让机床制造更加信息化

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上海机床厂PDM项目应用分析
; V; A, K* h& W4 X8 H# [# |0 N在本项目的实施过程中，与以往技术路线最大的不同是自制件材料编码形成与管理。
6 I/ s9 P8 T7 m; u上海机床厂（上海机床厂有限公司前身）始建于1946年，是中国最大的精密磨床和精密量仪专业制造企业。企业占地面积35.42万m2，有1.53万m2恒温车间，加工设备1200多台（套），其中一批数控机床、仪器设备和生产线具有国际先进水平。1988~1993年，企业利用世界银行贷款进行工厂合理化，现代化改造，引进美国兰迪斯（LANDIS）磨床公司的数控外圆、曲轴、凸轮轮轴磨床、德国莱兹（LEITZ）公司精密型三坐标测量机、德国西门子（SIEMENS）公司磨床数控系统等制造技术，为企业的科技进步和产品的升级换代奠定了坚实的基础。
  S% d7 t" ?- a% f* u  @7 q企业从1950年起生产各类磨床，品种、规格占全国磨床行业的三分之一。主要产品有外圆磨床、万能外圆磨床、平面磨床、轧辊磨床、曲轴磨床、双端面磨床、花键轴磨床、磨齿机、螺纹丝杆磨床、凸轮轴磨床、椭圆倒角磨床等各类普通磨床、专用磨床、数控磨床，以及三坐标测量仪、圆度测量仪、齿轮油泵、金刚石滚轮等，多种产品曾荣获上海市和国家优质产品奖，并在国内居领先水平。
PDM项目总体介绍
上海机床厂对产品设计非常重视，有严格的管理方法，但是通过手工进行电子数据的管理在效率、技术等方面存在着不少问题。对电子数据资源的版本和借用管理都是一个空白，设计人员之间的数据共享基本上是靠设计人员的经验和对产品的熟悉程度来实现的，没有一种很好的产品资源管理和查找方式，设计资源无法实现有效的共享。而且随着企业的技术部门的不断扩展，新的设计人员对于产品熟悉时间较长，难以快速接手新的工作。从整个企业级别来看，其他部门查阅技术部门的资料时，也不能提供一个有效的查询工具。
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图1  上海机床厂编码系统图示
4 f& {) |  ?# H( j5 q  T该厂管理层对于信息化建设非常重视，信息化投入在国内也较早。为从根本上解决上述问题，他们决定建立一个支撑企业设计、工艺技术管理的产品数据管理平台。通过对国内外PDM/PLM产品及软件商实力的详细考察，最终选择在机床行业拥有众多成功的一体化解决方案案例，并对制造业信息化有深刻理解的艾克斯特公司建立信息化战略合作关系。
1.进行CAD、PDM基础应用，辅助产生、管理规范的产品数据
在机械设计中，结合CAD系统，在共享统一的产品数据库的基础上，共享ERP的基础数据库，在产生工作数据的过程中，提供工具读取ERP基础数据，填写到文件中，并能自动批量地把数据集中管理到PDM系统中。增加数据合法性检验及数据分析工具，保证产品数据在PDM、ERP数据库中的一致。
2.支持工作流程的应用，规范技术管理工作，提高数据准确率
, p* Q3 `* _5 L" p* w按照机床研制一般采用的“方案设计－总装设计－部装设计－零件设计”流程，在产品设计、设计变更中，分别使用工作流程管理技术，通过分配任务、管理工作数据、进行网上审批、归档、发布及变更的控制，使产品数据在产生的过程中就能得到好的管理，减少生产环节产生的质量问题。按照结构树方式组织工作过程中产生的产品结构、报表等信息，提供红线批注、电子签名等手段，辅助进行网上审批工作，记录审批结果，使技术管理工作更规范。
3.CAD\ PDM\ERP紧密集成，为ERP的关键应用提供准确的产品数据
所有的工作，最终目的都是为了能使ERP系统全面地应用，保证ERP系统能得到完整、一致、准确的产品数据在CAD、PDM中进行大量、细致的处理工作。通过PDM系统向ERP系统发布设计BOM信息，通过CAPP的结构调整，向ERP系统发布工艺BOM信息，该工艺BOM信息和工艺路线、定额信息结合形成ERP系统所需要的制造BOM信息等。从而为ERP系统提供合格的产品结构信息。
PDM/CAPP项目创新
该厂在信息化不断的探索过程中，一直认为建立一套科学的、适宜本企业未来发展的编码系统是信息化建设的重要基础。他们在2000~2005年之间多次组织力量进行编码系统的编写以及试用，编码系统几易其稿。上海机床厂编码系统的特点是流水码和分类码结合的方式，流水码用于物料编码的惟一性识别，分类码应用于物料的分类查询，以及利用成组技术应用于生产，提高劳动生产率。编码总体规则如下图所示：
项目启动前双方已就如何利用PDM系统实现编码的生成与管理进行了深入的沟通，最后在实施方案中确定使用艾克斯特公司独有的统一编码系统解决编码的生成与管理。
3 g" h2 A# U* c2 J4 z2 N' a1.物料编码规则的建立
1 [  G+ [2 i% i0 ]& q) s( x为了建立编码系统，首先需要根据编码系统的编号规则确定编码包含了哪些部分（这里统一称为码段）；码段的类型：是固定值，还是分类型选择、日期型、帐户型、输入型、脚本型、流水号等；码段与码段之间的关联关系，按照关联关系确定的顺序先后排列各码段。按照上述信息在统一编码系统中根据上海机床厂的物料编码系统分别建立了机械零件、部件、毛坯件等的物料规则，类似下图所示：
4 Q* p4 L8 N4 O2.自制物料编码的申请
2 k, F6 O" J! P! |自制物料编码的申请在XTPDM系统和艾克斯特公司的设计之星（TeamDesigner）软件中都可以实现，方便设计人员在两个环境中操作。
1 p( I( T. g- S) J! _在申请时，设计人员既可以申请一个系统中没有的物料编码，同时也可以在物料编码库中查询到一个已有的物料编码。
申请到的编码既得到了零件的物料编码（流水码+分类码），同时根据规则得到了零件对应毛坯件的材料编码（流水码+分类码）。选定零件物料编码后，毛坯件的物料编码通过二次开发脚本来实现。
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0 s2 T& I( @" j* g9 w图2
% {" h2 X; I5 D, f2 r6 `8 g申请到的零件流水码、分类码、毛坯流水码、分类码数据按照相应的配置，写到图纸标题栏的对应属性中去，这样就完成了在二维设计环境下自制件物料编码的申请与记录。
3.查询编码
6 k6 Q- U& n$ t- ]对于已经在系统中存在的物料编码，设计人员可以直接按照类别码查询，查询到的结果可以直接反馈到明细件号或者标题栏的属性中去。
' C# x1 ^8 j' u4.PDM中对于物料编码管理方式
在XTPDM中，物料流水码、分类码、毛坯流水码、分类码随同现行零件号一起保存到PDM数据库中。这里的零件号指机床行业从设计、工艺一直到生产，各部门都非常熟悉的表达方法：产品型号+部件号+零件顺序号，在PDM中作为惟一标识码。这样的处理方式既满足了在系统中使用人员仍可以按照已有习惯查看产品结构、零部件、生成报表，完成设计评审、变更、配置等主要工作，同时也可以用分类码，查询到流水码、零件号，满足使用人员操作上的需求。
: @% T: G  o) u/ U( _; p0 D7 u+ T* p: y与ERP集成传递产品结构时，同样提供两种方式，一种是以现行零件号为惟一标识传递产品结构，物料流水码、分类码、毛坯分类码、流水码作为物料属性传递；另一种方式是以流水码作为惟一标识传递产品结构，而分类码、现行零件号作为属性值传递。这样满足企业对于物料编码集成上的要求。
PDM项目应用总体成果
PDM项目在上海机床厂合作比较顺利，通过双方组织的验收，所涉及的技术路线除与ERP集成工作未结束外，各技术路线、应用子系统已经在上海机床厂磨研所、上依公司得到推广与应用，对同行业具有示范作用。
文章关键词： 机床