1 企業(yè)現(xiàn)狀

    法士特公司的重卡汽車變速器總成市場占有率在70%以上，其上游面對著國內(nèi)幾乎所有的汽車整車廠家，不同的整車廠對自己的零部件都有各自的特殊要求，相應(yīng)的每種技術(shù)要求就要對應(yīng)一種技術(shù)協(xié)議，也就是一個(gè)變速器生產(chǎn)型號，這就決定了法士特的設(shè)計(jì)模式必須按照訂單參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    多年的積累，法士特形成了自己產(chǎn)品的族譜，目前族譜有100多品種。以族譜為基礎(chǔ)，結(jié)合上游廠商提出的技術(shù)要求簽訂技術(shù)協(xié)議，目前已產(chǎn)生有近2萬左右的技術(shù)協(xié)議，相應(yīng)地也衍生了 2萬個(gè)左右設(shè)計(jì)BOM。

    產(chǎn)品的特點(diǎn)導(dǎo)致公司的變形件設(shè)計(jì)頻率很高，針對不同的訂單及設(shè)計(jì)BOM,裝配工藝都需要設(shè)計(jì)相關(guān)的裝配工藝文檔及裝配BOM。

    2 存在的問題

    ① 目前，裝配工藝人員利用CAPP編輯工具可以完成工藝卡片的編輯工作。但裝配工藝文檔完成后是以文件的格式保存在plm系統(tǒng)里，不同類型的裝配工藝文件沒有進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，一旦涉及到變更時(shí)，變更的范圍無法有效的統(tǒng)計(jì)，難以做到變更的有效控制。

    ② 在新產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，研發(fā)的各個(gè)階段將產(chǎn)生不同階段（樣件、試制、批量生產(chǎn)等X的裝配工藝。目前，企業(yè)遇到轉(zhuǎn)換階段工藝文檔，由工藝人員進(jìn)行手工修改，工作量比較大，而且很容易出錯(cuò)或遺漏。

    ③ 設(shè)計(jì)BOM存在大量的變更，導(dǎo)致裝配工藝的變更，除設(shè)計(jì)BOM變更引發(fā)的裝配工藝變更外，還存在工藝內(nèi)部優(yōu)化變更以及生產(chǎn)現(xiàn)場引發(fā)的工藝變更等情況，都存在版本的管理。

    ④ 在裝配工藝完成后，需要將裝配工藝卡片中的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分類匯總統(tǒng)計(jì)，如工裝匯總表等，將此類報(bào)表提供給相應(yīng)的職能部門做相應(yīng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備。目前，工藝卡片以文件的形式保存在PLM系統(tǒng)中，沒有做相關(guān)的分類統(tǒng)計(jì)匯總，目前由裝配工藝人員通過手工的方式進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)量大，而且容易出錯(cuò)。

    ⑤ 設(shè)計(jì)BOM轉(zhuǎn)裝配BOM為手工進(jìn)行。目前設(shè)計(jì)完成后，裝配工藝人員接收到設(shè)計(jì)BOM，在現(xiàn)有的系統(tǒng)或工具中無法完成設(shè)計(jì)BOM轉(zhuǎn)裝配BOM的工作。需要裝配工藝人員通過手工的方式再完成裝配BOM的編制。由于設(shè)計(jì)BOM變更較為頻繁，導(dǎo)致裝配工藝人員在編制裝配BOM時(shí)工作量非常大，也存在疏漏情況。

    綜合以上描述，需要有一個(gè)裝配工藝系統(tǒng)來解決設(shè)計(jì)BOM轉(zhuǎn)裝配BOM的功能，除此之外，還有相關(guān)的工裝資源庫的管理、工藝模板的優(yōu)化、質(zhì)量文件文檔模板的確定、工藝信息的發(fā)布以及裝配工藝系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)及后續(xù)MES系統(tǒng)集成等需求，均需要一系列系統(tǒng)管理軟件及應(yīng)用軟件統(tǒng)一平臺(tái)集成應(yīng)用。

    3 項(xiàng)目研發(fā)目標(biāo)

    ① 建立一個(gè)完整、統(tǒng)一的數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)平臺(tái)對工藝信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

    ② 進(jìn)一步規(guī)范工藝流程，建立適合企業(yè)技術(shù)業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)的工作流程，保證設(shè)計(jì)與制造的良好溝通，提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量。

    ③ 實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)的有效管理，確立單一數(shù)據(jù)源，建立工藝文件規(guī)程編輯平臺(tái)，規(guī)范工藝文件格式和數(shù)據(jù)。

    ④ 通過與上游PDM系統(tǒng)、下游ERP、MES、WMS系統(tǒng)的集成，打通設(shè)計(jì)一工藝一車間數(shù)據(jù)流和信息流，發(fā)揮集成優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對工藝文檔及與零部件的管理關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行管理，便于查詢和使用。

    ⑤ 實(shí)現(xiàn)車間可視化裝配指導(dǎo)，降低工人理解難度和消除出錯(cuò)可能性。

    ⑥建立企業(yè)工藝知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)企業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，支持進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)的快速統(tǒng)計(jì)匯總。

    4 項(xiàng)目實(shí)施方案

    為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，需要做到以下幾個(gè)大的模塊建設(shè)，完善改進(jìn)現(xiàn)有CAPP功能模塊，使之適應(yīng)工藝人員編制工藝作業(yè)文件需要，直接由系統(tǒng)導(dǎo)人并在裝配線終端顯示，以指導(dǎo)操作工現(xiàn)場裝配，實(shí)現(xiàn)裝配工藝數(shù)字化。而解決方案的核心是解決CAPP系統(tǒng)與PLM系統(tǒng)的集成模式，主要有兩種不同的集成方式，以下簡單分析比較其兩種不同集成方式的利弊。

    4.1 采用CAPP管理系統(tǒng)與PLM系統(tǒng)集成方式

    4.1.1 業(yè)務(wù)流程

    ① PLM系統(tǒng)通過集成接口向CAPP管理系統(tǒng)傳遞產(chǎn)品BOM信息；

    ② CAPP管理系統(tǒng)接收到PLM系統(tǒng)傳遞的產(chǎn)品BOM信息后，通過規(guī)則在CAPP管理系統(tǒng)中創(chuàng)建BOM結(jié)構(gòu)或更新BOM結(jié)構(gòu)；

    ③ BOM信息在CAPP管理系統(tǒng)中維護(hù)完善后，在CAPP管理系統(tǒng)進(jìn)行工藝編制任務(wù)的分派，編制后的工藝卡片保存在CAPP管理系統(tǒng)中，同時(shí)，在CAPP管理系統(tǒng)中進(jìn)行工藝簽審；

    ④ CAPP管理系統(tǒng)提供開發(fā)定制功能，輔助工藝人員快速進(jìn)行裝配BOM編制,編制后的信息保存在CAPP管理系統(tǒng)中；

    ⑤ CAPP管理系統(tǒng)根據(jù)與PLM系統(tǒng)的接口約定，將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞到PLM系統(tǒng)中進(jìn)行處理及備檔。

    集成方案及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互流程圖，如圖1所示。

    圖1 集成方案及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互流程圖

    4.1.2 優(yōu)勢

    ①PLM系統(tǒng)專注于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的維護(hù)和處理，CAPP管理系統(tǒng)專注于工藝數(shù)據(jù)的處理，利于裝配工藝卡片、裝配BOM及其它工藝技術(shù)文檔的編制；

    ② 基于CAPP管理平臺(tái)開發(fā)定制化模塊，輔助用戶進(jìn)行裝配BOM數(shù)據(jù)的搭建、修改與管理；

    ③ 雙方系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理相對獨(dú)立，兩個(gè)軟件系統(tǒng)開發(fā)的邊界比較清晰，同時(shí)，依據(jù)規(guī)定的接口規(guī)則容易判斷數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性以及確定責(zé)任方，避免問題不清導(dǎo)致的互相推卸；

    ④ 裝配BOM功能可擴(kuò)充性強(qiáng)，由于此定制功能基于工藝管理平臺(tái)，因此，便于后續(xù)功能的繼續(xù)優(yōu)化和擴(kuò)充；

    ⑤ PLM系統(tǒng)中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變更時(shí)，對現(xiàn)有的裝配BOM及裝配工藝影響不大，只要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)就可以了，改動(dòng)量相對較小。

    4.1.3 劣勢

    ① 數(shù)據(jù)處理在plm和CAPP供應(yīng)商提供的PDM兩個(gè)系統(tǒng)里進(jìn)行，數(shù)據(jù)讀取交互的穩(wěn)定性、更改的及時(shí)性存在較大風(fēng)險(xiǎn)；

    ② 從項(xiàng)目管理角度考慮，項(xiàng)目關(guān)系到兩個(gè)公司的配合，一旦出現(xiàn)問題，存在責(zé)任不清的風(fēng)險(xiǎn)。

    4.2 采用CAPP+定制模塊與PLM系統(tǒng)的集成方式

    此方式是不使用現(xiàn)有CAPP管理系統(tǒng)平臺(tái)，只使用CAPP編輯工具，再增加定制化的模塊功能，然后，再與PLM系統(tǒng)集成。

    4.2.1 業(yè)務(wù)流程

    ① PLM系統(tǒng)完成產(chǎn)品BOM信息后，按約定格式傳遞給CAPP系統(tǒng)，同時(shí)調(diào)用CAPP系統(tǒng)程序(注意此時(shí)傳遞給CAPP的BOM是即時(shí)傳遞，不在CAPP中進(jìn)行存儲(chǔ)）；

    ② CAPP接到PLM系統(tǒng)傳遞過來的產(chǎn)品BOM后，調(diào)用定制化的功能模塊進(jìn)行裝配BOM編制；

    ③ 裝配BOM編制完成后，CAPP依據(jù)接口規(guī)則將編制好的數(shù)據(jù)傳遞給PLM系統(tǒng)；

    ④ PLM系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)后，在PLM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。

    業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)交互流程圖，如圖2所示。

    圖2 業(yè)務(wù)操作數(shù)據(jù)交互流程圖

    4.2.2 優(yōu)勢

    ① 由于沒有CAPP管理系統(tǒng)，因此，接收的PLM系統(tǒng)產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)信息是即時(shí)信息，即不需要保存，在PLM系統(tǒng)中需要進(jìn)行工藝文檔編輯或裝配BOM編制時(shí)就調(diào)用CAPP工具+定制模塊來進(jìn)行操作；

    ② 同一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)具有數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢；

    ③ 從項(xiàng)目管理角度考慮，兩個(gè)軟件同一個(gè)公司負(fù)責(zé)，后期服務(wù)優(yōu)勢明顯(不存在扯皮現(xiàn)象）。

    4.2.3 劣勢

    ① 由于是即時(shí)信息，因此，在進(jìn)行編制工藝文檔或裝配BOM時(shí)，如果需要進(jìn)行適時(shí)保存（防止因意外導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失），那么就要頻繁的進(jìn)行CAPP+定制模塊與PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出要求；

    ② 集成系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交互次數(shù)越多，意味著系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)率也會(huì)提升，也增加了集成功能的廣度和難度，而在某一方系統(tǒng)的升級、功能擴(kuò)展時(shí)，會(huì)對另一方系統(tǒng)產(chǎn)生影響等。

    5 結(jié)語

    結(jié)合以上方案論證，兩種方式均存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，方案2具有數(shù)據(jù)交互及時(shí)，信息準(zhǔn)確的優(yōu)勢。從項(xiàng)目管理角度考慮，方案2只使用CAPP的軟件工具功能，數(shù)據(jù)的處理、工藝文件及BOM的簽審流程均在一個(gè)系統(tǒng)里進(jìn)行，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好，而且軟件供應(yīng)商責(zé)權(quán)明晰，便于售后處理，所以，我們選用方案2的模式。

    CAPP系統(tǒng)與PLM系統(tǒng)的集成模式的方案一旦確定，項(xiàng)目流程梳理的關(guān)鍵問題得以解決。再加上完善產(chǎn)品開發(fā)、工藝開發(fā)流程，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM，創(chuàng)建工藝制造BOM，完善CAPP功能模塊，集成整合公司現(xiàn)有PLM、ERP、MES、WMS等系統(tǒng)軟件，最終實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造等整個(gè)工廠體系的裝配數(shù)字化工程。

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本文標(biāo)題：汽車變速器總成裝配數(shù)字化工程

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