歡迎參加第十一屆產品創新數字化國際峰會 12月3-4日 杭州

0 前言

    山東常林機械集團股份有限公司（簡稱常林集團）位于沂蒙革命老區山東省臨沂市，擁有農業機械、工程機械、高精度鑄造、高端液壓四大核心業務板塊，是集生產、研發、銷售為一體，多元化發展的國家大型高新技術企業、中國機械工業百強企業，下設常林道依茨法爾、常林農裝、常林鑄業等九個子公司。現有職工5300人，占地150萬平方米，總資產66.7億元。2014年實現銷售收入51億元，利稅2億元。主導產品有輪式拖拉機、手扶拖拉機、柴油機、壓路機、裝載機、挖掘機、高精度鑄造件、高端液壓件等。集團是世界上最大的手扶拖拉機生產制造基地，“沭河”品牌和商標分別為“中國名牌”和“中國馳名商標”。農業機械、工程機械系列產品暢銷歐美、亞非拉等60多個國家和地區。高精度鑄造是廣汽、菲亞特、吉利、神龍、格力、錢江等多個國內外著名廠家的供應商。

    近年來，常林集團認真落實國家工業調整振興規劃綱要，依靠科技創新，在運用高新技術改造提升傳統產業的同時，不斷加強國際科技交流，對接國際科技優勢資源，與德國Hofer公司、道依茨公司、特威泰克公司，意大利賽邁道依茨公司等國際行業巨頭建立科技合作關系，并在日本、德國等地設立了研發中心，實現了國際前沿技術的引進、消化、吸收和創新。目前，集團獲得國家級榮譽22項、省級榮譽46項。先后完成省級以上科研項目141項，獲181項國家專利，國家、省、市科技進步獎43項，被評為“中國專利山東明星企業”。擁有國家認定企業技術中心、國家國際科技合作基地、博士后科研工作站、山東省院士工作站、山東省機械工業設計中心等科研平臺。2014年11月經全國智能制造發展聯盟評議，企業被授予全國離散聯盟年度信息技術應用優秀示范企業稱號。2014年度集團實施的《基于制造業高效管控格局形成的信息化應用項目》被省政府授予“第三屆山東省企業管理創新成果獎”。2015年1月集團的《信息技術助推企業實現集團高效管控應用實施》，獲得臨沂市人民政府第二屆企業管理獎。

1 數字化創新設計應用項目建設成果

    基于產品標準化設計及滿足用戶個性化定制相結合的數字化創新設計項目是基于集團整體數字化解決方案的重要組成部分，是以“兩化深度融合”為指導，以信息化推動企業創新和轉型升級，實現集團信息化可持續發展的重要抓手；是集團“十二五”信息化系統建設與管理優化的重要環節；是支撐集團戰略運營、持續推進集團“精益生產、人力資源、信息化”三元管理有機結合的戰略舉措。該項目對打破企業傳統模式、克服企業自身困難，建立以互聯網為平臺，以數字化應用為主體，通過建立動態企業戰略聯盟，實現企業數字化管理模式轉變的最佳管理實踐，具體包括以下幾個方面的應用。

    1.1 軟件系統

    產品數字化設計軟件是在原二維CAD應用的基礎上，選擇了國際知名的SolidWorks和Pro/E、UG等三維設計軟件。借助軟件相關設計模塊功能，從產品設計草圖開始，重點進行產品概念化結構設計、關聯裝配實體。借助裝配件創建工具，快速建立裝配視圖并自動生成復雜幾何體裝配曲面及剖面視圖分解明細，簡化仿真過程、消除重復勞動，支持并行工程，大大縮短了產品設計周期并提高了產品設計質量。

    1.2 合作單位

    在項目早期選型階段，公司與山東大學、山東建工、山東科技大學、東大軟件等單位協作，進行三維CAD/CAE/CAM軟件的選型。

    在項目實施過程中，選擇了PTC公司在中國的重要合作伙伴——山東祺瑞升科技公司作為項目實施合作方。該家公司是專門從事產品生命周期管理解決方案的咨詢、規劃、實施推廣應用和定制開發服務的專業公司，主要從事對國內企業的CAD/CAM/CAE/PLM 軟件咨詢、實施及培訓業務，是美國參數技術公司（PTC）在中國地區的授權代理商及合作伙伴。通過系統、科學的項目咨詢、規劃、推廣應用和定制開發服務，建立一套符合企業自身特點的產品設計、制造數據管理系統。

    1.3 項目應用基礎

    公司始終堅持“以市場為導向、產品開發與質量管理并舉；以銷售為中心，生產發展與經濟效益增長同步”的質量方針，堅決貫徹執行國家“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”的方針，先后成功實施了國家863 CIMS應用示范工程、工程機械數字化設計與虛擬制造工程（CAD\CAPP\PDM\CAM）及相關信息化應用項目，具體表現在以下幾個方面。

    在2001年3月，公司被國家科技部列入國家863計劃CIMS應用示范企業。通過實施CIMS應用示范工程，公司在建立企業信息管理系統、加強信息技術應用，實現CIMS生產模式，強化技術優勢、進行科學決策、確保經營目標與戰略規劃實現等方面發揮了重大作用。

    公司實施的工程機械虛擬制造技術項目被國家電子信息系統推廣辦公室列入2004年全國電子信息推廣應用倍增計劃。該項目是由公司與山東大學、山東建工、山東科技大學、東大軟件等單位協作，在推廣應用CAD的基礎上深化發展起來的，它以產品的三維數字化定義為制造業信息化的源頭，不僅為新產品和工裝模具的數控加工提供了幾何模型，而且為應用CAE技術創造了條件，使之能應用三維實體模型進行裝配干涉檢查、機構運動分析和有限元分析。而CAM的應用，優化了生產工藝過程，達到提高生產效率和保證加工質量的目的。通過該項信息技術推廣應用，公司在提高產品質量、節約成本、提高生產效率和實現三化水平（標準化、通用化、系列化）等方面取得了顯著成效，并為公司創造了良好的經濟效益。該項目于2005年通過山東省信息產業辦組織的答辯并獲得驗收通過。

    1.4 產品數字化設計管理

    在公司產品設計階段，重點實施推廣了國際知名的SolidWorks和Pro/E、UG等三維管理軟件，在集團主導產品設計方面實現三維設計，減少設計失誤，實現產品三維數模的參數化、系列化，使企業的設計數據成為企業真正的經驗積累，并提高其重用度，提升設計效率。通過自頂向下設計的支持功能幫助工程師把握整機設計方案，大大減少裝配問題，借助參數化驅動，方便設計參數只在合理的范圍內修改，可方便、智能判斷多個設計方案，從而實現優中選優，改變產品設計模式、提高設計效率，提高了產品三維實體造型及幾何建模的自動化水平，具體表現在以下幾個方面：

圖/變型產品設計示意圖

    （1）產品市場調查和預測，根據社會需要，通過市場和用戶的調查研究，預測國內外產品的發展動態和進行水平對比，尋求產品開發的方向和目標；根據市場需求或用戶訂貨，提出新產品市場預測報告。技術調查，通過調查、分析、對比，寫出調查報告，其內容：國內外產品水平與發展趨勢；功能分析；采用新原理、新結構、新技術、新材料、新工藝的論述；經濟效果的初步分析；用戶要求；對同類產品質量信息的分析和歸納；新產品的性能、安裝布局應執行的標準和法規等設想；根據需要提出攻關課題及先行試驗大綱。先行試驗，根據先行試驗大綱進行先行試驗，并寫出先行試驗報告。可行性分析，進行產品設計制造的可行性分析，并寫出可行性分析報告，其內容：分析確定產品的總體方案；分析產品的主要技術參數；提出攻關項目并分析其實現的可能性；技術可行性分析；產品經濟壽命分析；分析提出產品投產周期和制造周期；企業生產能力的分析；產品成本預估和利潤預估。開發決策，對可行性分析報告等文件進行評審，提出評審報告及開發項目建議書；批準開發項目建議書。

    （2）建立集團統一的電子產品數據共享知識庫，實現對產品所有相關的設計、工藝、工裝、制造、質量、計劃等數據的存放和管理，并確定和建立團隊信息共享策略和應用，提高信息的可用度，實現數據版本的有效控制和真正權限控制范圍內的數據共享，使得用戶能夠方便、快速地查詢所需要的最新數據，近而通過產品自項向下的模塊化設計，支持產品的快速換型設計，在基型產品標準化及變形產品模塊選配有基礎上，最大限度地滿足客戶化定制需求。

圖/產品數據倉庫示意圖

    （3）實現電子化的工作流程管理，確保設計、校對、審核、批準、發放等工作都能夠基于網絡進行，充分發揮網絡效應，實現并行操作，減少紙質打印和具體負責人的簽批時間，實現數據的快速流轉和歸檔、有效發放；建立異構文檔可視化機制，改善信息獲取、共享、察看、批注與反饋效率，利用統一工具實現各種文件的在線圈閱和批準，消除目前產品研發過程中的協作障礙。

    （4）建立基于產品結構層次化及文件目錄結構的共享管理機制，實現產品、零部件、各種文檔之間的關聯和管理，并充分利用系統的功能，分配、設計產品基線庫以及嚴格的出入庫齊套管理機制，確保階段評審文檔的齊套性控制，改善產品技術狀態固化水平，實現對各研發階段和生產批次技術狀態的方便追溯。

    （5）引入產品多視圖管理機制，在產品功能分解結構的基礎上，增加按照工藝進行分解的制造結構，進行制造產品結構的設計，確保設計、工藝制造數據有效銜接，減少產品制造過程中的質量問題，降低產品開發和試制成本。

    （6）引入先進的產品更改管理和數據發放理念，建立適合集團自身特點的更改提交處理和數據發放管理流程，對設計、工藝等更改進行有效地控制，提高產品可靠性并減少非增值性的重復工作。建立良好的更改通知機制，改變以往“拋磚過墻”的串型工作方式，有效地促進設計、工藝、生產、供應、質量等部門之間的協同工作。

    （7）通過基于網絡的研發項目管理系統，建立協同信息化管理門戶，使得項目管理部門能夠進行計劃制訂、分解和在線下達。項目組成員能夠在線地維護各自負責任務的進度狀態，提交計劃更改申請。然后系統能夠自動累計產生匯總進度報告，并提供預警功能。企業領導、項目管理人員等能夠對計劃執行過程中的所有情況進行實時監控，對對項目過程進行及時、正確的判斷和調整，確保計劃按期完成。

    （8）建立各信息化系統的有效整合及各種應用工具之間的有效集成。通過使用CAE軟件對新產品的三維數字模型進行動態仿真及有限元分析，可以在新產品的設計階段進行運動干涉檢查和計算機自動強度校核，大大降低了新產品性能試驗和可靠性試驗成本。

圖/更改通知機制

    （9）零部件分類重用管理。零部件分類重用管理是指完善基于成組技術的零部件分類體系、建立標準件庫和優選器目錄，確保產品質量，降低試制準備、裝配、和售后維修等一系列的成本。在零部件分類重用管理方面，本系統重點解決以下幾個方面的問題：

•     提供便捷的信息檢索和重新利用手段；
•     靈活定義和調整零部件的分類體系；
•     基于設計參數進行檢索；
•     檢索和查看零部件和元器件的技術資料；
•     與設計流程密切結合，不斷充實零部件庫。

    通過項目的實施，能夠規范和建立一套完整的零件整理、分類、錄入的機制和業務流程。它能夠保證將企業所有的設計/采購零件能夠得以很好歸類，并被快捷地檢索，具體實現過程如圖所示。

    （10）在項目管理方面，系統對研發項目管理的主要目的是使集團在產品研發過程中從預研到設計交付、客戶服務過程中能夠有效地對項目計劃、資源、交付、風險等諸多方面建立規范的管理方式，確保項目順利進行，并通過項目的綜合管理實現對于同時執行的多個項目建立全面的考察和監控機制，促進項目資源在項目之間的有效分配與平衡，確保優先項目的順利執行具體實現過程如圖所示。

    （11）、在產品個性化定制方面。借助浪潮GS銷售訂單選配及訂單管理系統，提供普通消費者可注冊成為GS用戶，登錄系統進行網上訂單選配并購買產品，同時可以查詢訂單的狀態。網上訂單可以轉為GS系統內銷售訂單流程進行處理。此外，面向公司管理層可適時提供產品、訂單、客戶等相關業務管控層面的各種報表，建立公開透明、高效安全的網上營銷新模式。

圖/項目目標制訂分解圖示

    總之，基于產品數字化設計創新應用項目，是基于互聯網技術應用及相關通訊技術、自動化設備自動集成技術的綜合應用項目，是企業突破單體企業難以依靠自身條件快速適應市場的弊端，建立以互聯網平臺及動態企業戰略聯盟為基礎的最佳管理實踐，對提升集團信息化整體管控水平發揮了重要作用，可使產品開發周期縮短1/5-1/2，平均1/3。制造周期縮短了25%，產品質量明顯提高，新產品上市時間提前。通過新產品開發和制造周期的縮短及對市場反應速度的提高，使得企業的市場競爭能力明顯增強，提高了企業產品的市場占有率。在提高產品三化（標準化、通用化、系列化）的基礎上，增強對市場的快速反應能力，提高了售前技術服務能力和市場占有率，可使關鍵零件的廢品率降低90%，大大降低了新產品性能試驗和可靠性試驗費用。通過對員工信息系統的培訓應用，提高了職工的業務素質，造就了一批掌握先進制造技術的職工隊伍。

2 經驗和模式總結

    基于產品數字化設計創新應用項目，特別是其系統集成的先進性及內部業務流程優化的科學性，必將在本行業起到率先示范作用，對促進整個行業的管理創新與技術起步，實現信息化與工業化的有效融合，促進企業和社會共同進步將發揮重要作用。本項目的成功推廣及實施，必將促進企業從梳理內部管控策略、精簡業務流程，降低庫存水平，減少存貨資金占用，縮短交貨期，實現車間精細化過程管理、滿足用戶個性化等方面進行優化改善；有助于創新企業合作模式、拓寬合作領域，建立新型的企業關系，最大限度的實現企業雙贏。

    本項目是傳統制造業企業在產品設計方面由傳統方式向現代管理方式轉變的重要變革，是在產品設計“甩圖板”的過程中是對傳統產品設計模式的重要創新，因此需結合企業行業特點及自身業務實際進行規劃。目前市場上軟件產品很多、軟件功能及使用規模不等，給軟件選型帶來一定風險，建議主管部門及相關行業協會加強引導、多組織相關業務知識培訓，進行溝通交流，引導并幫助企業選擇自己企業的合適產品。

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本文標題：2015產品創新數字化征文：基于產品標準化設計及滿足用戶個性化定制相結合的數字化創新設計項目實施

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