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基于Teamcenter的PLM系统软件在制造业中应用的研究

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  摘 要:随着制造全球化和工业4.0的推进,产品生命周期管理(PLM)这一概念得到越来越多的重视。本文以全球最大的PLM软件-Teamcenter为例,首先对PLM中产品设计信息管理和流程信息管理两个方面做了详细的分析和研究,抽象出了产品生命周期管理的实质;其次,对PLM在制造行业中的应用优势做了分析;最后,从企业工程师长期使用的角度找出了国外PLM系统在本地化应用中两大层面上的问题,并解释了出现问题的相应原因。
中国论文网 /1/view-13952100.htm
  关键词:生命周期管理;Teamcenter;产品设计与流程信息;协同设计开发
  中图分类号:TP319 文献标识码:A
  1 引言(Introduction)
  PDM形成于1980年并在1990年快速发展,它以软件技术作为基础,制造业产品作为核心,管理与产品相关的数据,流程和资源,而PLM这个概念相当于是PDM的一个扩展[1]。产品全生命周期管理(PLM)是在工程数据管理(PDM)的基础上慢慢发展成长起来的,为内容管理系统(CMS)提供了一个新的思路和集成框架结构[2]。
  面对如今众多的管理系统,PLM系统最为值得称赞的一点是其整合了各种不同的自动化系统(例如:CAD、PDM、ERP等),使它们有机得结合在一起[3],这对提高产品的设计质量与生产效率和对整个行业的智能化推进有着非常重要的意义。
  随着智能制造与工业4.0的推进,制造业中各类产品的协同设计开发与整个产品生命周期各类生产资料的集成管理成为了关键的突破点,因此对PLM管理系统的研究成为智能制造中最为重要的一个环节[4]。
  2 基于Teamcenter的PLM系统理解(Understanding
  of PLM system based on Teamcenter)
  PLM能够有效地管理研发过程的图文档,能够在一个产品的全生命周期里统筹所有资源信息,能够保证产品数据的整性、正确性、一致性,能够解决企业产品研发过程中的频繁变更、可追溯性差的问题,并且能够实现数据的版本管理等功能[5]。PLM平台完成了产品数据的“删繁化简”,将以前需要人手工存储的产品三维数据和二维图纸标准化和数字化,将它们统一地放在共享数据库中,为产品的协同设计提供了可能[6]。
  PLM系统的实质分析如图1所示,它管理的数据种类非常之多但主要可以分为四个部分,其中最为核心的内容包括两个方面:产品设计信息和审批流程,下面将针对这两个方面做分析和阐述。
  2.1 产品设计信息的管理
  产品设计信息主要包括产品零部件和总成的三维模型、二维图纸、工艺流程、仿真分析报告和产品说明等基本信息。这些产品数据信息就是公司的生命,它为企业的产品创新和技术改进提供源源不断的活力,因此对其有效、有序地管理与保存显得十分重要。
  如图2所示,Teamcenter的后台底层架构是用Java编写的,为了存储产品设计信息,开发者创建了很多对象(Object),其中包括Engineering Part、Support Design、Engineering Drawing、Control Document等Java对象。这些对象相当于特定化的文件夹,具有高度的灵活性和自由性,为工程师管理产品信息提供了多样化的选择。在对象这一层级之后的是数据集(Dataset),这些数据集并不是Teamcenter特有的,例如PPT、Word、CatPart、CatDrawing等,这些数据集合储存的就是实际的产品信息。
  Teamcenter内的数据集合并不是独立存在的,实际上它能够整合市场大多数的CAD等各种自动化软件,因此其对应得java对象类也特别多,同时其包含的数据集范围也十分广泛[7]。
  2.2 审批流程信息管理
  流程信息主要涉及�筛龇矫娴哪谌荩�一个方面是单个产品项目的商业运作和人员分配,另一个方面是已经设计的产品数据的审核校验与更新改善;其本质可理解为单个项目的人力资源分配和单个项目下所以产品数据的审核状态管理。
  如图3所示,审批流程信息管理主要分为两个阶段:首先获取客户需求和设计目的,其次由项目经理在系统中建立相应项目代号并指定项目主负责人,负责人根据实际情况将要参与到该项目的SDT(协同开发团队)成员添加进项目中完成人员的分配,这是自上而下的一个过程;所有人员确定后,产品工程师根据客户需求和设计要求完成产品模型,最后产品工程师向上级提交产品发放申请或者变更申请,由各个部门的管理者分析和审批,通过则完成这个产品的设计进入生产阶段,这是一个自下而上的过程。
  3 PLM系统的优势分析(Analysis on advantages of
  PLM system)
  PLM的使用对产品制造中的集约化管理和设计生产制造的细分有良好的促进作用,只有通过设计制造过程模块化细分化,才能真正的实现制造智能化。Teamcenter作为一款集大成于一身的PLM实施软件,它具备非常多的优势和特点。下面以Teamcenter为例,分析PLM系统在系统工程与需求管理,物料清单管理和仿真测试过程管理三个方面的优势。
  3.1 系统工程和需求管理
  Teamcenter通过对产品需求、工程需求、完整制造系统约束优化要求来减少设计制造问题,降低供应链问题风险;能够将系统级别的理解、客户需求、制造客观限制条件等结合起来,以协助工程师做出更好的决策并及时完成产品的完整设计制造与市场推广。
  Teamcenter将整个产品的生命周期作为一个闭环系统,从需求的提出到产品的交付,再到用户的反馈和改进完全结合在一起,使得每一个产品都有自己的生命循环系统,并记录下这个过程中产生的所有细节信息,提高公司对于市场的反应速度,提升产品的生产效率,促进产品的良性改进[8]。

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