企业PLM系统结构化工艺管理的应用详解

1、工艺管理现状及PLM结构化工艺管理目标

工艺管理在产品的不同时期都发挥着不同的核心作用，特别是在产品成长期和成熟期，产品从研发到市场化批量制造，逐步进入到了工艺提升和产品链延伸阶段，基础性研发项目逐步减少，而工艺性的威廉希尔官方网站 改进项目在企业占主导地位。目前，许多企业都面临设计与工艺协作不畅、工艺与制造脱离、无标准可依等诸多问题。生产中工艺设计、审查过程形式大于实质，从而造成：设计不合理，工序、工艺路线繁杂重复；工艺指导文件不规范完整，形同虚设；设备资源利用率偏低、质量控制难以落实等现象。这些都是阻碍企业发展的主要原因。许多企业虽然使用的是自动化的设备，但还在传承着老旧的工艺管理模式，纯粹以工艺附图和简单的工艺卡片指导生产，产品数据在各个阶段中没有相互关联和集成，使数据之间形成断层，无法实时更新，很大程度上拉低了数据的精准度和有效性。

PLM结构化工艺管理的目标就是建立起集中工艺数据管理中心，实现以PLM系统平台的结构化工艺数据的快速共享和传递，构建以“3P+1R”的工艺模式：产品（Product）、工艺（Process）、车间（Plant）、工艺资源（Resource）模式的数据结构化管理，为ERP提供准确、可识别的数据源，积累和完善工艺知识库，提升工艺管理标准化水平，提高工艺设计质量和效率，建立知识库共享，固化工艺文件审签流程，提高审阅效率，保证数据准确性和可追溯性。PLM系统工艺管理主要包括：工艺BOM的结构及分类、自制零部件的工艺信息（包括工序、原材料编码、刀具、工装夹具、规格及重量等）、作业指导书等工艺数据，工艺信息实现系统中维护流转（PBOM裁剪后生成制造BOM），与企业ERP、MES等系统的集成，是基于研发、工艺、制造一体化的管理理念，从根本上解决了设计、工艺、资源三张皮的问题，实现设计与工艺协同、工艺与制造协同、制造与产、销、售后协同等。系统以“树-表”的结构（如图1）中完成工艺、工序结构的搭建，清晰表达工序、工艺路线、资源之间的关系。建立企业个性化的典型工艺库和资源库、知识库等，便于核心工艺威廉希尔官方网站 的积累，与企业信息化平台融合实现工艺模板管理的创新。实施应用的价值主要体现在：设计、工艺并行，工艺设计数据重用，并可实现工艺路线关联制造目标及目标正反向查询。支持异地多工厂的零部件多工艺加工方式（标准工艺、替代工艺）。

图1 结构化工艺管理图

2、PLM结构化工艺管理实施需注意事项

PLM系统结构化工艺管理是一种较为科学的代威廉希尔官方网站 管理模式，既有独立的可操作性，又有密不可分的关联和集成关系，平台又基于分类、分层级规划的多模式、多工艺决策流程，在统一数据模型的基础上，提出了面向产品族的工艺分类、分层结构树的组织模式，从工艺业务层和资源库分层管理，实现了产品加工及工艺的自动创新。在进行实施推广前的基础准备工作尤为重要，不仅要对相关数据资料的分类汇总，更是对传统工艺思想的一次挑战，实施推广前应注意以下几点：

2.1 数据核查

工艺过程控制检查，PBOM转换为制造BOM时，准确裁剪无效率和重复的工序环节，利用企业有效的自动化设备资源和科学的生产物流体系，使整个工艺制造过程效率提高。工艺核查是工艺管理的重要环节，是衡量威廉希尔官方网站 设计水平和车间制造水平的关键保障，通过工艺核查，发现问题-研究方案-工艺变更-处理解决。工艺核查是进行结构化工艺管理的关键步骤。

2.2 工艺分类

首先要把工艺结构及其业务类型进行分类，便于区分和明晰架构逻辑性，如对资源库（工艺术语库、设备库、刀具库、量具库、工装库）的划分。系统又通过分类属性池进行属性管理，如“工艺术语库”可在分类属性池中进行添加和管理，又可根据企业自身的工艺加工特点创建企业的工艺术语分类库，选择抽象分类，可允许新建下一层子分类（父子结构细分），利用模板输入“分类编码”和“分类名称”等重要属性，批量添加在“工艺术语”分类库中，然后进行业务绑定，最后添加到该“分类”的业务类型实例对象中。

2.3 资源库编码

根据分类属性对企业资源信息进行整理分类，然后进行规范编码，以便于查询和过滤筛选，资源编码和物料编码必须要明显区分，可用类别字母与流水码结合，通过“模板导人”然后添加到分类库中实例管理。对于不同资源库属性要配置不同属性，如设备还应包括威廉希尔官方网站 参数、使用说明书、和保修卡等信息。

2.4 工艺关联

结构化工艺管理通过数据关联和ERP数据链进行打通，工艺路线关联制造目标，制造目标又通过关联工艺查询工艺路线及相关资源信息，作业指导书与制造目标进行关联，工作区域与设备关联等，在创建工序、工艺路线时，通过添加“资源”后，即可自动按“树-表”的结构搭建并进行维护。可以节省工艺设计时间，工序指派工作区域不限定为仅允许选择一个区域，以满足物料多工艺多场地生产的需求，具体有工艺人员设定。

2.5 典型工序、工艺路线

PLM系统在工艺分类库中提供了“典型工艺库”模型，并可扩充下级分类，典型工艺通过独立的类型进行管理，系统建立了“典型工艺路线”和“典型工序”两个业务类型，其特征：没有投料和制造目标，没有工时、资源。新建工艺路线时，可从典型工艺路线库中引用，快速生成新的工艺路线，企业也可把通用率高的实例化工序和工艺路线创建成“典型工序”和“典型工艺路线”来管理，可满足批量系列化产品的的工艺路线直接引用。

3、推广实施中存在的问题及解决方法

3.1 从重研发到重工艺的转变

目前，许多企业的工艺管理在整个开发设计过程中往往重视度不够，根本原因是对于工艺管理的需求并不明确，只是把工艺管理泛泛的认为就是工艺附图和工艺环节的参与，其发挥的作用远远低于实际的效用价值，错误的认为优秀的研发就会生产出优秀的产品。从重研发到重工艺的转换是现代企业发展变革的方向。目前的基础研发越来越少，大多都是在引进、吸收和集成研究，企业管理者必须重新定义工艺管理的重要性，并且要认真对工艺管理所涵盖的资源信息、知识库进行分析，才能准确的做出产品规划策略和市场定位策略。不仅只是简化了工艺过程，提升了资源利用率，更是对生产管理的一次科学再分配、在利用的过程，也是企业节能降耗的一个重要环节，未来的企业更关注的应该是这种结构化的工艺利用率。

3.2 工艺人员素质的提升与结构化工艺管理匹配

PLM结构化工艺管理对工序中的工艺威廉希尔官方网站 人员及其操作人员都有严格的要求，工艺威廉希尔官方网站 人员必须能熟悉系统的结构和操作过程，对工艺资源分类架构充分的了解，才能准确有效的对这些资源进行合理匹配应用，这是企业推行精益化生产的必要条件，比如：工艺人员既要对场地设备的加工能力及其精度准确掌握，还要对现场的物料流转、在制品是否有效分配和控制；工艺人员能否对工装库中的工装进行通用化研究和集成设计；工艺人员还要对关重件和重要的工位加工人员进行区分要求等，重要的焊接部位是否选择自动机器人焊接还是人工焊接，对于操作人员等级是否要求等，还要对于实际用工工时的核定统计，这些在PLM结构化工艺管理中都有很清晰的体现，更重要的是利用基线对比，分析同期的生产率和质量合格率等，工艺人员素质的提升是直接影响产品质量的关键因素。

3.3 图文并茂的作业指导书代替传统工艺卡片

在传统指导制造生产中还依赖于工艺附图和工艺卡片相结合，简单明了，但对于目前市场个性化需求的增量加上现代化的设备多工艺模式，工艺卡片的作用远远滞后，表达不够清晰、制作过程繁重费时，目前利用电子版本的作业指导书操作不仅简便，集成了工艺卡片的优势，也利用更多的科技手段，图文（3D/2D）并茂、同步更新并可在其作业场地的大屏幕看板式查询等，形成具有实质指导意义的工艺操作指导。与制造目标进行关联后，做到清晰明了、简单易懂、规范操作的效果。更可以把企业长期积累出的制造威廉希尔官方网站 核心转化为生产力和竞争力。更深层次的是企业核心的工艺威廉希尔官方网站 知识能够通过作业指导书得到传承、保存和管理，降低人员流动造成的产品质量下降的风险。

PLM结构化工艺管理是实现面向管理、单一数据源的产品工艺数据管理，同时减少工艺人员的重复性劳动，柔性可扩展的工艺信息管理框架，能够适应企业的业务扩展和成长；基于知识积累和管理规范的工艺管理体系，不仅提高生产工艺的规范化、标准通用化，实现资源匹配、知识共享，也有效的提升了产品质量，降低总体生产成本。还为企业管理层的精细化生产和科学决策提供实时数据依据。成为企业实现产品一体化研发、制造密不可分的信息化平台。结构化工艺管理在实施过程中应注意分析企业的实际生产特点，对产品链中的过程进行分类梳理，并对工序结构进行标准化、通用化率的控制，提升资源利用率、严格控制材料消耗定额。企业通过PLM系统结构化工艺管理平台，积极探索新工艺、新方法，积极改变传统工艺管理模式，针对关键工艺和质量薄弱环节，整合有效资源，深入挖潜，为企业创造更大的市场竞争力。