企業(yè)PLM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化工藝管理的應(yīng)用詳解

1、工藝管理現(xiàn)狀及PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理目標(biāo)

工藝管理在產(chǎn)品的不同時(shí)期都發(fā)揮著不同的核心作用，特別是在產(chǎn)品成長期和成熟期，產(chǎn)品從研發(fā)到市場化批量制造，逐步進(jìn)入到了工藝提升和產(chǎn)品鏈延伸階段，基礎(chǔ)性研發(fā)項(xiàng)目逐步減少，而工藝性的技術(shù)改進(jìn)項(xiàng)目在企業(yè)占主導(dǎo)地位。目前，許多企業(yè)都面臨設(shè)計(jì)與工藝協(xié)作不暢、工藝與制造脫離、無標(biāo)準(zhǔn)可依等諸多問題。生產(chǎn)中工藝設(shè)計(jì)、審查過程形式大于實(shí)質(zhì)，從而造成：設(shè)計(jì)不合理，工序、工藝路線繁雜重復(fù)；工藝指導(dǎo)文件不規(guī)范完整，形同虛設(shè)；設(shè)備資源利用率偏低、質(zhì)量控制難以落實(shí)等現(xiàn)象。這些都是阻礙企業(yè)發(fā)展的主要原因。許多企業(yè)雖然使用的是自動(dòng)化的設(shè)備，但還在傳承著老舊的工藝管理模式，純粹以工藝附圖和簡單的工藝卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在各個(gè)階段中沒有相互關(guān)聯(lián)和集成，使數(shù)據(jù)之間形成斷層，無法實(shí)時(shí)更新，很大程度上拉低了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和有效性。

PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理的目標(biāo)就是建立起集中工藝數(shù)據(jù)管理中心，實(shí)現(xiàn)以PLM系統(tǒng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)的快速共享和傳遞，構(gòu)建以“3P+1R”的工藝模式：產(chǎn)品（Product）、工藝（Process）、車間（Plant）、工藝資源（Resource）模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化管理，為ERP提供準(zhǔn)確、可識(shí)別的數(shù)據(jù)源，積累和完善工藝知識(shí)庫，提升工藝管理標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，建立知識(shí)庫共享，固化工藝文件審簽流程，提高審閱效率，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可追溯性。PLM系統(tǒng)工藝管理主要包括：工藝BOM的結(jié)構(gòu)及分類、自制零部件的工藝信息（包括工序、原材料編碼、刀具、工裝夾具、規(guī)格及重量等）、作業(yè)指導(dǎo)書等工藝數(shù)據(jù)，工藝信息實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中維護(hù)流轉(zhuǎn)（PBOM裁剪后生成制造BOM），與企業(yè)ERP、MES等系統(tǒng)的集成，是基于研發(fā)、工藝、制造一體化的管理理念，從根本上解決了設(shè)計(jì)、工藝、資源三張皮的問題，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同、工藝與制造協(xié)同、制造與產(chǎn)、銷、售后協(xié)同等。系統(tǒng)以“樹-表”的結(jié)構(gòu)（如圖1）中完成工藝、工序結(jié)構(gòu)的搭建，清晰表達(dá)工序、工藝路線、資源之間的關(guān)系。建立企業(yè)個(gè)性化的典型工藝庫和資源庫、知識(shí)庫等，便于核心工藝技術(shù)的積累，與企業(yè)信息化平臺(tái)融合實(shí)現(xiàn)工藝模板管理的創(chuàng)新。實(shí)施應(yīng)用的價(jià)值主要體現(xiàn)在：設(shè)計(jì)、工藝并行，工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)重用，并可實(shí)現(xiàn)工藝路線關(guān)聯(lián)制造目標(biāo)及目標(biāo)正反向查詢。支持異地多工廠的零部件多工藝加工方式（標(biāo)準(zhǔn)工藝、替代工藝）。

圖1 結(jié)構(gòu)化工藝管理圖

2、PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理實(shí)施需注意事項(xiàng)

PLM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化工藝管理是一種較為科學(xué)的代技術(shù)管理模式，既有獨(dú)立的可操作性，又有密不可分的關(guān)聯(lián)和集成關(guān)系，平臺(tái)又基于分類、分層級(jí)規(guī)劃的多模式、多工藝決策流程，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，提出了面向產(chǎn)品族的工藝分類、分層結(jié)構(gòu)樹的組織模式，從工藝業(yè)務(wù)層和資源庫分層管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品加工及工藝的自動(dòng)創(chuàng)新。在進(jìn)行實(shí)施推廣前的基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作尤為重要，不僅要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)資料的分類匯總，更是對(duì)傳統(tǒng)工藝思想的一次挑戰(zhàn)，實(shí)施推廣前應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

2.1 數(shù)據(jù)核查

工藝過程控制檢查，PBOM轉(zhuǎn)換為制造BOM時(shí)，準(zhǔn)確裁剪無效率和重復(fù)的工序環(huán)節(jié)，利用企業(yè)有效的自動(dòng)化設(shè)備資源和科學(xué)的生產(chǎn)物流體系，使整個(gè)工藝制造過程效率提高。工藝核查是工藝管理的重要環(huán)節(jié)，是衡量技術(shù)設(shè)計(jì)水平和車間制造水平的關(guān)鍵保障，通過工藝核查，發(fā)現(xiàn)問題-研究方案-工藝變更-處理解決。工藝核查是進(jìn)行結(jié)構(gòu)化工藝管理的關(guān)鍵步驟。

2.2 工藝分類

首先要把工藝結(jié)構(gòu)及其業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分類，便于區(qū)分和明晰架構(gòu)邏輯性，如對(duì)資源庫（工藝術(shù)語庫、設(shè)備庫、刀具庫、量具庫、工裝庫）的劃分。系統(tǒng)又通過分類屬性池進(jìn)行屬性管理，如“工藝術(shù)語庫”可在分類屬性池中進(jìn)行添加和管理，又可根據(jù)企業(yè)自身的工藝加工特點(diǎn)創(chuàng)建企業(yè)的工藝術(shù)語分類庫，選擇抽象分類，可允許新建下一層子分類（父子結(jié)構(gòu)細(xì)分），利用模板輸入“分類編碼”和“分類名稱”等重要屬性，批量添加在“工藝術(shù)語”分類庫中，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)綁定，最后添加到該“分類”的業(yè)務(wù)類型實(shí)例對(duì)象中。

2.3 資源庫編碼

根據(jù)分類屬性對(duì)企業(yè)資源信息進(jìn)行整理分類，然后進(jìn)行規(guī)范編碼，以便于查詢和過濾篩選，資源編碼和物料編碼必須要明顯區(qū)分，可用類別字母與流水碼結(jié)合，通過“模板導(dǎo)人”然后添加到分類庫中實(shí)例管理。對(duì)于不同資源庫屬性要配置不同屬性，如設(shè)備還應(yīng)包括技術(shù)參數(shù)、使用說明書、和保修卡等信息。

2.4 工藝關(guān)聯(lián)

結(jié)構(gòu)化工藝管理通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和ERP數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行打通，工藝路線關(guān)聯(lián)制造目標(biāo)，制造目標(biāo)又通過關(guān)聯(lián)工藝查詢工藝路線及相關(guān)資源信息，作業(yè)指導(dǎo)書與制造目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，工作區(qū)域與設(shè)備關(guān)聯(lián)等，在創(chuàng)建工序、工藝路線時(shí)，通過添加“資源”后，即可自動(dòng)按“樹-表”的結(jié)構(gòu)搭建并進(jìn)行維護(hù)?？梢怨?jié)省工藝設(shè)計(jì)時(shí)間，工序指派工作區(qū)域不限定為僅允許選擇一個(gè)區(qū)域，以滿足物料多工藝多場地生產(chǎn)的需求，具體有工藝人員設(shè)定。

2.5 典型工序、工藝路線

PLM系統(tǒng)在工藝分類庫中提供了“典型工藝庫”模型，并可擴(kuò)充下級(jí)分類，典型工藝通過獨(dú)立的類型進(jìn)行管理，系統(tǒng)建立了“典型工藝路線”和“典型工序”兩個(gè)業(yè)務(wù)類型，其特征：沒有投料和制造目標(biāo)，沒有工時(shí)、資源。新建工藝路線時(shí)，可從典型工藝路線庫中引用，快速生成新的工藝路線，企業(yè)也可把通用率高的實(shí)例化工序和工藝路線創(chuàng)建成“典型工序”和“典型工藝路線”來管理，可滿足批量系列化產(chǎn)品的的工藝路線直接引用。

3、推廣實(shí)施中存在的問題及解決方法

3.1 從重研發(fā)到重工藝的轉(zhuǎn)變

目前，許多企業(yè)的工藝管理在整個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中往往重視度不夠，根本原因是對(duì)于工藝管理的需求并不明確，只是把工藝管理泛泛的認(rèn)為就是工藝附圖和工藝環(huán)節(jié)的參與，其發(fā)揮的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際的效用價(jià)值，錯(cuò)誤的認(rèn)為優(yōu)秀的研發(fā)就會(huì)生產(chǎn)出優(yōu)秀的產(chǎn)品。從重研發(fā)到重工藝的轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展變革的方向。目前的基礎(chǔ)研發(fā)越來越少，大多都是在引進(jìn)、吸收和集成研究，企業(yè)管理者必須重新定義工藝管理的重要性，并且要認(rèn)真對(duì)工藝管理所涵蓋的資源信息、知識(shí)庫進(jìn)行分析，才能準(zhǔn)確的做出產(chǎn)品規(guī)劃策略和市場定位策略。不僅只是簡化了工藝過程，提升了資源利用率，更是對(duì)生產(chǎn)管理的一次科學(xué)再分配、在利用的過程，也是企業(yè)節(jié)能降耗的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，未來的企業(yè)更關(guān)注的應(yīng)該是這種結(jié)構(gòu)化的工藝?yán)寐省?/p>

3.2 工藝人員素質(zhì)的提升與結(jié)構(gòu)化工藝管理匹配

PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理對(duì)工序中的工藝技術(shù)人員及其操作人員都有嚴(yán)格的要求，工藝技術(shù)人員必須能熟悉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作過程，對(duì)工藝資源分類架構(gòu)充分的了解，才能準(zhǔn)確有效的對(duì)這些資源進(jìn)行合理匹配應(yīng)用，這是企業(yè)推行精益化生產(chǎn)的必要條件，比如：工藝人員既要對(duì)場地設(shè)備的加工能力及其精度準(zhǔn)確掌握，還要對(duì)現(xiàn)場的物料流轉(zhuǎn)、在制品是否有效分配和控制；工藝人員能否對(duì)工裝庫中的工裝進(jìn)行通用化研究和集成設(shè)計(jì)；工藝人員還要對(duì)關(guān)重件和重要的工位加工人員進(jìn)行區(qū)分要求等，重要的焊接部位是否選擇自動(dòng)機(jī)器人焊接還是人工焊接，對(duì)于操作人員等級(jí)是否要求等，還要對(duì)于實(shí)際用工工時(shí)的核定統(tǒng)計(jì)，這些在PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理中都有很清晰的體現(xiàn)，更重要的是利用基線對(duì)比，分析同期的生產(chǎn)率和質(zhì)量合格率等，工藝人員素質(zhì)的提升是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

3.3 圖文并茂的作業(yè)指導(dǎo)書代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝卡片

在傳統(tǒng)指導(dǎo)制造生產(chǎn)中還依賴于工藝附圖和工藝卡片相結(jié)合，簡單明了，但對(duì)于目前市場個(gè)性化需求的增量加上現(xiàn)代化的設(shè)備多工藝模式，工藝卡片的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后，表達(dá)不夠清晰、制作過程繁重費(fèi)時(shí)，目前利用電子版本的作業(yè)指導(dǎo)書操作不僅簡便，集成了工藝卡片的優(yōu)勢，也利用更多的科技手段，圖文（3D/2D）并茂、同步更新并可在其作業(yè)場地的大屏幕看板式查詢等，形成具有實(shí)質(zhì)指導(dǎo)意義的工藝操作指導(dǎo)。與制造目標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)后，做到清晰明了、簡單易懂、規(guī)范操作的效果。更可以把企業(yè)長期積累出的制造技術(shù)核心轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力和競爭力。更深層次的是企業(yè)核心的工藝技術(shù)知識(shí)能夠通過作業(yè)指導(dǎo)書得到傳承、保存和管理，降低人員流動(dòng)造成的產(chǎn)品質(zhì)量下降的風(fēng)險(xiǎn)。

PLM結(jié)構(gòu)化工藝管理是實(shí)現(xiàn)面向管理、單一數(shù)據(jù)源的產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)管理，同時(shí)減少工藝人員的重復(fù)性勞動(dòng)，柔性可擴(kuò)展的工藝信息管理框架，能夠適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展和成長；基于知識(shí)積累和管理規(guī)范的工藝管理體系，不僅提高生產(chǎn)工藝的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)通用化，實(shí)現(xiàn)資源匹配、知識(shí)共享，也有效的提升了產(chǎn)品質(zhì)量，降低總體生產(chǎn)成本。還為企業(yè)管理層的精細(xì)化生產(chǎn)和科學(xué)決策提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)依據(jù)。成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品一體化研發(fā)、制造密不可分的信息化平臺(tái)。結(jié)構(gòu)化工藝管理在實(shí)施過程中應(yīng)注意分析企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品鏈中的過程進(jìn)行分類梳理，并對(duì)工序結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、通用化率的控制，提升資源利用率、嚴(yán)格控制材料消耗定額。企業(yè)通過PLM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化工藝管理平臺(tái)，積極探索新工藝、新方法，積極改變傳統(tǒng)工藝管理模式，針對(duì)關(guān)鍵工藝和質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，整合有效資源，深入挖潛，為企業(yè)創(chuàng)造更大的市場競爭力。