PLM系統(tǒng)在企業(yè)智能制造中的地位和作用，天心天思助力企業(yè)信息化，智慧化

當前，我國已經進入中國特色社會主義新時代，社會的主要矛盾為人民日益增長的美好生活需要和不平衡、不充分的發(fā)展之間的矛盾。人民美好生活的物質條件是由制造業(yè)提供的，人民多樣化的需求表現(xiàn)為批量化、定制化，需要制造企業(yè)進行智能制造并快速交付。

要繼續(xù)做好兩化深度融合，就是要推進智能制造，推動制造業(yè)加速向數(shù)字化、網絡化、智能化方向發(fā)展。制造企業(yè)面臨著全球化的市場競爭、跨區(qū)域的產品合作、日益增加的開發(fā)成本、要不斷開發(fā)新產品和提高效率，而且同時還要保證質量等諸多矛盾，亟需解決。

同時，也要清醒認識智能制造的宏觀概念，如IoT（物聯(lián)網）、CPS（信息物理系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、ERP（企業(yè)資源計劃）、SCM（供應鏈管理）、CRM（客戶關系管理）、數(shù)字化、定制化、虛擬制造、智能維護等等，也要思考并解決“智能制造”如何在制造企業(yè)落地，依托什么工具提升效率及效率倍增以及具體實現(xiàn)途徑。

汽車零部件制造企業(yè)的智能制造實現(xiàn)的途徑應從產品設計數(shù)據(jù)入手，打造產品的3D唯一數(shù)據(jù)源，構建產品生命周期管理（PLM）的平臺，實現(xiàn)產品設計、工藝設計、生產制造、財務管理的一體化，進行定制化、批量化的生產模式創(chuàng)新。

1、plm系統(tǒng)概述

產品生命周期管理（PLM）是一種先進的產品開發(fā)管理模式和管理理念，已經逐漸成為汽車產品協(xié)同開發(fā)的新模式。PLM以協(xié)同過程管理技術為核心， 把人、過程和信息有效地結合，使產品從設計一直到報廢的整個生命周期中都能支持與產品相關聯(lián)的過程與系統(tǒng)。如支持MES、ERP等。

PLM為虛擬范疇，是在計算機的虛擬環(huán)境下的。包括產品主數(shù)據(jù)管理、產品設計、工程生產物料清單、工藝路線管理、過程仿真等。CONTROL、MES、ERP為現(xiàn)實范疇，是在現(xiàn)實中真實存在的。其中CONTROL層包括計算機輔助制 造、實時數(shù)據(jù)交換、產線自動化；MES層包括訂單執(zhí)行、質量管理、互鎖與追溯、生產物流管理、電子操作說明書等；ERP層包括物料資源規(guī)劃、采購管理、訂單管理、財務與控制等。

 

虛擬與現(xiàn)實結合，在虛擬環(huán)境下驗證可行性之后，在現(xiàn)實世界中真實生產，并在虛擬環(huán)境同步展示，這樣的數(shù)字化企業(yè)平臺使一切成為可能。如圖1虛擬與現(xiàn)實結合架構所示。

2、建立plm系統(tǒng)的目的

建立PLM的目的就是實現(xiàn)效率提升、效益提升。企業(yè)已經在前幾年就實施了ERP，但產品屬性不齊全，管理粗放，數(shù)據(jù)存在“瑕疵”，工藝設計嚴重依賴工藝工程師的經驗與技能，效率較低，導致產品 開發(fā)周期長。為縮短新產品的開發(fā)周期，提高產品設計與工藝設計的重用率，減少投資失誤，在虛擬階段引入PLM就提到了日程上。

國內的北京汽車、長安馬自達、奇瑞、吉利、福田雷沃、重慶小康等有先見之明和有實力的汽車制造公司都已經在實施PLM系統(tǒng)。PLM也正成為全球制 造業(yè)信息系統(tǒng)建設的大趨勢。

3、plm系統(tǒng)的目標

目的已經明確，就是要樹立目標，開展建立PLM的工作。根據(jù)公司實施多年的信息化的基礎與現(xiàn)實情況，制定出建立PLM系統(tǒng)要實現(xiàn)的如下幾個目標：

（1）實現(xiàn)PDM（產品數(shù)據(jù)管理）。建設產品3D設計平臺，規(guī)范設計流程，保證產品數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)更 改過程的準確性、完整性和一致性；實現(xiàn)多形態(tài)BOM輸出，以及產品和車型關聯(lián)輸出；產品3D模型能夠與VR/AR系統(tǒng)對接，實現(xiàn)設計產品3D模型基于VR/AR技術的實時同步顯示；提高產品研發(fā)效率，縮短開發(fā)周期。

（2）實現(xiàn)CAPP（工藝數(shù)據(jù)化管理）。建立數(shù)字化制造的工藝設計和工藝部署模式，快速、準確的實現(xiàn)產品設計到工藝設計無縫銜接，提高工藝設計效率， 縮短工藝設計周期；實現(xiàn)工藝從設計到部署的流程化、信息化、系統(tǒng)化，建立工廠模型和數(shù)字化工藝模型BOP，以及與MES系統(tǒng)、VR/AR系統(tǒng)接口。

（3）實現(xiàn)工藝仿真?；谏a線&設備、輔助設備及其他必須展示對象的3D設計數(shù)模（或STP格式），通過輕量化處理、修復及格式轉換，輸出輕量化的、并能夠在PDPS中完整打開的JT文件，實現(xiàn)3D模式下的生產線工藝設計驗證和工藝仿真，能夠與VR/AR系統(tǒng)對接，實現(xiàn)基于VR/AR技術的工藝設計驗證和工藝仿真可視化，提升工藝設計質量，降低制造過程中的試制成本。

（4）構建知識庫。建立產品研發(fā)、工藝、流程規(guī)范、總結、FEMA文檔知識庫，減少設計、工藝環(huán)節(jié)中 的低水平重復設計，提高產品數(shù)據(jù)準確率、重用率。實現(xiàn)產品和工藝設計過程的FEMA庫管理，實現(xiàn)與質量平臺的數(shù)據(jù)對接，結合項目管理保證已有的FEMA在新產品設計、工藝中必須執(zhí)行，知識庫有助 于研發(fā)效率倍增。其中在產品設計階段所使用的產品知識庫的構成圖如圖2所示。

 

（5）實現(xiàn)項目管理。在設計、工藝一體化平臺中融入項目管理功能，實現(xiàn)整個項目研發(fā)過程中的工作任務分級分解、交付物匯總收集和分級管理、各級任務工作負荷統(tǒng)計分析、項目進度跟蹤等功能，提高項目管理的精細度、實時性和準確度。

4、plm系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關系

4.1 PLM與PDM的關系

簡單的說，PDM（產品數(shù)據(jù)管理）管控的是靜態(tài)的數(shù)據(jù)，而 PLM 則管控整個研發(fā)過程的數(shù)據(jù)。PLM包含PDM，PDM是PLM的功能之一。PDM只是產品研發(fā)階段的數(shù)據(jù)管理，PLM包含了除此之外的全生命周期的數(shù)據(jù)管理與跨越供應鏈的所有信息的管理。

4.2 PLM與CAPP的關系

借助于CAPP系統(tǒng)，完成零件從毛胚到成品的設計、制造的過程，CAPP的深度應用還需要有效地總結行業(yè)工藝“設計經驗”和“設計知識”，提高重用率， 解決對有經驗的工藝工程師的依賴。完整的數(shù)據(jù)流， 是智能制造實現(xiàn)的基礎。PDM、CAPP、CAD、CAM四者的關系圖如圖3所示。

 

4.3 PLM與ERP的關系

PLM和ERP是相互補充的兩個系統(tǒng)。產品的信息是存在于PLM中的，而不是存在于ERP系統(tǒng)中的。ERP系統(tǒng)不僅要引用產品數(shù)據(jù)，還要在處理業(yè)務的各個階段使用這些數(shù)據(jù)，以提高效率。PLM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)需要相互協(xié)同地工作。

4.4 PLM與MES的關系

MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）將產品的訂單、BOM表、工具、工裝、主物料、刀具、NC程序、輔助物料、設備運行維護、技術文檔、勞動工時、質量以及依從性的管理橫向的集中在一個平臺上，生產訂單執(zhí)行過程中的車型、配置、質量管理需要的產品數(shù)據(jù)、互鎖與追溯、生產物流拉動配送管理、電子操作說明書等數(shù)據(jù)都需要從PLM中即使獲取當前唯一、準確的信息。

如沒有PLM，這些數(shù)據(jù)則由人為錄入，但由于熟練程度、表單的表達不清晰、錄入的數(shù)據(jù)存在瑕疵。新產品上線生產時，BOM的手工錄入的瑕疵都要較長時 間的修正才能生產。

PLM提供了唯一的3D數(shù)據(jù)源，MES需要的產品數(shù)據(jù)從唯一的存儲位置自動獲取，有效地避免了人工錄入的瑕疵問題。PLM是實現(xiàn) MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)基礎，也是智能制造的數(shù)據(jù)基礎。

5、實現(xiàn)plm系統(tǒng)的五大技術基礎

PLM不是一種現(xiàn)成的工具，要與企業(yè)的具體情況結合起來。概括起來，企業(yè)實現(xiàn)PLM的基礎有：

（1）以流程為核心進行業(yè)務流程優(yōu)化PLM的實施必然帶來角色的定義、職能的重新確定，如PE（產品工程師）要對產品設計負責，ME（制造工程師） 要對工藝設計負責，PE與ME職能要明確定義，再有如進行 MBD（基于模型的定義），需要PE、ME、QE一起來評審設計。在設計階段就能對產品的全過程有一個全景的了解。

（2）協(xié)同環(huán)境 產品的全部數(shù)據(jù)信息共享，設計數(shù)據(jù)存取方式， 實現(xiàn)公司異地協(xié)同與公司外部協(xié)同。

（3）知識庫 建立資源庫，并不斷完善資源庫，實現(xiàn)標準化作 業(yè)、信息化制造的底層數(shù)據(jù)基礎。

（4）知識管理 在信息時代，知識已經是最主要的財富來源。建 立能被同事重用的知識資產，使操作者能大大提高 工作效率。

（5）系統(tǒng)環(huán)境實施PLM需要可靠、有力的硬件和軟件的支撐， 海量存儲、高性能工作站、穩(wěn)定的計算機操作系統(tǒng)、支持PLM的OFFICE、3D軟件的版本等都是必備的。

6、結束語

中國制造業(yè)在世界上占有越來越重要的地位， 智能制造2025的發(fā)展趨勢就是“智能化、柔性化、標準化、模塊化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化、協(xié)同化、共享化”。智能制造已經是國家戰(zhàn)略，是制造企業(yè)未來保持競爭優(yōu)勢的唯一途徑。發(fā)展智能制造是中國制造業(yè)轉型升級的主要路徑。國家鼓勵科技創(chuàng)新，隨著智能制造的穩(wěn)步推進，在已經建設完成的ERP的基礎上再引入plm系統(tǒng)，打造智能制造的3D數(shù)據(jù)流，快速向數(shù)字化企業(yè)轉型，真正實現(xiàn)基于模型的設計、工藝、制造、試驗、仿真、服務的數(shù)字化研發(fā)協(xié)同，智能制造才能落地生根。