東風朝柴工藝管理系統應用實踐

東風朝柴動力有限公司

1 引言


發動機產品往往系列化程序很高、變型多,工藝文件種類多,工藝工作量大,非專業化的工藝設計工具和傳統的手工管理模式導致工藝人員設計效率難以有效提高、工作繁雜、管理成本高,迫切需要高效的工藝設計與管理工具來解決工藝環節的問題。本文以東風朝陽朝柴動力有限公司(以下簡稱:東風朝柴)成功運用開目工藝管理系統的經驗進行介紹,爲發動機行業實施工藝系統提供方法和支持。


2 企业核心需求及目标


2.1核心需求


東風朝柴目前在產的產品有五大系列,兩千餘種變形產品,其工藝設計主要包括機加、裝配、鑄造等三大類。前期主要是採用OFFICE、AUTOCAD等工具實現作業指導書、特徵特性表、過程流圖、FMEA、控制計劃等五大類過程體系文件以及變形卡等工藝文件的編制,而工藝文件的籤審、變更等大都採用手工方式實現。通過工藝信息化建設,一方面能夠明顯改善朝柴工藝業務的效率和質量,另一方面還能夠更有效的發揮朝柴現有CAD/PDM/ERP等信息系統的作用,因而工藝信息化成爲了東風朝柴整體信息化建設的一個重點。


东风朝柴工艺信息化的核心需求主要包括:


1) 提供工藝文件的標準化工具;包括工藝文件樣式的標準化和輸出的標準化;? 提供專業的機加、裝配、鑄造工藝設計工具,實現各專業工藝的快速編制;


2) 提供圖形繪製工具,實現工序簡圖的繪製;實現工藝文件與工序簡圖的緊密關聯,方便地將工序圖(包括二序圖、三維模型、三維爆炸圖、工程圖以及圖片等多種格式的工序圖)插入到工藝文件中;


3) 提供對過程體系文件的有效支持。首先,實現工藝與設計之間的緊密集成和業務協同,保證設計信息的有效繼承,其次,實現工藝文件內部數據間的聯繫與互動,保證工藝信息一次錄入、全程共享,當工藝變更時,保證修改一處,所有的相關信息聯動;再者,實現工藝設計過程與工藝文件之間的聯動,從技術和管理兩方面爲TS16949質量體系的貫徹提供支持;


4) 提供工艺汇总工具;


5) 提供工艺文件的变更和版本管理支持;


6) 提供BOM多視圖管理工具;實現完整產品結構樹的管理;提供EBOM-PBOM-MBOM的轉化工具;提供產品結構比較工具並輸出差異表;


7) 提供工艺文件的签审流程管理工具;


8) 提供编码管理工具;


9) 提供集成接口,實現與現有WINDCHILL、SAP的集成,同時提供開放的接口以保證與後續其它信息系統的集成;


10) 系統需要保證數據的安全,例如用戶登錄驗證、權限、數據存儲安全等


2.2系统建设目标


1)工艺设计


(1) 提供工藝標準化和規範化定義工具,實現朝柴工藝文件格式、樣式、內容、來源及輸出的標準化定義,開放的定義工具能夠滿足朝柴業務發展的變化的要求;


(2) 提供TS16949輔助設計工具。建立朝柴TS16949基礎知識庫,並實現基於知識庫的文檔快速編制工具;實現複雜數據關聯,保證過程體系文件間的數據一致性;建立支持TS16949質量體系的文檔管理體系和過程管理體系,同時保證文檔的輸出滿足格式規範的要求;


(3) 提供方便快速的编辑工具,通過基於可視化編輯平臺上的圖形處理、文字處理、表格處理、符號處理、公式計算、定額管理、專業工藝編制工具等爲朝柴構建基於圖文表一體化的工藝編輯平臺;同時提供工裝、材料、設備等的管理以及工藝成本的管理。


(4) 建立工藝知識的沉澱和管理體系,構建朝柴標準的企業級工藝知識庫,實現工藝資源管理(例如工藝術語庫、工裝庫、設備庫、材料庫等)、典型工藝管理等的統一管理;在進行工藝設計時可以隨時進行知識庫的查詢,並方便地將查詢結果進行單格、多行、多格關聯的填寫,以促進朝柴產品工藝數據管理的規範化和標準化;


(5) 提供工時、工裝、材料管理工具,實現定額、資源等信息的快速編制和統一管理;


(6) 工藝過程信息、工裝信息、材料信息、工時信息、質量信息、更改信息自動彙總統計;


2)工艺管理


(1) 建立統一的工藝數據管理平臺:工藝技術資料基於數據庫分類關聯管理,條目自動編碼,相關技術數據可方便地查詢;形成工藝知識積累和沉澱體系;


(2) 實現項目管理和工作流管理,充分考慮朝柴現有的作業方式和工藝文件管理流程,結合信息化手段,將朝柴業務流程固化到計算機管理系統中執行,最大程度將低效率、重複性的手工勞動轉爲自動化流程,實現工藝設計工作無紙化管理;


(3) 建立以產品爲中心的工藝信息化協同工作平臺,相關技術團隊協同工作,在工廠各部門之間實現資源共享和協同的產品開發、工藝設計、工裝設計和部分製造設備的集成管理,使工藝設計信息共享、過程可控、工具統一,實現朝柴工藝設計的標準化、規範化、信息化;


(4) 可進行技術更改管理,自動處理產品更改單信息,更新相關BOM數據,保證產品和工藝數據的一致性、準確性和完整性;提供批次、時間有效性、版本管理功能,有效控制產品數據的技術狀態,爲生產部門提供可靠的技術準備數據和信息;


(5) 建立BOM協同管理平臺,保障EBOM、PBOM、MBOM的一致性、正確性、完整性;


(6) 提供多種工藝查詢工具,提高數據檢索效率,提高數據複用性;


(7) 保障產品和工藝數據的安全;利用系統進行數據的傳遞,不同角色對應相應權限(瀏覽、打印等),最大可能地減少技術文件流失。


3)系统集成


數據和信息傳遞通暢:產品數據可從產品研發部門(Windchill)方便導入,工藝數據可方便導出給SAP系統;實現CAD/PDM/CAPP/ERP的全面信息集成,避免重複輸入帶來的低效和不一致性。


3 东风朝柴工艺管理系统的应用


3.1 系统建设思路


開目公司在對朝柴的需求理解的基礎上,提出建立基於TS16949質量體系的從工藝規劃,工藝協同,工藝管理等多層次的工藝設計與管理業務信息支撐系統,並充分考慮與PDM、ERP系統的有機集成,爲東風朝柴搭建統一的工藝業務協同平臺和工藝數據管理體系,重點解決工藝處對工藝文件包括五大文件(產品和過程特殊特性、產品過程流程圖、控件計劃、PFMEA、作業指導書)等快速編制及其籤審變更流程管理、生成各種工藝報表、工裝和設備的臺帳管理、快速編制裝配變型工藝卡、各類資源庫和知識庫的建立以及與PDM、ERP系統的集成。


具体地:


1)從技術的角度,首先工藝管理系統接受設計數據(可來自上游PDM)→基於接收的EBOM進行工藝任務分派→工藝人員自動接收工藝任務,根據任務要求編輯TS16949文件,編輯時可參閱系統中已有的大量歷史文檔並借用→如有BOM的轉換,可進行工藝BOM管理和對於變型設計的變型卡管理→在編制工藝文件的同時進行工時、工裝、材料等的管理→得到各類工藝文件的輸出結果→發佈工藝信息,完成工藝設計→工藝信息輸出到下游的ERP/MES等系統。


2)從管理的角度,在這一業務線中系統提供諸如工藝數據管理、過程管理、更改管理、數據中心、系統管理、安全管理等功能進行支撐,協助工藝人員在工藝設計過程中加快效率改善管理機制。


3.2东风朝柴工艺管理系统重点功能介绍


東風朝柴工藝管理系統在實施過程中,幾乎涵蓋了從BOM管理、工藝文檔管理、流程管理、變更管理、統計彙總、編碼管理、工藝資源管理、權限管理、日誌管理、數據建模、輸出打印等所有功能模塊。本文主要對東風朝柴工藝管理系統中個別重點功能進行簡要介紹。


3.2.1與WINDCHILL、SAP系統集成


1)与WINDCHILL系统集成


考虑到东风朝柴WINCHILL(PDM)系統與工藝管理系統集成需要交互以下三類數據:物料數據、產品結構數據、機型屬性文件(實體文件),且數據集成過程中儘量減少人工干預過程,故集成採用中間數據表和WebServices服務來交換數據。當設計審批流程完成後調用工藝管理系統提供的WebServices服務一次性將物料數據、產品結構數據、機型屬性文件發佈到工藝系統中(含變更信息)。



圖3.2.1-1:KMPPIM與WINDCHILL數據集成框架


场景描述:


在WINDCHILL系統中,當EBOM籤審後會收到“是否進行EBOM的發佈”任務



點擊進入任務後,選擇是否“發佈EBOM”,並完成任務即可



完成任務後,系統會收到CAPP反饋的發送成功或失敗的標記,當發佈成功後,KMPPIM系統會自動生成當前發佈的EBOM結構樹



2)与SAP系统集成


東風朝柴SAP系統與工藝管理系統集成主要採用傳統的RFC接口方式來實現系統間信息通訊。集成主要涉及刀具、工藝進程等信息。數據傳輸過程全部在任務流轉過程中來實現,沒有人工干預環節。



圖3.2.1-2:KMPPIM與SAP系統刀具申請流程



圖3.2.1-3:KMPPIM與SAP系統工藝信息申請流程


工艺信息传递业务场景描述:


針對編制完成的工藝文件,發起審批流程



當“批准”步驟“提交任務”後,KMPPIM系統自動將當前流程的工藝信息(工序號、工序名稱、工時)發送給SAP系統。



如SAP系統成功創建工藝信息信息,則工藝文件申請流程自動結束。如SAP系統未能創建當前工藝信息,KMPPIM系統會有“創建失敗”提示,任務將不會關閉。


3.2.2快速编辑变型卡


變型卡是東風朝柴業務中爲了應對發動機變型種類多,訂單量大、週期短等實際情況而帶來的產物,主要是通過變型卡指導裝配車間快速完成對變型發動機的裝配工作。變型卡里的內容不僅包括了變型產品與基型產品的差異情況,還包括了一些特定的關重件(如:曲軸、齒輪室、飛輪殼等)、裝配內容、隨機發運件、指定廠家件等信息,同時還有善後的零部件信息,是朝柴指導車間生產的重要工藝文件。


下圖是朝柴變型卡編制界面,“產品結構”是根據WINDCHILL發佈過來的結構來展示,“基型屬性文件及差異清單”是從設計提供的基型屬性文件中自動提取的。而實際編制時,系統還會根據工藝人員預處理的信息將一些關重件自動添加到“裝配”或“善後”的內容中,工藝人員只需要根據產品需要添加其他差異零部件即可。



3.2.3TS16949工具實現五大工藝文件快速編輯


東風朝柴的工藝專業主要有機加、裝配、鑄造三大類,各專業工藝主要編制的工藝文件包括過程流程圖、FMEA、控制計劃、作業指導書、特殊特性清單等五大過程體系文件以及其它相關工藝文件,其中過程流程圖、FMEA、控制計劃等文件各專業工藝差別不大,而作業指導書則根據不同專業有一定的差別,例如機加作業指導書主要是定義工序的加工參數、檢查項和檢驗方法以及工序加工圖,而裝配指導書由主要是定義裝配清單、裝配方法以及裝配爆炸圖等。而實際工藝編制過程中,過程流程圖、FMEA、控制計劃、作業指導書、特殊特性清單等五大過程體系文件中又存在大量的數據迭代的關係,爲了滿足朝柴工藝編制過程中,工藝文件快速生成,保證數據迭代的一致性,故採用TS16949工具來實現五大工藝文件編制業務。


下圖是開目公司在東風朝柴採用TS16949工具來實現五大工藝文件編制的界面。該功能的優點是直接將TS16949工具嵌入到KMPPIM系統中使,其成爲一個整體。其中涉及到的一些設計數據可以直接從系統中自動傳遞,工藝數據結構清晰、迭代的數據可以自動集成,能夠添加或直接在線編制CAD格式的附圖,導出時快速生成工藝卡片等。



图3.2.3-1:五大工艺文件编制界面



圖3.2.3-2:通過TS16949工具導出後的工藝文件


4应用效果总结


目前,自2015年初系統上線後,KMPPIM系統已在東風朝柴各技術部和車間全面推廣應用。得到了企業各部門業務人員及管理人員的一致認可,解決了工藝文件編制和管理使用的技術手段落後,文檔不規範、不統一,信息分散無法共享,重複工作多,缺少支撐工藝規劃和設計的資源庫,存在生產現場和工藝指導文件有不一致等諸多問題。同時,系統整體運行平穩,集成數據交互通暢、穩定,從工藝資料管理的安全性、數據管理及查詢方式、文件的編制效率、過程管理的嚴謹性、數據發佈等環節均得到了改善。通過工藝系統的實施,也爲企業培養了一批具備信息化技能的工程技術人員,企業也形成了一整套系統運行的制度和規範,極大的提高了企業整體信息化管理水平,提升企業競爭力。