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石油機械行業PDM解決方案

江漢石油管理局第四石油機械廠(簡稱四機廠)是中國石油鉆采設備的主要制造廠家, 產品覆蓋鉆井、采油、海洋石油鉆采、高壓管匯等領域,產品的技術性能和質量水平在國內同行業中居領先地位,并有多項產品打入國際市場。

   工廠的主要工藝特點是小批量、多品種、基本上按訂單生產,屬典型的離散制造型企業。2001年10月四機廠與北京清軟英泰信息技術有限公司合作共同建設四機廠PDM的系統,迄今四機廠的PDM建設處于第三期工程建設之中。PDM系統建成后,大大提高設計效率和企業資源的綜合利用程度,為客戶訂單的順利完成提供了保障。
 



   一、PDM是離散制造企業信息化的基礎
 

離散型制造企業一個典型的特征就是多品種、小批量,產品完全按客戶要求進行設計制造,為了讓產品適應各種不同物理位置和使用環境,積極快速的響應客戶的多樣化要求,在企業內部建立一套按訂單進行設計制造、服務的業務流程顯得尤為重要。

 

四機廠產品配套復雜,生產工藝流程長,售后跟蹤時間長,客戶訂單的差異化,導致了設計數據的多樣化,要把這些復雜零亂的數據有序的組織起來,惟有通過產品數據管理才能實現對產品數據的有效管理。因此只有從源頭抓起,管理好企業的產品數據,才能為快速響應客戶的多樣化要求提供保證。


   四機廠通過PDM、ERP系統的實施在企業中建立了一套以產品數據為核心的信息鏈,貫穿設計、工藝、計劃、采購、制造、銷售及服務一系列環節,規范技術數據,縮短技術數據準備周期,提高生產作業計劃的準確性和及時性,增強企業信息資源的共享,并有效地支持企業開展產品的系列化設計和優化設計,從而提高設計效率和企業資源的綜合利用程度,我們的體會是:離散型制造企業基礎數據整理工作量巨大,在作好企業信息系化規劃的前提下,企業要先建設PDM系統,然后再進行ERP系統的實施。

 



二、基礎數據的整理要注重實效
 

做好產品數據管理這個基礎工作,必須要從企業的實際情況出發,有計劃按步驟的推進,注重效果和應用。四機廠在項目實施初期,選擇易見到實際運用效果的方面為突破口,進而推進整個項目的實施起步,在實施初期認真調查企業狀況,根據企業實際情況作好基礎數據準備的規范性工作。


   在已有多年二維CAD應用經驗的基礎上,江漢四機廠先將目前所使用的CAD軟件進行統一,然后選擇主流CAD軟件進行二次開發,讓設計人員的設計過程在CAD平臺上能夠統一完成,從而提高設計人員參與信息化建設的積極性,為后期圖紙數據順利進入PDM系統和實現技術數據的共享奠定了基礎。



   當PDM系統客戶化定制工作接近尾聲時,選擇具有代表水平的產品數據進行應用驗證是將系統推入應用的關鍵點。對于有著幾十年生產歷史的老企業來說,面對浩如煙海的歷史數據,直接全面進入系統中運行極有可能導致企業整個生產陷入混亂狀態,應用人員會怨聲載道,直接影響到PDM項目的推廣實施,還有可能導致整個項目的中斷。



   任何企業也無法實現“休克療法”,在這個關鍵階段, 選擇一批求知欲旺盛、 易接受新事物的年輕技術人員,確定當前企業生產中的基礎產品為突破點,對這批人員進行集中培訓,然后突擊將這些產品數據錄入到PDM系統中,這樣一來,PDM系統就有了小范圍使用的環境,錄入的產品數據很快就起到了拋磚引玉的效果。

 

PDM系統的正式運行,并不意味著大功告成可以高枕無憂了,當PDM系統大范圍的運行時,必然會有許多的意想不到的事情發生,必須不斷加強系統的容錯性能,尤為重要的是配合PDM系統的運行企業必須建立一套完整的使用規章制度和程序文件以保障PDM系統能夠順暢運行。
 



三、建立完整的客戶化產品技術檔案
 

產品結構是支持企業管理復雜產品數據的核心,目前PDM系統支持由圖檔構建產品結構和采取配置變量運算的方式來進行產品結構配置兩種方法。由圖檔構建產品結構的方法適用于產品結構中可選件較少的企業,對于可選件較多,產品系列化、互換性程度高的企業(產品)則應采用配置方式來進行產品結構的構建。


   四機廠是大型石油裝備生產廠家,產品有五大類、十二個系列,生產零件達幾十萬個,屬于面向訂單的制造企業,根據多年來企業生產的經驗和技術積累,目前各型號產品為了滿足各種類型用戶的需求已具有多種多樣的配置狀態。針對企業狀況和泰PDM系統功能,我們提出了產品設計結構和產品客戶化結構的概念,將涵蓋各種待選零件綜合而成的產品結構稱之為產品設計結構,該產品結構會隨著企業的發展和產品的不斷成熟而得到擴充。


 

在得到客戶詳細的需求之后,設計人員以產品設計結構為基礎,對各種待選件進行一一確認后,生成客戶化的產品結構,該產品結構可轉化為客戶的設備生產、配套BOM,也為售后服務提供依據。該理念既支持企業不斷的技術積累(即產品的持續改進),克服了技術壁壘,實現產品結構的快速建立和產品信息的高度共享。客戶化產品結構的管理,為訂單產品建立了完備的產品技術檔案,為售后服務能夠快速、準確提技服件提供了保障。

 



四、產品數據的多視圖管理
 

PDM系統的產品結構管理用于組織從多個數據源得到的產品數據,使生命周期各個階段的用戶都能訪問到正確的和相關的產品數據。從產品的設計、生產到制造成最終的產品,產品結構信息跨越了企業多個業務部門,通過產品結構多視圖管理,實現了產品數據在設計、制造、銷后各個階段的產品數據狀態完整性的表達。


   設計人員根據客戶訂單及功能進行產品設計,按照功能要求對產品結構劃分得到產品的設計BOM,設計BOM描述了該產品由那些零部件組成,是在工程設計階段的產品結構形式。


 

工藝BOM是產品在工藝計劃階段的產品結構形態。依據EBOM 將自制零件進一步展開為毛坯和原材料,進一步添加工藝虛件等;由工藝部門確定零件大的工藝分工路線,確定零件是自制、外協或是外購等信息。



 

制造BOM表達了在產品生產過程中所需要控制和管理的物料項。制造視圖是在工藝部門制定出工藝計劃、流程的基礎上添加詳細工藝、工裝、材料、虛擬件、虛幻件、工藝構型件等信息。制造BOM建立了物料項之間的數量關系以及物料項在生產制造裝配中的順序關系,為計算物料項的開始時間和結束時間提供依據。主要包括工藝路線、工時和材料定額、零部件裝配工藝、刀夾具、模具、量具、機床等工裝方面信息。

 

銷售BOM是反映滿足客戶訂單功能需求的最終產品結構。銷售BOM中不但反映最終產品結構,還包括零部件的備品、備件、專用工具等各方面信息。

 

從數據角度,多視圖管理使PDM系統將產品在各個階段的所呈現的數據進行了有效的管理,為各個業務部門有效利用產品結構數據提供了有力的支持。
 



五、與ERP系統的有效集成
 

2006年,企業建立了ERP系統,由于采用了SAP軟件,且應用范圍包含了銷售、計劃、生產、物料、財務、成本,大量的產品數據需要從PDM生成。2005年,四機廠與清軟英泰再度合作,升級了PDM系統,實現了PDM與ERP的緊密集成。

 

升級后的PDM系統實現了產品結構的多視圖管理,將設計、工藝、制造數據分別用不同的視圖進行組織,相互間存在預定義的蔓延關系。不同的專業人員在進入PDM系統時,系統自動按照其角色為其展示對應的視圖模型。四機廠每天在線組織生產的產品有30多種,每個BOM子件數在12000個左右,沒有PDM系統,如何有效地組織如此大規模的數據的確讓人無法想象。

 

以產品數據管理為核心,綜合運用企業資源計劃系統(ERP),構建離散制造企業信息化平臺,從而進一步滿足客戶的個性化需求,大大提高了四機廠的競爭力,滿足了企業日益擴大的生產規模的需要。
 


 

六、實施體會
 

PDM系統實現了圖檔管理、 產品結構管理、訂單產品數據管理、產品結構的多視圖管理等功能,完成了與CAD、CAPP和SAP的緊密集成。目前PDM系統中已經管理了五大類、十二個系列的產品,管理的零件有176677個,管理的各類文檔有101995個,管理的各類工作流程有26種,已經運行的工作流程實例有19000個,四機廠PDM的應用已超出了工程設計部門,延伸到了生產、計劃、物資供應等多個業務部門。

 

在PDM的實施過程中我們的體會是:PDM項目的實施是“一把手”工程,但僅僅“一把手”重視還不夠,還需要“一把手”的認識到位,得到領導的高度重視,領導層對信息化內涵理解深刻,將直接影響到企業信息化建設內容、應用效果;在實施的過程中企業要注重培養自己的信息化服務隊伍,企業信息化系統的深化應用是長期的持續不斷的過程,有了自己的信息化服務隊伍才能推動信息系統逐步深化應用。

 

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