冶金设备备件制造企业信息化规划.doc

PLM在冶金设备备件制造业中的应用孟丽萍（1） 赵体成（2） 柯亮（3） 上海宝信软件股份有限公司 上海浦东张江高科技园区郭守敬路515号 201203摘要简介冶金设备备件制造业的特点及实施PLM的意义。从应用架构，系统平台设、网络结构设计方面探讨了该行业PLM的具体实施方案以及对该行业其他企业实施的借鉴作用关键词冶金 设备备件 产品生命周期管理PLM 1. 冶金设备备件制造业实施PLM的意义冶金设备备件制造业是为冶金行业提供大型装备及备件的国家支柱型行业。近年来该行业信息化建设进入了加速阶段，为行业的可持续发展提供了重要支撑。冶金设备备件制造企业的主要业务包括新品备件制作、备件修复、工程项目常规检修、测绘设计等业务。其中的新品制作、备件修复属于离散制造，工程项目属于工程制造，而常规检修和测绘设计则基本属于服务业务。产品生命周期管理PLM（Product Lifecycle Management）涵盖了从市场需求分析、开发设计、测试验证、生产制造、使用维护以及报废回收等产品的整个生命周期，PLM能够将庞大的数据流和信息流进行整合，理顺制造的整个价值链，以降低运营和管理成本。冶金设备备件制造企业实施PLM的意义和重要性主要体现在如下方面： （1）生产过程的可视化、促进产能发挥最大限度：利用条形码、RFID电子标签和车间无线网实时采集数据，实现生产过程可视化，优化计划排产，最大限度发挥设备产能。（2）进一步优化制造工艺，提高产品质量和寿命：通过生产现场工况数据及产品使用信息的采集和跟踪，优化备件制造工艺，从而提高产品质量，提升备件寿命。（3）实现全生命周期管理，提升管理水平：建立完整的产品档案，实现产品的单件全生命周期管理，从而提高备件维护和管理水平。（4）实现客户端（现场）数据管理，提升服务水平：通过建立客户端（现场）数据管理系统，指导现场对产品的正确使用和状态把握，形成全新的对产品的维护服务模式，通过RFID实现工厂和用户的数据传递，提升服务水平，提高产品竞争力。因此，将PLM技术引入冶金设备备件制造企业中，对于改进现有技术和管理流程，进而全面提升冶金设备备件整体制造水平具有重要的意义。2. 实施关键技术和方法、基于RFID/条码技术的制造执行系统通过实施基于先进的RFID/条码技术的制造执行系统，对生产现场作业需要采集的数据进行全面标识，提高生产现场作业的管控，实现对生产作业过程中产生的实时数据自动化收集。并实现对关键工序的控制；减少人为的错误输入，增加生产数据收集的准确性，加强车间制造执行数据现场管理，增强生产全过程的可视性。、 基于无线网技术的手持式终端现场及时采集车间制造执行数据，加强并完善车间各道工序的现场管理及质量检验管理。通过车间制造执行现场数据数字化采集减少管理人员的工作量。不用抽出工作小组成员记录生产数据，所有的工人都能全力投入生产。、 基于有限产能的生产计划与排程在实时的生产数据及时反馈的基础上，通过实施基于电镀有限能力的计划优化排程，使生产计划更准确，计划执行监控的力度更强；计划优化能有效降低成本，提高设备利用率和产量。、 生产数据与管理业务无缝连接，实现产品全生命周期管理的可追溯性通过建立完整的产品档案，并与ERP系统的高度集成，实现产品的单件全生命周期管理，可以从多种角度追溯产品的制造过程信息。3. 冶金设备备件制造企业的PLM系统设计3.1 系统架构根据冶金设备备件行业业务流程及特点，从流程覆盖的角度，要实现冶金设备备件行业产品全生命周期管理要求，需要建立一个高度开放的、灵活的、易于集成的系统架构。这个系统架构以针对离散制造行业的iMes产品为核心应用平台。基于iMes产品的PLM系统架构如图1所示。图1.冶金设备备件制造企业PLM系统整体架构iMes产品主要面向离散制造行业，定位于企业生产计划下达到设备的控制与数据采集间整个企业生产过程的优化、管理与分析。iMes与企业资源计划层（ERP系统）和设备控制层（PCS系统）保持双向通信能力，从上、下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令，实时采集生产过程的生产、设备、质量、实物等数据，并通过对数据的整理、分析，实现制造现场管理控制到反馈生产计划执行数据给ERP系统的整个闭环管理过程。3.2应用架构基于iMes产品的冶金设备备件行业PLM系统应用架构如图所示图2：冶金设备备件行业PLM 系统应用架构4. 冶金设备备件行业PLM系统平台设计根据应用规模，系统应设计成为一套可扩展、稳定、可靠的运行环境。PLM系统可采用基于B/S架构的三层应用系统，配置独立的数据库服务器和应用服务器，这样不仅可以将不同应用类型的负载进行分离，也可以根据相应处理能力需要，对数据库服务器和应用服务器分别扩展。使得整个PLM系统建立在一个灵活、可扩展的架构上。另外，作为系统高可用性的保障，在数据库和应用服务器之间建立典型的双机热备集群，集群系统将采用一台外部共享磁盘存储设备。冶金设备备件行业PLM系统平台结构示意图如图所示：图：冶金设备备件行业PLM 系统结构图作为PLM系统的核心平台，系统中保存了大量PLM系统数据和业务处理信息，数据安全性要求较高。因此，在系统采用高可用性解决方案同时，数据保护措施也必需考虑，为此设计中考虑了一台备份服务器和一台备份磁带机。5. PLM网络系统方案设计根据冶金设备备件行业PLM系统对处理数据及对系统可靠性要求，建议单独组建一套PLM网络系统，考虑到PLM系统结合先进的条码和标签系统，建设PLM网络时应有线和无线相结合。网络结构如图所示。由于PLM系统网络数据要求实时性较高，故建设PLM网络系统应进行网络冗余，保证网络线路出现故障后客户端可以通过冗余线路与PLM系统服务器连接。PLM网络系统采用层次模型的设计方式构架，各个网络节点按照重要性划分为主节点、分节点和现场节点三种类型，主节点配置2台核心交换机互为热备份，为汇聚层交换机、主机、关键用户提供网络冗余接入。汇聚层设备利用光缆双路上连到核心设备。考虑到服务器间数据的交互，PLM系统服务器采用双网卡，分别接入本地PLM网络和ERP系统所在网段。图.冶金设备备件行业PLM项目网络系统设计6. 结论作为企业信息化管理的重要部分，在冶金设备备件制造企业中已经逐步得到应用，本文在对该企业的应用系统进行归纳总结，设计了企业应用系统、主机系统和网络系统的架构。对其它制造企业的的实施起到指导作用。参考文献1高娜、赵嵩正、高春燕，产品生命周期管理与制造业信息化，现代制造工程，2006（9），P16182刘微、吉卫喜，面向叶片制造企业的PLM解决方案研究，现代制造工程，2007（6），P16193罗亚波，应用PLM进行制造业企业信息化建设，中国制造业信息化，2004（12）P.4850第一作者简介：孟丽萍 女，浙江衢州人1991年毕业于浙江大学，硕士，高级工程师，现从事项目集成工作