PLM在中航黑豹汽车信息系统中的应用

1 企业需求和应用目标

　　中航黑豹股份公司地处胶东半岛，是原国家机械局定点生产农用运输车的骨干企业。主营“黑豹”牌四轮农用运输车、微型汽车、轻型汽车、轿卡车、电动车、草坪割草机、发动机等系列产品，具备年产10万辆四轮农用车的综合生产能力，是全国唯一入围“工业最优500家”的四轮农用车专业生产企业。黑豹公司专设有技术开发中心，配置一流的开发设施和高素质的科研人员，能承担高水准农用车、汽车、草坪割草机等产品的研究和开发。

　　2010年初中航黑豹启动了PLM项目，首先在设计部门进行产品数据规范整理和业务流程优化，实施了PLM文档管理、零部件管理、产品结构管理、流程管理、产品型谱管理、标准件库管理等功能，解决了设计部门的工程图档管理、流程应用、产品管理和数据共享。在此基础上，中航黑豹需要进一步解决工艺设计和工艺管理中存在的问题，实现工艺BOM管理和工艺路线编制、工位分配和配套BOM管理、冲压工艺管理、焊装和总装工艺管理、材料消耗定额管理，实现数据的集成共享，减少手工重复输入数据，提高工艺设计效率，提高工艺管理水平。

2 业务流程规划

　　在实施PLM系统之前，中航黑豹设计科、工艺科、生产车间等部门完全通过手工输入相关数据，各部门的产品数据是孤立的，无法进行有效的共享和重用。这导致各部门需要重复输入大量数据，效率低下，容易出错，也难以保证产品数据的一致性。实施PLM系统之前的数据流向如下图所示：

图1 业务写实（实施PLM前的业务数据流图）

　　通过中航黑豹PLM系统的实施，不仅解决了产品数据的规范集中管理，保证产品数据的正确性和资源共享。通过设计BOM转换成工艺BOM，在工艺BOM上进行工艺路线编制，基于工位进行配套BOM编制、焊装工艺设计和总装工艺设计。数据流向如下图所示：

图2 业务数据流规划图（实施PLM后的业务数据流图）

　　在中航黑豹PLM系统中，以数据库共享方式取代了原有的文件传递方式，可以方便地实现工艺路线明细表基础数据的重用，其他部门可以利用PLM系统接口读取工艺BOM中的基础数据，并根据给定的条件对数据进行处理后得到所需要的数据。

　　设计科的业务数据流包括：

1）手工编制整车设计BOM的系统架构;

2）需要设计CATIA数模和CATIA工程图、InteCAD图纸，并录入到PLM系统，通过CATIA装配模型创建零部件的原始BOM；

3）在PLM系统中将原始BOM转换成设计BOM，加以手工调整进行维护设计BOM；

4）取消了总成明细表的编辑工作。因为PLM系统设计BOM中已经体现了总成明细表的数据，包括零件代号、零件名称、零件材料、数量等，因此不再需要手工编辑总成明细表EXCEL文件，只需要通过设计BOM提交数据给工艺科。

　　工艺科的业务数据流包括：

1）基于设计科提供的设计BOM转换生成工艺BOM，并对工艺BOM进行手工调整；

2）在工艺BOM上进行工艺路线、配套件供货状态等编制；

3）根据工艺BOM，按照给定的规则过滤得到焊接配套卡BOM视图、涂装配套卡BOM视图、总装配套卡BOM视图，同时在三种配套卡BOM视图上进行配套工位的调整；

4）根据工艺BOM，按照给定的规则过滤得到自制件BOM视图，进行自制件材料定额、辅料消耗定额、非金属材料消耗定额的编制。

　　采购部的业务数据流包括：

1）利用PLM系统自动生成的配套件BOM编制配套件采购计划，自制件BOM编制原辅材料采购计划；

2）利用PLM系统自动生成的三种配套BOM与其他软件集成，编制拉送单，减少二次输入。

　　资产经营部的业务数据流包括：

1）利用PLM系统自动产生的自制件BOM、配套件BOM，并分车间计算自制件和配套件工时定额。

　　财审部的业务数据流包括：

1）利用系统中管理的配套件BOM、自制件BOM、原材料BOM、辅料BOM、非金属件BOM、材料价格库等计算产品成本。

　　制造工程部的业务数据流包括：

1）利用PLM系统中自动生成的自制件BOM数据编制自制件排产计划，进行生产排产。

　　生产车间的业务数据流包括：

1）利用PLM系统中自动生成的配套卡，作为车间接收物料的明细。

　　中航黑豹PLM系统的业务数据流总体规划方案的优点在于：

　　‍‍极大减少了BOM数据的重复录入工作，消除了简单重复劳动，降低了人力成本；‍‍

   提高了各部门的工作效率；

   减少了数据出错机会；

   极大降低了数据一致性维护的难度。 

3 实施的特色功能

　　1）工艺路线编制。

　　工艺人员先将车型设计BOM转换为车型工艺BOM，在工艺BOM上编制零部件的工艺路线。PLM系统提供了常用工艺路线、车型工艺路线复用、多选零件一次编制相同工艺路线等快速编制工艺路线的功能，极大地提高了工艺人员编制工艺路线的效率。车型工艺路线可以直接输出为EXCEL文件。

图3 工艺BOM管理

2）配套BOM的工位分配

　　工艺人员选择一条生产线，再选择具体的工位，然后从左边的车型工艺BOM结构树上选择该工位需要分配的零部件，形成该工位的配套BOM。

　　‍‍PLM系统提供了基于整个车型和基于工位的配套BOM复用功能，方便工艺人员快速编制配套BOM。‍‍

　　PLM系统提供了配套BOM完备性检查功能，根据左边车型结构树上的零件代号和零件总数，与已经分配的零件代号和零件总数进行对比，如有差异，给出提示，可以定位到有问题的零件和工位。

图4 焊装物料分配

3）冲压工艺管理

　　冲压工艺卡是基于产品平台，按照排半系列、单排系列、双排系列等编制基本车型的一套冲压工艺卡片。

　　冲压工艺管理以基本车型为单位，集中管理冲压工艺卡和基准检查书的编制和输出。同时冲压工艺卡填写的材料牌号、毛坯尺寸、余料尺寸可以作为下一步进行材料优化排样和定额计算的基础数据。

图5 冲压BOM

4）金属材料优化排样与材料消耗定额管理

　‍‍　从零件关联的冲压工艺卡中读取“材料牌号”、“材料名称”、“规格”、“毛坯尺寸（即定额尺寸）”、“排样”、“内余料”的属性值，填写到下图金属材料消耗定额计算的界面中，根据特定的金属材料排样优化算法，自动计算出定尺要求和百台耗量。‍‍

图6 材料消耗定额