北京清软英泰TiPLM系统大同电力机车的实施案例

1 企业介绍

中国北车集团大同电力机车有限责任公司（以下简称同车）是由原大同机车厂于2003年改制组建而成。公司始建于1954年，是目前国内干线牵引电力机车的主要制造厂家。公司占地面积23
3.75万平方米，现有员工7800余人。2003年公司被铁道部确定为技术引进、技贸结合工作六大重点扶持企业，成为国内电力机车技术引进、消化和吸收的两大定点企业之一。2004年6月11日，公司董事长、总经理石晓丁，随同国务院副总理曾培炎出访法国，在巴黎拉法兰总理府签署了“大功率交流传动电力机车技术转让及合作生产框架协议”。同年10月，铁道部为大秦线招标大功率电力机车，作为主投标方的大同电力机车有限责任公司，与转让先进技术并提供相关支持的阿尔斯通公司，共取得180台大功率交流传动货运电力机车订单。2005年2月25日，中国北车集团大同电力机车有限责任公司联合法国阿尔斯通公司在北京与铁道部签定180台大功率交流传动电力机车采购和引进技术项目。

公司领导非常重视提高企业核心竞争力，提升企业在市场竞争中的地位。从2002年起，同车着手开始企业信息化的全面规划和实施工作，经过多家的考察和遴选，2006年3月同车正式选定清软英泰产品全生命周期管理系统--TiPLM2.0系统作为同车技术系统的管理平台，并由北京清软英泰信息技术有限公司（以下简称清软英泰）作为PLM系统实施单位。

2 企业需求

作为机车行业，同车产品结构复杂，数据量大，需要管理自行设计和技术引进机车数据，目前主要以技术引进DJ4电力机车为主，一台DJ4机车，涉及图纸数量在3000~5000张，展开的产品结构物料数目接近数万条。同车在自行设计和技术引进项目实施过程中，设计、工艺、生产、物资、销售、质保和技术服务等部门在管理上急需实现数据高效协同管理，主要需求如下：

能根据同车产品特点和组织结构灵活定制管理的数据模型，模型具有良好的开放性和可扩展性，可适应企业的可持续发展。

实现图文档管理，尤其是复合文档的管理。技术人员可以快速检索产品参考资料，充分利用已有技术资源，提高产品开发速度。

支持按密级的权限控制，对生产和开发中的文件进行有效的控制。

实现借用件管理，系统能提供方便的查询零部件被借用的情况。

需要提供方便的报表格式定义工具，按照同车的要求汇总出满足要求的数据。

提供图形化的工作流建模工具，能满足同车复杂业务流程的需要，快速定制符合同车规范的业务流程，并提供适时的变更流程管理。

支持工艺数据的管理，能根据企业的标准定制各种工艺卡片模板，支持各种工艺卡，并进行基于工艺卡的工艺数据的汇总和报表输出。

对产品配置进行管理，能在基于产品结构管理的基础上通过配置条件产生具体车型的生产明细。可以通过配置定单号追溯定单车型的配置状况，追溯产品的演变历史。

实现项目管理和企业统一的编码管理。

实现与下游部门（生产、物料、销售、质保和技术服务等）的数据共享和协同管理。

提供二次开发接口，实现与ERP的集成。

3 系统实施总体规划与策略

同车PLM项目实施总体目标是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，实现设计、工艺、制造过程的并行工作，实现设计、工艺、制造数据的高效流转与管理，实现产品工艺编制、工艺数据与工艺资源的管理，实现与同车ERP系统的集成。针对同车公司技术中心和车间设计人员多，计算机应用普及广，企业已实施过ERP系统，清软英泰和同车公司制定了详细的实施计划和方法，采取总体规划、分步实施、明确阶段性成果实施策略，各阶段总体实施计划如图1所示。

4 同车PLM项目实施成果

4.1同车电子数据仓库和严格权限管理机制的建立

通过TiPLM系统的前期实施，建立了同车企业标准与规范、DJ4引进文档（设计与工艺）、DJ4产品、工艺资源、物资库（标准件、原材料和外购件）等电子数据仓库。系统环境提供对各种格式文件进行共享访问，方便使用人员对数据进行快速检索和查询、在线浏览、对版本修改历史进行追溯。并解决了同车电子数据安全问题，有效解决了一号多图、一图多件、规格件图纸、文档版本修改等管理问题，最终实现了同车数据的有效管理。

建立了同车组织模型，建立了相关权限管理角色，赋予相关角色的通用权限，提高了个人权限设置效率，赋予相关模块系统管理员二次权限，实现权限的分级管理。根据设计、工艺、车间及相关数据使用部门的需求，实现了可动态调整用户对数据创建、浏览、修改、删除、属性编辑的权限，解决了数据共享与数据安全的矛盾。

4.2 DJ4机车复合文档的特色管理

同车与ALSTOM合作生产DJ4电力机车，其文档都是国外引入的原版文档，同车公司各部门按照本公司的要求把原版文档翻印成中文，在PLM系统中需要把原版文档和对应翻译文档统一进行管理。对于技术图纸，原版文档为tif图片文件或jpg文件，同车需要按照自行习惯把ALSTOM图纸转换为符合同车制图标准的图纸，把tif图片或jpg文件作为光栅插入到dwg格式图纸中，dwg图纸都是将tif图片或jpg文件链接进行浏览，如dwg和tif、dwg和jpg互为关联。系统自动提交dwg图纸，文档对象上自动挂接dwg和另一个关联文件。对象做浏览、下载、编辑操作时，系统会同时下载两个关联文件，如图2所示。

4.3产品数据的全相关管理

数据归档检索的完整性。同车技术引进项目文档和自行设计文档需要在PLM系统中进行归档检索管理，系统实施前期，清软英泰和同车对数据文档进行了详细和长远的规划，对数据进行了归类，建立了相关数据的关联关系，方便企业相关人员检索到某一数据，并能找到与这一数据相关联的所有数据，实现了数据的快速检索和查询、在线浏览、对版本修改历史进行追溯，保证了数据检索的完整性。

借用件的有效管理。系统提供了方便零部件被借用情况的统计功能，需要更改已有零部件的设计时，能及时发现已借用这个零部件的所有产品信息，为设计人员考虑更改影响范围提供帮助。对借用件与通用件的利用能进行有效控制和管理，方便设计者进行快速借用，节省人力、物力和降低管理成本，实现了数据借用的完整性管理。

数据变更管理。同车产品结构复杂，数据量大，数据类型多、变更频繁，需要针对不同数据类型进行变更，变更需要选择不同变更流程。系统定制了相关数据变更流程，对变更申请和变更范围（关联变更）进行了严格控制，变更人员通过变更影响分析与变更决策功能，识别变更影响的范围，如相关的零部件、图文档以及借用件的借用关系等，来分析变更的成本，形成正确的变更通知。变更人员可以设定变更时间的有效性和批次有效性，系统提供变更申请、审批、执行和版本更改的发放等过程的查询和跟踪手段，当变更影响范围内的产品对象都完成更改和复审后，变更通知才能被标识为完成状态，并把数据自动下发到相关单位。同车通过数据变更管理，实现了数据变更管理的完整性。

高效全相关数据管理实现了以产品结构为主线检索、查询与用户需求相近的资料，在已有基础上作局部更改，完成产品的设计工作，缩短了新产品设计准备周期与变型设计准备周期。

4.4产品结构和多视图的管理

为了提高产品数据管理并方便借用件变更管理，同车摆脱了原有的管理方式，所有图纸明细不上图，在PLM系统中完成产品结构的搭建。目前，同车DJ4原型车产品结构已纳入PLM系统中管理，设计人员在系统中自动创建产品结构，通过图纸提取模板自动批量导入图纸，产品结构中的零部件的属性自动从标题栏和明细表中提取，并自动创建零部件和图纸的关联关系；系统提供了设计人员对产品明细快速编辑功能，设计人员能方便的在PLM系统中通过不同的方式增加各种物料，也能方便的通过复制、粘贴功能引用已有的零部件和创建零部件之间的关联关系。并通过资源的调用规范设计人员的选用，改变了手工方式下二次明细的工作方式，由原来的图纸标题栏明细表（一次明细）、设计工作完成后人工汇总的产品或部件结构明细表（二次明细）转变为动态的、通过PLM系统汇总统计的一次明细。减少变更产生的问题及工作量，保证数据一致性（包括零件属性变化、标准号升级、产品结构调整、设计错误等导致的图纸明细与蓝明细的更改），相关BOM使用人员不用重新进行明细表的编写，系统可随时汇总产生最新状态的、动态的明细表。

同车成立了专门的制造BOM小组，负责搭建制造BOM和填写零部件相关分工信息。通过清软英泰多视图管理，设计人员在设计视图中搭建好标准设计BOM，工艺制造BOM小组根据设计标准BOM搭建工艺标准制造BOM，根据标准制造BOM生成不同批次制造BOM，PLM系统把批次制造BOM传给ERP。制造BOM小组根据设计业务更改通知单修改标准制造BOM，根据设计业务联系书修改批次制造BOM，实现了产品数据在多个视图中的有效管理。

4.5协同高效的业务过程管理

同车业务过程管理复杂，以技术中心为核心的业务过程牵涉的人员和部门多，业务相关数据最终需要按照一定的路线自动分发到相关单位。以前手工管理的方式很难控制设计文件的及时归档、变更和信息发布等，尤其同车业务变更十分频繁，变更追溯困难，效率慢。基于这方面的考虑，结合同车协同业务管理的需求，在PLM系统中搭建了同车技术中心研发人员与其他相关业务部门人员的沟通平台，实现了基于PLM系统上的产品研发阶段性探讨、评审与信息发布；实现了同车零部件、图纸、技术文件、工艺卡片和更改通知单等按照分工路线自动分发，下游车间能够自动接收到相关数据，减少了手工分发的工作量，减少了手工分发的时间，保证分发数据的准确与可追溯性。按照标准和时间严格控制了设计数据的归档、变更和信息发布。同车设计、工艺、生产、质保、试验、采购、销售和售后服务等部门的信息交流以PLM系统中的数据为主，形成了信息之间的快速交流，实现各部门之间的协同业务管理，特别是工艺、生产等部门在设计的开始阶段参与，最大限度减少了有些不合理的设计的产生，使得产品的全生产周期得到了有效的管理。通过PLM系统实施和推广运行，产品开发设计部和工艺部所有的电子图纸、技术文件、资料、物料、BOM数据，以流程驱动的业务单据（设计、技术通知/更改）纳入到TiPLM系统进行管理，业务流转的单据全部实现表单化定制，实现了电子化的流程管理，过程中的数据得到有效控制，明显加快了电子数据传递的速度，提高了工作效率。图3为同车产品图样和文件审批与发放流程，在流程“自动分发”节点处，节点执行人根据一定的分发路线，把相关对象自动分发到下游数据接收单位，下游数据接收单位自动接收到相关数据，并放在与其对应的管理区。

4.6 工程资源管理与编码管理

同车于2004年开始实施ERP系统，经过两年的运行，在ERP系统中形成了同车物资库（外购件、标准件和原材料），为了有效地利用ERP系统的资源数据，并控制资源数据的源头，对同车的资源进行了规范化和标准化的管理，以便实现资源的调用和共享。按照同车的实际情况，把资源分为定制资源、外部资源和引用资源三类。首先，按照资源的分类整理了ERP中导出的物资库，并统一规范了数据；其次，把整理后并规范和标准化的物资库导入到PLM资源库中，形成PLM系统工程资源库，通过PLM系统资源过滤条件对物资进行了分类；另外，通过外部资源，把ERP现有的资源引用到PLM系统中，实现ERP资源与PLM系统资源的实时共享。通过同车标准分类资源的建立，规范了各种信息输入，提高了数据的准确程度，方便相关人员对企业资源的使用。

在编码方面，完成了同车信息分类编码工作, 形成了物料编码、材料、文件和产品编码的统一管理平台。到目前为止完成了技术文件、图纸审核单、更改通知单、自制件、标准件和外购件编码规则的搭建，PLM用户可以通过编码生成器按规则生成文件、图纸、物料的编码，并可在线查询编码历史、解析编码含义，实现了编码工作的规范化及其自动化。

4.7 设计、工艺一体化管理

同车设计与工艺信息一体化的管理，彻底解决了以往设计与工艺人员的沟通问题，形成了“五统一源”（用户与权限模型、对象模型、产品结构模型、业务过程模型、数据汇总模型五统一）的一体化管理方式。工艺人员能够即时获得设计最新有效的数据，保证图纸和零部件以及物料基本信息更改的一致性。首先，高效设计与工艺数据全相关性管理，解决了在同一产品结构下对设计与工艺产生的零件基本属性信息、设计与工艺图纸、各种工艺卡片、材料与辅料、相关工装设备数据完整性管理的问题，提高了企业数据管理的能力，形成了统一的数据源，建立了网络化的全相关数据管理机制。其二，系统对同车资源进行了规范和标准化的管理，实现了设计资源与工艺资源的整合。在统一的工程数据资源管理平台基础上，同车的标准件、外购件、原材料、企业标准、各种手册、技术规范、技术标准、安全件、标识件、标准工艺、典型工艺等常用的设计资源和工艺资源被整合起来，形成了企业级的工程资源管理平台，方便业务人员对企业资源的选用，为企业搭建了良好的信息化基础平台，推进了同车企业标准的执行，提升了同车信息化建设的水平。其三，通过系统的多视图管理，实现了设计BOM和制造BOM的一体化管理，BOM的管理重心转移到PLM系统中，同时对产生制造所需的基本物料、材料、辅料、工艺路线等关键信息也进行了有效的管理。其四，高效协同的业务流程管理为企业提供了并行的工作环境，实现了设计和工艺之间的协同工作，保证了业务数据的延续性，增强了业务整合和过程数据的管理能力。设计数据提交后，工艺人员能很快的完成工艺的设计工作。同车实现了设计和工艺一体化管理，同时DJ4工艺类文档和资源已纳入系统中管理，数据统一走审批流程。对通用工艺规程、典型工艺规程、工艺守则、刀具库、量具库、设备库、工装库等工艺资源进行了有效管理。在系统中创建和编辑各种工艺卡如机加工卡、工序卡、总装工艺卡、冲压工艺卡、焊装工艺卡、涂装工艺卡、检验工艺卡等，实现了各类工艺数据的汇总，如：工时、材料定额、设备、工装、工位物料清单、工具清单等的汇总。

4.8 数据集成

同车数据集成主要是PLM和ERP的集成，由PLM系统提供数据源。PLM系统与ERP的集成主包括动态库存信息、新增物料、产品物料信息、产品结构信息和物料工艺信息等。PLM将指定的产品数据导出到中间库表，ERP导入中间库表中的产品信息，中间库表存储产品相关信息和数据导出事件等信息，ERP每次从中间库表导入信息后，写取读取时间和读取人信息。通过PLM系统数据导出功能，ERP数据使用人员通过ERP系统中产品数据管理模块中相关功能菜单接收PLM导出的相关数据。目前完成了PLM外部引用ERP数据库表、工艺卡片设备、工种和计控单元等字段集成的测试和联调工作，其二、实现了产品物料信息、产品结构信息和物料工艺信息与ERP的集成；其三，实现了ERP动态库存的集成，对ERP库存中的标准件、原材料和外购件进行了梳理，并把ERP库存数据导入PLM资源库中，建立了PLM和ERP之间的动态库存，新增物料通过PLM系统中的增码流程进行控制，实现与ERP库存的动态同步。图4为ERP新增物料集成插件界面。

6 系统运行情况

同车通过对设计数据的规范、电子仓库和物资资源库的建立、业务流程的协同、设计工艺一体化管理、与ERP数据的有效集成，PLM系统为同车创造了一个协同工作的平台，PLM系统的实施在同车得到了认可。下表为实施5个月后系统的运行情况，可见其应用效果是非常显著的。

7 结束语

同车PLM项目于06年3月底正式启动项目的实施工作，经过5个月的紧张实施，PLM系统在同车技术中心和车间已成功上线运行，通过规范化的产品数据一体化管理体系，设计人员能够非常方便的对产品和零件进行精确管理，相关人员能通过多种途径及时获得所需的产品信息；实现了同车高效协同的业务过程管理，电子数据的自动分发和快速流转提高了技术中心研发人员设计效率，并及时传递给工艺相关部门，BOM管理的工作重心转移到PLM系统中，ERP系统及时接收PLM系统传递的制造BOM信息。同车PLM系统的实施加快了同车企业信息化建设的步伐，通过信息化建设，大大提高了同车的技术管理水平，有效减低了降低了成本，缩短产品开发周期，为同车创造了较大的经济效益。