動維護裝配件中的各零部件文件之間裝配及借用的關系,自動控制這些文檔的操作權限,建立多人協同工作的環境。
1)文檔在系統中支持以多種方式進行組織,大多數情況下按照多級文件夾來組織,也可以按照其他方式來組織,如按文檔類型、按產品、按部門、按創建時間。
圖6 文檔系統
2)文檔生命周期管理,文檔在系統中將經歷創建、提交、歸檔、發布、報廢的生命周期過程。
3)文檔版本管理,文檔歸檔后,系統將控制任何人修改該文檔,如果需要更改,要創建一個新的版本,舊的版本被保留。大版本用于表示不同的生命周期階段,如A表示處于設計階段,B處于試制階段、C處于量產階段,小版本表示在一個大版本中修訂了幾次。
圖7 文檔版本管理
2.3 電子表單管理
汽車及配套企業在產品開發過程中存在大量結構化的表單數據,如《開模單》、《設計變更單》、《產品質量反饋表》、《客戶建議》等,這些數據如果使用文檔形式管理的話,表單中大量信息將被文檔封裝,無法進行統計、分析、查詢。金蝶PLM系統提供的表單管理工具讓用戶在InfoPath中設計表單樣式模板,系統自動在數據庫中創建對應的數據表,將來根據該模板產生的表單實例中的數據就存儲在數據庫中。
圖8 電子表單管理
可以定制出更多的APQP表單:
圖9 APQP表單
2.4 物料、BOM管理
汽車是由零部件構成的,實現以零部件為核心的產品數據管理,改變了傳統企業開發過程中以圖紙為核心的管理模式。以零部件為核心就可以將與該零部件相關的所有數據(如產品圖、零件圖、工藝路線、工藝文件、其它相關文檔等、工裝模具等)組織起來,實現數據集成。理清了物料、圖紙、工藝文件之間的版本關系,并為與ERP系統的數據交換奠定了基礎。
產品結構是以樹狀結構來描述產品中零部件的組成關系,由于所有與零部件相關的文檔都可以與該零部件建立關聯,整個產品的全部信息都可以集成地表現在產品結構樹上。產品結構樹,可以在開發過程中逐步建立,也可以從CAD文件(如Pro/E)中直接提取。
圖10 產品結構
產品結構樹從產品設計的角度來表達產品物料的組成關系,工藝人員可以在此基礎上添加工藝信息,將一個面向設計的產品結構樹轉化為面向制造的結構樹。通過產品結構樹的不同形態(視圖),可以得到企業不同職能部門需要的設計BOM、裝配BOM、采購BOM等。
2.5 產品配置管理
為了滿足客戶對汽車多樣化的定制需求,我們引入物料族的概念,每個物料族由多個相似物料組成,通過基于特征參數的產品配置,可以快速地從原型產品演化出系列化的變型產品,形成產品族。只要主產品結構進行調整,其產品族內的各產品配置成員都會同步調整,大大提高開發效率和質量。
圖11 產品配置管理
2.6 產品、零件工藝管理
汽車制造需要進行零件的加工工藝和整車裝配工藝設計,產品結構樹從產品設計的角度來表達產品零部件的組成關系,工藝人員可以在此基礎上添加工藝信息,將一個面向設計的產品結構樹轉化為面向制造的結構樹。通過產品結構樹的不同形態(視圖),可以得到企業不同職能部門需要的設計BOM、裝配BOM、采購BOM等。
1)管理工序相關信息:工序名稱、工時、工序成本、是否瓶頸工序、最小生產批量等工藝屬性。
圖12 管理工序相關信息
2)通過K/3 WISE PLM系統的PBOM工藝模塊,將零件的加工工藝信息有效管理起來,可以輸出完整的帶制造信息的制造BOM。
圖13 PBOM工藝模塊
2.7 設計變更管理
設計變更每天都在企業中發生,因設計變更管理不善而對企業造成經濟損失的案例舉不勝舉。在金蝶 PLM系統內,歸檔后的數據應啟動變更管理控制更改過程。只有有權限的用戶才能啟動變更流程,一旦變更流程啟動后,就可以按照預先規劃好的步驟進行。變更完成后,每個用到該文件的地方得到的都是最新版本的數據,相關人員會通過郵件系統得到變更通知單,更改單將自動與修改對象關聯,以便隨時查閱。
●變更評估及申請:選取變更對象后,系統自動評估與其相關的文檔、BOM、模具等數據,也會評估出ERP系統中更改零件的在制、采購、庫存數量,及時制定現有零件的處理措施。
●變更執行:一旦變更申請得到了批準,變更對象及其影響的對象就會自動在工作區創建新的版本,變更執行人受到執行郵件后,就可以對新版本進行修改。
●變更協作:如果變更的執行涉及到其它部門,如模具部,可以通過協調流程或郵件進行確認和溝通。
●變更確認:新版本的數據修改完成后,要通過流程進行校審。
●數據同步:如果變更對象是設計類文檔,那么變更將引起零部件及BOM版本的自動更新,這些自動產生的新版數據也要通過流程進行校審。
●變更通知:通過郵件系統將變更通知發到各部門,并跟蹤其接收情況。
2.8 系統集成
金蝶PLM可與所有CAD軟件進行集成,在CAD軟件中直接登錄PLM系統,并查詢PLM系統中圖紙進行編輯、修改、借用,或將新設計圖紙直接上傳到PLM系統中,并從CAD文件中直接獲得設計信息,如明細表、零部件屬性等。
金蝶PLM與主流ERP系統進行無縫集成,可以實現:
●將PLM系統新產生的物料、BOM數據同步到ERP系統。
●將PLM系統中物料、BOM設計更改信息及新版本物料、BOM數據同步到ERP系統。
●在PLM系統中可查看ERP系統中物料的庫存數量、核算成本及其他物料屬性。
●設計更改時,可評估出更改零件在ERP系統中的在制、庫存數據。
●在ERP系統中可直接查看物料在PLM系統中關聯的圖紙、工藝文件等技術文檔。
3 金蝶汽車行業PLM解決方案特點
1)固化APQP流程模板,將各種產品技術資料和表單交付件與流程節點綁定,交付件未提交審核,流程節點不能通過,確保按規范流程執行,相關產品技術資料自動收集完整,自動形成PPAP文件包。
2)電子表單支持TS16949的FMEA等質量體系表單數據結構化,有利于數據規范化及數據分析,表單模板格式可自定義,無需開發定制。
3)支持基于特征參數和配置決策的汽車產品配置模型定義,并通過參數選配,自動配置出滿足要求的產品結構。
4)打通從設計圖紙-EBOM-PBOM-ERP的數據通道,保證數據的正本清源、準確高效。
5)采用先進的B/S技術架構,操作簡便,維護成本低,可方便實現異地協同產品開發。
4 金蝶PLM解決方案價值
1)建立符合TS16949要求的設計體系,規范、控制設計全過程,提高管理水平。
通過項目模板固化產品設計開發流程,并將需完成的相關技術文檔與項目任務關聯,指定任務負責人及完成時間,利用信息技術,按項目角色權限不允許隨意更改和省略流程步驟確保該做的事情,不會遺漏,并對在設計過程中產生的大量產品電子數據進行有效的組織和管理。
2)建立完備的電子化資料室,在研發過程中自動生成PPAP文件包,提高工作效率。
3)建立產品信息集成模型,減少工作失誤。
在PLM系統中所有與產品有關的數據都與產品及零部件關聯,就形成了以產品結構樹為主線的集成的信息模型,在產品設計過程中及完成后,相關人員在權限的許可下能全面地獲得產品最新的信息,從而減少了工作失誤。
圖14 產品信息集成模型
4)促進設計的標準化,提高設計質量、降低成本。
金蝶PLM幫助企業逐步建立電子化的企業標準庫,其中包括各種設計、制造標準、企業通用零部件表等,并在設計過程中快速、方便地查到。
5)實現信息系統間的應用集成。
實現與ERP系統及AutoCAD、CAXA、UG、CATIA、PRO/E等應用軟件的集成,自動獲取相關數據信息,以及自動傳遞產品數據信息,避免重復錄入,節省時間;減少人為出錯機率,提升數據準確性、一致性。
6)積累知識,實現知識管理。
在PLM中每當新建一個項目時,會在系統中為每一個產品建立檔案,他會隨著工作的進行,在每道步驟都留下輸入輸出文檔,有什么樣的疑問,以什么樣的方式解決的。一直到最后產品調試完成,隨同各種報告輸入到系統。這樣把每個人頭腦中無形資產固定下來變成企業的寶貴財富,形成企業知識庫。
5 行業案例分享
金蝶PLM在汽車及零部件行業積累了豐富經驗,部分典型案例:
●東莞永強汽車制造有限公司
●南京徐工汽車制造有限公司
●廣東福迪汽車有限責任公司
●浙江萬里揚變速器股份有限公司
●廣東石化專用車開平機械公司
●保定曼德汽車配件有限公司
●廣東亞新汽車傳動有限公司
●南寧格地汽車配件
●寧波威孚增壓技術有限公司
●重慶杜克高壓密封件有限公司
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