0 前言

    近年來，隨著我國制造業(yè)的高速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、顧客要求個(gè)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(jìn)的管理手段來快速響應(yīng)多變的市場(chǎng)，同時(shí)降低產(chǎn)品的成本，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。這就要求企業(yè)應(yīng)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(gè)問題的有效的管理手段。

1 CAXA PLM系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)施

    對(duì)于機(jī)械制造業(yè)來說，為了提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，縮短成套設(shè)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(bào)，驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，同時(shí)保證了電子數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性,數(shù)據(jù)傳遞的及時(shí)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(shè)計(jì)錯(cuò)誤等缺點(diǎn)，從而提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

    1.1 技術(shù)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(shè)計(jì)手段屬于傳統(tǒng)的串行工程范疇。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在北石廠的廣泛應(yīng)用，原來的管理方法已不能滿足北石廠對(duì)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(shí)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(tái)管理，完整性不能保證。

    ●項(xiàng)目組設(shè)計(jì)人員不能及時(shí)了解其它設(shè)計(jì)人員的最新設(shè)計(jì)，出現(xiàn)設(shè)計(jì)沖突和重復(fù)設(shè)計(jì)等。

    ●手工創(chuàng)建復(fù)雜的產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)，耗費(fèi)時(shí)間且容易出錯(cuò)。

    ●技術(shù)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(cuò)圖紙。

    ●由于各部門地理位置分散，設(shè)計(jì)文件、圖紙簽審、車間生產(chǎn)均采用人工傳遞的方式，導(dǎo)致工作量較大、及時(shí)性較低。

    ●客戶對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化需求增多，產(chǎn)品型號(hào)種類較多，缺少相應(yīng)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(cè)、檢驗(yàn)手冊(cè)查詢資料。

    1.2 PLM選型過程

    為解決以上問題，北石廠通過對(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)、工藝、生產(chǎn)管理、檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)中問題的分析，經(jīng)過調(diào)研，最終結(jié)合自身應(yīng)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(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、維護(hù)維修整個(gè)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(yīng)鏈協(xié)同工作問題。PLM項(xiàng)目的實(shí)施一定要面向用戶解決實(shí)際問題，這是項(xiàng)目實(shí)施成功的關(guān)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(quán)限控制，使企業(yè)整體的數(shù)據(jù)更安全，修補(bǔ)了原先存在的安全漏洞，滿足了安全管理的需求，同時(shí)可以方便的實(shí)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(kuò)展，能夠滿足企業(yè)發(fā)展上的需求。

2 PLM系統(tǒng)管理技術(shù)在北石廠的基礎(chǔ)應(yīng)用

    圖文檔是PLM系統(tǒng)重要組成部分，是北石廠的技術(shù)核心資產(chǎn)。圖文檔管理需要做好基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)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(jiǎn)單歸結(jié)為“集中管理、安全共享”，下面主要經(jīng)過以下幾個(gè)方面進(jìn)行論述。

    2.1 人員權(quán)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(quán)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(quán)限

    ●人員向部門中的指定

    ●人員賦予某種角色的指定

    ●用戶負(fù)責(zé)某個(gè)項(xiàng)目的指定

    PLM中用戶與角色是一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)用戶可以有多種角色，用戶與項(xiàng)目同樣是一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)用戶可以負(fù)責(zé)多個(gè)項(xiàng)目，在不同的項(xiàng)目中賦予不同的角色權(quán)限，如圖1所示。

圖1 人員權(quán)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(dá)企業(yè)產(chǎn)品與零部件之間的父子項(xiàng)關(guān)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(gè)產(chǎn)品，某一種產(chǎn)品下包括多個(gè)零部件（自制件、外購件、外協(xié)件、標(biāo)準(zhǔn)件以及借用件）、項(xiàng)目設(shè)計(jì)包、各類文檔等。每個(gè)零部件有其對(duì)應(yīng)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(shè)計(jì)狀態(tài)、類型等，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品BOM管理

    設(shè)計(jì)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(dǎo)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(guān)系自動(dòng)提取至PLM系統(tǒng)中。

    2.3 文檔樹管理

    文檔樹是以樹形層級(jí)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(duì)應(yīng)位置，即不用擔(dān)心存檔問題，而且可以直觀的找到自己所要的文件。同時(shí)，在文檔樹中也包含了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品文件夾，圖紙以外的關(guān)聯(lián)文件（技術(shù)參數(shù)、產(chǎn)品檔案等）可關(guān)聯(lián)產(chǎn)品進(jìn)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(guān)文檔，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、檢驗(yàn)規(guī)范、設(shè)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(xiàng)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(gè)階段，均形成一個(gè)版本，在設(shè)計(jì)中，由于更改零件必定產(chǎn)生多個(gè)版本，所以企業(yè)對(duì)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(shù)人員在設(shè)計(jì)工程中，經(jīng)過多次修改，最終確定采用其中某一個(gè)版本時(shí)，就可以查詢歷史版本的圖紙繼續(xù)設(shè)計(jì)。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(jìn)行標(biāo)識(shí)；發(fā)布版本是指設(shè)計(jì)對(duì)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(shí)，則說明圖紙有了相應(yīng)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(jiǎn)單查詢、高級(jí)查詢，用戶可以根據(jù)文檔和零部件的類型、代號(hào)、型號(hào)等基本屬性，進(jìn)行快速的檢索，以獲得相應(yīng)的信息，如圖5所示。

圖5 查詢管理

3 PLM系統(tǒng)實(shí)施效果

    3.1 登錄界面

    北石廠充分利用了CAXA可以讓用戶進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置等特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)文檔、圖紙的提交、審查、變更、批準(zhǔn)、發(fā)布?xì)w檔等過程進(jìn)行有效管理。北石廠結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，把電子簽名和工作流相結(jié)合，當(dāng)設(shè)計(jì)者提交圖文檔時(shí)自動(dòng)觸發(fā)，將根據(jù)預(yù)先定義的審批流程發(fā)送給下一審核人，PLM系統(tǒng)的任務(wù)箱會(huì)出現(xiàn)一條工作流提醒，點(diǎn)擊進(jìn)入即可進(jìn)行審批，提交審批意見，完成數(shù)據(jù)電子簽名。啟動(dòng)流程時(shí)自動(dòng)生成的唯一標(biāo)識(shí)碼用來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審核工作，審批時(shí)可以定位到系統(tǒng)中瀏覽圖紙進(jìn)行紅線批注等，從而實(shí)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(shè)計(jì)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(shù)人員除了需要在PLM系統(tǒng)中維護(hù)設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)外，還要對(duì)應(yīng)著在ERP中輸入同樣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，大量重復(fù)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(gè)問題，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在PLM系統(tǒng)中存儲(chǔ)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(jī)床網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)，當(dāng)編程人員將NC上傳至系統(tǒng)后，當(dāng)車間操作人員需要加工零件時(shí)，只需要在與DNC通信的數(shù)控機(jī)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(dòng)辦公上的應(yīng)用

    目前移動(dòng)辦公BYOD應(yīng)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(shè)備在不受時(shí)間、空間、人員的限制，隨時(shí)接入企業(yè)PLM平臺(tái)進(jìn)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(wù)的處理速度、縮短企業(yè)的運(yùn)營周期、降低企業(yè)的活動(dòng)滯后率、豐富員工的辦公方式。下圖是在移動(dòng)終端上的展示，如圖9所示。

圖9 移動(dòng)辦公應(yīng)用

    3.6 與其他系統(tǒng)平臺(tái)上的集成應(yīng)用

    由于北石廠應(yīng)用系統(tǒng)較多，系統(tǒng)管理員需要進(jìn)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(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)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(shí)也方便了用戶無需重復(fù)輸入帳號(hào)密碼等操作。北石即時(shí)通訊平臺(tái)（AM）也與CAXA PDM系統(tǒng)進(jìn)行了集成，方便技術(shù)人員的應(yīng)用，提高工作效率。

4 實(shí)踐應(yīng)用結(jié)論

    本文結(jié)合了PLM系統(tǒng)，論述了PLM系統(tǒng)在應(yīng)用與實(shí)踐方面的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，從產(chǎn)品全生命周期管理的角度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造生產(chǎn)相關(guān)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(shí)有利于支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，來提高產(chǎn)品質(zhì)量和促進(jìn)創(chuàng)新，促進(jìn)了企業(yè)的高速發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠，奠定了重要的基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)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(yīng)用與實(shí)踐

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