一、企业介绍
厦工集团三明重型机器有限公司（以下简称三明重机）是福建省高新技术企业，是厦工集团的成员企业，有三十多年研制、开发、生产路面压实机械的历史，是国内最大的压实机械生产厂家之一。主导产品“三重”牌系列振动压路机采用世界先进技术生产，其性能、质量均达到国内同类产品先进水平，是福建省名牌产品，公司在设计开发、供应、生产、销售等业务流程实现全数字管理，是福建省企业信息化应用示范单位。
二、三明重机实施和应用CAPP/PDM系统的背景
2.1 三明重机业务总体介绍
三明重机产品以 振动压路机、垃圾压实机、平地机、牵引车、铣刨机、路面养护车等六大系列为主 40多个品种的工程机械产品。产品由许多大的自制的部件和外购件组合而成。部件又由组合件、焊接件、装配件、零件、标准件等组合而成。
三明重机的产品设计工作由企业的技术中心负责组织实施，企业产品技术中心下设两个研究所（工程机械研究所和环保机械研究所），其中工程研究所下辖两个设计室、一个工艺室和综合室。企业的产品数据按照产品大类进行管理，工程机械研究所和环保机械研究所各负责一个大类的产品设计工作，工程机械研究所各个设计室和工艺室之间的业务彼此独立，一般不存在设计任务的交叉。
三明重机的产品特点是根据功能分成不同的系列，每个系列下根据吨位变化分成不同的规格。
同时每个规格根据用户个性化要求又会在此基础上设计很多变型品种。实际上很多新产品都可以看做是一类标准型基础上的派生。
三明重机已经实施并应用金蝶ERP系统（K3），产品定型后，相关的设计和工艺信息由研发部门手工录入到ERP系统，进行后续的管理。
2.2 企业实施CAPP/PDM项目的主要目标
在实施CAPP和PDM之前，三明重机已经实施了金碟的ERP K3系统，但由于没有实施CAPP和PDM，没有建立设计和工艺系统的数据采集和传递的接口，所有的ERP数据都需要花费大量人力手工输入和维护。
对三明重机而言，实施CAPP和PDM主要的目标是建立一个标准化、通用化与系列化程度较高的零部件库，尽量合并现有相似的零部件，减少产品中使用的零部件总数，享受零部件减少带来的种种好处，另外在建立零部件库时更多地考虑CAD、CAPP、PDM、ERP这些系统间集成的要求，保证设计数据与工艺数据之间、设计数据和工艺数据与ERP系统之间的信息自动传递且准确无误。
2.3 三明重机研发体系业务现状
2.3.1 零部件的品种规格太多，借用关系复杂，管理成本较高
企业的设计模式为基于零部件对象的选配。进行变形产品设计时，仅有三分之一左右的零部件需新设计，而更多的零部件可直接在企业已有数据中进行选配。但由于企业没有形成零部件库，设计人员在产品设计时，无法从零部件库中进行选配，也无法更多的考虑其新设计零件的通用性。导致企业存在相似零部件重复设计的问题，同时也导致多余的零部件品种和规格的存在。
2.3.2 零部件发生更改时，容易出现版本无效出错的问题、纸质图纸和电子图纸不一致的情况
企业中的零部件经常被频繁借用，但借用图纸被改版后，其它产品没有进行相关更改。在生产时发现所用图纸不是该零部件的最新版本，容易产生版本无效出错的问题，另外零部件电子图纸更改后，经常出现底图忘记更改的情况，由于企业采用蓝图方式指导生产，根据底图晒发的蓝图跟已经更改的电子图纸就存在不一致的情况。
2.3.3 零部件分类和查询困难
原有产品数据因为都在设计和工艺人员的个人电脑上，既无法把各自设计产品中的零部件分类，也不能快速查询出需要参考的图纸，也就不能提高设计的效率和缩短设计的周期。在产品设计和工艺编制过程中，查找以往的技术资料非常困难和不方便，导致设计过程中产品零部件的相互借用很难，有许多零件完全可以借用而没借用，导致大量新的零部件的出现。有的零部件被借用后，相关的工艺文件没有一起借用，工艺编制人员还要重新编制相关的工艺文件，有时还会与以往的工艺文件产生冲突。
2.3.4 设计文件签审耗时较长，设计周期无法有效控制
目前三明重机需要把电子图纸打印出来，用一套图纸在各校审环节进行流转，这种流转要靠人将图纸来回传递。这其中有几个方面的时间延误：图纸打印需要时间；只能串行，不能并行开展校审工作，一旦一个环节出现停留，就影响整个进程；图纸靠人进行流转是被动的，不能及早知道近期的审核任务，以统筹安排个人工作计划，减少不必要的等待，项目负责人无法对设计、审核、批准等各个阶段的进展情况进行即时监控，影响了整个项目进度的完成；同时，项目文档签审中的过程信息没有被记录，不利于设计知识的积累。
2.3.5 各种设计、工艺明细及汇总表手工汇总，效率较低
目前三明重机的技术人员在完成能设计图样和工艺编制后，还需要编制零件明细表、标准件明细表、外购件明细表等设计报表和工艺流程卡、铆焊件工艺过程卡、铆焊件明细表、工艺装备明细表、机加工工时汇总表、热处理明细表等工艺报表，并且这些信息需要提供给其他部门使用。目前主要采用手工完成各种汇总清单等，手工汇总效率低下、而且容易出错 。
2.3.6技术资料的安全存储和安全传递得不到保证
三明重机的所有图纸和工艺，都保存在设计人员或工艺人员的计算机中。没有形成将产品图纸、产品明细表、工艺流程卡、工艺规程等技术资料以电子数据形式加以集中安全管理，并用相应的安全机制加以统一的管理。很容易产生图纸及技术资料的流失。
没有形成图纸的网络传递及电子图纸的发放机制，设计部门与工艺部门之间依然靠纸质图纸进行传递，效率较低且成本较高。
2.3.7 数据重复输入
设计数据存在多次重复录入，工艺部门使用产品数据，生产部门、财务部等部门使用产品数据时也需要重复输入这些设计数据。信息孤岛导致了大量数据的重复输入工作量，并且会产生数据的不一致性。
三、三明重机CAPP/PDM系统关键问题解决方案
3.1 建立以零部件编码为基础的标准化、通用化与系列化程度较高的零部件库，改变零部件借用的传统观念，提高零部件的复用率
在PDM中可进行零部件分类的管理，利用零部件对象的分类功能，建立零部件库，将相似的零部件进行统一的管理，便于工程技术人员在进行产品配置时可以直接到相应的零部件类中进行选配。选择零部件对应的类别并输入名称、材料、单重等参数后，若编码系统中不存在相同参数的零部件时，编码器会自动产生类别码和流水码，若系统中存在参数相同的零部件时，编码器会有报警提示，可以避免产生完全可以代用的“新”零件。
这样可以减少企业产生重复零部件的机会，使工程技术人员设计的零部件更加通用化。实现多品种小批量的规模化生产，把零星的单件或小批量产品设计，变为通用的、有序的能进行大规模生产的数据。
由于采用了编码作为区分零部件的唯一标识，所有的零部件不再跟产品直接相关，也就没有了产品间零部件借用的概念，只有产品需要选配哪些零部件的概念，企业也就不再需要管理复杂的借用关系，彻底摆脱了借用管理种种不便。
3.2 改变生产使用图纸的发放形式，彻底解决纸质图纸和电子图纸不一致的情况
原有的底图管理模式是造成生产现场与电子图纸不一致最主要的原因，因为在PDM实施后，所有的零部件图纸的电子版本全部被有效管理起来，生产现场需要什么图纸，就由生产车间的相关的技术人员提出请求，研发部门的设计人员直接从PDM零部件库中直接申请打印所需的白图，直接指导生产，这样的图纸发放形式，就彻底解决了纸质图纸和电子图纸不一致的情况。
3.3 建立产品和工艺信息分类管理和快速查询的机制
在建立产品零部件库时，我们对不同类别的零部件规划了不同的属性集和数据结构，以此为基础实现快速检索。数据检索可以通过分类查询、特征查询及过滤等方式。这样，在进行产品开发和工艺编制时，设计和工艺人员就能通过类别和特征值快速找到与要求相符或相近的零件或工艺，提高知识复用率。
3.4 建立项目和工作流管理，记录签署过程信息，保障流程的规范和项目过程受控
研发业务是由不同审核流程驱动的，不同的技术资料有不同的业务审核流程，我们针对不同工作文档建立了不同工作流审核模型。
产品文档的产生都有一定的流程，即经过一些特定的步骤，例如产品设计图纸一般要经过设计、校对、审核、工艺会签、标准化会签、批准等。这些流程经过固化形成标准的工作流程，保证了文档流程的规范化。
在PDM中，工作流管理的价值在于可以让签审过程实现自动化，人员、文档、权限和各类数据资源跟随流程的过程而自动变化，给设计者提供一个最方便的工作环境和资源，提高工作效率。
产品研发的项目定义、项目分解、项目数据录入、项目统计、项目跟踪、数据查询等功能，监控项目的进展情况，保障了技术部门的管理人员对项目的管理力度。
3.5 使用BOM工具，实现产品和工艺明细表和汇总表的自动统计
产品结构用树状的方式在PDM中进行表达后，实际上是将产品结构的相关信息放入了PDM的产品数据库中。当产品设计部门或工艺部门需要以报表的形式打印出来下发给下游部门组织生产采购的时候，只需要通过PDM系统提供的工具，按照一定的规则和企业的要求，将这些数据自动汇总出来就可以了。
KMPDM中提供了强大的BOM工具，通过配置，可以将保存在PDM数据库中的产品结构数据和工艺数据自动提取出来，汇总成企业需要的报表。
这种汇总的规则是非常灵活的。例如，在零部件的属性上，我们可以维护哪些是零部件，哪些是标准件。在汇总的时候，BOM工具就可以自动将这些零件进行区分，按照要求提供相应的自制件明细表或者标准件明细表。
通过这样的方式，企业只需要在PDM中将产品结构的信息建立起来，就可以快速获得相应的汇总表。这样汇总工作全部交给计算机完成，不仅大大提高了汇总的速度，而且避免了人工汇总容易出现的遗漏和错误。
3.6 采用多层次的安全措施，保障数据的安全存储和传递
首先所有技术资料都是存放在数据库中，不单独作为一个文件存放，而且在存入数据库时经过加密和压缩，安全级别很高。
一般人员不可能获取数据库备份，即使获得备份没有PDM应用程序也无法访问，而且也没有解密算法读取。
第二每个人员都将在系统中建立一个独立的帐号，必须通过帐号和帐号密码进行数据访问。
第三针对每个人员都可以利用主辅分类进行功能授权和对象授权，不同人员对技术资料操作权限可以详细设定，保证技术资料只能被有操作权限的人读取和访问，权限种类可以由三明重机根据业务需要来定义和授予。
所有对系统资料操作系统还提供一个日志记录，可以自动记录不同身份用户对资料操作行为，形成一个监控和追溯体系。
3.7 改变设计数据的传递方式，保障数据的一致性，实现设计信息的自动传递
采用PDM和CAPP深度集成的方式，把设计的信息例如编码和名称、材料等在创建工艺文件的时候传递到工艺卡片中，实现设计和工艺数据的一致性和信息的自动传递，避免了设计数据在工艺编制中的重复录入，而工艺数据和设计数据通过内置的BOM工具汇总到EXECL文件中，在通过金蝶K3系统的接口程序导入到K3系统，避免了设计和工艺数据在ERP系统中的重复录入，并且由于没有人工干预，避免了数据的遗漏和错误。
四、三明重机实施CAPP/PDM系统的效果和效益分析
开目CAPP/PDM实施的成功和将近一年的运行，使三明重机在管理方式上实现了根本性的转变，从以分散的电子图纸的手工管理，变成了以电子仓库为核心的集中式自动化管理，车间生产所依赖的图纸从以蓝图为主，变成了全部从PDM中的零部件仓库中直接打印输出的白图为主，从以行政命令为主的流程管理，变成了以工作流为核心的自动化过程管理，PDM还把原有的“信息孤岛”整合为一个完整的企业信息系统。大大缩短了产品设计周期，提高了产品设计质量，降低了产品研发和制造的成本，使企业在市场上的产品竞争力得到了明显增强，带来了可观的经济效益。(E-works)
