數控機床網絡協同制造平臺與PLM系統集成應用模式研究

鄧琎 葉愈 高瑜雄

基金項目：國家重點研發計劃—網絡協同制造和智能工廠（2019YFB1707300）

摘要：結合數控機床網絡協同制造平臺在區域行業應用的特點，通過網絡協同制造與核心企業的PLM（研發設計管理平臺）集成應用，形成面向數控機床集聚區域的上下游企業之間協作研發的業務協同模式，支撐企業間在設計過程中的統一管理、開放與共享，實現在研發環節的資源整合和高度協同，有效提升企業產品研發能力。

關鍵詞：網絡協同制造;PLM;系統集成;應用技術;研發協同

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0028-01

企業對創新研發與協同制造的業務需求逐步明確，近年來大量行業核心企業開始構建面向供應鏈、產業鏈和關聯企業應用的網絡協同制造平臺，圍繞企業在研發設計、生產制造、供應鏈管理等方面的重要需求，實現高效的統籌、優化、調度、品控，從而實現高效率協作，推動了制造資源、制造能力和物流配送的開放共享。

PLM作為數控機床行業中一個已經廣泛應用的研發設計管理平臺，在大多數控機床生產企業都具備較好的應用基礎，而傳統的PLM系統主要是針對企業內部的研發設計應用，較難支撐區域化、復雜化的協同應用模式。因此，如何通過網絡協同制造平臺與PLM系統進行集成，來合力實現數控機床區域的研發設計協同應用，是值得進行研究的課題。本文將重點對數控機床網絡協同制造平臺與PLM系統集成應用技術的模式和方法進行研究分析。

1數控機床企業網絡協同制造平臺與PLM系統集成要點

經過筆者的調研和分析，數控機床企業在系統集成工作中應重點對以下幾方面予以關注：

①設計BOM集成：企業的設計BOM既是企業指導后續工藝與生產的重點，更是實現企業間協同研發的基礎。通過設計BOM與網絡協同制造平臺集成，并由核心企業對設計BOM進行企業間的研發任務劃分，將能夠實現多企業在一個產品的設計BOM中協同開發的工作模式;

②物料編碼集成：物料編碼是系統判斷唯一數據來源的重要手段，協同制造平臺與PLM系統集成時，需要充分考慮兩個系統之間的物料編碼統一，以確保系統中所有圖紙、文件和BOM的一致性。

③圖紙和文件集成：設計圖紙和文件的集成是企業間實現協同工作的基礎，在對應的權限控制下，通過企業間圖紙和文件的共享應用，可以支撐在協同模式下的共同研發設計。

④設計流程集成：協同研發涉及到多企業的復雜流程集成，雖然通過平臺可以為中小企業固化一套相對固定和通用的研發設計流程，但是部分大型企業已形成了自身較為完善和固定的研發流程體系，因此，平臺依然需要考慮到部分企業的個性化流程需求，實現平臺與企業PLM系統研發設計流程的集成。

2網絡協同制造平臺與PLM系統集成應用模式

針對數控機床企業網絡協同制造平臺與PLM系統的集成應用，筆者提出了以下的應用模式：

設計BOM集成：通過數據庫集成的方式，把核心企業PLM系統中的設計BOM集成到網絡協同制造平臺上，在集成時首先確保編碼的唯一性和準確性，優先確保PLM系統中所產生的物料編碼規范;其次，應考慮當設計BOM發生變更時兩個系統之間的BOM相互同步和版本更新問題，確保網絡協同制造平臺與PLM系統中對應BOM的一致性;再者，當BOM發生變更時，應及時在網絡協同制造平臺、PLM等系統中具備相應的預警功能，以保證更新能及時傳遞到MES、ERP等系統之中，減少因變更不及時對生產、采購等環節帶來的不良影響;最后，在設計BOM集成的基礎上，網絡協同制造平臺應能夠同時實現設計圖紙與文件的集成工作，把圖紙和文件掛在對應的結構樹上，以便于后期設計任務的協同開展。

設計任務分配：在設計數據集成的基礎上，核心企業將可以通過網絡協同制造平臺來進行設計任務的分配工作。在設計任務分配前，協同企業首先應在平臺上進行注冊和基礎信息的錄入，以便于核心企業在后期直接進行任務分配。在任務分配時，核心企業將能夠通過平臺把設計數據根據實際需求劃分成不同的部分，同時分配給一個或多個企業，并給予相應的修改、查看、時限等多種權限，支撐多家企業在平臺中的協同設計。

協同研發設計：在設計任務分配完成后，企業將能夠在協同平臺中共同進行研發設計工作，平臺應實現幾方面的重點功能。平臺應支持多種研發流程的同時運行，并依據前期調研需求，在平臺中初始化多種研發流程供企業進行選擇，企業也可以根據自身情況對部分流程進行個性化調整;在多企業都需要對某個設計文件進行編輯時，平臺應具備文件鎖定功能，在一個用戶變更時把該文件進行鎖定，避免多用戶同時編輯導致的版本混亂和文件覆蓋問題;同時，平臺應對所有文件的編輯記錄、版本更新記錄等進行存儲和管控，以便后期能夠快速的調用和查看前期的文件;在協同研發設計過程中，針對不同的研發情況，平臺應具備不同的集成方式，通過手動集成確認和流程觸發自動集成結合的方式，來實現整個系統集成過程。

3應用實現

基于以上系統集成應用模式，筆者項目團隊結合某機床制造企業的實際業務進行了系統集成，并在其產業鏈上部分企業中開展了平臺應用，取得了較好的應用效果。通過讓企業上下游配套和服務商參與研發設計過程、承擔部分設計任務、提出設計修改意見及建議，企業的機床產品設計質量明顯提升，用戶對產品的滿意度也有所提高。

4結語

網絡協同制造平臺是大型企業提升自身研發生產能力、整合產業鏈和區域資源的有效手段和途徑，通過網絡協同制造平臺與PLM系統的集成應用，可以滿足企業在研發設計環節的協同應用，提升企業的核心競爭能力和產業鏈整合能力。本文的研究成果初步在數控機床領域進行了探索應用，后期將逐步為其他行業的網絡協同工作提供一定的參考與借鑒。

參考文獻：

[1]從“數控一代”到“智慧一代”[J].張存吉，姚錫凡，張翼翔，周際鋒，易安斌.計算機集成制造系統.2015（07）

作者簡介：鄧琎，男，31歲，云南省機械研究設計院信息技術所副所長，致力于信息技術在制造業的應用研究。