PLM系统在汽车零部件企业的应用

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关键词:汽车零部件 PLM APQP

        1 背景概述

        某汽车零部件企业,在未使用PDM/PLM系统时,设计数据管理混乱,缺乏有效的版本控制,时常导致客户满意度低,以及外审过程中产生大量的不合格项报告。有鉴于此,企业决策层下定决心,决定建设企业信息化管理系统,以使企业的管理水平能上一个新台阶。为此,企业综合考虑了各部门的管理需求,结合企业未来发展需要,制定了如下项目目标:

        ■建立产品数据统一管理平台

        ·以产品结构为核心构建产品数据网络

        ·合理的权限管控机制平衡数据安全与共享

        ·可视化设计协同工具提高沟通效率

        ■建立物料管理制度,规范物料申请流程

        ·参考同行业做法,建立物料管理规章制度及相关流程

        ·细化物料管理对象,编码、版本、阶段区分管理

        ■提高设计工具使用效率,强化BOM管理

        ·统一设计工具、图文档格式、模版,深化工具应用、强化设计重用

        ·通过集成设计环境建立、规范设计过程,提高设计工具使用效率

        ·基于模型结构快速构建EBOM

        ·基于BOM的技术状态、设计阶段管控

        ■落地研发流程,建立闭环变更

        ·产品数据与业务流程紧密集合

        ·建立完善的、跨专业的闭环变更流程,明确物料、图文档版本升级规则

        ■建立知识积累平台,有效承载和传承设计团队的知识和经验

        ·建立企业标准件、通用件库、标准规范库

        ·促进技术交流、设计协同,可视化浏览产品信息

        ·通过在系统上进行有效的技术管理、提高研发水平

        上述目标为第一层,通过对数据的有效管理,再逐步过渡到产品的全生命周期管理。企业信息化管理的第二层诉求是进行企业的项目管理,以便使项目经理能实时的监控所有项目的运行状态。未来还需要考虑工艺管理质量管理,若各方面条件允许,在适当的时候还需要PLM系统与ERP系统集成。

        2 PDM在产品开发中的应用

        结合产品开发部门的业务需求,应该实施的PDM模块主要有:文档管理、零部件与CAD集成、流程管理、工程变更和试验数据管理等。

        2.1 流程管理

        汽车零部件企业对于产品的阶段划分有非常明确的要求,通常汽车零部件企业在收到客户的开模指令后,即可以将产品阶段从研发(样件)转为小批(试生产),当客户使用产品经过2-3年后,经客户同意则最终将产品定型(量产)。在此过程中又会伴随着变更管理等事项,也正因为这样的背景,汽车零部件企业迫切需要一套行之有效的系统能将产品研发过程的数据进行统一管理,并将这些数据与产品的生命周期进行统一管理以达到产品阶段的管理要求。

        通常汽车零部件企业将产品生命周期划分成产品研发及服务生产两部分,其中产品研发主要以汽车零部件企业自身为重点,产品在此生命周期内,主要将完成产品的详细设计。当设计完成后将会制作其对应的实体样件并提交给客户试验,客户经过多次试验后最终确定一种样件。此时产品生命周期就将转为服务生产阶段,在此阶段内主要有客户提出改进性的意见及需求,汽车零部件企业随之再进行修改。

        在PDM中,产品开发设计人员所创建的文档或者零部件都能按照预先定义的流程进行。当已经定义好的流程被启动后,PDM系统就开始对这个工作流程所描述的工作过程进行控制,PDM会自动把工作任务分发到每一个任务执行者手中。一个工作步骤的任务完成后,PDM系统负责把这个过程产生的有关信息传递到下一个工作步骤的任务执行人员开始工作。如果设计资料在审核时没有通过,就退给设计资料的作者。PDM流程管理提高了工作效率,但仍然面临一个问题,当产品开发部门某个业务流程变化了怎么办?针对这个问题,PDM系统做出相应的定制接口,通过PDM业务环境管理,PDM项目工作小组能够修改原来定制的流程。流程管理使PDM很好地管理和控制了产品开发部门的业务过程,但是长期习惯的手工签批流程很难迅速转变到电脑中进行,因此PDM项目工作小组提出了解决方案,即:流程上线后手工和电子流程并行。

     以汽车零部件企业常见的样件试制过程为例,终端用户根据客户要求,将已设计完成的增压器总成及样件试制申请一并提交样件试制流程中,经过领导审批通过,即可着手进行样件试制准备工作。样件试制流程审批一旦通过,系统将自动根据增压器总成当时的状态生成与之相关的基线,基线包含了增压器总成及其子件,同时也将三维模型及二维工程图一并纳入基线中,这样就做到了试制状态可被跟踪,申请过程及审批意见后续可查。

        2.2 零部件管理和CAD集成

        零部件管理和CAD集成主要管理和控制产品开发部门开发和设计的所有产品。该模块涉及到产品开发部门的数据非常多,PDM很多功能(如产品设计和项目管理)都是以此模块为基础。因此,零部件和CAD集成模块是一个非常重要的模块,同时该模块涉及业务标准也非常多,比如零部件名称和编号规则,零部件事务特性等。

        零部件管理主要涉及到产品的物料清单(BOM)结构、明细表、基线和有效性;CAD集成主要涉及如何将CAD工具设计的数模文件集成到PDM中,达到数据充分共享并进行协作式开发。零部件和CAD集成解决方案为:通过产品数据管理系统统一管理产品开发部门的所有正在开发和设计的车型数据,所有产品、总成及零部件等概念统一称为“零件”业务对象。“零件”包括基本属性和扩展属性,对于不同种类的零件能够随意增加相应的属性。所有“零件”都录入到数据库后,由设计人员可以非常方便地利用这些“零件”搭建“父子”关系,逐渐形成整个产品结构。其中,某些零部件如增压器可能被多种产品应用,在产品数据库中只保留增压器数据一份,这样充分利用数据,避免空间浪费和版本上的混乱。对于“零件”都是在客户端CAD设计软件中设计的,这些数模不用离开CAD环境就能集成到系统中,利用系统统一流程进行控制和管理。针对这一解决方案,PDM专家开发了PDM零部件管理和CAD集成模块,通过PDM零部件的基线管理功能,能够将设计相对成型的产品结构保存下来,形成阶段性成果,比如一个总成。以后在此结构基础上改型涉及到更新零部件数据,但保存的基线零部件并不改变;通过有效性管理与控制功能,能够决定产品结构的表示形式。

        CAD集成方案很好地将产品开发部门所有设计软件都集成到PDM系统中,使设计人员不用离开自己的设计环境就能和PDM系统交流。

        对于数模文件,制定了解决方案,能够在上线运行过程中不断将电子图档(用Pro/E设计的文件)集成检入到PDM系统中。

        2.3 工程变更管理

        工程变更有规范的过程约束与流程控制,与工作流程管理密不可分。工程变更涉及多部门之间的交流,标准的变更内部流程嵌套复杂,包括5个因素:①产品数据;②变更提议;③变更计划;④更改任务单;⑤更改活动。变更提议,变更计划,更改任务单和更改活动,每个环节内部都要走流程,流程是嵌套的。     

        以更改通告为例,更改通告中,通过更改任务定义了每一个更改事件的具体对象,通过对具体更改内容的辨别与确认,才能确定工程师下一步具体该如何更改。

        3 总结

        总的来说,PDM作为当前比较热门且发展迅速的技术,其是多元性数据管理与集成的需求而产生的,始终为制造企业各类产品信息的统一管理与控制提供强有力的支持。因此,汽车零部件产品生产行业只有全面了解自身发展状况,在企业信息体系重构的基础上借鉴国、内外成功实施PDM的经验,才能更好的提升自身竞争力。


    (审核编辑: 智汇张瑜)