PDM的工艺过程管理解决方案

针对目前人工干预的工艺流程管理过程中存在的效率低、误差大的缺陷,本文提出了一种利用PDM系统管理工艺过程的方法。首先,介绍了工作流的具体概念和工艺管理的具体功能,再次

    针对目前人工干预的工艺流程管理过程中存在的效率低、误差大的缺陷,本文提出了一种利用PDM系统管理工艺过程的方法。首先,介绍了工作流的具体概念和工艺管理的具体功能,再次,提出了PDM系统中对工艺管理流程的过程和组织建模方法,第三,给出了利用PDM系统建立工艺管理流程的模型,最后提出系统实现方法和一个基于PDM的齿轮加工工艺流程管理的实例。

 


 
1工艺管理的实现方式
1.1工作流简介
    工作流技术是近十余年来兴起的关于过程建模和过程控制的一项计算机软件技术。根据工作流管理联盟(Workflow Management Coalition, WfMC )的定义,工作流是指业务流程在计算机支持下全自动或者半自动的执行过程,它按照一系列预定义规则,使文档、信息或任务在多个参与者之间自动传递和执行,从而实现某个预期的目标。
 
    以某型号齿轮加工为例,基于WfMC的工艺管理工作流基本上为:首先,由工艺员发出工艺卡片,经工艺负责人校对、审核后,由工艺资料档案部门使该卡片生效;然后工艺员根据发放的工艺卡片生产工艺规程;最后再由档案部门将工艺文件发放,工艺文件从此开始指导生产。其基本过程如图1所示。
 
图1某型号齿轮的工艺流程
 
    但是,由于工艺文件多种多样,而且数量大,涉及部门多,在手工管理阶段,工艺过程管理容易出错,是影响生产效率和生产质量的一个瓶颈,而PDM系统在流程管理方面有诸多的优势,因此,可在PDM系统的基础上进行二次开发,建立适当的工作流程,及时、正确地对工艺文件进行管理。
 
1.2工艺管理功能分析
    工艺管理的目的就是集成并管理与工艺有关的信息、过程及参与人员,并提供工艺流程的管理。在工艺管理中通过引入任务和角色,并在此基础上进行工艺流程的功能和信息模型分析,即可得到如图2所示的工艺管理的功能模型。
 
图2工艺管理功能图

 


 
2工艺管理过程在PDM中的实现
2.1过程建模
    如前所述,工艺管理的主要内容是对数据、流程、人员以及相关任务等四个方面的管理。本文采用基于活动的A-Net(活动网络)见面方法,此法便于实现,直观。图3是根据企业实施需要和相关工艺准则建立的工艺管理过程模型。图4和图5分别是工艺管理中的审核工艺卡片子过程和工艺规程执行子过程,对于不同企业,由于产品类型或者规模大小的不同,相应的工艺管理过程也许会有一定差别,但是只要从图4和图5基础上进行稍微改动,就可以得到适应本企业的管理过程模型。
 
图3 工艺流程
 
 
图4 工艺审核流程
 
 
图5 工艺执行过程
 
2.2 组织建模
    在大型的制造企业中,人员组织比较复杂,分工比较细化,在这种情况下,组织建模既要体现项目管理的优点,又要体现专业分工的特性。随着现代科技的发展,PDM系统的应用复杂度不断提高,传统的访问控制越来越有局限性,尤其是其几乎静态化的个体一资源控制,已经无法适应复杂多变的应用系统一资源的变动、人员的变动以及系统/任务之间相互协调和关联关系。在这种情况下,基于任务和基于角色等较为主动型的访问控制形式应该得到足够重视和发展。基于以上思想,本文建立了基于角色的访问控制模型,如图6所示。 
 
图6 基于角色的访问控制模型
 
    在工艺管理过程体系中,有可能涉及多个企业、多个部门,人员、角色也有可能随着时间不断更换,采用基于角色的访问控制模型可以有效地对角色进行控制,使得整个工艺过程管理更加安全、规范、有序和高效。
 
2.3 在PDM中建立工艺管理流程
    基于PDM创建的工艺管理流程如图7所示,它根据工艺管理复杂程度启动难易适当的流程。
 
图7基于PDM的工艺管理架构

    1)工艺过程开始后,根据相关信息,由PDM系统工作流通知相关人员制定工艺卡片。给相关人员分配任务,并从数据库中提取信息,按照主动推送或者信息定制的方法,将信息发送给工作人员。
 
    2)对数据的控制。产品工艺信息包括产品的原始信息、工艺过程中产生的信息和可用资源信息。这些信息以一定的格式存放于系统数据库中。随着工程进程的推进,随时准备存储即时产生信息。同时,当数据库收到管理人员的调用信息指令后,PDM信息流以一定的格式将所需信息发送给相关人员。
 
    3)对参与人员的控制。工艺管理人员组织本次工艺过程的实际参与员工,所有人员均有唯一的ID,并存储在数据库中,由工艺管理人员统一设计系统使用权限。在审核阶段,由PDM工作流提示管理人员对相关工艺卡片进行审核,并提交给工艺员进行工艺规程的编制,最后以信息主动推送的形式将相关人物告知参与人员,对后续的加工过程进行指导。
 
图8 进程模板



 
3 工艺管理方案在齿轮加工方面的应用
3.1 系统实现
    本文将利用UGS公司的PDM软件TCEng作为工艺流程管理的主体软件和集成平台,实现工艺过程的设计和管理。首先,基于用户和权限管理进行任务分工,根据工艺任务分工计划,可以对工艺过程进行监控管理。工艺分工过程可使用TCEng进程模板Review Task实现,见图8。然后利用TCEng系统提供的工作流模板,完成工艺流程的建模,如图9所示。

图9 工艺工作流建模
 
3.2 齿轮加工实例
    在某齿轮制造企业,应用本文所述的PDM系统管理工艺进程方法后,其主要工作流进程包括:
    1)由档案管理人员在TCEng中设置所有参与人员的ID,并建立工艺工作流;

    2)工作流提示齿轮工艺承制单位编写工艺卡片,包括齿轮锻坯、齿坯加工、齿形加工及齿轮磨削等精加工;

    3)工作流提示承制单位相关人物进行校对;

    4)由工艺管理人员进行审核和会签;

    5)工作流返回档案管理人员,并将工艺卡片编号;

    6)工作流提示承制单位进行详细工艺规程的编制;

    7)发放工艺规程对制造进行指导。




 
4 结论
    由于传统靠人工进行的工艺管理过程存在诸多缺点,本文提出了利用计算机辅助工具PDM系统对整个工艺流程进行管理,提高了企业制造效率,减少了工艺过程中的遗漏和误差,具有一定的积极作用,并利用齿轮加工的实例说明了本文方法的应用过程。但本文存在的不足之处在于,一些制造企业并没有实施PDM系统,而是实施了ERP, PLM等其他类型系统,本文的后续工作就是将本文模型进行扩展,应用于所有的管理系统。
 
 

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