一、 项目背景

       吴忠仪表有限责任公司（以下简称“吴忠仪表”）始建于1959年，是国家高新技术企业，也是我国流程工业自动化控制领域中控制阀行业的龙头企业。公司具有近50年的调节阀生产历史，拥有日本、意大利等国最先进的柔性加工设备30多台，各类精确加工设备520多台。产品服务于石油、天然气、化工、冶金、电站、船舶、水系统等流程工业自动控制领域。公司先后通过了ISO9001国际质量体系认证、ISO14001环境管理体系认证、GB/T19002.1（ISO10012－1）完善计量检测体系认证等多项体系认证，是中国仪器仪表行业执行器协会的理事长单位。

 

       吴忠仪表信息化建设起步较早，早期在硬件、软件及信息化人员建设上投入了很大的精力，并自行开发了WRP（企业专用的ERP系统）、MES（制造执行系统）等大型信息化系统，为公司后期技术创和新技术管理系统的建设打下了坚实的基础。随着近几年订单数量的迅速增长、产品开发速度加快和产品数据的日益复杂，建立一个规范、标准、安全及协同的技术创新信息管理平台显得越来越迫切。吴忠仪表急需采用成熟适用的IT信息技术加强信息化建设，提升产品研发效率和水平，以促进企业的快速发展。

 

       经过对国内外多家PLM供应商的多次精心考察、论证和产品选型后，武汉天喻软件股份有限公司（以下简称“天喻软件”）以深厚的制造业行业经验沉淀、专业解决方案及长期可持续性的实施服务体系赢得了吴忠仪表认可。2010年3月，吴忠仪表最终选择了天喻软件的设计和工艺一体化PLM解决方案，双方共同合作开发、实施吴忠仪表技术信息化创新管理平台。

 

图1 吴忠仪表整体业务流程图

 

       二、 合作历程

       自2010年以来，吴忠仪表和天喻软件精诚合作，采用“总体规划、分布实施、典型突破、小步快跑”的信息化建设原则，以解决企业研发痛点为指导方向，基于天喻软件IntePLM平台先后实施了多期信息化项目，不但实现了对企业产品数据和流程的有效管理，还通过项目管理、产品配置管理、工艺管理及短信平台实现了对产品研发业务过程的有力支撑，使企业产品数据存储更加安全有序，研发人员获取数据更加高效，数据共享更加便捷。同时借助PLM与WRP系统、DNC系统及MES系统的紧密集成，建立了产品研发和生产制造间的数据传输纽带，有效的提高了产品基础数据质量和生产效率，推进了企业信息化建设的全面发展。

 

       下面简要介绍下各期项目的实施情况：

 

• • 项目一期（PLM基础功能及与CAPP集成）：

       实施时间：2010年04月–2010年11月

       主要工作：完成吴忠仪表业务需求的详细调研及信息化管理方案，实现了建模管理、图文档管理、电子审批流程管理、变更管理、产品管理、BOM管理、出图管理及工艺管理等模块的实施和上线运行，在规范企业研发数据的同时，极大提升了设计、工艺人员的工作效率，缩短设计周期。

 

• • 项目二期（产品配置管理、特品管理、项目管理、定额管理、WRP集成）：

       实施时间：2010年12月–2011年06月

       主要工作：针对企业WRP系统中产品配置管理的短板（无法对图纸、文件及项目任务进行有效管理、配置效率低且易出错），在PLM中针对企业要求定制开发了产品型谱管理、配置管理、特品管理及定额管理等功能，结合项目管理可将企业文档、零部件、零部件文档关系，零部件结构和产品配置有机结合，提高产品配置的准确性和工作效率，并能和WRP系统进行双向数据传递。进一步缩短了研发-生产周期，提升了生产效率，有效降低了企业运营成本。

 

• • 项目三期（PLM/DNC集成）：

       实施时间：2011年11月–2012年03月

       主要工作：主要实现对CAM文档的有效管理及PLM/DNC系统的集成，完成CAM文档录入及刀具文件解析，支持向DNC系统发放PLM系统中的数据及XML文档。通过PLM与DNC系统的数据同步与集成，能将NC程序共享，避免设计人员重复工作，提高了设计人员工作效率。

 

• • 项目四期（PLM/短信平台集成）：

       实施时间：2013年9月–2014年02月

       主要工作：实现了吴忠仪表PLM系统和企业短信平台的集成、流程节点审批控制及执行监控功能应用，不但能通过手机短信通知相关人员尽快完成流程工作，还能对工作流程参与人起到督促作用，为工作完成情况提供了考核、监督依据，进一步提高了企业产品研发效率。

 

• • 项目五期（PLM/MES集成）：

       实施时间：2014年12月–2015年04月

       主要工作：通过PLM/MES系统集成的实施和应用，解决了以往MES无法从PLM中获取和生产相关的研发数据的瓶颈，能让有权限的用户在MES系统中直接浏览PLM系统中的产品研发数据，并能完成下载及打印操作，有力的支撑了生产任务的高效开展，极大提升了生产制造效率。

 

       三、 典型功能

       1 产品配置管理

       由于吴忠仪表WRP系统只包含基于订单的产品选型功能，使用的源数据包含所有的有效参数产品，成千上万种参数化产品数据只能通过人工组织，并由人工来判断是否为有效组配，且每次有参数变更时，源数据又要重新组织，工作效率很低。所以迫切需要在PLM系统中定制开发产品配置功能，实现对文档、零部件、零部件文档关系、零部件结构和产品配置的有效管理，能通过参数的灵活设置，按要求生成所有符合条件的参数化产品源数据来支撑WRP系统功能正常运行，提高产品配置效率及确保配置结果的准确性。

 

图2 产品配置业务流程图

 

• • 数据源准备：

       由企业设计人员将基型产品根据参数拆分形成“产品配置结构关系表”（Excel表格），利用PLM中批量录入功能，将“产品配置关系表”中的信息按零件、零件结构关系及产品组配关系保存到PLM系统中，作为产品配置的基础数据。

 

       同时，用户可采用交互方式对基础数据进行调整（如添加、更新和删除），如有大量配置关系需更改，还可采用批量录入方式对整个结构进行刷新。

 

• • 设置配置关系：

       1、将基型产品和相关参数录入PLM系统后，就可使用基型产品结构上的“设置配置关系”功能自动分析基型产品下的组件，并通过左右窗口分别显示“选中组件包含的零件类别”及“条件组”。条件组分为必选件、多选一和组合件，每种类型都可以创建一个或多个组（筛选集）；

 

图3设置配置关系界面

 

       2、在组件上可通过“组件配置参数定义”功能来对配置结果进行约束及过滤无效的组配。

 

图4 设置组件配置参数

 

图5 设置组件参数约束

 

• • 正常品（指基于基型产品及参数可配置出的订单产品）产品配置过程：

       1、设定好基型产品及配置关系后，设计人员就可根据用户订单需求进行订单产品配置，在配置过程中系统会根据设置条件进行筛选。下图为根据设置条件筛选出的结果集及配置结果。

 

图6 根据条件筛选的结果集

 

图7 产品配置结果

 

       通过PLM系统产品配置管理功能，可以快速通过零件级别配置参数找到所需的BOM信息，可避免因WRP系统中在正常品范围内的参数因没有对应的组配关系而被误分到特品的情况。

 

       同时通过产品配置功能，可定期按照规则去判断特品中那些零件可升级到正常品，并给予建议，从而进一步减少企业特品的设计，降低零件冗余及生产和采购成本，提高企业效益。

 

       2 特品管理

       特品（需新设计的零部件）管理是专门为吴忠仪表定制开发的功能模块，它可从WRP生产计划中接收特品任务，并进行任务分配及纳入任务流程执行。当特品BOM通过审批流程归档后，PLM系统还可自动将特品BOM信息导入到WRP的中间接口表中，满足WRP集成需求。

 

• • 提取WRP特品任务

       首先在WRP中由相关人员进行特品任务划分，划分后的特品任务被保存在特品任务分配表中接口表中。设计人员在PLM系统中打开“我的特品任务”或点击“数据同步”时，PLM系统会从吴忠WRP系统内获取最新的特品订单信息，并进行特品任务分配和管理。如下图所示。

 

图8 特品任务管理

 

• • 在PLM系统中执行特品订单任务

       设计人员可在PLM系统中打开特品订单，执行特品任务。在特品设计流程完成后，可反写状态数据到WRP系统中。

 

图9 特品订单示例

 

       3 PLM与DNC集成管理

 

图10 PLM与DNC集成路线

 

       DNC系统是吴忠仪表目前应用的分布式数控生产加工系统，它需要使用零件的工艺信息及机床数控程序(如刀具、NC代码等信息)。通过在吴忠仪表实现PLM与DNC的集成，可将DNC需要的信息都将保存在PLM系统中，能在DNC系统需要时方便的从PLM中获取最新的工艺和数控程序完成加工过程。

 

       PLM和DNC集成采用WebServices技术，通过建立SOAP通信协议、消息格式和XML数据模型，进行接口服务的封装发布。

 

       在PLM系统中实现了对CAM文档、NC文档和刀具文档的管理，同时对PLM和DNC系统的发布服务进行调用，在PLM系统中进行流程发布时自动向DNC系统发放接口数据XML文档，有效实现PLM/DNC系统集成。

 

       4 PLM与短信平台集成管理

       在吴忠仪表PLM系统应用过程中，经常会出现流程执行人员因工作繁忙或未能及时登录PLM获取工作任务，不但会导致流程执行速度慢、效率低，也会带来部门间的矛盾。通过实施PLM系统与企业短信平台基于流程信息发布及流程节点监控的集成，有效提高PLM流程处理效率，全面推动企业研发工作的顺畅开展，在一定程度上提高企业的经济效益。

 

• • 支持在PLM系统审批流程的各流程节点设定“节点最晚完成时间”。通过对节点需求时间的设定，在流程节点超时做处理，自动对相关人员发送提醒短信，不但可对流程参与人起到督促作用，还能为技术和工艺管理工作完成情况提供了考核及监督依据；

 

图11 设置流程节点最晚完成时间

 

• • 在每个流程节点完成后，可通过手机短信提示下一节点执行者开始工作，同时如有流程节点未按“节点最晚完成时间”完成工作，可通过手机短信通知功能进行提示相关人员尽快完成工作；

 

图12 设置流程节点短信通知

 

• • 通过流程信息统计功能，可根据节点提交时间、用户、操作节点等条件查询特品图纸和工艺文档在流程中的执行情况，通过列表显示流程信息、节点信息、节点处理信息及流程对象信息，便于监控、督察流程完成情况。可导出流程执行情况报表，作为员工考核依据。

 

       5 PLM与MES集成管理 

       制造执行系统（MES）项目是吴忠仪表的自开发项目，涉及信息系统研发、基础资源整合、生产网络覆盖、制造工位改造、系统集成应用等多个方面，主要着力于解决控制阀离散生产过的信息化管理问题。

 

       通过多年的实施，吴忠仪表PLM系统中已经有大量的产品研发数据，但MES系统无法从PLM系统中获取和生产相关的设计图纸或工艺卡片，都需要通过人工导入；同时生产人员如需在现场查看相关的设计图纸等数据都必需申请出图打印后下发，耗时费力、效率低且容易出错。通过PLM/MES集成项目的实施，能让有权限的用户在MES系统中直接浏览PLM系统中的产品研发数据及支持下载、打印操作，大大提升了生产制造效率。

 

• • 支持在MES系统中按零件和文件类型“精确查找”PLM中的已生效的各种图文档明细及属性信息；

 

图13 在MES系统中查询PLM系统图档信息

 

• • 支持MES客户端在不安装PLM客户端和加密客户端情况下，能在加密环境下实现图文档浏览；

 

图14 在MES系统中预览PLM系统中的设计图纸

 

• • 实现用户名一次登录验证，在MES客户端不退出的情况下，可多次浏览图文档，不需要在每次调用接口都进行用户验证。同时提供通用接口，能在PLM中设定输出图文档类型。

 

       四、 实施效果

       吴忠仪表自2010年开始和天喻软件合作进行PLM系统实施以来，不贪大求全，重点解决企业信息化过程中的典型问题。经双方项目组的紧密配合和领导支持，各期项目功能持续稳定应用中，企业管理和经济效益显著。

 

       目前，PLM系统管理数据量已达32G，入库基型产品456个，入库产品图纸128079份，入库Solidworks三维模型 7659个，管理基础物料102805余条，标准件600多个，完成流程实例10059个，正在运行流程实例50多个，生产制造计划执行效率可提升60%以上。

 

       吴忠仪表PLM项目实施效果如下：

 

• • 通过PLM集成项目的实施和应用，规范和统一了企业研发数据和流程，对于降低制造成本、提高执行效率、缩短生产周期有着非常积极的助力作用；
  • 从根本上摆脱了企业以往较粗放的业务管理模式，实现了吴忠仪表设计、工艺、生产等业务部门的一体化协同业务管理过程；
  • 通过PLM项目的实施，企业实现了从“面向设计”向“面向设计和生产过程”的转变，能进一步协助企业提高绩效和质量，缩短生产周期及减少、优化产品库存；
  • 对后续数字化车间项目的实施及生产过程信息化提供了非常重要的奠基作用。

 

       五、 项目意义

       通过在吴忠仪表PLM集成项目实施中贯穿从产品设计、工艺规划、生产制造、产品维护到信息的全面数字化这一核心主题，实现了企业知识价值提升、知识共享及产品研发业务流程的优化，从而全面提升了企业生产效率和自主创新能力。同时有力支撑了吴忠仪表数字化工位的制造执行能力，降低了制造成本、提高执行效率、缩短生产周期，最终形成了企业产品设计和产品制造一体化的先进制造模式。

 

 

“通过和天喻软件的深入合作，对吴忠仪表的整体信息化发展战略有了更加清晰的认识，研发体系、生产过程与信息化融合是未来的发展方向，也希望和天喻软件进一步持续合作，互惠共赢。”

——吴忠仪表PLM项目经理  张静雯