1 企业现状
法士特公司的重卡汽车变速器总成市场占有率在70%以上，其上游面对着国内几乎所有的汽车整车厂家，不同的整车厂对自己的零部件都有各自的特殊要求，相应的每种技术要求就要对应一种技术协议，也就是一个变速器生产型号，这就决定了法士特的设计模式必须按照订单参数进行设计。
多年的积累，法士特形成了自己产品的族谱，目前族谱有100多品种。以族谱为基础，结合上游厂商提出的技术要求签订技术协议，目前已产生有近2万左右的技术协议，相应地也衍生了 2万个左右设计BOM。
产品的特点导致公司的变形件设计频率很高，针对不同的订单及设计BOM,装配工艺都需要设计相关的装配工艺文档及装配BOM。
2 存在的问题
① 目前，装配工艺人员利用CAPP编辑工具可以完成工艺卡片的编辑工作。但装配工艺文档完成后是以文件的格式保存在plm系统里，不同类型的装配工艺文件没有进行有效的关联，一旦涉及到变更时，变更的范围无法有效的统计，难以做到变更的有效控制。
② 在新产品研发时，研发的各个阶段将产生不同阶段（样件、试制、批量生产等X的装配工艺。目前，企业遇到转换阶段工艺文档，由工艺人员进行手工修改，工作量比较大，而且很容易出错或遗漏。
③ 设计BOM存在大量的变更，导致装配工艺的变更，除设计BOM变更引发的装配工艺变更外，还存在工艺内部优化变更以及生产现场引发的工艺变更等情况，都存在版本的管理。
④ 在装配工艺完成后，需要将装配工艺卡片中的各类数据进行有效的分类汇总统计，如工装汇总表等，将此类报表提供给相应的职能部门做相应的生产准备。目前，工艺卡片以文件的形式保存在PLM系统中，没有做相关的分类统计汇总，目前由装配工艺人员通过手工的方式进行汇总统计，数据量大，而且容易出错。
⑤ 设计BOM转装配BOM为手工进行。目前设计完成后，装配工艺人员接收到设计BOM，在现有的系统或工具中无法完成设计BOM转装配BOM的工作。需要装配工艺人员通过手工的方式再完成装配BOM的编制。由于设计BOM变更较为频繁，导致装配工艺人员在编制装配BOM时工作量非常大，也存在疏漏情况。
综合以上描述，需要有一个装配工艺系统来解决设计BOM转装配BOM的功能，除此之外，还有相关的工装资源库的管理、工艺模板的优化、质量文件文档模板的确定、工艺信息的发布以及装配工艺系统与现有系统及后续MES系统集成等需求，均需要一系列系统管理软件及应用软件统一平台集成应用。
3 项目研发目标
① 建立一个完整、统一的数字化装配工艺设计平台对工艺信息和数据进行统一管理。
② 进一步规范工艺流程，建立适合企业技术业务流程标准的工作流程，保证设计与制造的良好沟通，提高工艺设计质量。
③ 实现工艺数据的有效管理，确立单一数据源，建立工艺文件规程编辑平台，规范工艺文件格式和数据。
④ 通过与上游PDM系统、下游ERP、MES、WMS系统的集成，打通设计一工艺一车间数据流和信息流，发挥集成优势，实现对工艺文档及与零部件的管理关联关系进行管理，便于查询和使用。
⑤ 实现车间可视化装配指导，降低工人理解难度和消除出错可能性。
⑥建立企业工艺知识库，实现企业工艺标准化和规范化，支持进行工艺数据的快速统计汇总。
4 项目实施方案
为实现以上目标，需要做到以下几个大的模块建设，完善改进现有CAPP功能模块，使之适应工艺人员编制工艺作业文件需要，直接由系统导人并在装配线终端显示，以指导操作工现场装配，实现装配工艺数字化。而解决方案的核心是解决CAPP系统与PLM系统的集成模式，主要有两种不同的集成方式，以下简单分析比较其两种不同集成方式的利弊。
4.1 采用CAPP管理系统与PLM系统集成方式
4.1.1 业务流程
① PLM系统通过集成接口向CAPP管理系统传递产品BOM信息；
② CAPP管理系统接收到PLM系统传递的产品BOM信息后，通过规则在CAPP管理系统中创建BOM结构或更新BOM结构；
③ BOM信息在CAPP管理系统中维护完善后，在CAPP管理系统进行工艺编制任务的分派，编制后的工艺卡片保存在CAPP管理系统中，同时，在CAPP管理系统中进行工艺签审；
④ CAPP管理系统提供开发定制功能，辅助工艺人员快速进行装配BOM编制,编制后的信息保存在CAPP管理系统中；
⑤ CAPP管理系统根据与PLM系统的接口约定，将相关的数据传递到PLM系统中进行处理及备档。
集成方案及业务数据交互流程图，如图1所示。
图1 集成方案及业务数据交互流程图
4.1.2 优势
①PLM系统专注于产品数据的维护和处理，CAPP管理系统专注于工艺数据的处理，利于装配工艺卡片、装配BOM及其它工艺技术文档的编制；
② 基于CAPP管理平台开发定制化模块，辅助用户进行装配BOM数据的搭建、修改与管理；
③ 双方系统数据处理相对独立，两个软件系统开发的边界比较清晰，同时，依据规定的接口规则容易判断数据准确性以及确定责任方，避免问题不清导致的互相推卸；
④ 装配BOM功能可扩充性强，由于此定制功能基于工艺管理平台，因此，便于后续功能的继续优化和扩充；
⑤ PLM系统中产品结构变更时，对现有的装配BOM及装配工艺影响不大，只要在原有基础上进行相应的变动就可以了，改动量相对较小。
4.1.3 劣势
① 数据处理在plm和CAPP供应商提供的PDM两个系统里进行，数据读取交互的稳定性、更改的及时性存在较大风险；
② 从项目管理角度考虑，项目关系到两个公司的配合，一旦出现问题，存在责任不清的风险。
4.2 采用CAPP+定制模块与PLM系统的集成方式
此方式是不使用现有CAPP管理系统平台，只使用CAPP编辑工具，再增加定制化的模块功能，然后，再与PLM系统集成。
4.2.1 业务流程
① PLM系统完成产品BOM信息后，按约定格式传递给CAPP系统，同时调用CAPP系统程序(注意此时传递给CAPP的BOM是即时传递，不在CAPP中进行存储）；
② CAPP接到PLM系统传递过来的产品BOM后，调用定制化的功能模块进行装配BOM编制；
③ 装配BOM编制完成后，CAPP依据接口规则将编制好的数据传递给PLM系统；
④ PLM系统接收数据后，在PLM系统进行数据的后续处理。
业务操作数据交互流程图，如图2所示。
图2 业务操作数据交互流程图
4.2.2 优势
① 由于没有CAPP管理系统，因此，接收的PLM系统产品BOM数据信息是即时信息，即不需要保存，在PLM系统中需要进行工艺文档编辑或装配BOM编制时就调用CAPP工具+定制模块来进行操作；
② 同一个系统平台具有数据处理优势；
③ 从项目管理角度考虑，两个软件同一个公司负责，后期服务优势明显(不存在扯皮现象）。
4.2.3 劣势
① 由于是即时信息，因此，在进行编制工艺文档或装配BOM时，如果需要进行适时保存（防止因意外导致数据丢失），那么就要频繁的进行CAPP+定制模块与PLM系统的数据交互，对系统的稳定性提出要求；
② 集成系统之间数据的交互次数越多，意味着系统出现错误的机率也会提升，也增加了集成功能的广度和难度，而在某一方系统的升级、功能扩展时，会对另一方系统产生影响等。
5 结语
结合以上方案论证，两种方式均存在各自的优缺点，方案2具有数据交互及时，信息准确的优势。从项目管理角度考虑，方案2只使用CAPP的软件工具功能，数据的处理、工艺文件及BOM的签审流程均在一个系统里进行，系统的稳定性较好，而且软件供应商责权明晰，便于售后处理，所以，我们选用方案2的模式。
CAPP系统与PLM系统的集成模式的方案一旦确定，项目流程梳理的关键问题得以解决。再加上完善产品开发、工艺开发流程，根据产品设计BOM，创建工艺制造BOM，完善CAPP功能模块，集成整合公司现有PLM、ERP、MES、WMS等系统软件，最终实现了从产品开发、工艺设计到生产制造等整个工厂体系的装配数字化工程。
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本文标题：汽车变速器总成装配数字化工程
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