汽轮机行业PLM解决方案

   PLM(Product Life Management)可以诠释为一种理念,对产品全生命周期的技术数据进行管理,实现这一管理理念的软件平台统称为PLM管理系统。全生命周期可以涵盖从技术协议----订单----产品设计---工艺设计---生产准备---生产制造---产品安装---运行----修理维护/ 改造----报废所有环节,但一般都是先从设计领域开始起步实施PLM项目,以后再逐步向工艺及其它上,下游领域拓展。

 
   对于制造业企业来说,实施PLM的意义,不仅在技术系统内可以对产品的技术数据进行科学严谨的管理,更为重要的是,可以为技术系统以外的领域,如物资,生产准备,作业计划,车间生产,成本管理等部门实施ERP系统(Enterprise Resource Planning)提供动态实时并且准确有效的产品数据,而这样的数据正是这些领域要实施信息化必须高度依赖和不可或缺的。“问渠哪得清如许,为有源头活水来”,比喻到信息化领域,可以说,如果没有PLM系统的动态数据之源头,就不会有ERP系统乃至整个企业物流、资金流、信息流之清渠的畅通和清澈。所以,实施PLM系统对于企业信息化具有极其重要的意义,是一项利在长远的系统工程。
 

   千里之行,始于足下。
 
   2004年,我公司的领导做出了实施PLM的决策,计算机中心开始PLM项目的调研。
 
   2005年,在对国内外PLM软件详细调研的基础上,我公司最终和北京清软英泰信息技术有限公司合作,开始了企业PLM项目的实施。
 

当时企业技术系统数据的管理现状是:
 
   (1) 从97年实施CAD甩图版工程开始,已经积累了大量的电子数据,覆盖了汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机四大产品的所有设计和工艺部门,而且有一套严格的管理制度,从CAD图框,标题拦到CAD模版、工艺规程模版,甚至电子文件名,都建立了规范,所有电子数据都是井井有条,管理有序的。
 
   (2) 在图纸和工艺文件的CAD设计会签工作和对图样的更改管理工作中,也建立了比较规范的流程管理制度,通过纸质的流程单进行流程签名和流程运转的控制。
 
   (3) 面对200多人进行管理,仅靠制度,仍然出现有章不循的现象,导致管理漏洞,特别是在电子数据的版本管理上缺少技术制约手段,如多专业对同一文件(如部套目录)进行修改时就无法保证版本的唯一性,电子数据与纸质图纸的不一致性,手工填写流程控制单的随意性,重大数据更改记录无法有效保存,也不可追溯等等。
 
   (4) 传统的设计方法形成的产品结构数据中,除了自制件的图号可以基本满足信息化管理的物料唯一性标识要求外,大量的标准件、外购件、规格件、焊接材料等辅料的标识都不能满足数据库管理的需求,而且数据的一致性差,数据的随意性时有发生,企业没有一套合理科学的物料编码体系,更没有企业工程资源库,原材料在产品中的使用也处于比较随意的状态。
 
   (5) 企业四大产品的技术数据各具特色,比较复杂。汽轮机产品以自制为主,产品数据量极为庞大,燃气轮机产品与GE公司合作,产品数据中外合壁,发电机/电动机的产品数据也自具特点,其管理体系与汽机和燃机有着明显不同。
 
   上述现状,决定了在我们企业实施PLM,既有图档管理管理和流程管理的良好基础,又存在产品结构管理和物料管理方面的薄弱基础,产品复杂,数据复杂,所以必须选择一套适合企业特点的PLM实施方案。
 

   2005年,企业和英泰公司组建项目组,开始着手搭建企业PLM系统模型。在对企业的特点和状况进行分析后,采取了全面规划,分步实施,夯实数据,稳步前进的PLM实施策略。首先实施PLM图挡管理和工作流程管理,覆盖对象是企业的所有历史电子数据。具体做法是迁移完一类产品的电子数据,上线一个专业的PLM图挡管理和工作流程管理,一旦上线,该专业的全部设计流程就全部切换到PLM系统上运行,不留任何死角。与此同时,PLM项目组开始起步,制定企业的编码规则和编码体系,并组织各专业技术部门,标准化室,物资公司等相关部门,搭建企业工程资源库。
 

   2006年,在汽轮机设计数据(41677份/9.4G)全部整顿并导入PLM系统的基础上,我们对汽机设计部门实施了PLM图档管理和工作流程的上线。同时,企业编码体系和工程资源库初具雏形。
 

   2007年,在燃气轮机设计数据(32000份/4.96G)和电机设计数据(38607份/8.53G)全部整顿导入完毕的基础上,我们对燃机设计部门和发电机/电动机设计部门实施了PLM图档管理和工作流程的上线。同时启动对汽轮机产品结构数据的整顿和梳理。
 

   截止2007年底,PLM系统的图档管理和工作流程管理两大模块,在技术系统的设计部门已经全面上线,四大产品的全部电子图样均通过PLM系统管理维护。到2008年7月底,PLM系统中管理的电子图样数据规模达35.3G,,其中汽机设计图样77173份,燃机设计图样38761份,发电机设计图样25224份,电动机设计图样25224份,累计工作流程9172个。目前,每天都有250个左右的PLM工作流程在系统中正常运行。
 

   通过PLM图档管理和工作流程管理的全面上线,技术系统的电子图样管理水平和工作流程管理水平得到显著提高,过去CAD设计图纸的手工签名被PLM系统的电子签名所取代,过去人工填写的纸质流程单被PLM电子流程所取代。通过PLM软件所提供的两级版本管理体系,不仅确保了由更改通知单进行的图样更改和图样大版本升级的正确性,也记载和保存了图样在设计—校对—审核—标准化审查—工艺会签—审定—批准—打印—归档—定版各环节中的任何修改痕迹。


   技术设计信息和更改信息全面实现了可查询,可追溯,图样版本的准确性,电子数据和纸质数据的唯一性得到可靠的技术保证。现在,所有技术人员可以随时通过系统,快速方便的查询所需图样,技术领导也可以随时通过系统,掌握各项图样提交后的进度状况,PLM系统的优越性开始被大家认识和接受,并成为技术部门不可缺少的工作平台。
 
   
   2007年,我们开始着手准备PLM产品结构功能的实施。由于近年来,企业的生产制造能力不断形成突破,在汽轮机产品制造中,从过去的年产四、五十台发展到目前年产100多台,对设计,工艺,生产组织都带来很大压力,迫切需要有快速高效的技术手段进行产品结构数据的组织。


   PLM系统能否完成这一需求,为解决企业的数据瓶颈作出贡献呢?我们对400多台汽轮机组的部套目录数据进行了统计分析,发现虽然汽机产品结构数据量总体上极为庞大,但对一批母型机组的借用率却很高,在部套层次,借用率就高达80%。这样的数据特点清楚地表明,对汽轮机产品实施PLM产品结构数据管理功能,可以发挥数据库优势,减少借用数据的重复编辑,从而改善数据瓶颈,提高新产品的设计和工艺效率。因此,我们选择在汽机产品上率先实施PLM产品结构功能。
 

   在具体实施方法上,我们又考虑到,采用PLM系统来管理产品结构数据,必须要引入过去技术系统从未使用过的物料编码体系和工程资源库,并且要将传统的文本方式转变为PLM数据库方式。这样的变革,无论从数据的标识描述还是到编辑管理,都与大家习惯和熟悉的设计方法有着明显的差异。如何在不影响正常设计工作的同时,让所有技术人员在较短时间内顺利接受这种转变,适应这种方式,也是实施PLM产品结构功能必须要考虑的问题。
 

   通过分析,我们采取了循序渐近的方式,将汽机产品结构拆分为部套目录层和综合零件明细表层,第一步先实施部套目录层。而且在上线前,首先将企业所有汽轮机产品的部套目录数据全部整顿导入PLM系统,以保证新设计想借用的部套数据在PLM系统中应有尽有。


   其次又针对技术人员的编辑习惯,制作专用模板,通过报表方式从PLM系统中形成既满足PLM结构导入要求,又满足技术人员构思编辑要求的EXCEL母型数据文件,让3个专业的技术人员通过PLM流程进行合作编辑,全部编辑完毕再导入PLM系统产生新产品的结构数据和生成部套目录报表文件,而后续所有的更改则要求技术人员全部在PLM产品结构上完成。


   这样的兼顾方式使技术人员既延续了传统的文本编辑构思习惯,又逐步了解和适应了PLM产品结构的理念与操作方法。2008年3月,汽机部套目录的产品结构完成上线,所有汽机产品的部套目录编制和修改都切换到PLM产品结构层进行,现在技术人员不仅可以从PLM系统中快速查询需要借用的任何母型数据,而且还可以快速查询任何部套在所有产品中的借用状况,数据库管理的优势初见端倪。


   同时,传统的部套目录文件已变为产品结构的一份报表,这份报表表面虽然看起来和过去类似,其实已经发生了质的变化。它不仅直接反映PLM系统的产品结构,而且文件上记载的管理信息也比过去大为增加,首版报表中记载了编制过程中各环节的电子签名信息,更改版本中则记载了累计更改信息和最新发布日期,在版本信息方面,不仅报表自身有文件版本信息,而且报表中每个部套、每张总图、每份文档都有各自的版本信息,这些版本信息可以帮助各应用部门更准确地分析和掌握产品部套结构的变更状况,这也是过去用WORD软件和文本编辑形成部套目录文件时所无法实现的。
 

   对于产品结构的第二步综合零件明细表层,我们正在集中力量,将借用率极高的一批母型机组数据导入PLM数据库,并同步开始通过流程,由标准化室进行编码申请的规范工作,将企业编码体系和工程资源库直接应用到产品结构。一旦充分夯实PLM数据库后,我们即着手实施综合汽机综合零件明细表层的产品结构功能上线。


   届时,将有能力实现明细表下图,产品的BOM数据完全以PLM数据库产品结构数据为准的目标。如果明细表下图的重大变革得以实现,将彻底杜绝产品结构数据在同一套图纸、综合零件明细表、标准件明细表上的不统一性,彻底改变同一产品数据在不同机组中借用时的不统一性。这将对企业BOM数据的管理维护带来一次重大革命和技术进步。
 

   2008年,我们还计划实施工艺部门的图档管理和工作流程上线,并通过工艺的上线。将PLM系统拓展到生产部门和相关管理部门,使得技术系统以外的领域也能够使用PLM系统,分享PLM系统提供的快速查询功能,届时,生产和管理部门将能在第一时间实时查询到设计和工艺数据的最新版本。
 

   回顾过去,展望未来,虽然目前PLM在企业的实施已经初具影响,但未来的路还很长。在PLM实施的工作中,新老管理理念的碰撞,习惯工作方式与PLM管理方式的的冲突,本位工作和管理需求的矛盾,软件功能与企业的磨合和改进,还有很多的工作需要我们去做。但必须看到,信息化是大势所趋,开弓没有回头箭。我们应该站在企业的高度来认识PLM项目实施的意义。


   企业的需求高于部门需求,更高于个人需求,作为项目组成员,更应该坚定信念,踏踏实实地做好当前各项基础工作,认真在今天,获利在长远。我们相信有企业领导的大力支持,有应用部门的逐步理解和努力配合,我们历经实施过程的艰难和痛苦,在风风雨雨之后必定能迎来PLM全面见效的彩虹!