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PLM在福田农业装备的实施
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【摘要】 本文首先讨论了福田农业装备实施PLM项目的背景和实施目标，进而提出了实施PLM项目后给企业的技术管理方面带来的变化。基于Teamcneter平台和拓展的网络环境，集成了现有二维CAD和三维的UG、Solid Edge，提出了产品数据模型，实现了产品设计过程管理、文档管理、产品结构和配置管理、流程管理、产品数据安全共享，并在此基础上完成了产品的BOM表输出。为农装的快速发展提供了坚实的管理信息化基础。
【关键词】 PLM 文档管理 流程 变量配置 更改管理
一、项目背景
福田农装以农业装备领域的产品开发、生产、营销为主。自1998年成立以来，经过短短五年的发展，在市场营销、技术创新、管理水平等诸多方面都取得了突破性进展，经济效益和各项指标年年增长，成为国内农业装备行业的龙头企业。但随着公司迅速发展，原有的依靠手工或单机、单系统传递信息的管理模式已不能适应其现有的规模需求。
新的时代，向福田农装提出了挑战与机遇；公司需要积极面对和适应新的竞争环境和新的电子商务时代。只有变革管理模式、更新管理手段才是公司未来的发展之路。作为更新管理手段的一项核心内容就是信息技术的应用。
当今企业面临的生存环境是经济的全球化和日益加剧的市场竞争。其中，一是竞争日趋激烈的市场由稳定的地区市场转变为动态多变的全球市场；二是顾客对产品个性化要求强烈，生产批量越来越小，品种越来越多样化，要求新产品开发、生产和传播（销售）的速度越来越快；三是独占性技术产生的高附加值成为价格的主要组成部分；四是产品的生命周期日益缩短。因此，在大量生产、大量消费的环境下发展起来的企业经营管理模式已经无法适应快速变化的市场。随着生存环境的变化和企业发展规模扩大，组织结构调整，企业内部存在的诸多问题不可避免的暴露出来，严重阻碍了企业的迅速发展。
PLM (产品全命周期管理)是一种全新的电子商务解决方案，它通过充分利用设计人员和工程人员的知识和创新能力以及供应链上各个合作伙伴、客户和企业其它部门的创造力来激发企业的创新能力。
二、项目目标和实施策略
福田农装实施PLM系统达到的目标如下： 􀂙
建立以产品结构为中心并与之关联的数据组织模式，提高知识重用 􀂙
建立统一产品数据源，保持产品数据一致性 􀂙
通过变量BOM来派生同系列产品型号BOM 􀂙
规范设计审签/发放与更改审签流程，通过PLM建立电子化的流程模板 􀂙
提高工程更改的可追溯性 􀂙
减少纸张浪费 􀂙
建立安全的数据访问机制 􀂙
集成管理二维和三维CAD数据
在项目实施周期比较短的情况下，为了保证项目实施的成功，我们采取的实施的原则是，“总体规划，分步实施”的原则。选择试点单位、试点产品进行分步实施。通过PLM在试点单位、试点产品的成功实施和应用，建立了福田农装PLM系统整体架构，为以后的全面推广提供了应用示范。 三、PLM项目实施给农装研发管理带来的变化
3.1 文档管理
◆ 在农装实施PLM系统后，将采用PLM结构化的文档管理模型，即类似于对产品结构的管理模式，来管理农装产品生命周期的所有数据文档，同时将产品数据，如3D模型、2D图纸、设计任务书、更改单、试验文件等与产品结构关联起来，使生命周期各阶段的文档始终保持与该阶段的结构关联，其范围覆盖了从产品的概念开发、S图设计、样车试制试验、A图设计、小批试装、批量生产乃至产品的改型等环节。
◆ 通过PLM平台，实现电子文档的集中管理，在各个单位之间可实现建立在安全级别上的数据共享机制。
◆ PLM提供了多种查询途径，如图号、机型、属性值等，也可以通过逐层展开产品结构来获取产品资料，在查询过程中，设计员无需了解文档存放的物理位置，并且数据的查询完全是基于系统预先定义的数据权限访问规则下进行。
◆ PLM的版本记录了产品或零件在不同时期的更改情况，在农装的PLM系统中引进版本的概念，将精确了解不同时期的产品或零件结构变化历史。
◆ 可对三维CAD系统UG，SolidEdge产生数据进行有效的管理。
3.2 产品明细及配置管理
◆ 可通过PLM创建产品结构，并自动生成产品明细表；
◆ PLM中的产品结构管理，提供了简单和易使用图形化方式来定义、浏览、修改产品结构树，构成产品结构树的每一个零件或部件均与CAD模型、CAE、技术文档等相关联，同时也关联了每一零件的版本信息；
◆ 在产品结构的基础上，PLM为设计人员提供了版本配置、变量配置、有效性配置的规则，从而实现系列产品管理和产品明细的准确状态。
3.3 设计审签流程
◆ 所有电子图纸及产品结构的审批将在PLM系统中，按预先定义的流程模型进行。
◆ 图纸审签后归档清单可从PLM系统中自动生成。
3.4 更改管理
◆ 利用PLM的查询功能可查询某个零件或总成在各个产品中的应用情况，从而可全面地进行更改影响性分析。
◆ 通过对更改历史的有效记录，可追溯到多次更改以前的各个历史状态。
四、系统架构
4.1网络结构如图所示：

（图片）

PLM系统网络架构图

4.2 软件环境
服务器：
操作系统 Win2003 Server
数据库 Oracle8.17
Teamcenter Engineering V8.1.1服务器
客户端：
Teamcenter Engineering V8.1.1客户端
五、总体方案
PLM系统的核心任务就是采用面向对象技术，全面管理产品整个生命周期内的各类数据。企业中涉及到的产品数据千头万绪，不同企业、不同产品的数据管理各不相同。为了准确、快速地建立起产品数据管理的模型，便于信息化管理，我们将产品数据分为三大类：人员管理模型，产品对象模型和工作流程管理。
人员管理模型：PLM人员管理模型也称为组织—角色—权限模型，它规定了PLM实施范围中的人员组织、角色、操作权限等，是设置PLM工作环境的基础。
产品数据模型：PLM系统管理的主要对象是产品数据，因此建立一个正确的、合理的、全面的产品数据结构是实施本系统的关键。不同企业对PLM系统管理范围的深度和广度有很大差异。为了准确地建立产品对象模型，必须考虑以下几方面：产品对象数据模型、产品结构管理模型、产品配置管理模型、产品查询体系。
工作流程管理：产品的整个生命周期中，无论从整体，还是从某一局部环节，都需要经历若干种不同的工作过程。在PLM系统中，必须根据企业的不同实际情况，建立设计审签，更改审签的工作流程管理。
5.1 产品数据模型
PLM采用面向对象的思想，所有数据都是围绕着产品对象来组织的，产品对象及其数据成了PLM管理的最基础的数据单元。因此在PLM项目的实施中，必须确定产品对象的数据模型，包括产品对象（Item）、产品对象版本（Item Revision）、产品对象的文档管理、产品数据的组织形式等方面，如下图示：

（图片）

5.2 变量配置
TCEng提供的配置管理模块，解决企业中对于同一系列的产品各型号之间通常的差异并不是全部，而是在于部分部件和零件的不同，通过定义配置变量，根据配置条件选择不同选装件，配置出新型号的车型。
福田农装三个研究所都存在配置情况，配置情况不一样，第一研究所与第二研究所相同，配置大部分在一级部件上进行选装、选配，配置完后形成新型号的车型，并进行了很好的命名。第三研究所的配置在BOM结构上不仅存在于一级部件上，在一级部件以下也存在配置情况。且第三研究所的这种配置上级有的件号不变。在PLM平台上，为了解决以上问题，以及保证配置出的具体车型的BOM结构在工艺、生产上的一致性，为方便与以后CAPP系统、ERP系统的集成打好基础，建议采用如下方案：
1）对于系列车型的配置必须在一级部件中，即在给定的系列车型第一层中体现该车型所有存在的选装选配情况，不能进行顶层（一级部件）以下的配置情况。如果出现，将底层选用的件放在顶层，而且只要有状态改变就需要变号。
2）对于配置完的具体车型，必须根据产品代号的命名规范给出新配置出的具体产品配置代号，并形成新产品代号的该种配置的BOM。产品代号由各研究所按编制规则确定。
3）每一系列车型的配置变量和配置选项由各研究所设专人进行定义。
4）变量配置的选项、选项的取值范围，变量和变量之间的约束关系由各研究所制定，营销部门只能从已经配置好的结果中选择，有新的组合情况，可以向研究所提出配置申请或要求。
示例：
定义配置变量、配置条件。以FT500拖拉机为例，配置变量定义、配置条件的定义如下图所示：
根据条件进行规则配置。配置出精确的具体车型，以FT500-201为例：

（图片）

变量配置工作原理图

规则配置定义：

（图片）

配置后的结果如下图示：

（图片）

5.3 流程管理
5.3.1 设计审签流程
电子流程管理的重点，第一是实时，设计数据与决定必须立即传送给相关的人，以免损失时效性。第二是完整，亦即将所有审签工作必需的相关信息，传给所有必要的人。第三是记录，流程中所有发生的原因、动作、变化、结果及相关作业者，必须有完全的记录，以便在流程中及将来均可追踪考查。第四是监控，流程目前的状态、进度，在必要的时候，作适当的管理动作，如加速、暂停、中断等。

（图片）

5.3.2 零部件状态转换流程：
档案管理员根据项目经理审批后的状态升级单，启动快速转状态流程，对零部件的状态进行转换。
从S2状态 -> A状态转换：

（图片）

5.4 明细表设计

（图片）

六、结论
通过实施PLM项目达到了农装预期的目标，基于Teamcneter平台和拓展的网络环境，集成了现有二维CAD和三维的UG、Solid Edge，提出了产品数据模型，实现了产品设计过程管理、文档管理、产品结构和配置管理、流程管理、产品数据安全共享，并在此基础上完成了产品的BOM表输出。实现规范化的产品数据管理，促使从上到下自觉建立全局意识，切实把数据纳入计算机管理，从而真正实现信息的电子化，为企业随时迎接新的挑战以及与国际接轨打下良好的基础；提高了企业的技术管理水平 ，为农装的快速发展提供了坚实的管理信息化基础。提高了企业的管理形象和对客户的信誉度。 1/26/2005

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