消費(fèi)者的個(gè)性化需求推動(dòng)著產(chǎn)品和服務(wù)的多樣化,個(gè)性化的產(chǎn)品一般只能通過(guò)單件小批方式生產(chǎn)出來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì),單件及小批生產(chǎn)類型生產(chǎn)的產(chǎn)品約占全世界產(chǎn)品總量的70%,但機(jī)床的利用率只有40%左右。單件小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)如何快速地檢索和利用已有的各方面知識(shí)是企業(yè)要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。PDM正是充當(dāng)了這樣一個(gè)集成管理者的角色,它將各方面產(chǎn)品信息集中管理以備檢索利用,同時(shí)規(guī)定過(guò)程控制以使信息安全可靠,因此,PDM技術(shù)對(duì)單件小批量生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。
一、信息管理方面存在的問(wèn)題
單件小批生產(chǎn)類型的特點(diǎn)是定單的隨機(jī)性,產(chǎn)品的專用性,生產(chǎn)的一次性。具體表現(xiàn)在四點(diǎn)。設(shè)計(jì)方面:產(chǎn)品品種多,設(shè)計(jì)工作量大,設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。工藝方面:工藝設(shè)計(jì)與編制的工作量大,周期長(zhǎng)。生產(chǎn)組織方面:分工粗略,工作的專業(yè)化程度低,工作轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng),效率低。生產(chǎn)管理方面:工時(shí)定額粗略,受原材料、半成品、協(xié)作件供應(yīng)的制約,外協(xié)關(guān)系穩(wěn)定性差,質(zhì)量與交貨期不易保證,計(jì)劃、調(diào)度工作復(fù)雜,例行管理少,例外管理多,對(duì)管理人員的需求大。單件小批生產(chǎn)類型的缺點(diǎn)有:產(chǎn)品制造周期長(zhǎng),資金周轉(zhuǎn)慢,用戶訂貨提前期長(zhǎng);用人多,生產(chǎn)效率低;成本高;產(chǎn)品質(zhì)量不易保證。
存在的問(wèn)題:一是信息共享程度低,可復(fù)用程度差;二是信息傳遞速度慢,信息檢索效率低;三是業(yè)務(wù)管理方式落后;四是產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式陳舊;五是信息管理方式落后;六是校審機(jī)制落后。
二、PDM
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management,簡(jiǎn)稱PDM)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ),以產(chǎn)品為核心,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)(如CAD/CAPP/CAM/CAE的文件、材料清單(BOM)、產(chǎn)品配置等)、過(guò)程(包括有關(guān)的加工工序、有關(guān)批準(zhǔn)權(quán)、使用權(quán)、工作流程過(guò)程程序)、資源一體化集成管理技術(shù)。靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品開發(fā)流程是PDM進(jìn)行信息管理的兩條主線,所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品展開的。
三、PDM對(duì)比
單件小批生產(chǎn)組織一般包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝編制、技術(shù)配置、物資采購(gòu)準(zhǔn)備、工程配置、生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃、加工制造、產(chǎn)品裝配、質(zhì)量控制、組織發(fā)運(yùn)、成本核算、應(yīng)收應(yīng)付賬款等過(guò)程。
個(gè)性化定制生產(chǎn)要求企業(yè)有很強(qiáng)的產(chǎn)品開發(fā)能力,這不僅指產(chǎn)品品種,更重要的是指產(chǎn)品上市時(shí)間,即盡可能提高對(duì)客戶需求的響應(yīng)速度。據(jù)統(tǒng)計(jì),產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間占總開發(fā)時(shí)間的近60%。因此,為縮短定制產(chǎn)品上市時(shí)間,必須縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間。
傳統(tǒng)的個(gè)性化產(chǎn)品開發(fā)一直采用串行的方法。概念設(shè)計(jì)→詳細(xì)設(shè)計(jì)→過(guò)程設(shè)計(jì)→加工制造→工藝驗(yàn)證→設(shè)計(jì)修改單鏈循環(huán)。在設(shè)計(jì)早期不能全面地考慮下游工序的可制造性、可裝配性、質(zhì)量保證等。設(shè)計(jì)改動(dòng)量大、產(chǎn)品開發(fā)周期還不能完全滿足市場(chǎng)要求,開發(fā)成本高。
實(shí)施PDM系統(tǒng)后,設(shè)計(jì)階段就要考慮個(gè)性化產(chǎn)品生命周期從客戶需求提出到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素(包括功能,質(zhì)量、成本、可靠性、可制造性、環(huán)境保護(hù))。以減少產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的盲目性,盡早避免因產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理對(duì)產(chǎn)品生命周期后續(xù)階段的影響,縮短研制周期,更好地滿足用戶需求。
四、工作流程
1.設(shè)計(jì)人員按照顧客個(gè)性化需求設(shè)計(jì)使用CAL進(jìn)行設(shè)計(jì),可分為總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、工作圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。
總體設(shè)計(jì)通過(guò)顧客個(gè)性化需求分析,確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)原則、技術(shù)參數(shù),概略計(jì)算產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效果分析。技術(shù)設(shè)計(jì)是將技術(shù)任務(wù)書中確定的基本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)具體化,根據(jù)技術(shù)任務(wù)書所規(guī)定的原則,進(jìn)一步確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以總圖、系統(tǒng)圖、明細(xì)表、說(shuō)明書等總括形式表現(xiàn)出來(lái)。
工作圖設(shè)計(jì)是根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)階段確定的結(jié)構(gòu)布置和主要尺寸,進(jìn)一步作結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),逐步修改和完善,繪制全套工作圖樣和編制必要的技術(shù)文件,為產(chǎn)品制造和裝配提供確定的依據(jù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)遞階、漸進(jìn)的過(guò)程,總是從產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的總體功能出發(fā),從系統(tǒng)級(jí)構(gòu)思方案,然后逐步細(xì)化,劃分成不同的子系統(tǒng)、組件、部件、零件、最后確定設(shè)計(jì)參數(shù)。
2.工藝人員在使用CAPP進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)前首先在PDM中生產(chǎn)零件的毛坯對(duì)象。
并將其掛到相應(yīng)的零件下,如果該毛坯是自制件則應(yīng)填寫該毛坯的材料及相應(yīng)的數(shù)量和損耗率。
3.工藝人員進(jìn)入PDM系統(tǒng),選中需編制工藝的部件/零件/毛坯的版本。
然后創(chuàng)建新的工藝文件夾,并選擇工藝流程方案或選擇工藝卡片類型新建工藝規(guī)程。PDM將CAPP需要的數(shù)據(jù)(部件/零件/毛坯的有關(guān)屬性、BOM 20結(jié)構(gòu)、用戶信息、工藝規(guī)程代號(hào)等)放到公用數(shù)據(jù)交換區(qū)中,然后啟動(dòng)CAPP系統(tǒng)。
4.CAPP啟動(dòng)時(shí),利用PDM集成組件(庫(kù))讀取數(shù)據(jù)交換區(qū)中的信息。
然后根據(jù)PDM傳遞的用戶信息決定是否允許當(dāng)前用戶操作相應(yīng)的工藝文件;根據(jù)部件/零件/毛坯的代號(hào),通過(guò)單層BOM 20結(jié)構(gòu)生成或更新CAPP中的BOM 20;根據(jù)工藝規(guī)程的代號(hào)生成或定位CAPP中的工藝規(guī)程;工藝人員可以根據(jù)PDM中工藝規(guī)程的工作情況和流程情況決定創(chuàng)建、修改或生成新版次的工藝規(guī)程。
5.在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中,CAPP系統(tǒng)利用PDM集成組件(庫(kù))實(shí)現(xiàn)與PDM的互操作。
包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹信息、原材料信息、二維圖紙、三維模型、工藝設(shè)備資源庫(kù)、刀位文件、NC代碼和工藝路線、工序、工步、工裝夾具等數(shù)據(jù)以及工藝規(guī)程文件、工藝流程文件的操作。
6.在CAPP系統(tǒng)退出后。
由PDM更新底層數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)內(nèi)容及工藝流程數(shù)據(jù)、工藝規(guī)程數(shù)據(jù)和工藝簡(jiǎn)圖等。
7.物資部門根據(jù)物資需求計(jì)劃、可用庫(kù)存量、計(jì)劃庫(kù)存、經(jīng)濟(jì)批量等編制物資采購(gòu)計(jì)劃。
將任務(wù)下達(dá)給采購(gòu)員,簽訂采購(gòu)合同;物資到庫(kù)后,根據(jù)采購(gòu)合同填制人庫(kù)單。另外,根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和下達(dá)的周轉(zhuǎn)卡、工票進(jìn)行物資配送。
8.生產(chǎn)部門在MBOM(制造物料清單是在PBOM工藝物料清單的基礎(chǔ)上完成)的基礎(chǔ)上,根據(jù)合同交貨期,結(jié)合JIT(Just In Time,準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)),GT(Group Technology,成組技術(shù)),OPT(Optimized Production Technology,優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù))、TOC(Theory of Constraint,約束理論)等思想進(jìn)行工程置與粗能力平衡。在以訂單中的獨(dú)立需求為對(duì)象的生產(chǎn)組織中,一般將一個(gè)獨(dú)立需求對(duì)應(yīng)一個(gè)工號(hào),但不排除將其中的某些零部件優(yōu)化到其他工號(hào)中生產(chǎn)。一個(gè)獨(dú)立需求與工號(hào)呈一對(duì)多的關(guān)系。能力平衡后下達(dá)主生產(chǎn)計(jì)劃,同時(shí)產(chǎn)生帶有時(shí)間節(jié)點(diǎn)的物資需求計(jì)劃和設(shè)備需求計(jì)劃。生產(chǎn)車間根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備需求計(jì)劃、可用庫(kù)存,圍繞重要件的生產(chǎn)計(jì)劃、關(guān)鍵設(shè)備機(jī)臺(tái)計(jì)劃編制作業(yè)計(jì)劃;能力平衡后,下達(dá)作業(yè)計(jì)劃、機(jī)臺(tái)計(jì)劃、下料通知等。生產(chǎn)作業(yè)控制是對(duì)鑄件生產(chǎn)的數(shù)量和進(jìn)度的控制,主要包括生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)作業(yè)核算和在制品管理等內(nèi)容。
五、PDM系統(tǒng)作用
1.PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺(tái)。
它支持分布、異構(gòu)環(huán)境下的不同軟硬件平臺(tái)、不同網(wǎng)絡(luò)和不同數(shù)據(jù)庫(kù),不同的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需的信息,再把結(jié)果放回PDM中,從而真正實(shí)現(xiàn)了3C的無(wú)縫集成。
2.企業(yè)技術(shù)部門信息傳遞的橋梁。
PDM是溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝部門和MRPⅡ,ERP之間信息傳遞的橋梁,使MRPⅡ,ERP從PDM平臺(tái)自動(dòng)得到所需的產(chǎn)品信息,如材料清單BOM等,ERP也可通過(guò)PDM這一橋梁將有關(guān)信息自動(dòng)傳遞或交換給3C系統(tǒng)。
3.企業(yè)已有資源的資源庫(kù)。
PDM的電子資料庫(kù)和文檔管理提供了對(duì)多種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和管理功能。
PDM作為連接多個(gè)不同領(lǐng)域的一種集成工具,確保了整個(gè)企業(yè)中的有關(guān)人員在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候以適當(dāng)?shù)男问降玫竭m當(dāng)?shù)男畔ⅲ瑥亩WC了在正確的時(shí)刻利用正確的信息做出正確的決策。據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)電工業(yè)近五百家企業(yè)調(diào)查,新產(chǎn)品開發(fā)周期平均達(dá)24個(gè)月,其中單件、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備周期約占供貨期的32%,有的高達(dá)60%,采用PDM技術(shù)后,可縮短生產(chǎn)周期50%-80%。利用PDM可以提高數(shù)據(jù)重用率,提高了信息流轉(zhuǎn)速度,縮短單件小批生產(chǎn)周期,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)效益。
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本文標(biāo)題:如何推進(jìn)PDM信息化系統(tǒng)應(yīng)用
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