1 汽车行业背景与特点
步入二十一世纪,中国汽车以及配套零部件工业经历了数十年的发展,已成为全世界范围内的重要市场和研制基地。中国企业也逐步掌握了自主研发和制造技术能力,并正在逐步快速提升,在世界汽车业供应链上占据日益重要的位置。
汽车产品所用设计软件多,数据量巨大,异构数据复杂。包括:各种2D/3D CAD软件;应力、振动、噪音、热传导等分析软件;各种专业性能和模拟测试系统等。
汽车行业产品的复杂性和高技术,强调跨部门、跨专业的协作,并推演到强调整个产业链的完美协同,上下游之间要采用统一的、标准的数据和过程接口。上游环节要充分考虑下游环节的实际工作,做好充分的配套,一环扣一环。
汽车行业质量管理特别严格和规范,对关键零部件都要有设计和质量记录,便于跟踪和召回。TS16949是行业的最高产品通行标准,企业的整个产品生命周期都需要严格遵循此标准。APQP是产品设计研发部门的“行动纲领”。
为了适应未来市场发展的需要,汽车企业内部组织结构要快捷灵活地适应外部环境变化,再造产品业务流程,使组织与市场以最短的流程联结在一起,使用户需求信息无差异地传递到生产经营各个环节;同时要与供应商、经销商、技术合作伙伴高度协同。只有这样才能以最快速度满足用户需求。实现这些的基础,是建立产品生命周期管理信息化平台,支撑起企业的全程供应链。
如何贯穿TS16969的管理思想,实现现代汽车企业的“大规模定制”?
如何尽可能少的发生质量问题,尽可能早地发现和处理质量问题?
如何尽可能降低产品成本、加快新产品的上市时间?
针对上述问题,金蝶提出了汽车行业产品生命周期管理(PLM)解决方案。
2 金蝶汽车行业PLM解决方案概述
根据汽车行业特点,采用图文档管理、电子表单管理、物料/BOM管理、工艺管理、产品配置管理、设计更改管理、工作流、项目管理以及相关集成接口,建立符合APQP要求的设计开发流程,在过程中实现对PPAP要求的完整技术资料进行收集管理;通过产品配置实现车型平台及配置管理,尽可能满足客户对爱车个性化配置的需求;通过设计更改控制程序确保技术资料版本完整,可追溯;通过集成实现从CAD-PLM-ERP的数据无缝传递,保证产品数据的正确性,提升信息传递效率。
图1 金蝶汽车行业PLM解决方案
2.1 基于APQP的项目流程管理
通过项目模版将金蝶APQP设计开发流程进行固化,并将需完成的PPAP文档分解到流程中的各个子任务,作为任务交付物。
图2 项目模版
图3 PPAP文档分解到流程中的各个子任务
金蝶PLM的项目管理为产品开发的全过程控制提供支持,解决了项目管理中的流程控制、团队管理、资源平衡、计划进度管理、交付物管理、预算成本管理、问题管理等诸多难题,使项目在可控的条件下顺利进行。
图4 金蝶PLM的项目管理
通过图形化的工作流程模板,将TS16949体系相关业务流程进行固化,使得一项工作在网络中按照设定好的流程自动进行,从技术上保证了制定好的工作流程得以顺利实现。在流程中每个节点都可设置质量活动,可以按照质量体系的要求保留质量活动记录。
持续改进流程:
图5 持续改进流程
2.2 图文档管理
文档管理作为金蝶PLM系统的核心功能之一,实现了企业中复杂的电子图纸、文件、技术资料、相关标准、更改记录等数据的归档、查询、共用、换版等控制问题,企业不同身份的人员(如设计人员、工艺人员、生产人员等)在系统权限的控制下,通过文档管理提供的创建、提交、检入、检出、审核等一系列操作,安全地维护各种文档并让使用者获取最新、最准确的数据,从而最大限度的发挥信息技术的效益。
系统与主流的CAD、OFFICE等软件进行了紧密的集成,直接从CAD文件中提取图纸、零部件的相关信息,避免不必要的重复录入,减少错误。对于三维CAD数据,可以自动维护装配件中的各零部件文件之间装配及借用的关系,自动控制这些文档的操作权限,建立多人协同工作的环境。
1)文档在系统中支持以多种方式进行组织,大多数情况下按照多级文件夹来组织,也可以按照其他方式来组织,如按文档类型、按产品、按部门、按创建时间。
图6 文档系统
2)文档生命周期管理,文档在系统中将经历创建、提交、归档、发布、报废的生命周期过程。
3)文档版本管理,文档归档后,系统将控制任何人修改该文档,如果需要更改,要创建一个新的版本,旧的版本被保留。大版本用于表示不同的生命周期阶段,如A表示处于设计阶段,B处于试制阶段、C处于量产阶段,小版本表示在一个大版本中修订了几次。
图7 文档版本管理
2.3 电子表单管理
汽车及配套企业在产品开发过程中存在大量结构化的表单数据,如《开模单》、《设计变更单》、《产品质量反馈表》、《客户建议》等,这些数据如果使用文档形式管理的话,表单中大量信息将被文档封装,无法进行统计、分析、查询。金蝶PLM系统提供的表单管理工具让用户在InfoPath中设计表单样式模板,系统自动在数据库中创建对应的数据表,将来根据该模板产生的表单实例中的数据就存储在数据库中。
图8 电子表单管理
可以定制出更多的APQP表单:
图9 APQP表单
2.4 物料、BOM管理
汽车是由零部件构成的,实现以零部件为核心的产品数据管理,改变了传统企业开发过程中以图纸为核心的管理模式。以零部件为核心就可以将与该零部件相关的所有数据(如产品图、零件图、工艺路线、工艺文件、其它相关文档等、工装模具等)组织起来,实现数据集成。理清了物料、图纸、工艺文件之间的版本关系,并为与ERP系统的数据交换奠定了基础。
产品结构是以树状结构来描述产品中零部件的组成关系,由于所有与零部件相关的文档都可以与该零部件建立关联,整个产品的全部信息都可以集成地表现在产品结构树上。产品结构树,可以在开发过程中逐步建立,也可以从CAD文件(如Pro/E)中直接提取。
图10 产品结构
产品结构树从产品设计的角度来表达产品物料的组成关系,工艺人员可以在此基础上添加工艺信息,将一个面向设计的产品结构树转化为面向制造的结构树。通过产品结构树的不同形态(视图),可以得到企业不同职能部门需要的设计BOM、装配BOM、采购BOM等。
2.5 产品配置管理
为了满足客户对汽车多样化的定制需求,我们引入物料族的概念,每个物料族由多个相似物料组成,通过基于特征参数的产品配置,可以快速地从原型产品演化出系列化的变型产品,形成产品族。只要主产品结构进行调整,其产品族内的各产品配置成员都会同步调整,大大提高开发效率和质量。
图11 产品配置管理
2.6 产品、零件工艺管理
汽车制造需要进行零件的加工工艺和整车装配工艺设计,产品结构树从产品设计的角度来表达产品零部件的组成关系,工艺人员可以在此基础上添加工艺信息,将一个面向设计的产品结构树转化为面向制造的结构树。通过产品结构树的不同形态(视图),可以得到企业不同职能部门需要的设计BOM、装配BOM、采购BOM等。
1)管理工序相关信息:工序名称、工时、工序成本、是否瓶颈工序、最小生产批量等工艺属性。
图12 管理工序相关信息
2)通过K/3 WISE PLM系统的PBOM工艺模块,将零件的加工工艺信息有效管理起来,可以输出完整的带制造信息的制造BOM。
图13 PBOM工艺模块
2.7 设计变更管理
设计变更每天都在企业中发生,因设计变更管理不善而对企业造成经济损失的案例举不胜举。在金蝶 PLM系统内,归档后的数据应启动变更管理控制更改过程。只有有权限的用户才能启动变更流程,一旦变更流程启动后,就可以按照预先规划好的步骤进行。变更完成后,每个用到该文件的地方得到的都是最新版本的数据,相关人员会通过邮件系统得到变更通知单,更改单将自动与修改对象关联,以便随时查阅。
●变更评估及申请:选取变更对象后,系统自动评估与其相关的文档、BOM、模具等数据,也会评估出ERP系统中更改零件的在制、采购、库存数量,及时制定现有零件的处理措施。
●变更执行:一旦变更申请得到了批准,变更对象及其影响的对象就会自动在工作区创建新的版本,变更执行人受到执行邮件后,就可以对新版本进行修改。
●变更协作:如果变更的执行涉及到其它部门,如模具部,可以通过协调流程或邮件进行确认和沟通。
●变更确认:新版本的数据修改完成后,要通过流程进行校审。
●数据同步:如果变更对象是设计类文档,那么变更将引起零部件及BOM版本的自动更新,这些自动产生的新版数据也要通过流程进行校审。
●变更通知:通过邮件系统将变更通知发到各部门,并跟踪其接收情况。
2.8 系统集成
金蝶PLM可与所有CAD软件进行集成,在CAD软件中直接登录PLM系统,并查询PLM系统中图纸进行编辑、修改、借用,或将新设计图纸直接上传到PLM系统中,并从CAD文件中直接获得设计信息,如明细表、零部件属性等。
金蝶PLM与主流ERP系统进行无缝集成,可以实现:
●将PLM系统新产生的物料、BOM数据同步到ERP系统。
●将PLM系统中物料、BOM设计更改信息及新版本物料、BOM数据同步到ERP系统。
●在PLM系统中可查看ERP系统中物料的库存数量、核算成本及其他物料属性。
●设计更改时,可评估出更改零件在ERP系统中的在制、库存数据。
●在ERP系统中可直接查看物料在PLM系统中关联的图纸、工艺文件等技术文档。
3 金蝶汽车行业PLM解决方案特点
1)固化APQP流程模板,将各种产品技术资料和表单交付件与流程节点绑定,交付件未提交审核,流程节点不能通过,确保按规范流程执行,相关产品技术资料自动收集完整,自动形成PPAP文件包。
2)电子表单支持TS16949的FMEA等质量体系表单数据结构化,有利于数据规范化及数据分析,表单模板格式可自定义,无需开发定制。
3)支持基于特征参数和配置决策的汽车产品配置模型定义,并通过参数选配,自动配置出满足要求的产品结构。
4)打通从设计图纸-EBOM-PBOM-ERP的数据通道,保证数据的正本清源、准确高效。
5)采用先进的B/S技术架构,操作简便,维护成本低,可方便实现异地协同产品开发。
4 金蝶PLM解决方案价值
1)建立符合TS16949要求的设计体系,规范、控制设计全过程,提高管理水平。
通过项目模板固化产品设计开发流程,并将需完成的相关技术文档与项目任务关联,指定任务负责人及完成时间,利用信息技术,按项目角色权限不允许随意更改和省略流程步骤确保该做的事情,不会遗漏,并对在设计过程中产生的大量产品电子数据进行有效的组织和管理。
2)建立完备的电子化资料室,在研发过程中自动生成PPAP文件包,提高工作效率。
3)建立产品信息集成模型,减少工作失误。
在PLM系统中所有与产品有关的数据都与产品及零部件关联,就形成了以产品结构树为主线的集成的信息模型,在产品设计过程中及完成后,相关人员在权限的许可下能全面地获得产品最新的信息,从而减少了工作失误。
图14 产品信息集成模型
4)促进设计的标准化,提高设计质量、降低成本。
金蝶PLM帮助企业逐步建立电子化的企业标准库,其中包括各种设计、制造标准、企业通用零部件表等,并在设计过程中快速、方便地查到。
5)实现信息系统间的应用集成。
实现与ERP系统及AutoCAD、CAXA、UG、CATIA、PRO/E等应用软件的集成,自动获取相关数据信息,以及自动传递产品数据信息,避免重复录入,节省时间;减少人为出错机率,提升数据准确性、一致性。
6)积累知识,实现知识管理。
在PLM中每当新建一个项目时,会在系统中为每一个产品建立档案,他会随着工作的进行,在每道步骤都留下输入输出文档,有什么样的疑问,以什么样的方式解决的。一直到最后产品调试完成,随同各种报告输入到系统。这样把每个人头脑中无形资产固定下来变成企业的宝贵财富,形成企业知识库。
5 行业案例分享
金蝶PLM在汽车及零部件行业积累了丰富经验,部分典型案例:
●东莞永强汽车制造有限公司
●南京徐工汽车制造有限公司
●广东福迪汽车有限责任公司
●浙江万里扬变速器股份有限公司
●广东石化专用车开平机械公司
●保定曼德汽车配件有限公司
●广东亚新汽车传动有限公司
●南宁格地汽车配件
●宁波威孚增压技术有限公司
●重庆杜克高压密封件有限公司
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