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产品技术平台管理系统建设案例

2017/2/9 20:56:28 人评论次浏览来源：PLM之神分类：MES

一、企业简介

中车南京浦镇车辆有限公司（简称浦镇公司）主要从事城轨车辆、城际动车、铁路客车等产品的研发、制造、维修，是中国轨道交通装备研究和制造的专业化生产企业、铁路装备制造业大型一档企业。

二、企业信息化应用总体现状

浦镇公司目前从经营管理、研发设计和智能制造方面基本实现了信息化平台全覆盖，信息化平台有力的支撑了企业的发展。目前主要运用系统如下：

1）经营管理平台建设方面：ERP系统、人力资源管理系统（HCM系统）、自动化办公系统等；

2）研发设计平台建设方面：PLM系统、科研管理系统、知识产权管理系统、RAMS系统、产品技术管理系统、标准化信息系统等；

3）智能制造平台建设方面：MES系统、质量管理系统、物流配送系统、设备管理系统。

三、参评信息化项目详细情况介绍

1.产品技术平台背景介绍

1)市场推动

轨道交通装备是国家走出去战略的重点产品，我国已形成了技术先进、运营成熟、安全可靠的高速列车、动车组、城轨车辆和铁路客车等轨道交通装备产品平台。在越来越激烈的市场竞争尤其是国外市场竞争环境下，客户要求的多样化，交付期限的约束化，车辆运营安全化，都要求企业快速地设计、制造和交付满足客户要求的可靠性产品。

2)企业自身推动

浦镇公司之前的研发模式为离散、“单打独斗”式的研发模式，产品标准化设计程度低，产品几乎都是全新研发的“A”类项目。“A”类项目的设计周期最长，设计费用最高，最耗费人力资源，几乎需要对每个系统每个零部件进行全新设计，造成物料膨胀式增加（见图2），采购周期延长，产品交付压力大。全新设计不仅需要对整车进行严格的仿真试验和线路试验，而且由于重大部件和系统也是全新设计，重大部件或系统也要经过严格的试验验证，产品的技术成熟度、质量和运营经验无法保证。此外，产品之间通用性差，造成前期项目生产线上的工装甚至设备都无法在新项目使用，有时某个项目结束时，整条生产线几乎停滞几年，造成严重浪费和公司利润降低。这些问题倒逼企业自身在产品研发模式上求变革。

图2 产品全新研发模式导致零部件膨胀式增长

3)标准化设计平台建设的可行性

目前轨道交通装备产品虽然因客户和项目不同而有差异，但同型谱同系列不同产品之间又呈现核心模块基本相同的特征，不同的地方仅体现在客户个性化需求部分，而这些个性化需求往往又不是产品核心技术部分。这个特征为企业根据成熟产品平台提炼归纳出具有广泛适用性的成熟核心部件（标准模块），建设标准化设计平台提供了技术依据和可行性。

图3 基于标准化设计体系的新研发模式

2.项目目标与实施原则

1)项目目标

建立企业级的标准模块、通用零件、基础件数据库（包含三维模型、二位工程图和属性表等），开发产品技术平台管理系统，将标准模块、通用零件、基础件数据库在产品技术平台中管理、共享和引用。

2)项目引入的信息化系统（产品技术平台管理系统）目标

作为项目的信息化支撑，产品技术平台管理系统应能实现标准部件、通用件和基础件的数据管理、挖掘、设计引用和运用统计。

3)实施原则

项目实施的原则是基于已有产品（历史产品/项目）的提炼与优化后形成模块资源，浦镇公司在项目的标准化产品模块建设中，结合企业目前的研发实际，采用的策略是：优先进行从已有产品数据中提炼标准模块资源、逐步增强从市场新需求中构建的标准模块资源。

图4 标准模块资源建设过程模型

3.产品技术平台管理系统的开发

产品技术平台管理系统采用B/S架构，依托已有的BI框架平台，建立基于模块化标准化产品技术平台的信息化系统。产品技术平台管理系统是为用户提供基础件、通用件、标准部件的数据管理、快速浏览、基于属性的挖掘、模型引用、统计与分析的系统。产品技术平台管理系统的整体业务架构如图5所示：

图5 产品技术平台管理系统的业务架构图

4.产品技术平台管理系统功能模块及运用情况

图6 产品技术平台管理系统主要功能模块

1)数据浏览功能

产品技术平台管理系统对标准部件采用平台类别、工艺工位、部件分类等进行多维度管理。图7、图8显示了PW80E-II型转向架平台中构架系统中的标准部件。这种管理方式便于设计人员不适用部件挖掘的功能时直接在系统中找平台、找所属系统、找标准部件进行设计。

图7 PW80E-II型转向架平台构架系统中标准部件列表

图8 浏览标准部件列表中的标准部件信息（属性、模型、工程图等）

2)部件挖掘功能

产品技术平台管理系统最大的优势在于将基础件、通用件和标准部件的属性全部载入程序中，通过对标准部件属性的查找，能迅速查找到所需的标准部件，并能对同类标准部件进行对比分析，更加准确的区分标准部件之间的差异性，便于设计人员能准确引用所需的标准部件。通过这些属性的对比，能准确挖掘中所需的标准部件，防止误用，系统不仅承担了筛选挖掘功能，还承担了指导设计的任务。

图9 标准部件的挖掘结果（挖掘条件为名称、使用范围和速度等级）

图10 构架对比分析（高亮蓝色为差异项）

3)部件引用功能

标准模块的运用是企业标准化设计平台建设的根本目的。标准模块的运用在产品技术平台管理系统中实现，通过在产品技术平台管理系统中部件浏览功能或通过部件挖掘功能，引用满足新产品要求的标准模块。标准模块装配到新产品中通过CATIA设计软件与产品技术平台管理系统集成实现，可快速将标准模块三维模型载入新产品模型中。对于需要新设计的模块，要主动与标准模块的接口对接，新设计模块仅需要对本身的结构做新的设计，而接口无需重新设计，通过标准模块的运用，可以固化企业产品的接口类型。图13中是采用标准化设计平台中标准模块设计的两个不同产品的车体系统，可以看出两个不同项目车体系统结构基本相同，差别仅仅体现在非核心部件上，大大提高了产品的模块化率。

图11 采用标准模块设计的两个不同产品车体

5.产品数据管理系统特点和优势

产品技术平台管理系统具有以下特点和优势：

●平台化的数据管理模式，数据管理不再像PDM依据项目管理，而是依据平台管理；

●清晰的数据结构；

●完整的数据信息；

●多样化、灵活化的数据查找方式；

●针对性强数据挖掘对比方式；

●快速数据调用；

●便捷的数据运用统计；

●灵活数据管理。

6.效益分析

平台管理系统（标准化设计平台）正式上线运行后，浦镇公司高度重视，设计人员主动作为，新产品研发大量引用标准模块，以标准部件接口为设计基准，其它部件和模块主动对接标准部件接口。目前，合肥一号线、贵阳1号线、合肥二号线、上海十三号线二期、上海二号线扩编、25G\T型铁道客车、宁和城际动车等多个项目广泛采用已发布的标准部件、通用件和基础件等数据，取得很好的经济效果，产品标准化设计率和技术成熟度大大提高。

产品技术平台管理系统在项目中引用也相应带来制造现场设备、工装、工具和量具的重用，大大提高了企业的制造能力，经济效益日益显现，原来需要停滞的生产线经过简单的改装完全能适用新项目的生产。建设企业标准化设计平台对于稳定企业主体核心技术，充分运用既有先进成熟技术和经验，对于打造企业产品品牌，提升企业研发的软实力具有重大意义，并为我国轨道交通装备走出去和一带一路的成功实践提供有力的支撑。

技术平台建设项目结题和产品技术平台管理系统上线运行后，显著地效果是公司A类项目全新研发项目减少了，B类项目和C类项目明显增加，人力资源从之前的繁琐的雷同设计中解放出来，投入了更多了到未来市场的新产品研发当中（如新型动力集中型动车组、有轨电车、单轨车辆、永磁直驱车辆和空轨列车中。）