1 企業現狀

    法士特公司的重卡汽車變速器總成市場占有率在70%以上，其上游面對著國內幾乎所有的汽車整車廠家，不同的整車廠對自己的零部件都有各自的特殊要求，相應的每種技術要求就要對應一種技術協議，也就是一個變速器生產型號，這就決定了法士特的設計模式必須按照訂單參數進行設計。

    多年的積累，法士特形成了自己產品的族譜，目前族譜有100多品種。以族譜為基礎，結合上游廠商提出的技術要求簽訂技術協議，目前已產生有近2萬左右的技術協議，相應地也衍生了 2萬個左右設計BOM。

    產品的特點導致公司的變形件設計頻率很高，針對不同的訂單及設計BOM,裝配工藝都需要設計相關的裝配工藝文檔及裝配BOM。

    2 存在的問題

    ① 目前，裝配工藝人員利用CAPP編輯工具可以完成工藝卡片的編輯工作。但裝配工藝文檔完成后是以文件的格式保存在plm系統里，不同類型的裝配工藝文件沒有進行有效的關聯，一旦涉及到變更時，變更的范圍無法有效的統計，難以做到變更的有效控制。

    ② 在新產品研發時，研發的各個階段將產生不同階段（樣件、試制、批量生產等X的裝配工藝。目前，企業遇到轉換階段工藝文檔，由工藝人員進行手工修改，工作量比較大，而且很容易出錯或遺漏。

    ③ 設計BOM存在大量的變更，導致裝配工藝的變更，除設計BOM變更引發的裝配工藝變更外，還存在工藝內部優化變更以及生產現場引發的工藝變更等情況，都存在版本的管理。

    ④ 在裝配工藝完成后，需要將裝配工藝卡片中的各類數據進行有效的分類匯總統計，如工裝匯總表等，將此類報表提供給相應的職能部門做相應的生產準備。目前，工藝卡片以文件的形式保存在PLM系統中，沒有做相關的分類統計匯總，目前由裝配工藝人員通過手工的方式進行匯總統計，數據量大，而且容易出錯。

    ⑤ 設計BOM轉裝配BOM為手工進行。目前設計完成后，裝配工藝人員接收到設計BOM，在現有的系統或工具中無法完成設計BOM轉裝配BOM的工作。需要裝配工藝人員通過手工的方式再完成裝配BOM的編制。由于設計BOM變更較為頻繁，導致裝配工藝人員在編制裝配BOM時工作量非常大，也存在疏漏情況。

    綜合以上描述，需要有一個裝配工藝系統來解決設計BOM轉裝配BOM的功能，除此之外，還有相關的工裝資源庫的管理、工藝模板的優化、質量文件文檔模板的確定、工藝信息的發布以及裝配工藝系統與現有系統及后續MES系統集成等需求，均需要一系列系統管理軟件及應用軟件統一平臺集成應用。

    3 項目研發目標

    ① 建立一個完整、統一的數字化裝配工藝設計平臺對工藝信息和數據進行統一管理。

    ② 進一步規范工藝流程，建立適合企業技術業務流程標準的工作流程，保證設計與制造的良好溝通，提高工藝設計質量。

    ③ 實現工藝數據的有效管理，確立單一數據源，建立工藝文件規程編輯平臺，規范工藝文件格式和數據。

    ④ 通過與上游PDM系統、下游ERP、MES、WMS系統的集成，打通設計一工藝一車間數據流和信息流，發揮集成優勢，實現對工藝文檔及與零部件的管理關聯關系進行管理，便于查詢和使用。

    ⑤ 實現車間可視化裝配指導，降低工人理解難度和消除出錯可能性。

    ⑥建立企業工藝知識庫，實現企業工藝標準化和規范化，支持進行工藝數據的快速統計匯總。

    4 項目實施方案

    為實現以上目標，需要做到以下幾個大的模塊建設，完善改進現有CAPP功能模塊，使之適應工藝人員編制工藝作業文件需要，直接由系統導人并在裝配線終端顯示，以指導操作工現場裝配，實現裝配工藝數字化。而解決方案的核心是解決CAPP系統與PLM系統的集成模式，主要有兩種不同的集成方式，以下簡單分析比較其兩種不同集成方式的利弊。

    4.1 采用CAPP管理系統與PLM系統集成方式

    4.1.1 業務流程

    ① PLM系統通過集成接口向CAPP管理系統傳遞產品BOM信息；

    ② CAPP管理系統接收到PLM系統傳遞的產品BOM信息后，通過規則在CAPP管理系統中創建BOM結構或更新BOM結構；

    ③ BOM信息在CAPP管理系統中維護完善后，在CAPP管理系統進行工藝編制任務的分派，編制后的工藝卡片保存在CAPP管理系統中，同時，在CAPP管理系統中進行工藝簽審；

    ④ CAPP管理系統提供開發定制功能，輔助工藝人員快速進行裝配BOM編制,編制后的信息保存在CAPP管理系統中；

    ⑤ CAPP管理系統根據與PLM系統的接口約定，將相關的數據傳遞到PLM系統中進行處理及備檔。

    集成方案及業務數據交互流程圖，如圖1所示。

    圖1 集成方案及業務數據交互流程圖

    4.1.2 優勢

    ①PLM系統專注于產品數據的維護和處理，CAPP管理系統專注于工藝數據的處理，利于裝配工藝卡片、裝配BOM及其它工藝技術文檔的編制；

    ② 基于CAPP管理平臺開發定制化模塊，輔助用戶進行裝配BOM數據的搭建、修改與管理；

    ③ 雙方系統數據處理相對獨立，兩個軟件系統開發的邊界比較清晰，同時，依據規定的接口規則容易判斷數據準確性以及確定責任方，避免問題不清導致的互相推卸；

    ④ 裝配BOM功能可擴充性強，由于此定制功能基于工藝管理平臺，因此，便于后續功能的繼續優化和擴充；

    ⑤ PLM系統中產品結構變更時，對現有的裝配BOM及裝配工藝影響不大，只要在原有基礎上進行相應的變動就可以了，改動量相對較小。

    4.1.3 劣勢

    ① 數據處理在plm和CAPP供應商提供的PDM兩個系統里進行，數據讀取交互的穩定性、更改的及時性存在較大風險；

    ② 從項目管理角度考慮，項目關系到兩個公司的配合，一旦出現問題，存在責任不清的風險。

    4.2 采用CAPP+定制模塊與PLM系統的集成方式

    此方式是不使用現有CAPP管理系統平臺，只使用CAPP編輯工具，再增加定制化的模塊功能，然后，再與PLM系統集成。

    4.2.1 業務流程

    ① PLM系統完成產品BOM信息后，按約定格式傳遞給CAPP系統，同時調用CAPP系統程序(注意此時傳遞給CAPP的BOM是即時傳遞，不在CAPP中進行存儲）；

    ② CAPP接到PLM系統傳遞過來的產品BOM后，調用定制化的功能模塊進行裝配BOM編制；

    ③ 裝配BOM編制完成后，CAPP依據接口規則將編制好的數據傳遞給PLM系統；

    ④ PLM系統接收數據后，在PLM系統進行數據的后續處理。

    業務操作數據交互流程圖，如圖2所示。

    圖2 業務操作數據交互流程圖

    4.2.2 優勢

    ① 由于沒有CAPP管理系統，因此，接收的PLM系統產品BOM數據信息是即時信息，即不需要保存，在PLM系統中需要進行工藝文檔編輯或裝配BOM編制時就調用CAPP工具+定制模塊來進行操作；

    ② 同一個系統平臺具有數據處理優勢；

    ③ 從項目管理角度考慮，兩個軟件同一個公司負責，后期服務優勢明顯(不存在扯皮現象）。

    4.2.3 劣勢

    ① 由于是即時信息，因此，在進行編制工藝文檔或裝配BOM時，如果需要進行適時保存（防止因意外導致數據丟失），那么就要頻繁的進行CAPP+定制模塊與PLM系統的數據交互，對系統的穩定性提出要求；

    ② 集成系統之間數據的交互次數越多，意味著系統出現錯誤的機率也會提升，也增加了集成功能的廣度和難度，而在某一方系統的升級、功能擴展時，會對另一方系統產生影響等。

    5 結語

    結合以上方案論證，兩種方式均存在各自的優缺點，方案2具有數據交互及時，信息準確的優勢。從項目管理角度考慮，方案2只使用CAPP的軟件工具功能，數據的處理、工藝文件及BOM的簽審流程均在一個系統里進行，系統的穩定性較好，而且軟件供應商責權明晰，便于售后處理，所以，我們選用方案2的模式。

    CAPP系統與PLM系統的集成模式的方案一旦確定，項目流程梳理的關鍵問題得以解決。再加上完善產品開發、工藝開發流程，根據產品設計BOM，創建工藝制造BOM，完善CAPP功能模塊，集成整合公司現有PLM、ERP、MES、WMS等系統軟件，最終實現了從產品開發、工藝設計到生產制造等整個工廠體系的裝配數字化工程。

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本文標題：汽車變速器總成裝配數字化工程

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