一、 項(xiàng)目背景

       吳忠儀表有限責(zé)任公司（以下簡稱“吳忠儀表”）始建于1959年，是國家高新技術(shù)企業(yè)，也是我國流程工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中控制閥行業(yè)的龍頭企業(yè)。公司具有近50年的調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)歷史，擁有日本、意大利等國最先進(jìn)的柔性加工設(shè)備30多臺，各類精確加工設(shè)備520多臺。產(chǎn)品服務(wù)于石油、天然氣、化工、冶金、電站、船舶、水系統(tǒng)等流程工業(yè)自動控制領(lǐng)域。公司先后通過了ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證、ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證、GB/T19002.1（ISO10012－1）完善計(jì)量檢測體系認(rèn)證等多項(xiàng)體系認(rèn)證，是中國儀器儀表行業(yè)執(zhí)行器協(xié)會的理事長單位。

       吳忠儀表信息化建設(shè)起步較早，早期在硬件、軟件及信息化人員建設(shè)上投入了很大的精力，并自行開發(fā)了WRP（企業(yè)專用的ERP系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等大型信息化系統(tǒng)，為公司后期技術(shù)創(chuàng)和新技術(shù)管理系統(tǒng)的建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著近幾年訂單數(shù)量的迅速增長、產(chǎn)品開發(fā)速度加快和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的日益復(fù)雜，建立一個(gè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、安全及協(xié)同的技術(shù)創(chuàng)新信息管理平臺顯得越來越迫切。吳忠儀表急需采用成熟適用的IT信息技術(shù)加強(qiáng)信息化建設(shè)，提升產(chǎn)品研發(fā)效率和水平，以促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。

       經(jīng)過對國內(nèi)外多家PLM供應(yīng)商的多次精心考察、論證和產(chǎn)品選型后，武漢天喻軟件股份有限公司（以下簡稱“天喻軟件”）以深厚的制造業(yè)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)沉淀、專業(yè)解決方案及長期可持續(xù)性的實(shí)施服務(wù)體系贏得了吳忠儀表認(rèn)可。2010年3月，吳忠儀表最終選擇了天喻軟件的設(shè)計(jì)和工藝一體化PLM解決方案，雙方共同合作開發(fā)、實(shí)施吳忠儀表技術(shù)信息化創(chuàng)新管理平臺。

圖1 吳忠儀表整體業(yè)務(wù)流程圖

       二、 合作歷程

       自2010年以來，吳忠儀表和天喻軟件精誠合作，采用“總體規(guī)劃、分布實(shí)施、典型突破、小步快跑”的信息化建設(shè)原則，以解決企業(yè)研發(fā)痛點(diǎn)為指導(dǎo)方向，基于天喻軟件IntePLM平臺先后實(shí)施了多期信息化項(xiàng)目，不但實(shí)現(xiàn)了對企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流程的有效管理，還通過項(xiàng)目管理、產(chǎn)品配置管理、工藝管理及短信平臺實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)過程的有力支撐，使企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲更加安全有序，研發(fā)人員獲取數(shù)據(jù)更加高效，數(shù)據(jù)共享更加便捷。同時(shí)借助PLM與WRP系統(tǒng)、DNC系統(tǒng)及MES系統(tǒng)的緊密集成，建立了產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)制造間的數(shù)據(jù)傳輸紐帶，有效的提高了產(chǎn)品基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，推進(jìn)了企業(yè)信息化建設(shè)的全面發(fā)展。

       下面簡要介紹下各期項(xiàng)目的實(shí)施情況：

• • 項(xiàng)目一期（PLM基礎(chǔ)功能及與CAPP集成）：

       實(shí)施時(shí)間：2010年04月–2010年11月

       主要工作：完成吳忠儀表業(yè)務(wù)需求的詳細(xì)調(diào)研及信息化管理方案，實(shí)現(xiàn)了建模管理、圖文檔管理、電子審批流程管理、變更管理、產(chǎn)品管理、BOM管理、出圖管理及工藝管理等模塊的實(shí)施和上線運(yùn)行，在規(guī)范企業(yè)研發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)，極大提升了設(shè)計(jì)、工藝人員的工作效率，縮短設(shè)計(jì)周期。

• • 項(xiàng)目二期（產(chǎn)品配置管理、特品管理、項(xiàng)目管理、定額管理、WRP集成）：

       實(shí)施時(shí)間：2010年12月–2011年06月

       主要工作：針對企業(yè)WRP系統(tǒng)中產(chǎn)品配置管理的短板（無法對圖紙、文件及項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行有效管理、配置效率低且易出錯），在PLM中針對企業(yè)要求定制開發(fā)了產(chǎn)品型譜管理、配置管理、特品管理及定額管理等功能，結(jié)合項(xiàng)目管理可將企業(yè)文檔、零部件、零部件文檔關(guān)系，零部件結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品配置有機(jī)結(jié)合，提高產(chǎn)品配置的準(zhǔn)確性和工作效率，并能和WRP系統(tǒng)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳遞。進(jìn)一步縮短了研發(fā)-生產(chǎn)周期，提升了生產(chǎn)效率，有效降低了企業(yè)運(yùn)營成本。

• • 項(xiàng)目三期（PLM/DNC集成）：

       實(shí)施時(shí)間：2011年11月–2012年03月

       主要工作：主要實(shí)現(xiàn)對CAM文檔的有效管理及PLM/DNC系統(tǒng)的集成，完成CAM文檔錄入及刀具文件解析，支持向DNC系統(tǒng)發(fā)放PLM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)及XML文檔。通過PLM與DNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步與集成，能將NC程序共享，避免設(shè)計(jì)人員重復(fù)工作，提高了設(shè)計(jì)人員工作效率。

• • 項(xiàng)目四期（PLM/短信平臺集成）：

       實(shí)施時(shí)間：2013年9月–2014年02月

       主要工作：實(shí)現(xiàn)了吳忠儀表PLM系統(tǒng)和企業(yè)短信平臺的集成、流程節(jié)點(diǎn)審批控制及執(zhí)行監(jiān)控功能應(yīng)用，不但能通過手機(jī)短信通知相關(guān)人員盡快完成流程工作，還能對工作流程參與人起到督促作用，為工作完成情況提供了考核、監(jiān)督依據(jù)，進(jìn)一步提高了企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)效率。

• • 項(xiàng)目五期（PLM/MES集成）：

       實(shí)施時(shí)間：2014年12月–2015年04月

       主要工作：通過PLM/MES系統(tǒng)集成的實(shí)施和應(yīng)用，解決了以往MES無法從PLM中獲取和生產(chǎn)相關(guān)的研發(fā)數(shù)據(jù)的瓶頸，能讓有權(quán)限的用戶在MES系統(tǒng)中直接瀏覽PLM系統(tǒng)中的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)，并能完成下載及打印操作，有力的支撐了生產(chǎn)任務(wù)的高效開展，極大提升了生產(chǎn)制造效率。

       三、 典型功能

       1 產(chǎn)品配置管理

       由于吳忠儀表WRP系統(tǒng)只包含基于訂單的產(chǎn)品選型功能，使用的源數(shù)據(jù)包含所有的有效參數(shù)產(chǎn)品，成千上萬種參數(shù)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)只能通過人工組織，并由人工來判斷是否為有效組配，且每次有參數(shù)變更時(shí)，源數(shù)據(jù)又要重新組織，工作效率很低。所以迫切需要在PLM系統(tǒng)中定制開發(fā)產(chǎn)品配置功能，實(shí)現(xiàn)對文檔、零部件、零部件文檔關(guān)系、零部件結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品配置的有效管理，能通過參數(shù)的靈活設(shè)置，按要求生成所有符合條件的參數(shù)化產(chǎn)品源數(shù)據(jù)來支撐WRP系統(tǒng)功能正常運(yùn)行，提高產(chǎn)品配置效率及確保配置結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖2 產(chǎn)品配置業(yè)務(wù)流程圖

• • 數(shù)據(jù)源準(zhǔn)備：

       由企業(yè)設(shè)計(jì)人員將基型產(chǎn)品根據(jù)參數(shù)拆分形成“產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)關(guān)系表”（Excel表格），利用PLM中批量錄入功能，將“產(chǎn)品配置關(guān)系表”中的信息按零件、零件結(jié)構(gòu)關(guān)系及產(chǎn)品組配關(guān)系保存到PLM系統(tǒng)中，作為產(chǎn)品配置的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

       同時(shí)，用戶可采用交互方式對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整（如添加、更新和刪除），如有大量配置關(guān)系需更改，還可采用批量錄入方式對整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行刷新。

• • 設(shè)置配置關(guān)系：

       1、將基型產(chǎn)品和相關(guān)參數(shù)錄入PLM系統(tǒng)后，就可使用基型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的“設(shè)置配置關(guān)系”功能自動分析基型產(chǎn)品下的組件，并通過左右窗口分別顯示“選中組件包含的零件類別”及“條件組”。條件組分為必選件、多選一和組合件，每種類型都可以創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)組（篩選集）；

圖3設(shè)置配置關(guān)系界面

       2、在組件上可通過“組件配置參數(shù)定義”功能來對配置結(jié)果進(jìn)行約束及過濾無效的組配。

圖4 設(shè)置組件配置參數(shù)

圖5 設(shè)置組件參數(shù)約束

• • 正常品（指基于基型產(chǎn)品及參數(shù)可配置出的訂單產(chǎn)品）產(chǎn)品配置過程：

       1、設(shè)定好基型產(chǎn)品及配置關(guān)系后，設(shè)計(jì)人員就可根據(jù)用戶訂單需求進(jìn)行訂單產(chǎn)品配置，在配置過程中系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置條件進(jìn)行篩選。下圖為根據(jù)設(shè)置條件篩選出的結(jié)果集及配置結(jié)果。

圖6 根據(jù)條件篩選的結(jié)果集

圖7 產(chǎn)品配置結(jié)果

       通過PLM系統(tǒng)產(chǎn)品配置管理功能，可以快速通過零件級別配置參數(shù)找到所需的BOM信息，可避免因WRP系統(tǒng)中在正常品范圍內(nèi)的參數(shù)因沒有對應(yīng)的組配關(guān)系而被誤分到特品的情況。

       同時(shí)通過產(chǎn)品配置功能，可定期按照規(guī)則去判斷特品中那些零件可升級到正常品，并給予建議，從而進(jìn)一步減少企業(yè)特品的設(shè)計(jì)，降低零件冗余及生產(chǎn)和采購成本，提高企業(yè)效益。

       2 特品管理

       特品（需新設(shè)計(jì)的零部件）管理是專門為吳忠儀表定制開發(fā)的功能模塊，它可從WRP生產(chǎn)計(jì)劃中接收特品任務(wù)，并進(jìn)行任務(wù)分配及納入任務(wù)流程執(zhí)行。當(dāng)特品BOM通過審批流程歸檔后，PLM系統(tǒng)還可自動將特品BOM信息導(dǎo)入到WRP的中間接口表中，滿足WRP集成需求。

• • 提取WRP特品任務(wù)

       首先在WRP中由相關(guān)人員進(jìn)行特品任務(wù)劃分，劃分后的特品任務(wù)被保存在特品任務(wù)分配表中接口表中。設(shè)計(jì)人員在PLM系統(tǒng)中打開“我的特品任務(wù)”或點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)同步”時(shí)，PLM系統(tǒng)會從吳忠WRP系統(tǒng)內(nèi)獲取最新的特品訂單信息，并進(jìn)行特品任務(wù)分配和管理。如下圖所示。

圖8 特品任務(wù)管理

• • 在PLM系統(tǒng)中執(zhí)行特品訂單任務(wù)

       設(shè)計(jì)人員可在PLM系統(tǒng)中打開特品訂單，執(zhí)行特品任務(wù)。在特品設(shè)計(jì)流程完成后，可反寫狀態(tài)數(shù)據(jù)到WRP系統(tǒng)中。

圖9 特品訂單示例

       3 PLM與DNC集成管理

圖10 PLM與DNC集成路線

       DNC系統(tǒng)是吳忠儀表目前應(yīng)用的分布式數(shù)控生產(chǎn)加工系統(tǒng)，它需要使用零件的工藝信息及機(jī)床數(shù)控程序(如刀具、NC代碼等信息)。通過在吳忠儀表實(shí)現(xiàn)PLM與DNC的集成，可將DNC需要的信息都將保存在PLM系統(tǒng)中，能在DNC系統(tǒng)需要時(shí)方便的從PLM中獲取最新的工藝和數(shù)控程序完成加工過程。

       PLM和DNC集成采用WebServices技術(shù)，通過建立SOAP通信協(xié)議、消息格式和XML數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行接口服務(wù)的封裝發(fā)布。

       在PLM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了對CAM文檔、NC文檔和刀具文檔的管理，同時(shí)對PLM和DNC系統(tǒng)的發(fā)布服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，在PLM系統(tǒng)中進(jìn)行流程發(fā)布時(shí)自動向DNC系統(tǒng)發(fā)放接口數(shù)據(jù)XML文檔，有效實(shí)現(xiàn)PLM/DNC系統(tǒng)集成。

       4 PLM與短信平臺集成管理

       在吳忠儀表PLM系統(tǒng)應(yīng)用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)流程執(zhí)行人員因工作繁忙或未能及時(shí)登錄PLM獲取工作任務(wù)，不但會導(dǎo)致流程執(zhí)行速度慢、效率低，也會帶來部門間的矛盾。通過實(shí)施PLM系統(tǒng)與企業(yè)短信平臺基于流程信息發(fā)布及流程節(jié)點(diǎn)監(jiān)控的集成，有效提高PLM流程處理效率，全面推動企業(yè)研發(fā)工作的順暢開展，在一定程度上提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

• • 支持在PLM系統(tǒng)審批流程的各流程節(jié)點(diǎn)設(shè)定“節(jié)點(diǎn)最晚完成時(shí)間”。通過對節(jié)點(diǎn)需求時(shí)間的設(shè)定，在流程節(jié)點(diǎn)超時(shí)做處理，自動對相關(guān)人員發(fā)送提醒短信，不但可對流程參與人起到督促作用，還能為技術(shù)和工藝管理工作完成情況提供了考核及監(jiān)督依據(jù)；

圖11 設(shè)置流程節(jié)點(diǎn)最晚完成時(shí)間

• • 在每個(gè)流程節(jié)點(diǎn)完成后，可通過手機(jī)短信提示下一節(jié)點(diǎn)執(zhí)行者開始工作，同時(shí)如有流程節(jié)點(diǎn)未按“節(jié)點(diǎn)最晚完成時(shí)間”完成工作，可通過手機(jī)短信通知功能進(jìn)行提示相關(guān)人員盡快完成工作；

圖12 設(shè)置流程節(jié)點(diǎn)短信通知

• • 通過流程信息統(tǒng)計(jì)功能，可根據(jù)節(jié)點(diǎn)提交時(shí)間、用戶、操作節(jié)點(diǎn)等條件查詢特品圖紙和工藝文檔在流程中的執(zhí)行情況，通過列表顯示流程信息、節(jié)點(diǎn)信息、節(jié)點(diǎn)處理信息及流程對象信息，便于監(jiān)控、督察流程完成情況?？蓪?dǎo)出流程執(zhí)行情況報(bào)表，作為員工考核依據(jù)。

       5 PLM與MES集成管理 

       制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）項(xiàng)目是吳忠儀表的自開發(fā)項(xiàng)目，涉及信息系統(tǒng)研發(fā)、基礎(chǔ)資源整合、生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、制造工位改造、系統(tǒng)集成應(yīng)用等多個(gè)方面，主要著力于解決控制閥離散生產(chǎn)過的信息化管理問題。

       通過多年的實(shí)施，吳忠儀表PLM系統(tǒng)中已經(jīng)有大量的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)，但MES系統(tǒng)無法從PLM系統(tǒng)中獲取和生產(chǎn)相關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙或工藝卡片，都需要通過人工導(dǎo)入；同時(shí)生產(chǎn)人員如需在現(xiàn)場查看相關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙等數(shù)據(jù)都必需申請出圖打印后下發(fā)，耗時(shí)費(fèi)力、效率低且容易出錯。通過PLM/MES集成項(xiàng)目的實(shí)施，能讓有權(quán)限的用戶在MES系統(tǒng)中直接瀏覽PLM系統(tǒng)中的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)及支持下載、打印操作，大大提升了生產(chǎn)制造效率。

• • 支持在MES系統(tǒng)中按零件和文件類型“精確查找”PLM中的已生效的各種圖文檔明細(xì)及屬性信息；

圖13 在MES系統(tǒng)中查詢PLM系統(tǒng)圖檔信息

• • 支持MES客戶端在不安裝PLM客戶端和加密客戶端情況下，能在加密環(huán)境下實(shí)現(xiàn)圖文檔瀏覽；

圖14 在MES系統(tǒng)中預(yù)覽PLM系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)圖紙

• • 實(shí)現(xiàn)用戶名一次登錄驗(yàn)證，在MES客戶端不退出的情況下，可多次瀏覽圖文檔，不需要在每次調(diào)用接口都進(jìn)行用戶驗(yàn)證。同時(shí)提供通用接口，能在PLM中設(shè)定輸出圖文檔類型。

       四、 實(shí)施效果

       吳忠儀表自2010年開始和天喻軟件合作進(jìn)行PLM系統(tǒng)實(shí)施以來，不貪大求全，重點(diǎn)解決企業(yè)信息化過程中的典型問題。經(jīng)雙方項(xiàng)目組的緊密配合和領(lǐng)導(dǎo)支持，各期項(xiàng)目功能持續(xù)穩(wěn)定應(yīng)用中，企業(yè)管理和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

       目前，PLM系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)量已達(dá)32G，入庫基型產(chǎn)品456個(gè)，入庫產(chǎn)品圖紙128079份，入庫Solidworks三維模型 7659個(gè)，管理基礎(chǔ)物料102805余條，標(biāo)準(zhǔn)件600多個(gè)，完成流程實(shí)例10059個(gè)，正在運(yùn)行流程實(shí)例50多個(gè)，生產(chǎn)制造計(jì)劃執(zhí)行效率可提升60%以上。

       吳忠儀表PLM項(xiàng)目實(shí)施效果如下：

• • 通過PLM集成項(xiàng)目的實(shí)施和應(yīng)用，規(guī)范和統(tǒng)一了企業(yè)研發(fā)數(shù)據(jù)和流程，對于降低制造成本、提高執(zhí)行效率、縮短生產(chǎn)周期有著非常積極的助力作用；
  • 從根本上擺脫了企業(yè)以往較粗放的業(yè)務(wù)管理模式，實(shí)現(xiàn)了吳忠儀表設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)部門的一體化協(xié)同業(yè)務(wù)管理過程；
  • 通過PLM項(xiàng)目的實(shí)施，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“面向設(shè)計(jì)”向“面向設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程”的轉(zhuǎn)變，能進(jìn)一步協(xié)助企業(yè)提高績效和質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期及減少、優(yōu)化產(chǎn)品庫存；
  • 對后續(xù)數(shù)字化車間項(xiàng)目的實(shí)施及生產(chǎn)過程信息化提供了非常重要的奠基作用。

       五、 項(xiàng)目意義

       通過在吳忠儀表PLM集成項(xiàng)目實(shí)施中貫穿從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品維護(hù)到信息的全面數(shù)字化這一核心主題，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)知識價(jià)值提升、知識共享及產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，從而全面提升了企業(yè)生產(chǎn)效率和自主創(chuàng)新能力。同時(shí)有力支撐了吳忠儀表數(shù)字化工位的制造執(zhí)行能力，降低了制造成本、提高執(zhí)行效率、縮短生產(chǎn)周期，最終形成了企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造一體化的先進(jìn)制造模式。

“通過和天喻軟件的深入合作，對吳忠儀表的整體信息化發(fā)展戰(zhàn)略有了更加清晰的認(rèn)識，研發(fā)體系、生產(chǎn)過程與信息化融合是未來的發(fā)展方向，也希望和天喻軟件進(jìn)一步持續(xù)合作，互惠共贏。”

——吳忠儀表PLM項(xiàng)目經(jīng)理  張靜雯