CAXA PLM系统的应用与实践(工厂实例)

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CAXA PLM系统的应用与实践(工厂实例)

本文以北京石油机械厂（以下简称：北石厂）研发、工艺、制造信息化平台为例，介绍CAXA PLM系统在北石厂的应用与实践，为其他制造业在PLM领域的应用提供借鉴。

近年来，随着我国制造业的高速发展，市场竞争激烈、顾客要求个性化，产品需求多元化等特征越发明显，这些因素促使企业要采用先进的管理手段来快速响应多变的市场，同时降低产品的成本，缩短设计周期，提高设计质量。这就要求企业应具有一套能够快速检索和利用各方面信息的集成系统，产品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）正是解决这个问题的有效的管理手段。

1 CAXA PLM系统的应用与实施
对于机械制造业来说，为了提高企业核心竞争力，降低产品设计成本，缩短成套设备的研发、生产周期，北石厂采用CAXA PLM系统，协助企业加速投资回报，驱动创新，同时保证了电子数据的完整性和准确性,数据传递的及时性，做到了资源共享,查找方便；在研发过程中有效降低了新零件产生的数量、显著提升了零件重用率；减少了设计错误等缺点，从而提高企业的核心竞争力。
1.1技术文件管理存在的问题
2003年前，北石厂生产操作与管理基本停留于手工阶段，设计手段属于传统的串行工程范畴。但随着计算机技术在北石厂的广泛应用，原来的管理方法已不能满足北石厂对未来发展的需求。主要存在以下问题：
●产品类型多，产量大、图纸量大、工艺文件多，电子版资料属于“各自为政”，查找困难，不能及时做到资源共享及有效利用。
●产品数据没有统一的平台管理，完整性不能保证。
●项目组设计人员不能及时了解其它设计人员的最新设计，出现设计冲突和重复设计等。
●手工创建复杂的产品BOM结构，耗费时间且容易出错。
●技术图纸管理混乱，电子数据和纸质图纸版本不统一，容易发错图纸。
●由于各部门地理位置分散，设计文件、图纸签审、车间生产均采用人工传递的方式，导致工作量较大、及时性较低。
●客户对产品的个性化需求增多，产品型号种类较多，缺少相应合理分类的管理系统。
●延展部门（例如：质检、销售等）均采用厚重的产品图册、检验手册查询资料。

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1.2PLM选型过程
为解决以上问题，北石厂通过对设计研发、工艺、生产管理、检验等各个环节中问题的分析，经过调研，最终结合自身应用需求选择了CAXA（北京数码大方科技股份有限公司）作为长期战略合作伙伴。
PLM本质上是以制造企业的产品数据为核心，解决从用户需求、订单信息、产品研发、工艺设计、生产制造、维护维修整个生命周期过程中不同类型数据的综合管理、过程管理以及跨部门、跨区域和供应链协同工作问题。PLM项目的实施一定要面向用户解决实际问题，这是项目实施成功的关键。CAXA PLM系统把 PDM、CAD、CAPP、ERP等无缝结合，在数据交换和管理上更显流畅。通过CAXA PLM权限控制，使企业整体的数据更安全，修补了原先存在的安全漏洞，满足了安全管理的需求，同时可以方便的实施图纸共享和查询功能，CAXA PLM系统具备的后续二次开发扩展，能够满足企业发展上的需求。
2 PLM在北石厂的基础应用
图文档是PLM系统重要组成部分，是北石厂的技术核心资产。图文档管理需要做好基础标准化，如统一编码命名规则或统一模版等，图文档管理可以简单归结为“集中管理、安全共享”，下面主要经过以下几个方面进行论述。
2.1人员权限管理
使用PLM系统的用户，必须具有某种角色，根据系统管理员赋予权限通过系统界面登录，通过角色的管理来保证数据库中的安全性。主要功能包括：
●人员管理（增加与删除）
●部门管理（增加与删除）
●角色管理，不同角色赋予不同权限
●人员向部门中的指定
●人员赋予某种角色的指定
●用户负责某个项目的指定
PLM中用户与角色是一对多关系，一个用户可以有多种角色，用户与项目同样是一对多关系，一个用户可以负责多个项目，在不同的项目中赋予不同的角色权限，如图1所示。
人员权限管理

图1 人员权限管理

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2.2产品BOM管理
产品BOM（即PLM系统中的产品结构树）是以树型结构来表示的物料清单，主要表达企业产品与零部件之间的父子项关系。根据结构树，用户即可分层展开，走不同的分支，直观的找到自己所要的数据，而不用考虑其物理位置。产品结构树中的产品大类结合企业自身的要求，包括了多个产品，某一种产品下包括多个零部件（自制件、外购件、外协件、标准件以及借用件）、项目设计包、各类文档等。每个零部件有其对应的唯一编码、描述文档、属性信息等。其中属性文档反映出零件的设计状态、类型等，如图2所示。
产品BOM管理

图2 产品BOM管理
设计人员将零部件产品结构信息录入到PLM系统结构树中，有两种方式：
●手工方式——在PLM系统中手工建立零部件。
●批量导入方式——通过这种方式可以直接将图纸中的零部件及其属性信息和产品装配关系自动提取至PLM系统中。
2.3文档树管理
文档树是以树形层级的文件夹体现的，用户可将企业重要的文件批量或单张上传到对应位置，即不用担心存档问题，而且可以直观的找到自己所要的文件。同时，在文档树中也包含了对应的产品文件夹，图纸以外的关联文件（技术参数、产品档案等）可关联产品进行统一管理。文档树结合企业自身的要求，主要承接企业相关文档，包括技术标准、技术规范、检验规范、设备档案、质量档案等文件，如图3所示。
文档树管理

图3 文档树管理

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2.4版本管理
版本管理是在PLM系统中一项重要的功能，版本管理主要包括文档版本、零部件版本，生命周期的每一个阶段，均形成一个版本，在设计中，由于更改零件必定产生多个版本，所以企业对版本管理的要求越来越高。工作版本其最大的作用在于技术人员在设计工程中，经过多次修改，最终确定采用其中某一个版本时，就可以查询历史版本的图纸继续设计。未发布版本是指还未被审批通过的版本，其表征形式在版本描述处系统未进行标识；发布版本是指设计对象通过了审批流程。如果工作版本在发布的a.1后有新版本b时，则说明图纸有了相应的变更过程，以后每次变更，将形成新版本c，d……如图4所示。
版本管理

图4 版本管理
2.5查询管理
PLM系统中的查询方式分为简单查询、高级查询，用户可以根据文档和零部件的类型、代号、型号等基本属性，进行快速的检索，以获得相应的信息，如图5所示。
查询管理

图5 查询管理

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3PLM系统实施效果
3.1登录界面
北石厂充分利用了CAXA可以让用户进行个性化设置等特点，北石厂在登录界面上做了具有北石特色的界面，使其具有鲜明的北石特色。
3.2流程管理
流程管理的载体是数据包，主要实现对设计文档、图纸的提交、审查、变更、批准、发布归档等过程进行有效管理。北石厂结合企业自身特点，把电子签名和工作流相结合，当设计者提交图文档时自动触发，将根据预先定义的审批流程发送给下一审核人，PLM系统的任务箱会出现一条工作流提醒，点击进入即可进行审批，提交审批意见，完成数据电子签名。启动流程时自动生成的唯一标识码用来进行标准化审核工作，审批时可以定位到系统中浏览图纸进行红线批注等，从而实现无纸化办公，电子流程审批从根本上加快了审批速度，减少人员手签过程，减少了后期设计的变更和返工，如图6所示。
流程管理

图6 流程管理
3.3PLM与ERP集成
北石厂PLM和ERP集成内容包括两部分：产品BOM集成和产品工艺路线集成。集成之前技术人员除了需要在PLM系统中维护设计图纸的基础数据外，还要对应着在ERP中输入同样的基础数据，大量重复的录入工作降低了工作效率。集成后即可通过PLM系统提供与ERP系统的接口来解决这个问题，这些数据已经在PLM系统中存储了，再把数据库中的结构化信息提取出来，传送给ERP，如图7所示。
PLM与ERP集成管理

图7 PLM与ERP集成管理

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3.4CAXA PLM与CAXA DNC集成
北石厂在PLM系统中集成数控机床网络DNC系统，当编程人员将NC上传至系统后，当车间操作人员需要加工零件时，只需要在与DNC通信的数控机床上直接下载即可。如图8所示
DNC集成管理

图8 DNC集成管理
3.5CAXA PLM在移动办公上的应用
目前移动办公BYOD应用模式逐渐引起企业的高度重视。北石厂充分利用这些终端设备在不受时间、空间、人员的限制，随时接入企业PLM平台进行图纸浏览、工作流审批、红线批注等功能，大大提高了员工的办公效率、加快业务的处理速度、缩短企业的运营周期、降低企业的活动滞后率、丰富员工的办公方式。下图是在移动终端上的展示，如图9所示。
移动办公应用

图9 移动办公应用
3.6与其他系统平台上的集成应用
由于北石厂应用系统较多，系统管理员需要进入不同的系统逐一建立、删除用户等，容易出现遗漏现象。CAXA PDM 系统与OA集成后实现了单点登录及统一账户管理功能,大大方便了系统管理员工作，同时也方便了用户无需重复输入帐号密码等操作。北石即时通讯平台（AM）也与CAXA PDM系统进行了集成，方便技术人员的应用，提高工作效率。

4实践应用结论
本文结合了PLM系统，论述了PLM系统在应用与实践方面的几个关键技术，从产品全生命周期管理的角度，实现产品从设计到制造生产相关数据的统一管理，有效的解决企业信息孤岛问题。同时有利于支持行业标准和规范，来提高产品质量和促进创新，促进了企业的高速发展。为实现数字化工厂，奠定了重要的基础。