1 前言

   　 中国一航西安航空发动机(集团)有限公司(简称“西航公司”)，是中国大型航空发动机制造基地和国家1000家大型企业集团之一，是国家重点外贸出口基地企业。面对日益加快的全球化趋势、日新月异的技术革新和发展，国内外航空企业纷纷采取不同的竞争策略，实施、推广和完善各种数字化系统技术，以期在激烈的竞争中，争得更多的市场份额。为加速企业快速发展，提高企业核心竞争力，西航公司制定了“实现信息化”、“打造数码西航”的方针策略。

   　 在设计、制造软件应用方面，公司自1998年以来相继引进了二维、三维设计、加工软件及仿真分析软件，工作效率有了很大的提高；在工艺编制方面，积极探索CAPP技术及应用，全面贯彻到工艺编制管理中；在产品加工制造方面，广泛应用CAM技术，实现设计到制造的一体化；计算机技术的引入，使西航公司产品设计、加工在质量和效率等方面得到显著提高。随着公司信息化应用系统建设力度逐年加大和信息基础平台构建的逐步完善，以CAD/CAPP/CAM/MRPII/MES/AMRO等软件为代表的应用系统在产品设计、制造中得到广泛应用，并取得了显著的成绩，为公司军品科研、生产保质、保节点的完成奠定了基础。

    　虽然各种单元系统的应用日趋完善，但是各个系统都独立实现各自的信息管理，产生的各种宝贵数据资源基本上都存放在个人的计算机中，只能实现产品生产过程中的局部数据管理，信息内容重复、信息组织方式各异、系统之间集成困难，造成产品质量不稳定和生产准备周期长。因此需要引入新的管理思想和工具对所有与产品相关信息和相关过程进行统一规范管理，实现协同开发与并行工程，提高开发效率。2003年初公司组建了PLM项目团队，将PLM的实施提上日程。

   　 PLM系统是实现西航公司制造数字化重要信息系统之一，也是实现与发动机行业内其它企业、研究所异地协同的基础平台。为此，西航公司和专业的IT公司合作组成项目组对PLM软件在国内外使用情况和企业信息化建设进行详细的调研和规划，根据西航公司产品型号多、结构复杂、以加工制造为主的特点，确定西航公司PLM平台选型遵循的基本原则：以产品制造数据管理为核心，侧重技术业务流程管理功能。经过反复调研、论证和软件的试用版的运行，我们选择了Teamcenter Enterprise及相关产品作为公司PLM项目的软件系统。通过方案调研、论证、系统实施，PLM项目一期于2005年11月开始全面上线使用。

    2 Teamcenter系统实施内容

    2.1 PLM项目实施目标

   　 通常人们使用成熟的VPD 衡量矩阵模型及VPD评估指数体系来评估企业数字化制造水平。西航公司数字化工程最终的实施目标为部门级应用虚拟产品开发环境成熟度（VPD）指数达到2.5－3，并协同西航公司企业级和其他生产和业务部门的数字化工程建设，最终达到企业级应用产品开发环境成熟度（VPD）指数为3.5—4。

   　 基于现有各类系统，确定了西航公司PLM系统建设的总体目标：
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   　 建立产品各类BOM的统一管理，实现数据的唯一性管理。
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   　 建立企业级的产品数据管理平台，实现产品数据全面管理。
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   　 建立企业信息应用系统集成平台，实现信息应用系统之间的集成，打破信息孤岛。
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   　 通过PDM系统的实施实现公司产品数字化制造。
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   　 建立航空企业之间异地系统基础平台，实现航空企业之间异地协同。

    　其中，实现信息应用系统之间的集成是PLM系统实施与开发的重点，围绕PLM系统，的软件系统框架如图一所示：
 

 图一：西航公司PDM系统总体建设框架图

    2.2 PLM实施方法和策略

    2.2.1 PLM系统总体实施策略

 　   PLM系统作为西航公司实现数字化制造的支撑平台，在系统实施过程中始终坚持“立足全局，形成体系；整体规划、分步实施；应用优先，讲求实效”的信息化建设原则，逐步完成PLM的实施。根据现有信息化系统和管理方式，西航公司确定了PLM项目一期“以设计为龙头，以工艺为纽带，以生产为目标，全面整合数据流程，选择商业软件和定制开发相结合的办法全面实现信息化”的工作方法，把信息化管理作为完善管理的重要手段，将所使用软件系统作为标准化管理工具，确保所有技术人员，管理人员共享系统中的信息资源。

  　  通常的IT 系统的实施有两个导入策略，如图二：
 

图二：系统的两种导入策略

    　绿色通道：“总体规划、分步实施、效益驱动、平滑过渡”，即分步实施，逐个地实施功能。在实施一个功能后，对其巩固和推广后，再进行下一功能的实施。蓝色通道：小范围全面地实施大量的功能，然后再推广到大量的用户。“整体规划、分步实施”的解决方案中的实施规划是基于上述表示的绿色通道导入策略而制定的。

    2.2.2 选择PLM实施试点范围

    基于以上的实施策略，西航公司PLM项目组首先在全公司范围内确定一期实施的试点单位和试点产品。在选取原则上，基于以下几点：
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   　 产品成熟而稳定；
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   　 产品结构及配置关系有相当的复杂度；
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   　 产品的相关设计、制造过程复杂、周期长；
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   　 对产品需求逐年加大，急需提高生产效率；
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    　迫切需要应用信息系统保证产品质量。

    　西航公司的某发动机是公司组织发动机相关产品设计、产品生产管理、发动机装配、信息系统建设、系统之间集成的基础数据。目前该产品的相关数据分散在不同的管理系统中，数据源不唯一，数据版本不易控制，数据更新速度慢，迫切需要通过引入新的管理手段来改善。叶片是航空发动机零件中非常关键的一类典型零件，具有种类多、数量大、形面复杂、几何精度要求高等特点。在航空发动机零件中，叶片是寿命较短的零件，因此发动机叶片的制造品质直接影响到发动机性能与寿命。

    　西航公司根据以上产品选择原则并结合公司生产实际情况，确定某发动机产品管理和叶片类零件为PLM系统实施试点产品。根据发动机管理归口单位和叶片类零件设计、制造的主要分厂，PLM试点单位选择西航公司设计所和锻造分厂。一期确定60个用户数，实施周期为8个月。实施主要目标是建立试点单位的PLM的基础平台，并通过试点实施来总结针对西航公司PDM的实施经验和方法，为后续实施树立一个较好的示范点。

    2.2.3 PLM实施内容、成果和创新点

   　 PDM系统全面推广使用是实现西航公司工程协同数字化设计、数字化管理的需要，也是实现公司跨越式发展的需要。

A. 实现EBOM/MBOM的生成和管理

    　西航公司实施PLM项目的试点产品组成零件多，结构复杂，加工工艺流水中转多，组装关系复杂。在引入PLM系统以前，通过手工或其它系统已经开始对产品的产品物料和结构关系进行了管理，部分的实现和满足了企业生产管理的要求，但缺乏唯一数据源和对产品结构的有效管理。

    　通过PLM项目的实施，构建了某发动机的EBOM管理平台，以产品结构树的方式管理EBOM数据；实现EBOM数据的安全性管理，避免对EBOM数据的随意更改而造成错误；建立了EBOM更改流程，通过严格的流程方式，保证EBOM更改的准确性和有效性。同时以该发动机的EBOM为核心，组织和管理发动机的设计数据，如三维模型、工程图、技术说明书、技术单、更改单等设计数据，使EBOM和设计数据之间建立完整的内在关系，建立产品和设计数据之间的管理模型；最后，按照设计所的报表管理需求，开发了EBOM自动报表功能，实现对PLM系统的各种报表的自动汇总、自动计算和排序等功能，极大的提高了报表产生的效率和准确性。

   　 试点产品的MBOM主要应用于生产管理部门和制造车间，用于管理其所有物料信息，包括零部件、制造中间件、装配中间件等信息，以及相应的工装资源等信息。这些信息是制订生产计划、指导车间生产、管理供应链、库存管理、财务管理等的基础信息。通过PLM系统的关系管理，将产品生产中涉及到的所有信息关联起来，形成完整的产品制造数据，如图三所示：
 

图三：MBOM管理信息和关系

    B. 实现CAD/CAE/CAM的集成

  　  西航公司主要使用的CAD/CAE/CAM软件主要UG NX3，Ideals，CAXA，Deform，Vericut等。各种软件以不同的数据文件格式在各个不同的计算机上保存有关于产品的各种不同的信息，数据的管理基于个人的工作技巧。针对企业目前应用情况，在PLM系统中实施了对NX3的无缝集成，建立完善了NX建模规范。定制开发PLM系统，管理CAXA，NX仿真分析数据，Deform仿真分析结果等电子数据。

   　 通过PLM项目的实施，将设计人员利用CAD/CAE/CAM软件的工作过程和结果管理进来了。实现了CAX软件的自动存档功能，CAD/CAM系统产生的数据，如3D模型，NC代码等，可以直接保存到PLM系统中；由系统自动保证数据一致性；检入/检出操作体现了用户对数据的操作权限；实现了设计结果的版本管理；所有动作都通过PLM系统的流程实现；方便查找电子数据和查看各种借用情况。

    C.实现CAPP的集成

    　CAPP集成系统是面向整个工艺系统及相关部门，在系统集成实施过程中以实用性与先进性并重；集成性与独立性并重的设计原则，从数据上和用户操作上保持统一性，还能够保留CAPP系统强大的专业性功能，集成围绕产品BOM进行数据组织和管理。为各级领导和工程师们提供工艺设计、管理的统一工作环境，并进行过程管理与控制，最终建立基于信息网络的数字化环境。 实施CAPP和PLM的集成，使我们能够：

    1) 建立数字化的工艺设计平台，提供先进、方便、快捷的设计手段和设计支撑工具，提高工艺设计效率。

    2) 对工艺设计数据文件进行有效的管理和有效的版本控制，便于查询、浏览、复用。

    3) 对工艺设计过程进行有效的管理和控制，提供方便的工艺布置、工艺分工、工艺工作计划工具；对工艺文档进行审批流程管理；更进一步可以以项目管理的思想对工艺计划、分工进行跟踪，及时了解工艺进展情况。

    4) 实现对工艺资源、工艺知识的管理和利用，建立工艺资源库、工艺知识库，为工艺设计提供良好的支撑工具。

    5) 充分发挥PLM系统和CAPP系统的优势，发挥所长，避其所短。
 

    D.. 实现部门级、企业级设计/制造业务协同

  　  部门级设计/制造业务协同指实现PLM与公司内部其他管理系统的信息传递，包括PLM系统和MES、ERP系统的信息传递。企业级设计/制造业务协同指西航公司和业务对应的研究所之间的数据传递过程，通过设置的TCLINK服务器，用于接收从其他企业的Teamcenter Engineering服务器上通过专用网传递过来的发动机产品数据。这些系统的集成涉及面广，包括技术和管理等多方面的复杂性。通过多个单位的配合，目前这些工作都初见成效。

    2.2.4 实施体会

    PLM系统实施是公司信息化建设的重要组成部分，该项目的实施难度很大，通过一年的实施工作，我们体会以下几点：

    1) 西航公司PLM系统涉及到产品设计与制造、工艺设计、工装设计等环节，因此系统的实施是一项长期的、复杂的系统工程，所以必须采用整体规划、分步实施的原则；

    2) 领导高度重视，能够提供项目实施过程中需要的各种必要资源，能够有效的推进项目；

    3) 用户方要成立由专职人员组成项目组，在该项目实施中，西航公司专职人员为8人，负责项目全过程的协调配合与参与；

    4) 设计方案是项目成功的重要保障，西航公司PLM的总体方案与详细设计方案的形成，经历了三个月的时间，在方案中对各种影响因素都进行了深入细致的分析；
 
    5) 注重项目管理，严格控制项目的计划、范围与资源，确保项目按计划进展；

    6) 在项目实施过程中，系统实施服务供应商与企业要高度配合，全力以赴确保项目的实施成功；

    7) 由于实施周期长，参与人员多，要注重文档的形成与文档版本的管理，确保实施人员在理解上能够达成共识；

    8) 项目的阶段性评审非常重要，是项目从一个阶段进入另一个阶段的重要里程碑；

    9) 在系统提交给最终用户之前，一定要经过严格的测试，确保系统的正确性、稳定性；

    10) 培训组织工作非常重要，必须高度重视。

    3 结论

  　  PLM系统的实施是西航公司信息化建设的里程碑，奠定公司信息化建设的基石，推动公司工程数字化制造和数字化管理进程；TC Enterprise系统成功的选型和实施开创了该系统在我国航空业应用的先河，为其它航空企业PLM系统选型提供了重要借鉴作用。经过PDM系统的实施使西航公司信息化系统应用总体实力走向了航空企业的前列，为西航公司“十一五”信息化建设规划指明了方向。(E-works)