引言
隨著科技進步,企業(yè)對知識和信息的管理也日益重視起來。對于制造業(yè)來說,以信息化帶動工業(yè)化,以信息技術(shù)、各種先進制造工藝技術(shù)及其管理技術(shù)等武裝制造企業(yè),全面提升面向PLM產(chǎn)品全生命周期的工藝、工裝等設(shè)計及管理水平,是提高制造業(yè)競爭力和經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。企業(yè)的工藝管理水平以及企業(yè)的工藝技術(shù)水平直接決定著各種投入資源在生產(chǎn)過程中的變換效率,決定著企業(yè)經(jīng)濟效益的優(yōu)劣。作為產(chǎn)品設(shè)計與制造生產(chǎn)之間的中間橋梁,工藝設(shè)計是PLM產(chǎn)品全生命周期管理的重要組成部份,工藝管理及其工藝編輯軟件作為工藝設(shè)計的輔助設(shè)計管理工具,在制造行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。實踐證明,工藝管理系統(tǒng)有助于提高工藝管理標準化,提升工藝設(shè)計效率,杜絕重復(fù)維護數(shù)據(jù),減少錯誤發(fā)生,使工藝員與管理人員從繁重的重復(fù)工作中解脫出來,集中精力投身到技術(shù)工藝研究中去。
但是,在衛(wèi)浴五金制造企業(yè)中,工藝信息化系統(tǒng)建設(shè)方面一片空白,如何提高工藝管理水平,使工藝設(shè)計質(zhì)量與效率,推動工藝技術(shù)的進步,促進工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,成為衛(wèi)浴五金制造業(yè)管理者急需解決的問題。路達作為國內(nèi)衛(wèi)浴五金制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,率先進行了工藝信息化管理的規(guī)劃與投入,引進并實施了工藝管理系統(tǒng)及其CAPP工藝編輯軟件項目,為衛(wèi)浴五金制造業(yè)的工藝信息化管理做了大膽的嘗試。
1 衛(wèi)浴五金制造行業(yè)的特點
衛(wèi)浴五金制造行業(yè)是一個離散性特征很強的制造業(yè),生產(chǎn)過程主要是金屬加工和部件的裝配為主,日常運作中的各個環(huán)節(jié)通常都以傳統(tǒng)人工管理的方式進行的。其主要的生產(chǎn)工藝包括鑄造、壓鑄、鍛造、沖壓、脹形、熱表處理、車、銑、刨、磨、鉆或鈑金成型等,產(chǎn)品種類繁多,規(guī)格各異,同時其原材料品種繁多,不同尺寸、不同顏色、不同規(guī)格的搭配,以及各種表面處理的加工需求,致使產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝相當復(fù)雜,而且工藝的通用性差。另外,五金制造業(yè)一般遵照訂單生產(chǎn),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多而且外協(xié)、自制兼有。再加上其產(chǎn)品制造周期長、工序多、異常情況多(涉及到返工、報廢、拆分、補料、替換、緩沖物料等)等特點,如何科學(xué)管理五金制造業(yè)的生產(chǎn)、研發(fā)設(shè)計、制造工藝等課題成為了擺在各五金企業(yè)決策者面前的首要課題。
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,很多衛(wèi)浴五金制造企業(yè)都已成功的實施與應(yīng)用了ERP系統(tǒng),為企業(yè)發(fā)展注入了全新的動力,而且,少部份已成規(guī)模的企業(yè)在近年來也加大了設(shè)計端信息化建設(shè)的投入。但是,在工藝管理方面,還沒有任何衛(wèi)浴企業(yè)實施與應(yīng)用工藝管理系統(tǒng)(CAPP),這種現(xiàn)狀與衛(wèi)浴五金制造業(yè)的工藝管理需求形成了巨大的反差。所以,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)必將成為衛(wèi)浴五金制造企業(yè)信息化建設(shè)不可或缺的一部份。
2 路達信息化建設(shè)及工藝管理現(xiàn)狀
路達公司的生產(chǎn)囊括了五金制造業(yè)的大部份生產(chǎn)工藝,包括低壓鑄造、鋅壓鑄造、鍛造、冷沖、脹形以及注塑等成型工藝,同時還有車、銑、刨、磨、鉆等機械加工工藝,表面拋光研磨工藝,電鍍、PVD、雜色表面處理工藝等。復(fù)雜多變的生產(chǎn)工藝給工藝制定部門帶來了極大的困擾,機械工程師的工作量繁重,工藝信息數(shù)據(jù)也難以統(tǒng)一及共享。尤其是近年來用戶需求的不斷變化,市場變化快,小批量訂單增多,再加上公司業(yè)務(wù)的急速增長,促使新產(chǎn)品快速更新?lián)Q代,新產(chǎn)品開發(fā)量與變更量成倍增長,急劇增加了生產(chǎn)工藝的需求量,導(dǎo)致工藝的管理上出現(xiàn)瓶頸,急需專業(yè)的信息化管理軟件幫助管理。
在引進開目工藝管理系統(tǒng)(CAPP)之前,路達公司已經(jīng)部署應(yīng)用的信息系統(tǒng)有Windchil PDM、ERP(金蝶K/3)、Lota車間管理系統(tǒng)(MES)、SRM(供應(yīng)商管理系統(tǒng))等系統(tǒng),研發(fā)設(shè)計、制造生產(chǎn)、外制供應(yīng)商采購均采用了系統(tǒng)管理,各部門的信息化程序應(yīng)用較高,其它部門系統(tǒng)的高效運作同樣對工藝制定管理部門提出了信息系統(tǒng)化管理的需求。
根據(jù)公司整體信息化建設(shè)的規(guī)劃,實現(xiàn)工藝信息系統(tǒng)化管理成為了公司發(fā)展的必然。工藝信息系統(tǒng)的實施將改變工藝制定管理部門工藝管理的沿用手工編制、人工管理的傳統(tǒng)方式,將分散在車間系統(tǒng)及PDM系統(tǒng)的工藝管理業(yè)務(wù),如工藝文件在PDM管理、成本動因、部分工治具在Lota車間管理系統(tǒng)管理等,以及人工管理的業(yè)務(wù)集成到同一平臺上進行統(tǒng)一管理。新的管理方式不僅使工藝制定管理部門減少大量的重復(fù)工作,提升工藝設(shè)計效率;在信息共享方面,也可以實現(xiàn)與其它環(huán)節(jié)的匹配,解決公司信息流在工藝管理這座“獨木橋”上嚴重塞車問題。尤其是BOM管理環(huán)節(jié),由于行業(yè)與公司的特殊性,公司的BOM分為設(shè)計組裝BOM、表面處理工藝BOM、制造工藝BOM三大塊,而且不同的BOM由不同的部門管理與維護,不同BOM之間經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)管理與銜接不正確的情況,BOM數(shù)據(jù)的準確性與唯一性同樣需要系統(tǒng)管理的幫助。
因此,引進先進的工藝管理系統(tǒng)(CAPP),實現(xiàn)PDM、工藝管理(CAPP)、ERP三大系統(tǒng)的集成,消滅技術(shù)部門的“工藝信息孤島”,成為推動公司業(yè)務(wù)發(fā)展和提升工作效益的重大舉措。
3 路達工藝管理系統(tǒng)(CAPP)的規(guī)劃、實施及效益分析
在路達信息化系統(tǒng)群中,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)將成為連接設(shè)計與生產(chǎn)的中間橋梁,是產(chǎn)品設(shè)計(PDM)、工藝開發(fā)(CAPP)、制造生產(chǎn)(ERP)全流程的PLM產(chǎn)品全生命周期管理體系的重要組成部份,是整個系統(tǒng)群集成的核心,有效的控制了工藝數(shù)據(jù)的唯一性和安全性。工藝管理系統(tǒng)(CAPP)在路達信息化體系中的位置如圖所示:
圖1 工藝管理系統(tǒng)(CAPP)在路達信息化系統(tǒng)群的位置分布
作為工藝制定管理部門的日常工作環(huán)境,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)必需有效的控制與合理的組織產(chǎn)品的工藝資源,保證工藝技術(shù)資料與工藝裝備資源的一致性、完整性與安全性,并且推動工藝設(shè)計過程的協(xié)同作業(yè)管理;工藝管理系統(tǒng)(CAPP)在路達公司系統(tǒng)群中作為連接設(shè)計與生產(chǎn)的中間橋梁,在繼承研發(fā)Windchill設(shè)計數(shù)據(jù)的同時,還要實現(xiàn)設(shè)計BOM、表面處理BOM、制造工藝BOM的完美結(jié)合,實現(xiàn)為制造生產(chǎn)提供唯一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的功能。工藝管理系統(tǒng)(CAPP)功能模塊設(shè)計如下圖所示:
圖2 工藝管理系統(tǒng)(CAPP)總體設(shè)計方案
3.1 PDM零件管理
為保證數(shù)據(jù)的一致性與完整性,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)需要繼承產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)的信息,通過系統(tǒng)集成開發(fā),將PDM內(nèi)的設(shè)計BOM、電子圖文檔、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件共用屬性等信息集成到工藝管理系統(tǒng)(CAPP),在工藝管理系統(tǒng)(CAPP)內(nèi)分門別類的地進行管理,為系統(tǒng)的工藝管理模塊、BOM管理模塊、項目管理模塊提供數(shù)據(jù)源,保證了數(shù)據(jù)的唯一性,杜絕了重復(fù)維護數(shù)據(jù)。在本次系統(tǒng)集成中,電子圖文檔的處理采取了一種新的方式,Windchill并沒有傳遞電子圖文檔實體文件到工藝管理系統(tǒng)(CAPP),只是傳遞了文件鏈接,工程師在工藝管理系統(tǒng)(CAPP)中可以點擊文鏈接直接打開Windchill內(nèi)的電子圖文檔,此種集成方式的好處在于減少了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲與負載的同時,消除了兩個系統(tǒng)重復(fù)管理同一文件的情況。
3.2 工藝管理
工藝管理系統(tǒng)(CAPP)把工藝管理主要分為:工藝文檔管理、工藝資源管理、工藝裝備管理三大模塊,提高工藝標準化,優(yōu)化文件管理制度,實現(xiàn)工藝信息高度共享。
3.2.1 工藝文檔管理
首先,根據(jù)不同工藝的要求進行工藝規(guī)范,包括工藝分類、工藝規(guī)程、工藝文件格式、工藝資源、PDM零件信息的繼承、工作流程、各類編號規(guī)則等;其次,優(yōu)化文件管理制度,將紙質(zhì)文件有選擇性的納入系統(tǒng)管理,減少存儲,優(yōu)化與減少人工發(fā)放的流程;再次,共享PDM零件設(shè)計信息為工藝服務(wù),關(guān)聯(lián)工藝資源庫、工藝裝備庫,提升工作效率。結(jié)合項目管理與工作流管理實現(xiàn)工作任務(wù)逐級分配,工作進度控制。利用系統(tǒng)共享資源與郵件抄送等功能,減少中間傳遞環(huán)節(jié),將工藝信息第一時間傳遞給生產(chǎn)部門。通過系統(tǒng)的版本控制解決工藝文檔管理混亂的現(xiàn)狀;第四,設(shè)立通用工藝庫,供工藝員編制工藝時參考與引用;最后,工藝數(shù)據(jù)需傳遞給制造BOM模塊,通過制造BOM模塊的功能將工藝數(shù)據(jù)集成到下游ERP系統(tǒng)中。通過工藝文檔管理工作的整合與系統(tǒng)管理,工藝文件編輯速度大幅度提升,工藝部門的工作效率得到了極大的改善,提高了工藝的標準化,保證了工藝數(shù)據(jù)的正確,使工藝工程師與管理人員從繁重的重復(fù)工作中解脫出來,集中精力投身到技術(shù)工藝研究中去。
3.2.2 工藝資源管理
由于五金制造工藝復(fù)雜、產(chǎn)品規(guī)格各異,而且原材料品種繁多,不同尺寸、不同顏色、不同規(guī)格等特點,使工藝工程師在編制工藝文件時很難做到數(shù)據(jù)統(tǒng)一,必需為工藝工程師量身訂制工藝設(shè)計相關(guān)的標準資源庫。在系統(tǒng)中建立了標準工序基礎(chǔ)資料、標準設(shè)備資料、工步基礎(chǔ)資料、檢驗加工項目、量檢具標準庫,而且根據(jù)不同成型工藝設(shè)立共用資源資料。各類標準資源連接到CAPP編輯模塊,將CAPP編輯模塊的打字錄入方式升級為點選方式,工作效率得到極大的提升。同時,標準資源庫實現(xiàn)了與下游ERP的集成,保證各系統(tǒng)間各種工藝資源的統(tǒng)一性。
3.2.3 工藝裝備管理
針對工藝裝備圖文檔管理不善的現(xiàn)狀,將模具、工裝夾治具電子圖文檔、刀具電子圖文檔、產(chǎn)品毛坯圖電子圖檔納入系統(tǒng)管理,并結(jié)合自動編碼功能、版本管理、項目管理以及工作流程管理等模塊,實現(xiàn)工藝裝備自動編碼、設(shè)計任務(wù)逐級分配、計劃進度控制、系統(tǒng)審批發(fā)圖、系統(tǒng)自動派工給制作單位的業(yè)務(wù)自動化流程、版本控制等功能,提高了工作效率,取消了人工參與的中間環(huán)節(jié),減少了錯誤的發(fā)生。同時建立了工藝裝備圖文檔與工藝文檔關(guān)聯(lián)關(guān)系,方便工藝工程師在工藝裝備、工藝文件、工藝資源之間的互動。
圖3 標準資源庫
3.3 BOM管理
衛(wèi)浴五金制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、產(chǎn)品制造周期長、工序多、異常情況多(涉及到返工、報廢、拆分、補料、替換、緩沖物料等)等特點,路達公司的產(chǎn)品BOM實現(xiàn)了零件產(chǎn)品工序級的BOM管理,每個產(chǎn)品的每一個工序都有其唯一的物料編碼進行標識,上下道工序間的物料編碼通過父子的關(guān)系搭建工藝BOM結(jié)構(gòu),與設(shè)計BOM一起記錄了零件原材料、制造加工、表面處理精加工、組裝裝配的全工藝加工過程,而且工藝制定管理部門在給定工藝路線同時,提供了MRP運算所需要的產(chǎn)品工藝BOM。由于五金制造產(chǎn)品的加工方式復(fù)雜多變,路達工藝BOM根據(jù)生產(chǎn)加工方式分為設(shè)計組裝BOM、表面處理工藝BOM、制造工藝BOM,而且由不同工藝制定部門分開管理,最大程度地保證了工藝BOM與工藝的一致性。
由于不同的工藝BOM由不同的部門管理,如何正確銜接工藝BOM,減少重復(fù)維護數(shù)據(jù),杜絕錯誤發(fā)生長期困擾著BOM維護人員。作為PLM產(chǎn)品全生命周期管理體系的中間橋梁,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)定制開發(fā)了表面處理工藝BOM、制造工藝BOM,集成了Windchill設(shè)計BOM,將原來分散管理的設(shè)計BOM、表面處理工藝BOM、制造工藝BOM集中起來形成一個整體,通過與ERP集成,實現(xiàn)了一次輸入,全局共享。
3.3.1 表面處理工藝BOM
在工藝管理系統(tǒng)中的Windchill設(shè)計BOM上,由維護人員根據(jù)預(yù)設(shè)的表面處理工藝路線,進行選擇性地制作表面處理工藝BOM,經(jīng)審批后發(fā)布給ERP 金蝶K3系統(tǒng)。通過二次開發(fā),實現(xiàn)了根據(jù)Windchill設(shè)計信息與規(guī)則自動生成表面處理物料編碼、自動生成物料編碼屬性的功能;實現(xiàn)了根據(jù)預(yù)設(shè)的表面處理工藝路線自動派生表面處理工藝BOM;實現(xiàn)了同時派生多個表面處理工藝BOM的批量派生功能。同時,表面處理工藝BOM在發(fā)布ERP金蝶K3系統(tǒng)時,除了將設(shè)計組裝BOM、表面處理工藝BOM發(fā)布外,還通過表面處理工藝BOM最后一階物料編碼自動匹配配件制造工藝BOM,且將制造工藝BOM同步發(fā)布到ERP系統(tǒng),解決了工藝BOM銜接的問題。
圖4 表面處理BOM派生示意圖
3.3.2 制造工藝BOM
制造工藝BOM相比表面處理工藝BOM更復(fù)雜,主要是因為每一個零件的原材料、成型方式、機械加工路線都不同,零件的制造工藝BOM必需根據(jù)零件的不同的加工工藝進行搭建。雖然制造工藝BOM是整個產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)的最后一階,但是,由于行業(yè)的特殊性,制造工藝BOM需要先于設(shè)計組裝BOM、表面處理BOM發(fā)布,才可以滿足生產(chǎn)出貨的要求。針對這種特點,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)規(guī)劃在Windchill設(shè)計基本型上派生制造工藝BOM,并在派生制造BOM的同時將其對應(yīng)的工藝文件上的加工工藝路線、工序信息、工步信息、材料規(guī)則等信息匯總到派生界面上來,實現(xiàn)了在一個界面內(nèi)完成制造工藝物料編碼的自動派生、BOM結(jié)構(gòu)的自動搭建、加工工步的信息自動獲取等智能化功能。并在制造工藝BOM的對象屬性上維護原材料相關(guān)信息,完成制造工藝BOM與原材料的銜接完整。同時,制造工藝BOM發(fā)布ERP時,通過制造工藝BOM最頂階物料編碼自動匹配表面處理工藝BOM,再通過表面處理BOM與設(shè)計組裝BOM銜接,形成一套完整的產(chǎn)品BOM傳遞給中間表,ERP可以根據(jù)自己的需要獲取信息。另外,針對同一產(chǎn)品在不同ERP制造工藝BOM路線的特點,在工藝管理系統(tǒng)的通過同一產(chǎn)品多個制造工藝BOM對象管理的方式進行區(qū)分,確保滿足ERP的靈活多變的需求。
3.4 項目管理
以集成到工藝管理系統(tǒng)的Windchill零部件為入口,并以零件新品開發(fā)項目流程為業(yè)務(wù)主線,在工藝管理系統(tǒng)內(nèi)實行零件項目管理。實現(xiàn)了項目計劃編排(自動計算里程碑日期功能),工作任務(wù)逐級分配,項目進度過程控制(可記錄項目的完成時間、狀態(tài)、備注相關(guān)信息、結(jié)合郵件任務(wù)通知與標記項目進度等),項目狀態(tài)跟蹤(如項目狀態(tài)、任務(wù)完成情況等),項目報表輸出(各責(zé)任人、責(zé)任單位的績效報表數(shù)據(jù))等功能。項目的每一個里程碑任務(wù)所需的項目文檔(如工藝文件、工裝電子圖檔、刀具電子圖檔、轉(zhuǎn)試產(chǎn)通知技術(shù)文件、工藝BOM任務(wù)等)由責(zé)任人交付至系統(tǒng)共享,優(yōu)化了項目文檔管理,并有效的監(jiān)督與管理了工作任務(wù)。通過項目系統(tǒng)化管理與BOM管理、工藝管理的結(jié)合應(yīng)用,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)為工藝制定部門的工藝設(shè)計創(chuàng)造一個協(xié)同工作環(huán)境,除了實現(xiàn)工藝部門的共享資源與交流信息以外,關(guān)聯(lián)部門所需的工藝信息都可以在同一平臺內(nèi)獲取。使工藝業(yè)務(wù)的共享以及流程的規(guī)范自動化得到了質(zhì)的改善,提高工作效率,杜絕了重復(fù)維護數(shù)據(jù),減少錯誤的發(fā)生。
3.5 基礎(chǔ)資源管理
基礎(chǔ)資源模塊基本采用了工藝管理系統(tǒng)的原有功能模塊,包括用戶管理、權(quán)限管理、工作流程定義、屬性&文卷&對象定義、日志管理、配置管理等,該系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊能很好地滿足用戶的需求,尤其是權(quán)限管理模塊,靜態(tài)權(quán)限與動態(tài)權(quán)限相互配合的權(quán)限設(shè)計機制,保證的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。
4 結(jié)束語
由于企業(yè)以及行業(yè)的特殊性,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)業(yè)務(wù)在路達的應(yīng)用中,除發(fā)揮了其工藝編輯、工藝電子圖文檔管理、工藝資源管理方面的優(yōu)勢外,還在BOM管理、項目管理、技術(shù)文檔管理方面也提供了很好的解決方案,尤其是BOM管理功能的實現(xiàn),使工藝管理系統(tǒng)真正成為路達公司系統(tǒng)群的中間橋梁,完成了路達PLM產(chǎn)品全生命周期管理的最后一塊拼圖。本次項目的實施,工藝管理系統(tǒng)(CAPP)在滿足了路達公司工藝管理需求的同時,拓展了工藝管理系統(tǒng)(CAPP)的應(yīng)用與功能,實現(xiàn)雙贏,為衛(wèi)浴五金制造行業(yè)的工藝管理系統(tǒng)實施提供的參考范例。
工藝管理系統(tǒng)(CAPP)是開放、柔性的系統(tǒng)平臺,具有可擴展性,能夠滿足企業(yè)的個性化要求,并能很好地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)變化,為后續(xù)企業(yè)持續(xù)的工藝管理改進提供有力保障。
圖5 制造工藝BOM維護示意圖
圖6 項目管理進度控制圖
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本文標題:工藝管理系統(tǒng)在衛(wèi)浴五金制造行業(yè)中的首次應(yīng)用
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