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特變電工沈陽和新套管有限公司PLM項目

客戶概況

特變電工沈陽變壓器集團有限公司(以下簡稱“沈變”)是中國輸變電行業歷史最長、規模最大、技術實力最強的骨干龍頭企業,中國特高壓、大容量、直流輸電產品的重要研發基地,全面了掌握火電、水電、核電產品核心技術。閥側套管是特高壓換流變壓器的關鍵核心部件,以往都是依靠進口,經常是工程進度的絆腳石。經過多年技術攻關,沈變全資子公司和新套管實現了特高壓高端套管的技術突破,所生產出的特高壓套管不僅可以滿足沈變公司內部項目配套的要求,也承接了部分外部業務。

項目背景

隨著和新套管公司業務的發展,急需新建生產車間來擴充產能,根據公司整體規劃,新車間將按照數字化工廠的標準同步建設PLM系統、MOM系統、ERP系統、自動化產線等,構建套管公司的數字化主線,實現設計、工藝、生產、質量、采購等業務的有效協同,而當前套管公司MOM系統已在建設中,急需上游系統為其提供準確有效的數據源。

當前和新套管采用傳統的手工+紙質研發數據管理方式,迫切需要開展PLM系統的建設,實現研發數據的結構化管理,提升數據的準確性、可追溯性及變更的規范性進而提高產品的質量、提升產品的競爭力。

在此背景下滿足和新套管公司業務需要的產品生命周期管理系統的建立就顯得尤為重要,基于沈變公司的統一規劃,需要基于沈變現有PLM針對套管公司特有的業務需求進行針對性的擴展和改造,并為沈變/和新套管的PLM系統建立可持續擴展的框架。因此,如何能夠結合沈變PLM的現狀以及國內外的先進企業的最佳實踐,建設一個既滿足目前和新套管設計、工藝管理業務需求,又能支撐未來MBD/DFX業務模式、數字化工廠建設成功落地的設計、工藝、制造一體化平臺,滿足套管公司未來5-10年技術發展趨勢,成為了沈變/和新套管的生產數字化部門、信息化部門、管理層以及各業務部門亟待解決的問題。

問題與挑戰

  1. 設計工作缺乏高效的信息化手段

  2. 三維設計研發能力待建設

  3. 缺少以BOM為核心的數據管理體系

  4. 設計工藝制造全過程管理較弱,產品數據不可追溯

  5. 缺乏資源庫管理,公共數據重用性、規范性不高

  6. 設計BOM及工藝BOM未區分

  7. 工藝設計缺乏結構化及對象化的管理

  8. 系統集成待擴展

解決方案

根據和新套管的業務需求,以及PLM系統建設的長遠目標,本期項目將全面覆蓋產品的設計、工藝環節并打通與生產制造部門的信息傳遞。除基于沈變PLM系統本身的擴展和改造之外,在PLM系統的建設過程中,將還涉及三維數字化設計的引入、周邊管理系統(如MOM,ERP等)的集成以及對歷史數據的處理。

  • 三維數字化設計

  1. CREO模型的編號基于PLM系統進行發放,模型檢入系統自動與PLM系統中的WTPART進行關聯。

  2. 基于CREO裝配結構驅動生成EBOM結構,并實現CREO模型參數向PLM系統WTPART屬性的傳遞。

  3. 部署CREO可視化服務器,將CREO三維模型轉化為PVS格式,二維圖紙轉換為PDF格式,方便查看和簽審。

  4. 構建和新套管公司專用的標準件庫、UDF庫、材質庫、符號庫等基礎資源庫供設計人員調用,提升設計標準化程度。

  5. 通過模型質量檢測,避免不符合設計規范的模型檢入PLM系統,確保設計數據質量。

  • 三維設計能力建設

  1. 未來將在完成三維集成擴展的基礎上針對設計部門進行三維設計軟件的操作培訓,統一三維建模的操作思想。并基于企業層級統一設計規范,統一沈變公司設計部與套管公司設計部的三維設計規范。

  • 產品數據集中管理

  1. 對于基于天河CAD的二維設計模式,將結合沈變現有PLM二維圖紙明細表解析功能對和新套管的二維圖紙模板進行優化和更新,在二維設計圖紙上傳PLM系統時自動解析明細表,并創建關聯的物料(WTPART)及產品結構,完成產品結構的創建工作。由此,可以避免人工維護BOM結構和物料帶來的錯誤風險。

  2. 對于基于CREO的三維設計模式,則直接根據CREO三維裝配結構,由系統自動驅動生成產品結構,從極大程度上簡化用戶操作,提升系統效率和穩定性。

  • 工藝設計及管理

  1. 根據目前對和新套管公司設計、工藝業務場景的調研,目前在實際的業務場景中設計與工藝共用同一套BOM,并且由于設計BOM與工藝BOM未區分,對于不同BOM的維護業務也未拆分。因此在本期項目規劃中新增MBOM的基礎上結合目前的業務現狀,未來MBOM將在EBOM審批發布后由系統自動生成。MBOM生成后由工藝人員根據實際業務需要進行MBOM結構的調整以及維護材料定額并編制工藝路線,工藝工作完成后發起MBOM及工藝路線的簽審。

  • 變更管理

  1. PLM系統提供基于最佳實踐的、成熟的CMII變更管理過程來支持對工程變更事務的管理。該變更管理方法具有以下諸多優點:

  2. 使用客戶定義的術語和模板,創建、管理、路由和跟蹤問題報告、變更請求和變更通告。

  3. 采用簡單的流程來處理簡單的變更;采用詳盡的流程來處理影響重大的變更。

  4. 由于PLM系統所維護的產品模型可以確定產品零部件之間的借用關系,所以可以評估變更影響,提供一個完整的產品變更解決方案。同時,使用強大的版本控制和工作流管理功能,根據企業或行業標準(例如,CMII-Configuration Management II)對變更問題的描述、變更單成立、執行變更、變更發布有續控制,保證變更的正確性、及時性和完成性。

  • 系統集成

  1. 與MDM系統集成:基于套管公司實際業務需要,目前股份公司MDM中的標準件無法完全滿足和新套管業務部門的需要,和新套管創建了一批與MDM中信息不匹配的標準件并匹配了相應的MDM編碼,對于和新套管目前單獨建立的與MDM中標準件信息不匹配的標準件,在本期項目中將推動和新套管業務部門與股份公司的溝通,進行MDM集成方案的定義。

  2. 與ERP系統集成:為配合和新套管公司數字化工廠項目的推進,需要擴展PLM系統的集成能力,將PLM系統與ERP系統進行集成擴展,打通核心套管公司數據從PLM到ERP系統的數據流。

  3. 與MOM系統集成:為配合和新套管公司數字化工廠項目的推進,需要擴展PLM系統的集成能力,將PLM系統與和新套管MOM(MES/QMS)系統進行集成,打通核心套管公司數據從PLM到MOM(MES/QMS)系統的數據流。

項目成果

  • 功能層面:

  1. 構建了以產品結構為核心的產品數據管理模式;

  2. 實現了設計圖紙的自動解析及EBOM搭建;

  3. 實現了可配置的電子化產品簽審流程管理;

  4. 實現了主材單的解析及結構化的主材BOM管理;

  5. 實現了生產物料及無圖件的簽審及管理;

  6. 實現了CREO軟件與PLM的集成及CREO設計數據的可視化及電子簽名;

  7. 對三維設計的設計師進行三維培訓,提高了設計部的三維建模能力;

  8. 實現了工藝BOM管理及工藝數據結構化和對象化管理;

  9. 實現了工藝BOM下原材料的材料定額自動計算;

  10. 實現了工藝路線與工藝BOM的自動匹配及物料于對應工序的自動分配;

  11. 實現了根據工藝路線及工序的屬性自動匹配對應工序的工藝參數模板并獲取工藝參數;

  12. 實現了工藝資源庫管理,支持搜索、新建、修改、刪除系統里的工序資源并支持批量導入、導出工序資源;

  13. 實現了工藝知識庫管理,支持標準工序知識庫、標準工藝參數庫、工藝路線模板自動匹配規則庫、工藝路線模板庫、材料定額自動計算規則庫的管理;

  14. 支持結構化工藝路線作業指導書的自動生成及電子簽名;

  15. 實現了涉密借閱單及業務聯絡單的簽審及管理;
    實現了通過獨立的開發操作界面,按照客戶訂單的需求參數基于已有的產品BOM通過產品配置的方式快速生成符合訂單要求的新產品BOM;

  16. 實現了根據不同的業務場景以及需求修改對應的業務配置文件以支持業務的靈活調整與變化;

  17. 打通了與下游ERP系統、MOM系統的集成,實現工藝BOM、工藝路線、工序、工藝參數、工藝文件、工藝作業指導書、材料定額、工藝工時往下游系統的傳遞。

  • 可量化的成果

  1. 在原有設計業務模式中,當任務下發到設計部后對于產品配置從開始到結束總耗時約30分鐘,優化后總耗時約為20分鐘,節省10分鐘,設計效率提升約30%左右;對于產品設計從開始到結束總耗時約60分鐘,現如今優化后總耗時約為40分鐘,節省20分鐘,設計效率提升約30%左右。

  2. 在設計效率提升的基礎上,還實現了一物一碼的管理及通過產品配置BOM傳遞結構化數據信息,避免后端業務部門大量通過聯絡單識別產品信息的情況,降低后端業務部門的工作復雜度及工作時間,減少了由于物料準確性問題帶來的成本損耗。

  3. 在原有工藝業務模式中,當任務下發到工藝部后從開始到結束總耗時約20分鐘,現如今優化后總耗時約為6分鐘,節省14分鐘,工藝效率提升大約70%左右。

  4. 在工藝效率提升的基礎上,還實現了工藝數據及工藝參數與下游系統的結構化傳遞,避免了人工傳遞工藝數據及工藝參數可能帶來的偏差。


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