前言
企业如何管理大量电子化数据并对数据的传递和变更进行流程化管理，以及企业的“两化融合”是企业需要解决重要问题。公司全面推广CAD/CAM技术以来，实现从设计到工艺到制造的整体信息化集成方案，引进三维设计软件，实现全部产品三维建模，提高产品设计精度；之后又全面推广了ERP和PDM/CAPP系统，取得很好的应用效果。
重庆建设摩托车3CP平台实施和应用背景
企业介绍
重庆建设摩托车股份有限公司（以下简称重建摩）隶属于中国兵器装备集团公司，下设重庆建设销售有限责任公司、重庆北方进出口贸易有限责任公司、重庆建设车用空调器有限责任公司、上海建设摩托车有限责任公司等四个子公司；重庆建设雅马哈摩托车有限公司、株洲建设雅马哈摩托车有限公司、重庆平山泰凯化油器有限公司等三个合营公司。公司被国家授予“中国名牌产品”、“中国驰名商标”、“全国用户满意产品”、“最具竞争力的中国民族品牌”等荣誉称号，是国内最卓越的摩托车和汽车空调企业之一，为国家经济建设作出了巨大贡献。
企业实施3CP前研发体系和工艺体系的业务情况
硬件资源
公司在研发制造信息化基础设施方面作了大量投入，搭建了覆盖全厂的核心万兆网络平台，每位员工均能通过网络进行日常工作；搭建了PDM应用服务器、CAPP应用服务器及存储系统，确保了PDM/CAPP系统的高效运行及数据的安全可靠；为每位设计人员和工艺人员配置了HP图形工作站，能满足日常三维设计的需要；建立了国内一流的摩托车实验、CAE分析室、检测实验室，大部分设备均能实现数据的自动采集，有利于今后实验数据的集中收集、整理、分析及共享。
软件资源
公司推行了基于UG Teamcenter的PDM系统、引入了物料及其清单精益化项目以及物料编码器项目来支撑PDM系统的运行，使用UG NX的三维系统、CPD项目管理系统、以及较为完善的CAD/CAE分析系统来完成日常设计工作，并在工艺部门搭建了基于三维CAD平台的开目CAPP系统，将PDM系统和CAPP系统做了接口集成，使BOM清单能自动传递，最终到达企业ERP系统中。具体使用的3CP平台软件如下表：
表1 3CP平台应用软件
3CP体系业务现状
重建摩现有的研发系统是以PDM系统为基础平台，通过三维设计使用CAD/CAE/CAM，实现虚拟数字样机装配与分析，并通过BOM将工艺部门使用的CAPP系统关联起来，最终实现与企业ERP系统集成。（图1阐述了信息化系统如何覆盖部门的业务流）
图1 信息化系统覆盖各部门的业务流
研发平台应用情况
研发平台选型
随着日益增加的研发任务，公司技术中心在技术资料的管理方面仍然比较落后，技术资料主要是存放于个人的电脑中，不利于查找和共享，无法进行有效的版本控制；同时，因人员流动性较大，而人员离职所导致技术资料丢失的现象比较严重；再加上公司的信息化很多规范缺失或不完善，在这种情况下，结合公司的实际情况，希望通过寻找一款产品过程管理软件进行系统项目的实施，建立适合重庆建设摩托车自身特点的一套业务流程和管理体系。经过近一年时间的调研、学习、对比和分析，在2006年通过招标确定采用西门子公司基于UG NX平台的Teamcenter Engineering产品使用。在经过8年的使用过程中，经历了两期项目实施，目前PDM系统已经全面覆盖公司技术中心日常设计工作，大大提高了员工的设计效率，缩短了产品的研发周期。
设计工作流管理
工作流程管理模块管理着产品数据的动态定义过程，其中包括宏观过程（产品生命周期）和各种微过程（如图纸的审批流程）对产品生命周期的管理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态换到另一个状态时必须经过的处理步骤。
目前在PDM系统中企业内部使用的工作流程有如下几条（见表2）。
表2 PDM常用工作流程
以定型后图纸7审签为例，设计人员在PDM系统中接收到设计任务后，在PDM系统中集成的UG环境下进行三维设计，并可以调用PDM中的专用件库进行辅助设计。设计完成后UG会自动生成与三维图纸对应的二维图纸，PDM系统会自动匹配适合的流程供设计人员选择并发起。接下来审核者在PDM系统中的任务列表里打开任务下目标对象的二维图纸，对有问题的地方使用批注功能进行批注，没有问题转下一个节点。在图纸审签运行过程中，PDM会记录每一个审核记录，将审核人员的批注意见通过新建图层的方式保留下来，以便查询研发过程中的历史记录，保留了宝贵的历史研发经验。后面的审签人员依次登陆PDM系统完成校核、审查、工艺检查、标准检查、审定、批准等节点审核。流程审批结束后，零部件对象及图档文件会添加上发布状态（如：S、A、B）并会自动在图纸签名的位置签上参与过流程的设计人员姓名和处理流程的时间（如图2）。
图2 设计流程审签结果
BOM传递方式
物料清单（Bill of Materials，简称BOM）是描述企业产品组成的技术文件，以BOM为主线组织的产品信息贯穿于企业生产的设计、工艺、采购、生产等整个生产活动的始终。企业各个业务部门都要依据统一的BOM格式组织数据并进行工作。BOM是接受客户定单、确定装配需要的可选件、计算累计提前期、编制生产与采购计划、配套领料、跟踪物流及生产过程、追溯任务来源、计算成本、投标报价、改进产品的三化工作（标准化、系列化、通用化）等都需要参照的重要文件。BOM是将用图表示的产品组成改用数据表格的形式表示出来，它是研发系统到制造系统过程中的重要控制文件。（表3为我公司现有BOM明细表结构）
表3 BOM表单结构
目前，考虑到我公司产品较为复杂，且设计、工艺、制造分别由技术中心、技术处和生产处来管理，所以物料清单按照完整BOM演变形态进行，即对EBOM、PBOM、MBOM按照统一的格式分别进行管理。具体传递过程如下，公司技术中心设计人员在设计零部件的同时在PDM系统中的PSE模块内搭建该零部件产品结构树，并补充BOM信息（如颜色、借用情况等）。当整车设计定型完成后，由车辆研究所整车设计人员汇总各个零部件设计人员在PSE环境下搭建好的产品结构树，形成完整的设计BOM表，传递到中间数据库以备CAPP系统使用。（如图3）
图3 导放中间数据库成功后的界面
工艺平台应用情况
工艺平台选型
公司经过多年的发展，工艺数据已达到一定的规范化和标准程度，数据的组织方式也进行了约定，但从信息化整体角度看，还存在工艺规划和设计效率低下；工艺设计模板不标准、不统一，复用程度差；工艺文件管理方式比较松散，数据丢失现象严重；数据传递依靠原始拷贝，数据存在不一致的现象；缺乏信息和资源共享的能力等问题。对于以上问题我们经过近一年时间的调研、学习、对比和分析，在2011年通过招标确定采用武汉开目公司基于CAD平台的开目工艺管理系统进行使用。CAPP系统是公司信息化建设的重要一环，是企业管理产品如何制造的技术信息管理系统，从企业信息链上看是连接产品研发及产品生产制造的必要桥梁。通过CAPP系统的建设，将为公司建立起畅通的产品信息流，实现PDM→CAPP→ERP信息快速交换。同时也将大幅提高制造技术工作效率及水平，为缩短产品上市、提高产品质量、降低产品成本提供有力支持。
工艺过程管理
工艺是一门以一定的产品质量为目标，研究如何以最少的消耗、最低的成本和最高的生产效率制造产品的科学。而在产品的质量问题中有60～70%是由于违反工艺流程，工艺管理不严造成的。因此，正确认识工艺管理在制造企业中的作用，对于企业提高我们产品质量进而提高经济效益有着十分重要的意义。提到工艺过程管理，就不得不说工艺流程，目前公司CAPP系统包含了以下流程（见表4）：
表4 CAPP常用工作流程
以工艺规程审批流程为例，工艺人员在CAPP系统中接收到设计任务后，在CAPP环境中打开工艺卡片模版，在工艺模板中直接调用集成CAD环境设计二维工艺图纸，然后在按照设计的工艺正确填写工序步骤。当工艺卡片设计完成后设计人员可以选择工艺规程审批流程并发起。接下来审核者在CAPP系统中的任务列表里打开任务下目标对象的工艺卡片，对有问题的地方使用批注功能进行批注，没有问题转下一个节点。在工艺规程审批流程运行过程中，CAPP系统会记录每一个审核记录，将审核人员的批注意见通过新建图层的方式保留下来，以便查询工艺工装设计过程中的历史记录，保留了宝贵的历史经验。后面的审签人员依次登陆CAPP系统完成校核、标准检查、审定、批准、通知等节点审核。流程审批结束后，会自动在工艺图纸签名的位置签上参与过流程的设计人员姓名和处理流程的时间（如图4）。当效能工装技术室人员接到工艺审签完成的通知后，就可以计算出整个工艺的工时定额，以供指导车间进行生产。
图4 工艺流程审签结果
BOM传递方式
物料清单是制造企业的核心文件，各个不同的部门和系统都要用到 BOM，从BOM 中获取特定的数据。BOM 作为计算机可以识别的产品结构数据文件, 是ERP 的主导文件。作为ERP 系统中最重要的基础数据, BOM 是否完善正确、格式设计是否合理、功能发挥如何, 直接影响系统的运行质量。BOM 是实行ERP 的基础与关键。公司以中间数据库的形式将PDM系统、CAPP系统与ERP系统做了集成。当成车技术室工艺人员在CAPP系统中查询到中间数据库里面有设计BOM信息后，就可以在CAPP系统中直接将中间数据库的BOM数据导入到CAPP系统的BOM编辑界面，同时分解该设计BOM表，分别交给发动机技术室、冲焊涂装技术室、机加铸造技术室进行协同设计，一起在设计BOM表上加工，形工艺BOM雏形（如图5、图6）。待各个室将各自的工艺BOM完成后，分别再次提交给成车技术室汇总，形成工艺BOM。最后，工艺部门将制作好的工艺BOM交给制造部门再次加工，形成制造BOM并将BOM信息传递到企业ERP系统中，形成企业BOM的数据链。
图5 工艺BOM列表编辑模式
图6 工艺BOM结构树编辑模式
结论
通过对公司3CP平台的应用，结合自身企业的现状总结出以下几点经验：
1.确定3CP平台项目的范围和目标，从企业级或全盘目标开始综合考虑，搞清企业现状，越具体、明确越好；建立将要“先做什么，后做什么”的定义：研究并取得一致意见,决定公司将来如何运作，即决定研发制造系统的管理结构。接下来，按照项目总体规划，分布实施的方法一方面保证系统的正常运行，另一方面对系统进行持续优化，再加上适当的对系统功能进行扩充，以便逐步实现精益化设计，提高产品开发的效率和质量。
2.在实施3CP项目之前，一定要重视统一各个系统之间运行软件的版本。目前我公司研发系统使用的设计软件是UG 6.0，但是工艺系统使用的设计软件是Auto CAD2007，导致现阶段PDM系统和CAPP系统之间图纸查看不能实现联动，迄今为止都找不到一个有效的手段能实现两个软件之间图纸的转换，这是现阶段公司3CP平台的一个缺陷。
3.在项目推进过程中，培训相关操作是必须进行的。因为项目推进是一个长期的过程，强化培训也是必须经历的过程。建议可以采用优先培训种子选手，再由各种子用户自行培训各项目相关人员，把遇到的问题收集起来统一提交给实施方进行逐一解决。
4.详细的业务流程调研是信息化项目实施过程中的一个重要环节，目标是对用户需求进行定义，项目的成功与否在很大程度上取决于这个阶段的工作是否充分。通过详细的调研掌握用户的真正需求，及时修订完善项目目标，使之更更适应企业的发展目标和管理需求。调研的目光应放得更远些，应该用全局的观点看问题，不要只局限于该项目。同时，详细的调研能够保证后期项目实施的有效性，能够大大的减少返工，缩短项目的实施周期。
5.企业研发制造信息化中的标准化工作主要包含设计过程的标准化和技术管理体系的标准化。这个工作是企业信息化实施中的基础工作，如果此项工作缺失，将严重影响企业信息化的实施。标准化工作需要在企业研发制造信息化工作的初期就介入，制定完整的规范和标准，应当是先有标准，再实施信息化项目。只有把标准化工作和信息化工作进行有机结合，着眼信息化工作制定出符合自身企业现状的规范和标准，才能规范有序的推进企业研发信息化工作。
6.通过对3CP平台的各个项目实施，体会到信息化项目不只是企业信息化部门的事，而是整个公司发展的要求，所以需要公司各个部门都积极的参与，只有信息化部门的力量是远远不够的。企业信息化部门只能是起到牵头的作用，企业的业务流程及管理思想等只有各个职能部门最为熟悉。所以，只有各部门积极配合信息化部门，才能使信息化项目成功。另外，各个部门要通过行政手段支持项目推进，首先要让领导熟悉各个系统，了解各个模块的功能和使用情况，提出领导自己的管理要求，并适当纳入考核内容。其次是要搭建一个专门的项目组，成员包含部门的行政领导以及各相关处室的专业人员，让项目组全程配合实施公司参与到项目实施。必要的周例会制度必须坚持下来，并真正的做到由领导到员工的全员参与。
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