開目PDM助五菱打造創新軟實力

柳州五菱汽車工業有限公司

【企業簡介】


柳州五菱汽車工業有限公司(以下簡稱柳州五菱),成立於2007年,是柳州五菱汽車有限責任公司(以下簡稱五菱集團)以零部件、發動機和專用車三大主業核心資產與香港上市公司俊山五菱汽車集團有限公司(HK0305)合資共同設立的大型中外合資企業,總資產45億元。柳州五菱專注於經濟型微型汽車的發動機、零部件和專用車業務,主導產品及產能爲:汽車前後橋、衝焊件總成、制動器總成、儀表板等年配套能力達75萬臺;汽車發動機年生產能力達80萬臺;微型、輕型專用車年生產能力達5萬輛。


【合作歷程】


2009年初開始與開目公司開始在PDM領域進行合作。


2011年9月,歷時30個月精細實施的五菱PDM項目順利通過驗收。


2011年11月,爲五菱集團旗下柳州五菱柳機動力有限公司全面部署PDM系統。


2012年12月,展開PDM系統深化應用。


【信息化背景】


隨着我國加入WTO和汽車產品關稅的逐步下調,汽車市場的開放性和競爭性會越來越強。面對激烈的市場競爭,汽車產業進行產業升級提升企業核心競爭力成爲汽車行業製造企業的當務之急。在這樣的市場環境下,柳州五菱也開始了基於打造企業核心能力的信息化之路。


柳州五菱的信息化建设与企业的發展戰略息息相關,圍繞企業發展戰略,其發展歷程如下:




柳州五菱信息化发展历程



柳州五菱信息化管理平台规划


【解決方案】


五菱集團自2009年與開目結成戰略伙伴關係以來,由柳州五菱牽頭,先後在柳州五菱、南寧五菱桂花車輛有限公司、柳州五菱寶馬利汽車空調有限公司等旗下企業構建了以PDM/CAPP系統爲核心的企業信息化系統,以打造集團級企業技術和產品創新平臺。


根據柳州五菱戰略規劃目標,部署PDM系統架構方案如下:



柳州五菱PDM系统架构


【信息化應用】


通過PDM系統的實施和深化應用,柳州五菱構建起了以圖文檔庫、BOM庫、任務庫、流程庫爲基礎的技術管理平臺,將柳州五菱的新產品研發、圖文檔管理、BOM管理、工藝設計與管理、流程管理、變更管理、產品配置管理、交付物管理、項目管理等多項業務進行了梳理和整合,並實現了與上下游業務的集成。主要應用功能如下:


1. 多BOM管理


柳州五菱产品结构管理的核心内容是維護BOM表,其相關的BOM包括EBOM、 xBOM(工序件、中間件)、成本BOM、採購BOM、售後維修BOM等多種BOM。


系統實施之前BOM表是Excel格式的表格,由專職的BOM管理員進行BOM表的手工維護。人工BOM表維護不僅工作量非常大,而且不準確。BOM的版本也是人工通過另存的方式進行維護,在經歷了多個版本的變更之後,很難搞清楚BOM版本所對應的階段及狀態。


通過PDM系統的實施,主要實現了以下BOM管理功能:


① 能夠方便的進行產品結構的維護,支持在產品結構上添加、移去零部件節點。


② 能夠方便的記錄一個產品在產品開發的週期過程中不同階段的BOM信息,方便查詢並有效管理。


③ 提供不同阶段不同版本的BOM比较。


④ 設計BOM信息能夠隨着產品開發的進行,自動進行維護,例如在BOM樹中顯示當前所有零部件的最新發布版本,或者是最新開發版本等等。


⑤ 能夠支持用產品定義表的形式表達各個車型所屬總成之間的關係。


⑥ 提供自動轉換工具,能夠在預先定義好轉換規則的基礎上,自動實現EBOM向xBOM的轉換。


⑦ 能夠實現BOM表向EPL表的轉換,轉換過程可以是自動的,也可以手工的。


⑧ 提供強大的數據彙總工具,可以方便地進行各類彙總。彙總的結果可以按照用戶指定的格式進行輸出。



根據預先定義的規則實現EBOM向PBOM的自動轉換



PBOM比较



基於產品BOM結構的彙總(產品明細表、採購清單)


2. 零部件管理


除了對零部件的圖紙、三維模型、屬性等進行管理外,柳州五菱零部件的管理重點是圖號的編制管理。目前柳州五菱的圖號編制規則比較多,在實際使用過程中,由於是人工進行管理,所以連帶出很多問題,比如重號的問題,同碼不同版的問題,更改後由於範圍不清晰所以造成更新不徹底的問題等等。


通過PDM的實施有效地解決了這個問題,並主要實現以下功能:


① 零部件可以分類進行管理,每種分類對應一個類碼,在這個零件分類中創建零件可以自動調用該大類的類碼。


② 在創建零件的時候,支持使用編碼規則,編碼規則可以自己進行定義,一個類中的零件可以調用若干不同的編碼體系生成編碼。


③ 支持一個零件多張圖紙(包括造型圖等);也支持一張圖紙(或者文件)支持多個零件即零部件族的方式表示。


④ 支持零件代號相同,但是版本不同,選取任何一個版本的零件,都可以看見其他相關的版本。



数据的分类和关联管理



围绕产品结构管理产品数据


3. 产品配置管理


在市場競爭激烈的今天,越來越多的企業開始採用大規模定製的模式,把配置項的選擇權留給用戶,這對企業配置管理提出了很高的要求。


企業爲滿足市場上不同客戶的個性化需求,經常是在產品設計時就考慮設置多種用戶選擇項,一個產品的設計BOM裏面可以變化的地方可能有幾項到上百項,每個選擇項有多個備選值,如果選項都是獨立的,也就是說一個選項的選擇並不影響另一個選項的選擇(例如選擇用什麼樣的汽車空調和選擇用什麼樣車載導航儀完全無關),那麼所有備選項個數的乘積就是總的可能的變化組合數。


產品配置管理,這個術語的含義很多,這裏狹義地指產品結構上的選項,以及從設計BOM中變型得到訂單(或稱批次)的產品BOM的過程。對於配置管理的能力也很大程度上反映出企業在管理上的水平。



柳州五菱产品配置管理典型业务过程


KMPDM支持進行靈活地產品配置管理,並實現以下功能:


1)实现系列化车型谱系管理


利用可變產品結構管理,通過建立包含可選件、替換件、代用件等的產品全結構,形成車型譜系類,建立產品超級BOM。基於定義好的超級BOM和產品參數,柳州五菱預先定義了多種常規車型譜系的配置規則,以快速根據用戶選定的參數生成訂單BOM,如下圖所示:



柳州五菱产品配置规则定义


2)實現基於超級BOM的產品配置,提高車型配置效率


產品超級BOM是一種可變產品模型,定義了一種包含多種可預見產品配置可能性的結構模型,它允許定義零部件選配信息,包括替換、互換關係和結構選項等。


① VSN码管理


柳州五菱採用VSN碼進行訂單車型管理,每一VSN碼對應一個訂單車型。通過訂單參數的定義,能夠生成一個VSN碼,VSN碼作爲車型配置的輸入參數,可以在超級車型BOM上生成一個具體的訂單車型配置表。



VSN码管理


② 标准订单产品基于产品模型的快速选配


產品配置過程就是從可變產品模型逐級精確的過程,其結果是可以提交給客戶的具體的產品結構。開目PDM系統通過手工選配或基於規則的條件配置,實現基於產品模型的快速選配。


通過選配結構維護和產品配置功能,還可以很好解決快速查找選配件的問題。



輸入選配參數,根據配置規則自動生成用戶選配結構


③ 特型车的增减件清单管理


當用戶需求較特殊時,作爲特型車處理,此時由用戶根據客戶需求在常規車的基礎上編輯增減件,以生成特型車BOM。



特型车的增减件清单管理


3)建立車型配置發佈、更改和版本管理機制,保證車型數據發佈的及時性、準確性。


參照現有的產品數據、車型數據、圖紙、EBOM的發佈與變更流程定義車型系列的發佈和變更流程。基於車型產品的基礎上,通過二次開發實現車型配置表的自動彙總和發佈,提高車型公告及車型配置表發佈的及時性和準確性,爲銷售、生產、採購提供及時可靠的整車數據。


生成的訂單BOM可以根據用戶指定的數據格式進行輸出,例如輸出爲XLS表等。如下圖所示:



订单BOM输出为XLS表


4)系列化零件设计,提高零件设计效率。


建立系列化零件庫,實現系列零件的派生設計,系列零件可共圖共工藝,可實現參數化的零件圖紙設計,提高系列化零件的設計和管理效率。



系列零件管理


4. 文档管理


系統實施前,柳州五菱的文檔全部採用的是集中管理的方式進行,在服務器上將工程數據文件和項目記錄文檔分別按照規定目錄進行管理。雖然有明確的文檔管理規定,但是由於採用的是人工管理,存在文件查找困難、版本和有效性難以確認、容易出錯等問題。


通过PDM系统的实现,已实现如下功能:


1)能够实现所有的数据按照类别进行管理。


2)支持對版本有效性的管理,能夠很快檢索出零件的最新版本和最新發布版。


3)能够对数据所处的阶段、状态进行标识。


4)能夠方便的按項目、類別、產品等進行數據檢索。


5)支持標準化文件的管理,可以有項目專屬的標準,也可以有通用的標準。


6)對象的命名可以用編碼規則的方式進行統一管理。


7)图档属性与PDM属性可以进行互动。


5. 工作流管理


目前柳州五菱的實際業務情況,PDM系統主要實現了以下幾類流程管理:


1)歷史數據審批流程:用於歷史數據的發佈,快速鎖定歷史數據


2)變更申請:在產品變更前進行評估,提高產品質量,加強設計協作


3)變更影響分析:系統將會自動檢索所變更數據相關聯的數據並提示進行評估,如 根據變更的零部件檢索出使用了該零部件的總成/組件、PBOM 等並列出,工程師可以選擇“變更、受影響、停產/廢止”


4)變更影響執行:根據《變更申請》中的變更影響分析,提示工程師選擇當前工作指令關聯數據的處理模式“生產發佈、受影響、停產/廢止”。《技術工作指令》批准後,系統會根據工作指令指示進行新、舊版本的替代。


5)產品試製審批流程:對試製數據進行審批,保留試製版本數據,便於跟蹤設計


6)產品設計審批流程:產品正式發佈前進行各項審覈,確保數據的正確與有效。


7)技術工作指令審批流程:通過《技術工作指令》可以發佈數據,只有通過《技術工作指令》,數據纔會切換到“發佈”狀態。


6. 交付物管理


柳州五菱屬於整車製造性質,整個生產過程需要執行TS16949標準,在生產過程中,共有9大階段在每個階段都有不同的文檔,在一個車型完成後,需要向相關部門或企業,提供九大階段對應TS16949標準文檔。柳州五菱技術中心有一個專門從事項目管理跟蹤的部門,主要針對常規設計項目中的16949文檔體系的完成情況進行日常跟蹤。


交付物主要是指證明按規定流程完成任務的過程證據(如設計任務書、試驗報告、測量計劃、樣件等)。交付物計劃的生成通常由設定好的流程模板輔助生成。柳州五菱日常最終統計的交付物清單列表內容如下:



交付物清单管理


上表中將對指定總成級的產品數據進行項目交付物統計,總成級別下級零件全部展開,採購級不顯示下級N/A結構(考慮是否增加一個過濾選項,即將採購級全部展開)。而統計表第L列開始就是針對整個APQP計劃中所需要統計的每一類項目文檔的完成情況統計,每一個文檔只需要統計“計劃完成時間”和“實際完成時間”。


KMPDM系統交付物管理中,主要是通過對交付物的定義以及統計方法的定義,實時進行交付物的統計,以查看交付物完成情況。通過KMPDM提供的交付物統計,能夠分別對某產品所處項目的九個階段進行統計。對統計成果能夠進行查詢、追溯和管理。


交付物統計的總體原則是根據KMPDM系統的整體項目文檔管理模式,即當某一個項目文檔走完其制定流程後,可以和指定對應的產品數據進行關聯(流程驅動或者手工添加)。



交付物统计


7. 断点管理


斷點是指新老狀態切換的交替點。對斷點的管理涉及銷售公司、技術中心、生產製造部/生產運營部、採購中心、質量部等等。斷點管理需要解決的問題:


1) 斷點零件的信息進行管理,並及時向下遊發佈。


2) 断点的实现 ,以及过程的监控。


3) 断点停息的收集和反馈。


4) 断点通知的发布。


柳州五菱通過KMPDM中進行斷點信息管理,在ERP中進行斷點的執行,實現斷點的管理。首先,在KMPDM中,柳州五菱的用戶在變更流程最後增加節點“斷點”。在該節點中通過KMPDM與ERP的集成接口,向ERP發送與斷點管理相關信息。信息包括:件號及版本、起用要求【時間切換,件數切換,庫存件用完切換】等。其次,在ERP執行完成後,通過接口,執行信息會反饋到KMPDM中關閉該變更流程。同時系統在斷點發生/即將發生時發佈提示信息,供用戶參考。具體實現流程如下圖所示:



8. 集成


1)与UG集成


柳州五菱做設計的時候主要使用的是UG,二維CAD主要用來出工程圖,畫模具,做工藝卡片,做焊接說明。柳州五菱的技術人員會將三維數模導出成DXF格式,然後使用二維 CAD進行修改。


KMPDM系統支持從UG5.0版本中提取技術中心及聯發產品設計模型,提取相應的產品結構和屬性信息,在PDM系統中完成圖文檔管理工作。


① 支持從UG中獲取產品結構;在提取UG文件產品結構樹時,對同層下的相同零部件進行數量合併,並且形成的結構樹次序和UG內部裝配次序一致;


② 在從PDM中打開UG進行編輯時,如果是在結構中直接通過UG的裝入本地組件將本地磁盤上其他目錄下的UG零部件(包括零件、組件兩種情況)裝入到裝配結構中後,當檢入該結構後,從本地裝入的子零部件並沒有被更新到PDM結構中(通過插件功能從PDM中選擇裝配的則可以被更新到PDM結構中);


③ 提取UG文件時,如子零部件的數模文件不完整,系統仍舊允許導入,對無數模文件的但在PDM中已有對象的,默認引用PDM中的最新版本;無數模且在PDM中無對象的,自動創建一個代號和結構樹上節點相同的對象;


④ 提供屬性的批量填寫工具,能夠在一個裝配文件中,批量的填寫其中所有零部件的的屬性;


⑤ 如果在UG數模中定義了某個零件或者總成是“虛件”則在BOM表中不出現該零件或者總成。


⑥ 在PDM中創建零部件時可以自動調用UG中定義的模板。



KMPDM与UG的集成


2)与加密系统集成


系统主要实现:


① PDM系統中的數據不加密,以確保數據的共享


② 對從PDM系統中下載的數據進行加密,保證數據的安全性


③ 對客戶端進行驗證,未安裝加密系統的客戶端不允許登錄PDM系統



KMPDM與柳州五菱加密系統集成的流程示意圖


【應用價值】


2009年年初,五菱與開目結成戰略伙伴關係,以PDM爲中心爲五菱構建企業信息化系統、搭建企業的技術及產品創新平臺。開目公司董事長陳卓寧親自掛帥實施該項目,經過二年多的需求深度挖掘、定製開發、實施及應用,高質量地完成了合同規定的所有功能定製、開發和交付,涉及系統升級和歷史數據遷移、圖文檔管理、數據流程管理(產品工程工作指令、變更管理)、BOM轉換管理、產品配置管理、交付物過程管理、與UG7.5集成等十多項內容。截至2011年8月,五菱技術中心共裝機450臺,每天同時在線平均人數達110人,遷移和創建車型數據多達112個、產品數據47539條、數據模型30307個。


在柳州五菱PDM項目的實施過程中,開目公司根據企業業務特色和汽車行業應用特點,開發了很多五菱甚至是汽車行業獨具特色的應用。例如,爲解決需大量人員維護多個BOM問題而實現的從設計BOM到工藝BOM的自動轉換功能、解決人工管理整車配置效率低下問題的基於整車開發的產品配置管理、解決每個項目階段的文檔交付信息手工統計的交付物管理、以及基於TS 16949( 汽車行業質量管理體系)的產品數據、產品質量特性以及過程數據的系統管理,產品工程工作指令流程驅動等等。柳州五菱PDM應用價值主要體現在:


1) 建立整車研發的配置管理模式,實現了整車產品增減BOM管理和精確BOM的生成與輸出。


2)实现开发过程管理和异地工艺部署。


3)实现产品研发知识,提高产品研发效率。


4)通過異地備份機制和關聯更新,實現了產品數據異地同步,異地整體研發過程協同處理。


5)实现了产品研发过程流程控制。


6)通過以上應用爲柳州五菱大力節約人力成本、快速、高效響應客戶個性化定製需求、實現產品數據精細化管理做出了重要貢獻。