基于Teamcenter的現(xiàn)代制造企業(yè)數(shù)字化平臺構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

程 騰 同思萍

(1.西安汽車職業(yè)大學(xué)，陜西710600；2.陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西710032)

面對智能制造、智能車間、智慧產(chǎn)品等制造特征標(biāo)簽，制造業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和效益的要求不斷提高，制造業(yè)企業(yè)同樣面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，數(shù)字化建設(shè)成為制造業(yè)企業(yè)選擇的必由之路，助力制造業(yè)企業(yè)向智能制造順利轉(zhuǎn)型。

1 項(xiàng)目背景

1.1 公司概況

本文所述制造業(yè)企業(yè)擁有國家企業(yè)技術(shù)中心和省級工程技術(shù)中心。公司主要產(chǎn)品包括：起重機(jī)械、散料裝卸機(jī)械、冶金機(jī)械和港口機(jī)械等4大類傳統(tǒng)產(chǎn)品，以及大型船用曲軸、隧道掘進(jìn)設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電核心零部件、核電專用設(shè)備、高端鑄鍛件等5大類成長型新產(chǎn)品，品種規(guī)格達(dá)到上千種。

公司主要數(shù)字化系統(tǒng)包括：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM，工藝設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)CAPP，企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP，公司級OA管理系統(tǒng)，公司人力資源管理系統(tǒng)。其中PDM/CAPP/ERP完全集成。

1.2 數(shù)字化工業(yè)軟件

Teamcnenter(簡稱TC)軟件產(chǎn)品主要用于對企業(yè)數(shù)字化平臺建設(shè)提供技術(shù)支撐性服務(wù)。TC系統(tǒng)推動了行業(yè)驅(qū)動的解決方案，通過將過程中的人員、知識以及業(yè)務(wù)連接起來，促進(jìn)生產(chǎn)力與創(chuàng)新。實(shí)施TC系統(tǒng)能夠幫助制造業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)更大價(jià)值。

基于一個(gè)面向服務(wù)的、開放的體系構(gòu)架，TC系統(tǒng)為制造企業(yè)提供了應(yīng)用豐富性、平臺可擴(kuò)展性以及可配置性。如圖1所示TC系統(tǒng)完整平臺。

圖1 Teamcenter系統(tǒng)完整平臺

(1)物料清單(BOM)管理。全面可用BOM管理功能在產(chǎn)品生命周期過程中提供全面的數(shù)字化相關(guān)性。

(2)機(jī)電一體化過程管理。在統(tǒng)一產(chǎn)品和過程知識的單一來源環(huán)境下，有效關(guān)聯(lián)開展機(jī)、電、液及嵌入式軟件技術(shù)開發(fā)。

(3)工程過程管理。通過允許不同的開發(fā)組作為單一實(shí)體一起進(jìn)行工作，而不考慮所處位置，從而明顯地縮短了開發(fā)時(shí)間，提高了生產(chǎn)力，保證了質(zhì)量。

(4)仿真過程管理。將仿真過程數(shù)據(jù)嵌入到產(chǎn)品生命周期之中，更好地評估產(chǎn)品性能和質(zhì)量，提高研發(fā)效率。

(5)項(xiàng)目管理、組合和計(jì)劃。對整個(gè)產(chǎn)品研制過程進(jìn)行項(xiàng)目運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，完成計(jì)劃反饋，使投資回報(bào)最大化，以便提高業(yè)績。

(6)報(bào)告和分析。提供了可配置的用于提取、整理、分析并傳播業(yè)務(wù)信息的報(bào)表模板，以便幫助企業(yè)做出更好的業(yè)務(wù)決策。

(7)社區(qū)協(xié)同。提供了一個(gè)協(xié)同的開放式框架，將不同來源的PLM數(shù)據(jù)集成到一個(gè)易用的界面之中，以消除功能組之間的障礙。

(8)維護(hù)、維修和大修(MRO)。MRO聯(lián)接了后勤、工程社區(qū)與維護(hù)之間的信息溝通，以配置驅(qū)動快速響應(yīng)MRO。

2 數(shù)字化平臺的構(gòu)建

項(xiàng)目解決方案主要依托生命周期管理系統(tǒng)TeamCenter、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量等)、BOM、物料、標(biāo)準(zhǔn)件&通用件分類等應(yīng)用，其中主要功能模塊包括：項(xiàng)目管理、圖文檔管理、工作流程管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、版本管理、分類管理、MCAD集成、編碼管理、模具管理、安全管理等方面，總體方案如圖2所示，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工藝、仿真、試驗(yàn)、質(zhì)量、生產(chǎn)制造協(xié)同過程數(shù)據(jù)統(tǒng)一準(zhǔn)確，為制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化建設(shè)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖2 數(shù)字化平臺構(gòu)建

3 數(shù)字化平臺的實(shí)現(xiàn)

3.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)

依據(jù)制造業(yè)企業(yè)業(yè)務(wù)及技術(shù)要求，在數(shù)字化平臺中搭建出不同類型的數(shù)據(jù)庫，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類庫、知識庫、應(yīng)用知識庫、項(xiàng)目過程管理等，實(shí)現(xiàn)對制造業(yè)企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)的分類管理，確保企業(yè)所有技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、唯一性及安全可靠性。統(tǒng)一數(shù)據(jù)構(gòu)建方式如圖3所示。

圖3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)構(gòu)建方式

3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在TC中以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式有多種，如生產(chǎn)中使用的明細(xì)表，ERP中的BOM等都來源于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在TC中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理具有為設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)創(chuàng)建高質(zhì)量BOM表的功能，同時(shí)能夠以圖形化方式表現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的瀏覽功能。數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是企業(yè)信息的主干載體，串聯(lián)起產(chǎn)品全生命周期的信息流轉(zhuǎn)。TC允許多種結(jié)構(gòu)表示(多BOM視圖)，如5圖所示，能夠表述產(chǎn)品從需求到功能架構(gòu)、設(shè)計(jì)、工藝，做到運(yùn)維整個(gè)過程，保持產(chǎn)品全生命周期上下游間的關(guān)聯(lián)和追溯。

3.3 項(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理主要是對整個(gè)產(chǎn)品研制過程進(jìn)行項(xiàng)目運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，完成計(jì)劃反饋，主要包括以下方面：將現(xiàn)有研發(fā)流程優(yōu)化總結(jié)成模板，并固化到PLM系統(tǒng)中執(zhí)行，項(xiàng)目計(jì)劃的快速制定、項(xiàng)目進(jìn)度的真實(shí)及時(shí)反饋與管理，及時(shí)反映項(xiàng)目質(zhì)量，支持對APQP項(xiàng)目質(zhì)量的控制、項(xiàng)目狀態(tài)的透明化，支持管理層對項(xiàng)目的及時(shí)監(jiān)控，項(xiàng)目交付管理和統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目資源的跟蹤及調(diào)配，項(xiàng)目的關(guān)鍵報(bào)表(工時(shí)統(tǒng)計(jì)、人力資源負(fù)載、項(xiàng)目進(jìn)度、成本、風(fēng)險(xiǎn)及問題)。項(xiàng)目管理如圖5所示。

圖5 項(xiàng)目管理

以項(xiàng)目的時(shí)間、計(jì)劃、任務(wù)為引線，規(guī)范各市場項(xiàng)目的執(zhí)行過程，形成各市場項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目模板，在執(zhí)行過程中，完成項(xiàng)目成果文檔的統(tǒng)一管理，任務(wù)與流程互相驅(qū)動。

3.4 數(shù)字化流程應(yīng)用

工作流程管理用于定義和控制產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、更改和審批等過程流程，使企業(yè)級數(shù)據(jù)流動更加方便快捷。通過數(shù)字化方式使任務(wù)分配、審核、審批全過程實(shí)現(xiàn)自動化，既可管理產(chǎn)品生命周期的全過程，也可管理某產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)過程中在不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換(如設(shè)計(jì)中狀態(tài)、更改狀態(tài)、發(fā)放狀態(tài)等)。在工作流程中，通過將數(shù)據(jù)與具體任務(wù)相關(guān)聯(lián)，加快工作流程進(jìn)度，從而提高工作效率，并將任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)實(shí)時(shí)反映到項(xiàng)目管理的甘特圖中，使企業(yè)管理人員能及時(shí)了解到所有項(xiàng)目的真實(shí)狀態(tài)。數(shù)字化流程應(yīng)用如圖6所示。

圖6 數(shù)字化流程應(yīng)用

3.5 試驗(yàn)及其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)管理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的試驗(yàn)委托及試驗(yàn)結(jié)果管理、工藝及過程策劃結(jié)果管理、依據(jù)項(xiàng)目管理的進(jìn)展情況、管理交付成果、初步知識管理、形成知識文檔庫。數(shù)字化試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖7所示。

圖7 數(shù)字化試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

(1)項(xiàng)目實(shí)時(shí)進(jìn)程的可視化、多層次的項(xiàng)目管理視圖提高項(xiàng)目按時(shí)完成率。

(2)企業(yè)知識積累，提升研發(fā)質(zhì)量。問題管理，記錄試驗(yàn)不合格項(xiàng)并跟蹤至關(guān)閉，為評審前資料建立工作包，匯總評審資料。

(3)通過實(shí)現(xiàn)對制造業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程、企業(yè)范圍內(nèi)各種文檔、標(biāo)準(zhǔn)件，零部件和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、以及合作伙伴之間數(shù)據(jù)的數(shù)字化統(tǒng)一管理，使制造業(yè)企業(yè)在數(shù)據(jù)唯一性、可靠性、安全性方面有很大提升，為制造業(yè)企業(yè)面向智能型企業(yè)轉(zhuǎn)型提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。