曹良志

【摘要】本文闡述了數字化工廠硬件的組織架構和PLM系統(tǒng)軟件的組成。在對新產品研發(fā)試制的過程中，對各軟、硬件在設計、工藝、制造等各個生產環(huán)節(jié)中的用途進行了闡述。分析 CAXA PLM軟件系統(tǒng)在數字化工廠平臺的構建和應用，這一系統(tǒng)能夠有效地提高生產效率，促進產品信息集成并達成協同。對數字化工廠平臺的構建提供了先進的軟件支持，很好地促進了數字化平臺的構建和應用。

【關鍵詞】CAXA PLM；數字化工廠平臺；構建；應用

Abstract： This paper describes the chemical composition of digital hardware organization and PLM system software.In the process of new product development in the trial， for each hardware and software design， engineering， production and other production processes in use are described.Analysis CAXA PLM software systems and applications in building digital factory platform， this system can effectively increase productivity， promote integration and achieve synergistic product information. Digital Factory to build the platform provides advanced software support， good build and promote the application of digital platforms.

Keywords： CAXA PLM； Digital Factory platform； build； Applications

“十二五”綱領中提出了“要在工業(yè)企業(yè)升級換代過程中構建現代產業(yè)體系并提高自主創(chuàng)新能力，從而逐步提高產業(yè)鏈在全球化生產鏈中的優(yōu)勢”。這就需要我們將工業(yè)與信息化相結合并使二者相互融合構成新型工業(yè)化道路。數字化工廠平臺中CAXAPLM的應用就是新型工業(yè)化道路探索中的一次嘗試。

一、數字化工廠概述

數字化工廠是指在計算機的虛擬環(huán)境中，以PLM（產品生命周期）管理系統(tǒng)所提供的數據為基礎，仿真、評估并優(yōu)化整個生產過程。通過采用計算機技術進行復制對制造、分配及物流等相關環(huán)節(jié)進行模擬和評估，從而在最大程度提高產品設計的真實性，同時結合評估結果及時對設計方案進行調整和優(yōu)化。文本主要以平臺上軟、硬件的構建以及平臺上新產品試制的運作情況為例，闡述分析了數字化工廠的構建及應用。

二、文本主要研究方向

本次研究課題主要以利歐集團規(guī)劃的無紙化支持系統(tǒng)為研究對象。分析CAXAPLM的數字化工廠平臺的構建及應用。其主要通過網絡，實現利歐集團無紙化生產，提高企業(yè)的工作效率、保證數據一致性、降低打印成本。通過無紙化辦公保證圖文檔設計變更狀態(tài)的一致性和準確性，實現流程電子簽名，保證圖文檔的安全管理。生產的無紙化主要包括審核過程無紙化、下發(fā)過程無紙化，對外傳遞無紙化。首先解決審核過程無紙化和業(yè)務部門的下發(fā)無紙化，其次解決生車間的現場無紙化，然后實現對外傳遞無紙化，最終達到完全無紙化生產的目的。

三、PLM系統(tǒng)在無紙化中的應用

1.PLM中的數據技術狀態(tài)管理。每個產品要求有設計、發(fā)布、歸檔等多個狀態(tài)，對車間中的終端節(jié)點，只能訪問處于發(fā)布狀態(tài)的圖紙和工藝，不能訪問正處于設計狀態(tài)的數據。另外，產品BOM信息也存在對應的技術狀態(tài)，只有發(fā)布的BOM才能打印輸出給生產相關部門，從而保證圖文檔數據的準確性。CAXAPLM中提供數據狀態(tài)的控制，可以滿足此數據準確性的要求。

2.PLM系統(tǒng)的電子審簽流程的推行。企業(yè)運行中，電子文檔的有效性需要經過標準的流程審批，然后通過電子化的簽審工具，在圖紙和工藝文件上進行電子簽名，才使電子文檔具有對應法律意義上的權威性。CAXAPLM系統(tǒng)提供工作流和電子簽名工具，可以對二維圖紙和工藝文件以及其它文件進行簽審。

四、數字化工廠應用情況分析

1.數字化設計的各環(huán)節(jié)概述。（1）在企業(yè)確定于數字化工程確認合作意向，并向數字化發(fā)送合作訂單后，首先需要由總工程師結合研發(fā)項目的相關要求進行立項工作，依照設計方案中的內容對具體的工作進行安排和布局。（2）總工程師繼續(xù)確定項目經理的人選，接著由項目經理對各項目車間的負責人進行分配。并依據角色的不同分配不同的工作權限。劃分好各自的職責范圍，便于管理和具體操作。（3）設計人員需要進入云存儲中心，并在云存儲中心中查詢是否存在電子倉庫已經存在了較為相似的產品信息，如果發(fā)現存在相信的產品信息時，設計人員則可以對產品信息進行重復的利用，從而有效縮短了設計人員的工作時間，提供了設計人員的工作實效性。（4）設計員將二維工程圖作為基礎，使用CAXA實體設計軟件生成三維模型并對產品進行模擬裝配，以便于能夠及時發(fā)現設計中存在的不足和漏洞，并予以完善和調整，從而降低樣機試制過程中發(fā)生意外的可能。三維圖也分析了關鍵零部件的有效運行并提供了三維數據模型，直觀地為產品的外觀造型設計提供了依據。（5）項目經理和總工程師審核批準之后，統(tǒng)一采用PDM系統(tǒng)對設計圖紙資料進行收錄，將其收集在統(tǒng)一的資料庫當中。

2.數字化的工藝環(huán)節(jié)。（1）工藝員根據審核后的工程圖紙，使用CAXA工藝圖表軟件來完成如下工作：工藝過程卡以及工序卡的制作，材料定額、工時定額等。最后匯總出生產所需的各種BOM信息。（2）當總工程師的立項得到批準后，采用PDM系統(tǒng)對設計方案中所涉及到的相關工藝信息進行統(tǒng)一的整理和保存。

3.數字化的制造環(huán)節(jié)。（1）依據工藝路線的要求，工藝員使用數控車、制造工程師、線切割等軟件來完成數控編程并輸出G代碼。再把生成的代碼進行校驗及加工仿真，有效地避免加工過程中出現的浪費現象。（2）根據加工的仿真信息，操作人員需要將在工藝中發(fā)現缺陷和漏洞的圖紙及時反饋給設計人員，讓其針對現有不足對圖紙進行完善和優(yōu)化。而PDM系統(tǒng)則會自動對此操作環(huán)節(jié)中的文檔信息的變化進行標識和登記。（3）通過DNC網絡車間管理人員可以對數控車間內的設備進行聯網通訊并加以管理。從而提高數字化工廠的生產自動化水平和關鍵設備的綜合利用率。（4）PDM系統(tǒng)自動記錄所有加工數據以及生產進度等制造信息。（5）零部件都加工完畢并檢驗合格后，PDM系統(tǒng)會根據修改情況對版本進行記錄和保存。（7）PDM系統(tǒng)可以將產品進行分類，從而建立通用零部件庫。依據合理的結構規(guī)范來進行管理，以實現在設計過程中的快速借用。

五、軟件在數字化工廠中的具體應用

1）電子圖版和實際設計相結合，能夠在極大程度上增加設計的立體型和直觀性，從而在另一方面提高了圖紙驗證的科學性和可行性。2）CAPP工藝管理系統(tǒng)的實施及運用，在工藝文檔的標準化奠定了基礎，提高了工藝編制的實效性，提高了信息統(tǒng)計的真實性和有效性。3）數據管理和流程監(jiān)控作為PDM系統(tǒng)的核心，將整個產品生命周期中的相關數據進行集中有效地管理，以實現產品各類信息的統(tǒng)一管理。規(guī)范了相應的設計過程和設計標準，使數據安全得到保障。

六、CAXAPLM的數字化工廠平臺的構建及應用的具體意見

根據目前利歐集團信息系統(tǒng)規(guī)劃，結合PLM、ERP的實施應用，建議近階段采用PLM支持下的無紙化方案，并在ERP實施生產計劃后，考慮PLM+ERP下的無紙化方案。PLM+ERP支持下的無紙化方案需要做的工作包括開發(fā)一個信息門戶，實現對PLM、ERP系統(tǒng)的獲取和展現。在PLM+ERP支持下的無紙化推進一段時間后，結合產品全生命周期的質量管理、售后服務管理，推進MES系統(tǒng)建設，并在車間信息門戶中整合MES應用，將達到高度自動化的數字化工廠這一目標。

結束語

CAXAPLM在數字化工廠的構建和應用方面發(fā)揮了巨大的作用，通過軟件系統(tǒng)的技術支持完成了技術數據的集中管理，實現了技術數據的無紙化交流。從而提升了設計水平、工藝水平和制造水平。從中，我們不難看出培養(yǎng)責任意識在建設數字化工廠中的重要性，數字化管理在產品生命周期的實施和運用，能夠有效提高數據庫內容的真實性和可靠性，從而建立具有企業(yè)自身特色的數據庫，為企業(yè)的數字化發(fā)展奠定基礎。

參考文獻

[1]李疆，楊波，楊秋萍等.基于CAXA PLM的數字化工廠平臺的構建及應用[J].制造業(yè)自動化，2013（15）.

[2]吳云峰，邱華，胡華強等.面向設計與制造的數字化工廠平臺[J].中國制造業(yè)信息化，2011，40（1）.

[3]賈晨輝，張浩，陸劍峰等.基于數字化工廠的制造業(yè)信息化集成平臺[J].組合機床與自動化加工技術，2006（7）.

[4]余蔚荔，歐陽兆升，漆軍等.基于CAXA PLM的數字化教學平臺建設與實踐教學應用[J].中國現代教育裝備，2012（23）.