中國機(jī)車車輛行業(yè)作為典型的現(xiàn)代制造企業(yè)，在全球經(jīng)濟(jì)一體化環(huán)境下，正面臨著產(chǎn)品交貨周期短、產(chǎn)品加工成本低質(zhì)量高等壓力。為此企業(yè)需要從產(chǎn)品全生命周期(PLM)的角度，對企業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理和挖掘，以高質(zhì)量、低成本、快速交付等手段占領(lǐng)市場。實(shí)現(xiàn)由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變。
西門子公司的全生命周期管理平臺Teamcenter是基于Web計(jì)算特點(diǎn)而產(chǎn)生和發(fā)展的，它采用軟件組件的思想和J2EE架構(gòu)，將業(yè)務(wù)邏輯從客戶端、服務(wù)器端中獨(dú)立出來，使得產(chǎn)品研發(fā)、運(yùn)維相對比較便利，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展能力，更適應(yīng)于日趨復(fù)雜的企業(yè)商務(wù)邏輯需求，方便用戶在全球化的環(huán)境下從事產(chǎn)品研發(fā)工作。
1 PLM
產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)是在Web環(huán)境下，以整個(gè)生命周期內(nèi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)，研究產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)從產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造到銷售等過程的管理與協(xié)同，旨在盡量縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、降低成本、盡量滿足用戶需求。它為企業(yè)提供支持產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化的集成化產(chǎn)品協(xié)同與制造系統(tǒng)，是一種戰(zhàn)略性的思想方法。綜合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)對PLM的解釋，將產(chǎn)品全生命周期分為需求論證過程（預(yù)方案過程、方案搜索過程），研制過程（方案設(shè)計(jì)過程、研制過程、設(shè)計(jì)定型過程），生產(chǎn)過程（資源配置過程、產(chǎn)品生產(chǎn)過程、生產(chǎn)定型過程），運(yùn)維過程（客戶支援過程、保障過程），處置過程（回收過程、再利用過程、報(bào)廢過程），圖1是PLM示意圖。
圖1 PLM示意圖
2 Teamcenter
Siemens的Teamcenter是一種先進(jìn)的PLM系統(tǒng)，是全世界最廣泛使用的PLM系統(tǒng)。Teamcenter是基于一個(gè)單一的、開放的、面向服務(wù)的體系構(gòu)架，是業(yè)內(nèi)首個(gè)將單個(gè)軟件應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)樵赟OA的基礎(chǔ)上建立的，跨專業(yè)、跨項(xiàng)目階段和計(jì)劃的真正集成化的PLM解決方案，為大小制造企業(yè)平臺提供可擴(kuò)展性、應(yīng)用豐富性以及可配置性。
2.1 Teamcenter體系結(jié)構(gòu)
Teamcenter的基本結(jié)構(gòu)：①位于服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫；②位于文件服務(wù)器上的電子倉庫；③連接在網(wǎng)絡(luò)上的全部用戶客戶端軟件。Teamcenter系統(tǒng)由多個(gè)層次組成，分別是用戶界面層、應(yīng)用工具層、核心模塊層和系統(tǒng)模塊層。
2.2 Teamcenter功能模塊
Teamcenter是架構(gòu)成熟、功能全面的PLM解決方案。主要模塊包括文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、流程管理、項(xiàng)目管理、編碼管理、權(quán)限管理等，支持自頂向下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和多種靈活可靠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置。
3 基于Teamcenter的機(jī)車車輛PLM系統(tǒng)
近幾年，隨著鐵路大提速，機(jī)車生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新速度隨之不斷提高。機(jī)車車輛產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及的零件種類繁多，且新車型不斷出現(xiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)據(jù)量非常龐大。加上客戶的需求不同，造成產(chǎn)品開發(fā)工作量很大，設(shè)計(jì)更改頻繁。機(jī)車產(chǎn)品的開發(fā)過程涉及到機(jī)械、電氣、動力、空氣和軟件等多學(xué)科數(shù)據(jù)，同時(shí)在整個(gè)車輛研發(fā)過程中需要市場、研發(fā)、工藝、供應(yīng)、制造、質(zhì)量、服務(wù)等部門的協(xié)同合作，只有把業(yè)務(wù)流程和過程數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，才能更好地完成項(xiàng)目目標(biāo)。對機(jī)車車輛行業(yè)實(shí)施PLM系統(tǒng)是縮短研發(fā)周期、提高市場競爭力的必要條件。
3.1 傳統(tǒng)裝配管理模式
圖2為某機(jī)車車輛企業(yè)傳統(tǒng)的貫穿機(jī)車產(chǎn)品生命全周期的管理模式。傳統(tǒng)的制造管理模式存在如下問題：
(1)生命周期各個(gè)階段靠人工、電話或傳真的方式進(jìn)行信息傳遞；
(2)整個(gè)產(chǎn)品的BOM結(jié)構(gòu)靠手工維護(hù)；
(3)各階段工作串行進(jìn)行，需等待上階段任務(wù)完成，后續(xù)工作才能進(jìn)行，產(chǎn)品的開發(fā)速度受模式制約；
(4)不同階段在不同的系統(tǒng)中進(jìn)行，而系統(tǒng)之間項(xiàng)目孤立，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺，難以保證數(shù)據(jù)一致性。
圖2 某機(jī)車車輛企業(yè)傳統(tǒng)的制造管理模式
3.2 基于Teamcenter的PLM裝配管理模式
由于傳統(tǒng)的制造管理模式制約了產(chǎn)品的研發(fā)速度，不能保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性。機(jī)車車輛行業(yè)的裝配管理模式應(yīng)該逐步面向并行開發(fā)，且所有工作在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺下進(jìn)行。而Teamcenter覆蓋產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和使用等全生命周期過程的數(shù)據(jù)管理，各個(gè)功能模塊采用統(tǒng)一的SOA構(gòu)架，為用戶提供了一套完整的端到端PLM組合，有利于由小到大逐步擴(kuò)展的實(shí)施策略，小斷擴(kuò)展對產(chǎn)品全生命周期過程的控制范圍，從而持續(xù)提高企業(yè)內(nèi)外的協(xié)同能力和生產(chǎn)效率。針對上述分析，采用現(xiàn)代PLM制造管理模式對機(jī)車車輛行業(yè)的信息化建設(shè)工程勢在必行。圖3為某機(jī)車乍輛企業(yè)基于Teamcenter的PLM制造管理模式。
圖3 某機(jī)車車輛企業(yè)基于Teamcenter的PLM制造管理模式
與傳統(tǒng)的裝配管理模式相比，基于Teamcenter的PLM裝配管理模式具有如下優(yōu)勢：
(1)所有工作在統(tǒng)一的Teamcenter平臺下進(jìn)行，確保數(shù)據(jù)的一致性；
(2)設(shè)計(jì)與工藝并行進(jìn)行，縮短研發(fā)周期，工藝介入設(shè)計(jì)工作，降低了設(shè)計(jì)更改率；
(3)在產(chǎn)品全生命周期過程中數(shù)據(jù)同步快速共享；
(4)各階段并行工作使系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量更高。
3.3 結(jié)果比較
通過3.1節(jié)和3.2節(jié)的分析，表1給出了某機(jī)車車輛行業(yè)傳統(tǒng)制造管理模式與基于Teamcenter的PLM制造管理模式在產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用中的比較。
表1 傳統(tǒng)制造管理模式與基于Teamcenter的PLM管理模式
雖然基于Teamcenter的PLM制造管理模式技術(shù)難度高，但是它使所有的工作都在同一管理平臺Teamcenter下進(jìn)行，且各個(gè)階段的工作都是并行進(jìn)行，保證了數(shù)據(jù)的一致性，有效地縮短了設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量。提高了機(jī)車車輛行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分析管理和挖掘能力，以高質(zhì)量、低成本、快速開發(fā)產(chǎn)品等手段占領(lǐng)市場，提高了企業(yè)的市場競爭力。
通過對某機(jī)車車輛企業(yè)基于Teamcenter的PLM系統(tǒng)實(shí)施，可以看出，PLM作為一種綜合技術(shù)是機(jī)車行業(yè)實(shí)施數(shù)字化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性、公用性軟件。Teamcenter是基于一個(gè)單一的、開放的、SOA體系構(gòu)架，而面向SOA的架構(gòu)易于擴(kuò)展，支持并行設(shè)計(jì)，是復(fù)雜制造業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品全生命周期管理的首選軟件。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：基于Teamcenter的機(jī)車車輛PLM系統(tǒng)的應(yīng)用
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