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电子行业一体化应用解决方案案例分析 |
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作者：清软英泰 陈文斌 |
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随着信息技术的发展，越来越多的制造型企业也风风火火踏上了“智”造中国的行列中，为了在激烈的市场竞争中求得更好的发展，越来越多的企业借助信息化的技术提升自身的竞争力。信息技术虽然不能解决企业的核心问题，正如战争中的电话、雷达不能帮你打战，但它却能帮助各军团的协同作战，让海、陆、空迅速配合起来。面对市场战争，企业其实也是如此。从订单开始，如何协同研发、工艺、生产、采购等部门信息的及时共享与迅速配合，也是企业制胜于市场的关键。信息技术也就是为这一点而生的，并把每一次市场战斗数据、战斗经验保留下来做为下一次战斗做参考。“协同”需要一个软件平台，“分析”不只需要平台，更需要一种方法。
电子部某研究所为了快速响应订单的需要，选择了清软英泰PLM系统作为产品生命周期管理集成平台，实现从产品研发设计、工艺设计、过程和项目、制造计划和过程控制、质量分析和控制、条码及客户和供应商信息等业务的管理，通过实施该信息系统，达到协同设计，缩短开发周期、提高设计质量、降低开发成本的目标，固化和优化公司高质量的研发管理体系。以下将介绍该研究所基于TiPLM的设计、工艺、制造执行一体化应用关键业务解决方案。
一、一体化应用关键业务
为了实现该所信息一体化的管理需要，清软英泰结合该研究所的需要开发了设计、工艺、制造一体化解决方案，在“协同”上实现了从订单的产品-设计-制造-生产的四大环节的协同与数据共享。对企业数据的管理我们提出的方案是：以产品管理为核心，“产品”是源头，进而组织“设计BOM”,“制造BOM”及技术文档、工艺文件、制造资源等信息，从而实现该所从订单设计数据管理、工艺信息管理、制造控制和制造执行一体化的管理。
清软英泰的PLM系统可以多维度进行数据组织，比如按项目管理方式或按产品的方式，按项目的方式组织数据是把研发的数据挂到项目任务上，项目管理的一个很重要的特点就是“一次性”；而产品却有很多种变形产品及改良产品，那变型产品数据如何组织呢？有些产品稍作调整就是新产品，可又不是新项目范畴，根据该研究所的特点我们选择了按产品的方式组织订单的相关数据，所以在该研究所我们没有采用以项目方式组织数据。
1.研发数据的管理与过程的管理
以图所示”CQFP100F”产品为例,产品中的第一部份“设计BOM管理”-“AT5.07.1348.00”为实列产品总成，我们采用的全相关数据的管理方式。以零件BOM为中心，对产品相关数据在“AT5.07.1348.00”总成下逐级展开，把整个设计过程的文档、图纸、变更单、替代件等等信息都挂到零件上，从而形成一个完整的研发数据树，这样的组织方式便于设计过程数据的归档追足踪，更重要的是这些与零件相关联的信息随着零件的借用带到下一个产品或子系统上，保证该借用件数据的完成性和有效性；再是有变型设计，只要对“AT5.07.1349.00”进行类似创建就可以创建出如“AT5.07.1349.00-1”的新产品，新产品引用“AT5.07.1349.00”所有数据，只要对变型的部份稍作替换，“AT5.07.1349.00-1”就是一个全新的产品，从而大大缩短了变形设计时间。
图1 产品数据管理结构图
在研发过程中，该企业每个产品的设计是由个人独立完成，可图纸却是分类走不同的流程，在以往，设计人员要打印出所有图纸后分类给不同的人员审批，满世界找人，非常麻烦。为解决研发图纸审核的协同问题，清软英泰采用了 “自动化的分图技术”，自动化分图技术的第一步是由设计人员把产品图纸一起提入TiPLM系统时，系统根据图纸上的属性信息，如：代号、名称等信息，对图纸进行归类，并把各类图纸所对应的审核人信息自动增加到图纸对象上；第二步是通过清软英泰的建模工具把各图纸的审核流程合成一个完整的流程，把产品所有图纸提入系统、发起流程，系统根据图纸上的信息把不同类型的图纸传到不同的审签人结点上审签，流程执行完毕，PLM系统自动把审核过的图纸归档到“设计BOM管理”中去，从而实现了“自动化的分图技术”，自动分发技术的应用大大节省了人工送审时间并缩短审签周期。
2.制造BOM管理
当设计核心数据BOM及图纸审核信息通过审核流程后，系统在“制造BOM管理”中会自动生成一个相应的制造BOM。制造BOM也是以零件为中心组织数据（只是它是制造零部件），制造BOM的维护大家都很熟悉，而英泰对制造BOM的核心管理和设计BOM一样，也是以“全相关数据管理”，在展开整个制造BOM 进行维护时，同时可以把供应商信息，工艺卡信息、装配卡信息、规范文件信息等关联到制造BOM相应的零件上，从而形成一个完整的制造BOM数据。
3.参数化工艺管理
目前的工艺系统可归纳为两种技术路线，一种是以文件方式进行存储的CAPP系统，另一种是以数据库方式进行工艺信息存储的。很多企业在实施PDM/PLM系统时，挂在制造零件上最主要的信息如：加工工艺过程卡、装配工艺卡等卡片，一般加工工艺卡，装配工艺卡等都是以卡片方式，而清软英泰的TiPLM系统在该企业的应用得到了新的突破，工艺应用的模式有了进一步的深化，在该项目对工艺信息通过系列产品工艺规程标准化、工艺信息参数化、工艺参数优化三个层次，实现了工艺过程的标准化、工艺信息参数化和工艺参数的最优化，从而实现了对工艺过程的不断优化。
第一个层次是“系列产品工艺过程标准化”。即根据产品系列情况，在英泰的工程资源中创建系列产品工艺过程模板规则，编制好的产品工艺过程文件模板自动归档到系列产品的工艺模板中，今后工艺师在制作同系列的工艺文件时，可以直接从模板中快速类似创建一份标准的工艺文件，并稍作做调整就可以完成工艺卡的编制，这样可以大大提高工艺师在工艺编制的工作效率和通用工艺信息编制的标准化。
第二层次是“工艺信息参数化”。工艺信息参数化打破了传统工艺卡片的思想，首先把工艺信息卡片变成工艺信息 “对象”，如下图对象化加工过程卡，加工过程卡的“加工工序”内容是以 “对象”方式挂在加工艺过程卡下面，一道道工序成了加工卡下的一个个对象，按加工顺序一个个往下排，和以往的基于文件方式的工艺卡片完全不一样，而在工序对象上，设备、工位、工序名称等都通过下拉资源的方式选取内容来完成，而不是手工添写，从而增强了工序上内容的规范性与准确性；其次根据工艺信息管理的需要把那工艺信息对象参数化，如下图中的来料参数中的：瓷种、粉体粒度、膜带规格等，参数要求中的：环境温度、目标厚度流延速度，工艺信息参数化后可以对工艺参数进行优化，实现对于关键工序参数进行跟踪分析。
第三层次是“工艺参数优化”。因为在MES的制造执行过程中对需要对工位上的设备、合格数、工艺参数等信息进行采集，通过跟踪与分析从而得出成品率最高、效益最好的工艺参数，最后把这一组最优化的工艺参数由产品系列工艺师反馈到系列产品的工艺模板中，从而优化工艺模板上的工艺参数，今后同系列的工艺师再类似引用工艺模板时，就可以获得最优的工艺参数，通过不断优化工艺参数实现不断地提高产品质量的目标。
4.MES主业务线管理介绍
根据该研究所的项目需要，清软英泰在TiPLM系统内扩充了MES功能，旨在建立敏捷的计划体系，通过便捷多计划策略综合配置计划，形成闭环、准确、高效计划系统；建立严谨的车间排程体系，综合考虑生产车间各生产线不同生产阶段工序计划，固化工艺流程，对生产过程信息进行采集，并管理生产过程；MES 所涉及的功能也比较多，通过以下示意图说明MES在TiPLM的整体框架和数据的组织。下图左边为MES 的主业务线，右边为TiPLM系统结构化的产品数据，在MES的业务流程中结构化的产品数据迅速与销售订单结合起来， 通过销售订单审核流程的驱动，分解销售订单明细中产品BOM数据（因为产品数据是结构化的），把产品BOM中的外购件汇总到采购人员结点，等待采购人员下达采购及入库，同时汇总自制件，形成排产需求汇总到排产人员结点，排产人员通过按月或按季对城排产需求进行需求及下生产任务，进而对生产过程进行跟踪与采集。
该研究所TiPLM-MES作了较深入的应用，清软英泰的TiPLM-MES最显注的功能是MES的采集功能与工艺模板的配合应用。在生产过程中工人对设备、合格数量等信息进行采集，通过几次试制品数据的采集分析后得出合格品最高的生产参数，把这些参数反馈到工艺模板中去，这是清软英泰的工艺信息管理为什么要对象化、模板要系列化原因所在。通过这种对工艺不断的的验证取优，反馈模板，保证今后的生产工艺数据都是最优的，从而为提高产品的质量提供数据的积累。同时使生产进度更加透明可控。
二、PLM的拓展功能应用
1.研发过程分析
企业上信息化最主要的两个目的：1.梳理和整合企业整体业务，把数据资源整合到企业管理平台上来，把各部门的日常工作用软件串连起来衔接起来，使之成为一个整体，这一点是多数国内PDM、PLM商家一直在做的；2.研发过程的分析与瓶颈的消除，这一点大家也非常清楚，但我们认为关键在于方法，必竟方法决定了分析是否有效，清软英泰对研发过程及其它流程采用了两个纬度分析，第一是进度的控制，对每个流程结点设用工作时间（根据实际设定时间），对执行的结果进行时时统计分析，从而找出瓶颈点；第二是对提审的内容质量进行控制，通过对流程回退的原因分析与次数、时间的分析来评定设计人员的态度与能力。
2.生产过程分析监控
分析是一种方法与规则，清软英泰TIPLM对产品数据的完美组织与管理使之为今后业务的扩展与数据分析奠定了基础。可以说通过该研究所的实施验证，清软英泰PLM系统实施已经超过了对产品数据管理这一层面，深化了对研发的过程的进一步管理，并且把这一层次上升到从订单到产品出库整个生命数据的管理与过程的分析控制。
三、小结
该研究所基于TiPLM平台的已经实现了产品数据管理、参数化工艺信息的管理，目前正在实施MES等相关业务的实施，后续还要实现和质量分析和控制SPC系统的集成，建立全过程质量控制系统，通过技术标准形成质量标准，对业务各个环节质量进行控制，形成产品质量和技术研发优势，相信在不久的将来，我们将为改所打造出高效的产品生命周期集成管理平台。(end)
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(10/26/2011) |
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