轉載-企業PLM流程零部件資料方案

企業PLM流程零部件資料方案

作者：smcctv(宋先生)

本文針對已引入PLM各系統的企業如何以ERP/PDM管理系統為核心進一步完善製造業企業普遍存在的零部件公共資料管理問題進行探討。分析了通過引入智慧化零部件管理技術（PSOL），實現與ERP的耦合連線，以及與PDM系統的無縫整合，從而實現對已有PLM的完善和優化。

　　我國的製造業資訊化工作通過相當長時間的摸索與實踐，已獲得了一些寶貴經驗和技術，並取得了一定的成功。在此基礎上，製造業企業在仍不斷籌劃結合自身特點優化和完善自身的PLM平臺，以期為企業在危機中率先擺脫困境創造必要的內部條件。

　　本文針對已引入PLM各系統的企業如何以ERP/PDM管理系統為核心進一步完善製造業企業普遍存在的零部件公共資料管理問題進行探討。分析了通過引入智慧化零部件管理技術（PSOL），實現與ERP的耦合連線，以及與PDM系統的無縫整合，從而實現對已有PLM的完善和優化。

　　智慧化零部件管理（PSOL）技術一項在西歐興起的，旨在藉助已有的PLM諸平臺，實現面向CAD終端使用者和相關管理層面的零部件資料管理解決方案，其主要技術特點包括：

　　建立不依賴於某種CAD格式，又有別於中性交換格式的零部件資料資源庫，為PDM和CAD提供大量直接可用的零部件資料資源

　　接駁於現有的ERP系統，實現零部件全壽命幾何與非幾何屬性的無縫對接

　　強化標準化管理，建立以零部件使用許可權審批為源頭的企業級零部件管理機制，優化ERP/PDM使用環境

　　通過屬性關聯，實現在PDM系統內的零部件檢索、自定義歸類、相似件縮減等功能

　　目前該項技術及其系統解決方案已廣泛應用於歐美汽車、航太、鐵路及通用機械領域。在國內自2007年起已有數裝潢備製造業企業嘗試引入該技術。本文及針對此項技術著力解決的問題等方面進行論述。

　　1、PLM管理流程中的資料管理方案缺失

　　1.1標準件、外購件模型資料缺失及零部件公共資料管理難度加大

　　隨著裝備產品複雜性的不斷提高，以及使用者對產品研發週期的一再壓縮，設計者往往需要不斷進行基於技術儲備的組合創新設計與知識遷移，在此過程中，設計者在產品開發工程中所需的大量標準件和外購件（本文統稱通用件）模型，在企業尚未構建模型庫的情況下往往需要設計者各自建模後進行應用，而通用件的使用範圍和使用頻率又相對較高，多人異地協同設計往往造成零部件借用困難、反覆建模、物料重複申請、模型重複檢入等問題，致使“一物多碼多模”的問題大量存在，致使ERP物料種類不斷擴大，且針對此種情況的物料縮減和整理工作又十分繁雜。

　　1.2通用件資料來源複雜，一致性差

　　在一般的產品開發流程中，零部件供應商大多向設計者提供產品的中性資料格式CAD檔案（如STEP/SAT等），這些資料的應用的確省去為外購件建模之苦，但帶來的問題是，中性資料特徵缺失且無法掛載必要文字屬性，造成裝配在檢入PDM系統時不斷報錯，而後需要一一進行修改，非常麻煩，往往影響設計進度。

　　1.3零部件選用規範不明確，易對後續流程產生不利影響

　　例如在列車電氣控制櫃的設計中，往往設計者A選用的某一開關的功能與設計者B所需的產品完全一致，但兩人卻依據各自經驗和喜好選用了不同廠商的不同規格產品，造成的結果是最後生成的BOM過於龐大，且對後續的採購等物流倉儲流程造成不利影響，如價格、貨期等等，即使設計主管在審圖過程中進行甄選和並湊，往往也造成時間和精力上的大量浪費。

　　1.4零部件使用許可權無法嚴格規範

　　在我國某高速鐵路裝備製造企業就曾碰到這樣的問題，新型動車組列車大量引用國外技術和產品標準進行設計，所採用的工業電氣和連線件也大多依照全球採購逐步國產化的方式選用，而該企業同時還需兼顧傳統列車的設計和改進任務，其所能選用的零部件又以國標件和行業通用件為主，零部件採購方式也是立足國內傳統行業性供應商，而出口型列車又需以採購方當地工業標準為依據，兼顧國際標準。在這樣的情況下，帶來的問題就是哪些零部件可用於哪些車型的開發，往往讓設計者十分撓頭，修改、退圖現象時常發生。企業需要迫切對PDM中的零部件，特別是通用件模型依據產品序列不同進行許可權劃分，通過設計者選擇對目標車型的選擇進行“角色分配”，從而確定其當前被允許採用的通用件序列，同時實現標準化工作的快速、有序推進。

　　1.5難以應對通用件再加工造成的物料程式碼變化

　　如方頭螺栓在使用中往往需要對其進行鑽銷孔的操作，那麼加工後的螺栓與外購的同類螺栓顯然應對應不同的物料程式碼，這個工作在企業中往往因為疏忽而難以做到百分之百覆蓋，造成物料系統的錯誤率升高。

　　2、基於PLM流程的零部件資料管理方案

　　針對上述問題，在為製造業企業實施PLM“二期工程”時，就需對症下藥，通過引入PSOL技術，同時對關鍵的管理節點進行規範，結合企業的產品特點進行必要的優化和完善。

　　2.1為PDM系統配置大量豐富的原始資料格式通用件模型資料庫

　　基於PSOL技術為企業PDM系統配置大量通用件資料，涵蓋以下主要內容：

　　2.1.1標準零部件資料資源庫

　　國際標準（ISO）件模型庫、國外標準（ANSI/BS/DIN/JIS/KS/GOST等）件模型庫、中國國家標準（GB）件模型庫、行業標準（如JB/TB等）件模型庫。

　　以國標庫為例，即包含涉及近400項現行產品標準，引數化模型1,500餘組，涵蓋緊韌體、法蘭、軸承、彈簧等15類。

　　2.1.2外購件產品模型庫

　　外購件產品模型庫主要包括200多家國內外零部件供應商的產品模型，主要涉及工業電氣、管路附件、特種軸承、氣動液壓等門類，大多數為企業的傳統供應商。模型數量接近10萬。

　　2.1.3企業標準件、通用件庫

　　根據企標為使用者配置相應的自有零部件資料資源庫，同時可建立針對某車型的產品庫等等。

　　2.1.4典型工裝與CAD常用特徵庫

　　包含常用刀、夾、量、輔具庫和三維建模特徵庫等。

　　2.1.5二維符號庫：電氣符號、焊接符號、表面特徵符號等。

　　2.1.6原文資料庫：產品說明、標準原文、技術要求等相關文件。

　　以上資料除文件外，全部技術資料均採用與企業三維CAD系統一致的資料格式進行介面配置。在使用中，要求全部設計者均通過該系統呼叫所需的各類零部件模型，此舉保證了模型資料的高度準確和一致。節約了寶貴的產品設計時間，有效避免了“一物多模”的情況發生，從而優化了後續的BOM生成環節。

　　2.2將角色管理引入PDM管理流程

　　按照PSOL的拓撲原理並結合企業應用PDM系統的現實需要和狀況，可以考慮將系統角色劃分為系統管理員、設計者（根據產品類別細分為型號I、型號II、III……）、標準化管理員和超級使用者四類。在此我們僅對設計者和標準化管理員兩類角色進行分析。

　　2.2.1標準化管理員

　　在這裡我們僅把負責零部件使用許可權審批工作的人員及其系統角色定義為“標準化管理員”。其主要職能是將本文2.1部分所述的零部件資源依據產品序列和配用型號劃分至各個設計者角色。在當前系統中，2.1所述的約10萬件零部件資料模型均可被設計者檢視和搜尋到，但只有具有“標準化籤審標記”的零部件規格方可被指定的設計者角色（對應不同產品型號）所呼叫。比方而言，庫內的所有零部件最初全部亮起“紅燈”，意為可看但不可用，當標準化管理員將某一規格的零部件的使用許可權發放給某一型號的工程師以後，當前規格的模型即改亮“綠燈”，同時模型被檢入到PDM的指定儲存區域待用。那麼這個“綠燈”的含義即為當前規格的零部件可用於某型號的設計開發。

　　2.2.2設計者角色

　　設計者依據其所負責的產品型號不同劃分為型號I、II、III……等等，那麼以不同角色的設計者進入系統，其所能看到的零部件資料開放狀態即有所不同，換句話說，針對某一規格的外購件可能允許用於型號I產品的開發，而不允許用於型號II的開發。設計者如需申請開放零部件的審批許可權，可通過系統通知方式，向相應的管理部門（如標準化或總師辦）發出申請，管理部門接到申請並進行審批後，可將該零部件開放給這個角色，我們形象的稱為“開綠燈”或“紅燈變綠燈”。

　　2.3零部件資料在系統內的籤審流程

　　籤審流程一般可由企業自行確定後，由系統功能予以保證。在此過程中需要特別指出的是，零部件非幾何屬性的掛載問題。眾所周知，零部件完整的數字化模型由其幾何與非幾何特徵共同組成，幾何特徵簡單說就是長、寬、高等等，非幾何特徵包括它的材質、冷/熱處理、編碼資訊、分類號等等。在系統中，可以通過通用資料庫軟體為通用件模型掛載其非幾何屬性。

　　非幾何屬性的掛載要求是，不僅可以顯示於其初始系統，如資料庫軟體，同時屬性要對應於三維CAD系統的屬性欄並可被PDM系統所識別，最終掛載於BOM，使規範一致的非幾何資訊始終與其幾何模型一起走完零部件全壽命流程的各個環節。

　　3、結論

　　由此可見，PSOL技術的引入不僅為PDM最初上線提供了大量準確可靠的零部件模型資料，使設計流程的零部件呼叫環節從一開始就被納入到規範有序的管理當中，同時有效避免了ERP“一物多碼”的出現。“一物多碼”在最大程度上的有效避免，其所帶來的效益不僅僅體現在產品的研發環節，關鍵在於對企業物料種類的大幅縮減。針對PDM已線上執行一個階段，積累了一定“資料垃圾”的企業而言，PSOL技術可以幫助企業進行物料縮減，通過圖形搜尋，相似屬性合併，符合表單，模型指標等先進手段實現PLM各系統的逐步優化與完善。

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