機械加工制造工藝是實現產品設計，保證產品質量，節約能源，降低消耗的重要手段，是企業進行生產準備、計劃調度、加工操作，技術檢查、安全生產和健全勞動組織的依據，也是企業上品種、上質量、上水平，加速產品改進提高經濟效益的技術保證。隨著網絡的普及和信息化產業的發展，閥門制造業市場競爭日趨激烈，推動信息化和工業化深度融合，對于破解當前市場發展瓶頸，實現企業轉型升級意義十分重要。為了提高閥門加工制造工藝的效率，運用PLM的集成化，實現產品設計、工藝、生產三大核心業務鏈的信息共享和自動流轉，支撐以零部件為管控對象的生產和成本管控，做到精益管理。

1 概述

    工藝設計：編制各種工藝文件和設計工藝裝備等的過程。其包括工藝方案設計、工藝路線設計、工藝規程設計、工藝定額編制、工藝文件標準化審查、工藝驗證、工藝文件的修改。

    PLM：產品生命周期管理（Prouduct Lifecycle Management），對產品全生命周期的技術數據進行管理。全生命周期可以涵蓋從技術協議——訂單——產品設計——工藝設計——生產準備——生產制造——產品安裝——運行——修理維護/改造——報廢等所有環節。

2 PLM軟件在閥門工藝設計中的應用

    工藝部門在PLM軟件中需做兩項內容：一、制訂工藝過程卡片、工序卡片及工時定額。二、制作制造BOM清單、下料工藝及材料消耗定額。

    首先設計部門把整套圖紙以BOM樹結構的形式傳到PLM軟件中做成設計BOM以閥桿90為例，二維CAD圖紙如圖1所示：

圖1 二維CAD圖紙

    2.1 制訂工藝過程卡片、工序卡片及工時定額

    根據圖1（閥桿90）的圖紙要求，編寫工藝過程卡片如圖2所示：

圖2 編寫工藝過程卡片

    工藝過程卡片是以工序為單位簡要說明成品或零部件的加工（或裝配）過程，是工人加工生產的依據。卡片上詳細描述了加工零件的工序步驟及每一工序的加工車間和完成此工序的設備名稱/型號、所用工藝裝備及量具和每一工序完成后的工時定額。需特別指出的是卡片上的工時定額不是人工輸入數據，而是超鏈接到機械加工工序卡片的相應工序號下的總時間，因為所有公式都已錄入在軟件后臺，總時間由公式計算生成。其中以工序號15為例，工序卡片內容如圖3所示：

圖3 工序卡片內容

    工序卡片是詳細說明該工序的每個工步的加工（或裝配）內容、工藝參數、操作要求、工時定額以及所用設備和工藝裝備等。卡片上描述了加工此工序的每一工步及影響切削時間的各參數。只要輸入走刀次數、工件直徑及加工長度，然后根據粗糙度選擇轉速、每轉進給及工作臺進刀量，切削時間自動計算得出，并且總切削時間亦即自動算出。如果給出輔助時間，那么總時間自動生成，并超鏈接到工藝過程卡片上相應工序號下的工時定額。而且上述任意參數有變動，總時間隨之而變。

    當上述兩個卡片編制完成后，再連接在設計BOM樹結構相應的零部件下，這樣與之共用的其它產品的閥桿90的圖紙和工藝卡片都不用再做。減少了工作重復性，提高了工作效率，減少了差錯率。

    2.2 制作制造BOM物料清單、下料工藝及材料消耗定額

    根據設計部門傳到PLM軟件中的設計BOM樹結構，按照每個零部件的工藝路線制作成制造BOM、下料工藝及材料消耗定額。

    制造BOM與設計部門開始傳入的設計BOM對比后，可以發現所有的數據信息基本沒有變化，只是把自制件部分按照工藝流程給予了分解，分解成了外購鋼材、下料、機加、焊接、裝配等。具體的制作制造BOM過程如下：

    以閥桿90為例，分析其加工過程需要四個步驟：外購鋼材—下料—機加—裝配。如果把總裝配圖那一級看作是裝配BOM，那么它的子件便可以看作是機加BOM，其次是下料BOM和外購鋼材BOM。設計部門傳到軟件中的設計BOM對工藝部門做的制造BOM來說相當于已經具備了裝配BOM和機加BOM兩個步驟，因此只是把它的下料BOM和外購鋼材BOM做出，并連接上即可。下料BOM的制作過程如下：

    第一步：選中需要分解的自制零件，點擊鼠標右鍵，出現下拉框，然后選擇綁定視圖模型。這樣設計視圖變成了工藝視圖，工藝人員在工藝視圖上操作任何步驟，都不會改變設計BOM；

    第二步：選中需要分解的自制零件，點擊鼠標右鍵，出現下拉框，然后選擇版本控制下拉菜單的創建新版本。這時一個新的版本號創建了，它是區別于設計圖紙的版本號；

    第三步：當上述新版本創建后，它的圖標就會變成黑色，然后選中它，點擊類似創建圖標。可以發現所有的信息和設計部門輸入的閥桿90的信息完全相同，然后在代號一欄后面手動輸入“下料”二字。點擊確定按鈕后就生成了一個新的零件，并把它連接在機加件下。

    此時它的下料BOM制作完成。然后選中下料BOM一行，點擊右半欄屬性按鈕，便顯示其所有屬性信息，在基本屬性下的規格型號空白方格內填入下料尺寸值，這樣下料工藝也便完成了最后是制作外購鋼材BOM，這一步的完成就較簡單了，只是從PLM軟件中找出工程資源庫，再從工程資源庫里找到需要的鋼材，拖拽到下料BOM那一行下，填上計算出的毛坯重量和損耗率，消耗定額和閥桿90的制造BOM便制作完成。其余的自制件依此類推，整套產品的制造BOM、下料工藝、消耗定額就制作完成了。

3 效果分析

    以前企業工藝部門數據管理現狀是：

    1)由于閥門產品品種繁多，圖紙數量大，致使編制工藝文件查閱圖紙極不方便；

    2)電子版數據存在于不同電腦里，未能把相同的數據信息整合在一起；

    3)由多個工藝人員編制工藝文件，無法保證版本的標準唯一性；

    4)修改數據時存在電子數據與紙質文件數據的不一致，重大數據更改記錄無法有效保存，也不可追溯等。

    實施PLM后企業工藝部門數據管理變化：

    1)閥門產品分門別類的放在同一個平面上，便于直觀的看到所有的產品信息，查閱相當方便。

    2)所有的數據都存在于同一個數據庫里，保證了數據的唯一性。

    3)多人編制工藝文件在同一個平臺上進行，保證了版本的唯一性。

    4)由于軟件每次的修改記錄都有保存，保證了修改后版本的可追溯性。

4 結論

    實踐證明在使用PLM軟件后，對產品的整個生命周期的數據進行有效管理、共享、重用和查詢等，工藝設計效率大幅提高，工藝文件更加規范統一，生產管理更加嚴謹，提高了企業的設計效率和生產效率，滿足了企業快速定制化設計和大批量定制生產的要求，使企業的管理水平上了一個新的臺階。

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本文標題：PLM軟件在閥門工藝設計中的應用

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