钣金企业PLM的实施与应用

    钣金作业显著特点为单一零件厚度一致；同时钣金设计的片体多，各种厚度、规格冗杂，工艺文档编制繁琐，产品结构层级多且变更频繁，产品数据难以管理。产品全生命周期管理PLM包含三层概念：产品设计过程与产出数据的管理；产品创建、使用到最终报废全生命周期数据信息的管理；产品数据在生产、营销、采购、售后等部门的协同应用，甚至企业间的协同应用。

一、面向PLM的钣金企业现状分析

    1.钣金产品零部件散而多。钣金产品零部件层级要求严格，各零部件材料、厚度、规格不同，使得三维模型与工艺文档难以管理，不利于设计重复使用也对生产阅读造成了很大的麻烦。

    2.钣金作业工序多、工序差异大。钣金零件制造工序有冲裁/剪切、成型、焊接、喷涂、装配等，工序作业差异大，各序均需与之相对应的作业指导文档，因此技术文件种类多、通用性差，管理困难。

    3.协同设计困难。钣金产品在制造过程中精度难控制，但其又具有接口关联性强的特点，因此通常需多团队、多部门参与合作。协同与效率的矛盾变得异常突出。

    4.BOM复杂难管理。钣金零件制作原材料单一，但过程用料繁杂而多变，物料清单庞大且不具统一性,BOM编制费时且难以管理。

    5.当前大多钣金企业为个性化定制、小批量生产为主，产品更改频繁，急需完善的版本管理。各企业人员流动性大，亟待将企业流程与企业知识整合到软件系统中。

二、面向PLM的产品设计系统部署开发

    通常PLM系统有两层、四层两种架构；两层即数据层与客户层，四层是在两层的基础上增加企业层与Web层。PLM项目一期一般做两层架构即可满足企业的需求，且在CAD软件集成方面具有更优的性能，具有更快的系统响应与支持。后期规划中，可直接在两层架构的基础上扩展相应的硬件设施与系统模块，原两层结构中的硬件配置、框架和系统软件不需做出任何改动。

1)定义管理范围、对象

    钣金企业PLM系统一般的管理范围为产品全生命周期的所有信息；划分为对象则为权限、项目、结构、流程、报表五大对象，其中项目又包含子对象进程管理、绩效管理，结构包含子对象Item、模板、属性，流程包含的子对象为版本。

    对象中Item为所有对象与业务流程的核心，笔者建议中小型企业将产品零部件划分为六类Item，即产品总装、焊接体、钣金片体、机加工件、标准件、外购件。

2)设计软件集成

    a)选购原则当前设计软件众多，企业设计软件的选用对PLM实施的影响非常大，原则上设计软件与PLM系统最好采购同一企业的产品，同一企业产品更容易实现集成度高、二次开发简易、维护便利的目标。如PLM系统为Teamcenter则设计软件最好为NX或Solid Edge,PLM系统为Windchill则设计软件最好为Creo。

    b)集成功能实现原则

    Item ID设计软件与PLM系统集成后应达到可完全在设计软件集成环境中完成所有设计工作的目标，进程与流程管理可在PLM界面中完成。集成接口必须完成Item类型指定、模板使用、ID新建、查询、指派、版本辨识等工作。

    结构管理前文已推荐产品结构的划分方法，通过设计软件与PLM系统的集成，应实现设计软件中的装配树、特征树自动向PLM产品结构管理模块映射的功能，且此映射应为双向实时映射，产品结构在部分使用功能上等同于BOM。

    属性映射通常设计软件与PLM系统属性映射的方式有两种，即自带接口管理、二次开发集成。不论何种方式，最终目标为将设计软件中图文档的参数与PLM系统中管理对象的表单进行双向实时映射。

    数据关系管理PLM系统应设计两类数据关系，一为“使用”即直接调入、装入，二为“引用”即参考、依据。设计软件与PLM系统集成后应实现设计软件中装配、调入识别为使用，设计参照识别为引用。无论在PLM系统中还是在设计软件中对零部分进行变更或删除时，都要实现依据数据关系对可能引起的相联影响进行警示、评估、处理。

    版本/版次管理版本指已发布数据的状态，版次是指未发布数据的状态，发布一次产生一个版本，未发布前保存一次产生一个版次。PLM实施中版本最好由A到Z标示，版次由0到9标示。

    c)多维报表输出

    在PLM系统中定义模板及其中各表单数据源，很容易实现多维报表的输出，数据源均应来自集成环境下的设计图文档。根据PLM模块功能的不同，应据用途将多维报表输出的功能放置在不同的模块下。

3)系统间集成应用

    通过系统集成应用如与ERP的集成应用，可提高数据维护的相响度，降低录入错误，缩小业务人员的职责范围与系统对人员技能要求，使得企业数据集中、统一、安全，便于维护与管理。实现集成的主要技术方式有数据复制、数据联邦与基于接口的数据集成3种方法。数据复制特点为简单、低成本，易于实施，同时需对系统业务内部深入了解、固定应用。数据联邦特点为单一预定义的接口访问各类应用数据库，使用方便的操作语言，不需改变数据源与应用。基于接口的数据集成特点为可采用同步方法调用或异步方式消息的中间件来实现，缺少一个集成框架，提供有限的服务且成本较高。实施团队可根据其各自特点进行技术方案选择。

    对于已实施ERP的企业，在选购、实施PLM时必要考虑系统集成，包括接口开放程度，源代码自主程度。集成的关键点在于通过PLM提取产品设计数据中的部分属性生成BOM与Routing，并且生成的数据可导入到ERP中。

三、预期成效

    通过PLM系统管理产品数据可解决钣金企业数据量大，引用、使用关系混乱，版本变更难以控制的问题。通过一套属性映射、多维报表生成，解了钣金企业工艺文件制作量大的问题；也通过属性的映射，产品数据可自适应地导入到ERP与其它系统中，能够更好地指导报价、工序领料、工时核算、生产计划下达。

    PLM系统强大的权限功能解决了设计数据阅读、打印归口等商业保密性问题。PLM系统在实施后可成为营销、技术、工艺、采购、生产部门之间的纽带，各部门之间的衔接更为紧密，企业数据更为集中、统一、准确、安全。

    通过PLM系统的实施可加速多团队协作，缩短产品上市周期。同时可对项目进行实时的监控，提高单位时间内的物质产出。PLM系统将企业流程固化后职责更为明确，分工更加精细。