天津机辆轨道交通装备有限责任公司是中国铁路机客货车配件重要的研发和生产基地，企业始建于1909年，至今已有百余年历史。天津装备有比较完整的生产体系，具备了完善的数控加工、精密铸造、精密锻造、热处理等工艺手段，拥有了先进的工艺制作、现代化检测、计算机应用等科技能力。公司主要生产各种规格弹簧、缓冲器、调速器、制动机、抽油机、滤油器、减振器、饲料机、电机等系列新型产品智能间歇提捞式抽油机，广泛应用于内燃机车、电力机车、客货车辆、船舶、汽车、摩托车及核电站等领域。

一、PLM项目实施目标

通过PLM平台的构建实现天津装备百年知识沉淀，为最终用户建立高效的产品全生命周期管理集成平台，统一管理产品全生命周期各过程以及过程中产生的数据，实现产品设计、工艺、制造数据的流转与管理，实现产品图纸设计管理、产品工艺编制、工艺数据与工艺资源的管理，与企业实施的北车MDM主数据系统、开目CAPP、利玛ERP系统的集成。
 

1）搭建一个企业级的研发管理平台，实现研发、工艺和各类技术文件的高度共享；
 

2）借助PLM平台实现管理制度化、制度流程化、流程表单化、表单电子化，提升企业管理水平；
 

3）以PLM平台为中心建立企业级BOM管理中心，实现设计BOM和制造BOM的管理；
 

4）通过与其它系统的集成，打通研发、工艺、生产管理的底层数据链，为提升企业管理水平奠定企业管理基础信息。
 

二、项目关键技术路线

依据项目实施规划以PLM系统为基础打造天津装备统一的数据管理平台，TiPLM系统物料信息来源北车集团MDM系统；通过CAXA2007图纸集成在PLM系统中自动生成设计BOM；设计BOM通过电子审签流程将信息传递到下游人员；通过设计视图与制造视图的转换，工艺人员在制造视图下完成制造BOM；经过制造BOM审签流程将完整正确的物料信息、BOM信息、工艺信息自动发布到利玛ERP系统。项目实施中的技术路线如下。
 

1.MDM主数据管理

天津装备是中国北车股份有限公司的全资子公司，北车集团物料编码由北车集团MDM系统统一管理，各子、分公司使用物料编码需要向MDM系统申请。涉及PLM系统物料主要包括成品、半成品、毛坯、下料件、原材料等编码，在进行产品研发设计和产品工艺工艺设计时产生，并需要标注在对应的图纸、工艺卡片上。工程师使用的物料编码通北车集团MDM系统调用WebService接口发布到天津PLM系统，设计人员在PLM系统中将已有物料的物料编码填写到图纸明细栏、标题栏和工艺卡片上。
 

PLM系统提取图纸中物料编码自动创建EBOM，并将图纸物料主数据关联。通过权限控制，天津装备PLM系统物料只能通过MDM系统发布创建，保证了物料数据的唯一性和准确性。

图1 北车CNR码上图

图2 北车CNR和图号的对应
 

2.制造BOM管理

天津装备公司采用的视图关系为：前一视图的结构变化不自动蔓延到后续视图，编辑制造BOM时物料自动绑定制造视图重建BOM结构，系统中保留两套互不干涉的两套BOM设计BOM与制造BOM，并可以比较两套BOM的差异化，设计BOM更改后不会影响到制造BOM的变化。
 

1)制造BOM的形态

天津装备公司制造BOM结构基本视图为：总件—零件—子件—毛坯件—下料件—原材料。 BOM结构的编辑：在物料的“连接”选项卡，选择“子件”编辑BOM结构。通过系统外购件、标准件毛坯、原材料及辅料资源库，选择相应的子件通过“复制、粘贴”或者“拖拽”的方式手工搭建制造BOM；或者通过excel表的形式批量创建BOM。

图3 工艺视图
 

2)工艺信息结构化

在天津装备信息化的环境下，工艺的工作主要包括在开目CAPP系统中完成工艺卡片的编辑工作和在PLM系统中完成工艺行程、工艺路线、材料定额和工时等的工艺的信息结构化定义工作。天津装备在PLM系统建立典型工艺库、标准工序库，直接在系统中拖拽搭建工艺路线。

图4 工艺模型
 

建立工艺资源库，从ERP系统中直接读取工种、工作中心、外协类别等信息，这些信息由ERP系统维护，数据发生变化后实时传递到PLM系统，通过资源梳理建立工作中心、工种、标准工序的对应关系。

图5 工艺资源
 

工艺设计人员创建工艺过程的每道工序时只需要通过简单字符过滤（缩小标准工序的检索范围）选择相应的工序，PLM系统自动会将工作中心、工种自动匹配到这道工序上，不需要输入工作中心及工种，减少了系统录入工作、简化了工艺人员工作。通过工艺资源库的建立，录入工作通过系统点选方式完成规范了各种信息输入，填写的工种、工作中心、外协类别数据来源于ERP保证了数据一致性、提高了数据的准确度。

图6 结构化工艺信息

3）工艺行程管理

由于天津装备ERP系统未正式上线，在过渡阶段保持天津装备原有的工艺行程模式，继续使用纸质的工艺行程材料定额表。建立天津装备厂生产单位资源库，在物料上增加 “生产路线”属性与“生产路线”属性组，将每个生产单位添加到“生产路线”属性组中。将生产单位资源库与“生产路线”属性相关连，填写“生产路线”属性时通过下拉框点选的方式按顺序选择相应的生产单位（每个生产单位可多次选择），选择完成后系统自动按照选择的属性值对应到“生产路线”属性组的各生产单位属性上按选择的顺序显示阿拉伯数字。

图7 工艺路线生成
 

通过PLM系统报表功能，按照天津装备厂的工艺行程输出格式定义到系统中，实现工艺行程材料定额表的实时汇总，经过工艺行程审批、发放流程后流程签字自动输出到工艺行程表的指定位置，可直接下发使用。

图8 材料定额汇总表
 

三、与CAPP集成关键技术路线

天津装备厂在上TiPLM系统之前已购买开目CAPP软件，使用CAPP编制工艺文件，为打造统一企业研发管理平台必须集成CAPP软件，将CAPP作为专业的工艺编制工具集成到TiPLM系统，CAPP负责工艺文件编制、PLM系统负责工艺文件的管理。

   在PLM系统中通过闭环的图纸审签流程通知工艺人员在CAPP软件中编制工艺过程卡与工序卡， 工艺人员将编制完成的工艺文件通过单个或批量的方式提交到PLM系统，通过对工艺文件内容信息的提取将文件对应到相应产品结构的物料上，根据天津装备厂现状可以根据规则一张工艺卡片连接到多个物料上（例如：相近尺寸的弹簧钢热处理工艺卡片为一个，形成标准工艺）。

   工艺文件在PLM系统中进行流程签审，若流程中途驳回通知到工艺文件编制人在CAPP中更改后，再次提交到PLM系统继续签审，若流程再次驳回继续执行上述操作直至审签完成文件定版发布。工艺文件更改，工艺人员在CAPP中修改完成的文件提交到PLM系统，执行工艺文件更改签审流程，PLM系统记录工艺文件的版本。PLM系统集成了CAPP的浏览工具、圈阅工具及签名工具，工艺文件在PLM系统中签审时可在线浏览、轻量化圈阅；对发布的工艺文件可在线浏览和查看签名及签名文件的打印输出。
 

四、ERP集成集成的关键技术路线

天津装备为便于制造BOM搭建，从各个车间抽取工艺人员形成BOM维护小组专业负责BOM构建与修改工作，搭建完成的制造BOM经过流程审批后，由专人通过接口导入ERP中间库。在PLM系统中定义了ERP接口，由专人负责操作，其他人员没有权限操作。

图9 制造BOM审核流程

此接口中根据业务需要，传送的数据可以是多个成品、部件、零件或单个成品、部件、零件，可以选择BOM、工艺路线、物料同时传送或是单一传送或者某两类组合传送。
 

TiPLM与利玛ERP集成主要采用插件与中间数据库集成方式。PLM系统从ERP系统读取工作中心、工种、外协类别和用户数据，将物料信息、制造BOM结构、工艺路线等信息通过接口自动发布到中间库表。数据传送到ERP中间库表之前PLM系统做相应的数据合法性检查工作：

图10 PLM系统接口数据传送流程

PLM系统的主要数据检查：① 零件类型不能为空；② 结构最底层数据必须为外购件；③ 自制件必须有工艺路线；④ ERP需求“责任部门”属性根据工艺行程规则，传输过程中自动生成，不需要工艺人员手工维护；⑤ ERP需求“取整倍数”属性传送过程中自动设值为“1”。
 

数据传输后，接口会给出传送是否成功提示，如果传送未成功给出精确的错误定位信息，让传送者能清楚地知道是哪条物料哪个属性出了什么样的错误，方便操作者改正错误。
 

结束语：通过PLM系统平台对业务的梳理支撑。大大简化天津装备公司设计到生产过程的管理。通过物料集成、制造BOM集成、工艺路线集成、工艺卡片集成，实现了天津装备PLM数据与ERP系统、MDM系统、开目工CAPP的有效集成。TiPLM系统的开放性、组件化和可定制性保证了天津装备信息系统集成的灵活性、先进性和可扩展性，真正为天津装备公司打造出了一个企业级业务支撑平台和集成平台。