PLM系统在铁路道岔制造中的应用

在道岔技术应用和管理现状下，通过CAXA PLM系统匹配的协同管理图文档、协同管理工作流、电子签名、红线标注、协同管理编码工具、工艺图表等一系列功能，可建立企业资料库、道岔产品结构树，建成统一的道岔产品研发技术管理平台。

通过实施PLM管理系统为道岔设计搭建企业层面的产品研发技术管理平台，通过管理平台的实施，对道岔范围内的知识资产、各类文档、图纸、工艺等的技术资料及产生过程进行管理，平台中的数据是公司项目技术数据的唯一来源，确保技术人员在平台上按照工作流程开展技术工作。通过建立统一的技术管理平台，促进道岔设计质量和效率的提升，并逐渐扩展，为后续业务提供基础数据，最终实现从前期项目规划、设计、生产制造、到售后服务的产品及工程数据全生命周期管理，从而提高整个项目的质量，降低费用和项目投资风险，提高企业核心竞争力。

一、系统概述

1.1、PLM系统总体概述

CAXA协同管理PLM以产品数据为核心，将企业成熟的2D、3D、PLM以及CAPP技术整合在统一的协同管理平台基础上，重点解决道岔设计院在信息化管理应用后面临的部门之间协作以及企业产品数据全局共享的应用需求，实现道岔设计数据、工艺数据与制造数据统一管理，并支持跨部门的数据处理和业务协作。

1.2、PLM匹配的功能应用

围绕道岔技术应用和管理现状，在集成贯通、开放的PLM系统架构下，匹配了CAXA协同管理图文档、CAXA协同管理工作流、CAXA电子签名、CAXA红线批注、CAXA协同管理编码工具、AutoCAD集成及CAD标准化审查及导入、CAXA CAPP工艺图表，同时为ERP提供Excel格式的BOM表。实现目前道岔技术PLM系统功能承接和原系统中的数据承接，如图1所示。

图1 道岔PLM系统架构

    设计时，设计人员可以通过内部局域网登陆产品研发技术管理平台，完成设计任务。

    工艺编制时，工艺人员可以登陆产品研发技术管理平台，浏览设计的图纸完成工艺文件编制任务。

    同时将产品有关的所有技术文档如：图纸、技术通知、定额表、发送表、技术条件、工作联系单、文件修改通知单、工艺文档等技术文档存在CAXA PLM中，实现数据的集中管理和共享，高技术数据应用的协同性和安全性。做到产品研发知识数据的规范化、统一化、标准化管理。

3、PLM系统应用范围

PLM系统适用于各类产品的图纸、技术通知、3D文档、工艺文件、各种报表、关键技术文档、企业标准、技术规范等文档的管理。

4、资料分类存档

在PLM中，对所有道岔相关产品进行分门别类的进行管理，先按国内、国外道岔产品进行分类，再按类型分，最后具体到产品级。产品结构树里设有企业资源库，资源库有标准件和通用件。

    建立企业公共资源库，比如企业制度、企业标准、设计规范、设计手册等资料，在平台上共享，方便用户调阅、参考，同时还可以建立不以产品为单元的资料，如技术通知、工作联系单、通用工艺。

二、实施规划

为完成PLM系统的整体规划，方法按照总体规划、分步实施、循序渐进、先易后难的原则进行构建企业PLM管理平台。依据道岔设计、工艺、制造等实际情况，PLM数据平台实现思路(见图2)是：

图2 实施规划流程图

1、先实现DWG数据的规范、批量导入

按新规范整理后导入CAXA数据库，确保导入CAXA PLM中的数据是准确的、规范的、可利用的。

2、物料编码规则的建立和物料的导入

物料编码的原则：采用“一物一码”，保证编码的唯一性、可扩展性、方便性和电脑可识别性；不得出现“一物多码”或“多物一码”。

3、填写明细表时引用资源库中的数据

统一办公软件AutoCAD的版本，AutoCAD机械版的可以直接引用，普通版的要做成块才能引用。

4、生成BOM表、定额表、发送表

(1)BOM表：通过产品明细表输出的，只要PLM中有的属性都可输出。

(2)定额表：① 需要规范数据，如：发送单位和数量要分开，否则无法合并数量。②总图中不展开的部件(转辙器、辙叉等)需要加标识；③备注需要手动填。

(3)发送表：① 建立直基尖轨组件、曲基本轨组件、曲线尖轨组件；②搭虚结构。

5、最后实现工作流、红批、签名

利用CAXA系统的工作流、红批、签名的功能，将设计数据进行规范、管理、审批。

6、将工艺数据进行规范、管理、审批

利用CAXA系统的工作流、红批、签名的功能，将工艺数据进行规范、管理、审批。

三、道岔设计实施

1、图纸的标准化工作

对标题栏、明细表进行规范化，建立统一的标题栏、明细表。方法是将标题栏、明细表做成块满足电子签名、引用资源库。

    图纸规范通过建立一套成熟的道岔图纸规范，统一图纸结构，设计人员在制图时按规范进行编制。实现图纸的标准化管理。

2、编码工具的应用

在保证编码的唯一性、可扩展性、方便性和电脑可识别性的物料编码规则基础上，通过CAXA提供的编码工具对物料进行编码。然后填写到明细表中。

3、PLM应用流程

PLM应用流程如图3所示。

图3 PLM应用流程

1 图纸设计

    设计人员在本地按照图纸规范，进行图纸转换或设计，填写明细表时，可以调用资源库中的数据。如果库中没有，则需要先在库中进行增加数据和申请编码后，再调用。

2 批量导入设计数据

    将在本地设计好的图纸可以批量的导入到PLM系统中(格式可以是dwg、xls的)，系统会根据图纸中的标题栏、明细表信息，自动提取零部件信息，同时可以检查数据的准确性。

3 创建产品结构树

(1)方法一：批量导入dwg图纸，建立产品结构有dwg图纸，通过AutoCAD集成及CAD标准化审查及导入，自动提取图纸中信息，自动建立零部件之间的层次结构，从而自动生成产品结构树，为以后的BOM表数据打下基础。

(2)方法二：批量导人Excel，建立产品结构

 于外来图纸(纸质、pdf)，要搭建产品结构，可以通过Excel的方式，进行搭建(如上图批量导人格式)，对于用Excel表搭建的结构，是没有图纸的，可以手动将pdf文件的图纸导人PLM中。

(3)方法三：手动搭建结构

对于参数化产品，改动比较小的情况，可以采用改型设计的方式，通过手动的方式搭建结构树。

先在原产品上进行复制，粘贴在现有产品上；将要修改的零部件复制，同时可以设置图纸是否借用，其他不修改的零部件都设置为借用。复制过来要修改的零部件，物料编码等属性逐一进行修改，生成新的结构。

4 走流程审核、红批、签字

导人PLM中的图纸、技术通知等文档，审核时，在PLM中发起流程完成审批、签字。在审核过程中，可以对审核的图纸、文档进行在线浏览。图纸审核过程中可通过红线批注功能进行审核。

5 图纸修改

审核过程中，如图纸有问题，需要出库修改PLM系统中的图纸，以确保系统中图纸的正确性；在修改图纸的标题栏或明细表信息后，系统支持重新提取这些信息以更新产品结构树，从而方便设计BOM的维护，使所有参与人员能及时了解到产品零部件信息的相关属性的变化。

6 版本管理

图纸修改完后需要入库，入库时可以增加描述信息，方便以后查看，同时产生新的版次，如图4所示。

  图4 版本管理

7 电子签名

在图纸审核流程中，各流程节点通过时，可以自动将人名签到图纸相应位置中。

8 流程监控

在PLM系统中，通过流程监控查看项目进度，如图5所示。    

图5 流程监控

9 图纸发布

图纸审批流程走完后，图纸将自动被发布，发布后，任何人不能对图纸进行修改，如要修改，需走更改流程。

10 输出报表

图纸审批完后，BOM结构基本已经确定，设计人员可以输出报表，如BOM表、定额表。发送表的输出需要采用搭虚结构，直基尖轨、曲轼本轨、曲线尖轨，在设计时做成组件，方便做发送表。

11 上传报表并走流程审核

将以上汇总的BOM表、定额表、发送表，上传到CAXA PLM相应的文件夹中，并走审核流程，图纸、文档审批完后，可在PLM中进行打印。

12 文件下发(走流程)

在CAXA PLM提供的流程定制基础上，通过制作文件下发流程，实现相关文件下发工作。在流程监控处可以看到流程的状态(接受、未接受、接收人、接受时间等信息)，走过的流程都保存在服务器上可以做到随时可以查看。

13 更改流程

下发的图纸更改时需要写《文件修改通知单》并走图纸更改流程，流程通过时将原来发布的图纸或文档进行重发布，重发布后，就可以进行修改了，修改完后再走审核流程。

四、道岔工艺实施

工艺图表的应用

1、定制工艺文件的模板

    模板定制好后，使用统一的模板进行填写，如要修改模板需要讨论后由专人修改，工艺人员不能随便更改模板。

2、建立工艺资源库

    将工艺卡片中，常用的工艺术语进行整理并建立工艺资源库，如：工序名称、项目编号、工序编号、设备、刀具、夹具、量具、模具等。整理工艺资源库的目的主要有：(1)快速填写，减少重复劳动；(2)规范工艺术语；(3)新进工艺人员快速上手。

PLM系统的应用

1、管理工艺文件

    通用工艺：在CAXA PLM系统中，对于通用工艺的管理，可以存放在一个公共的文件夹中管理。

    专用工艺(特殊工艺)：在CAXA PLM中对于专用工艺的管理，工艺文件可以跟零部件关联也可放在产品相关联的文件夹中进行管理。

2、导入工艺文件

    CAXA PLM提供了批量导入和单张导人工艺文件功能，工艺文件中的代号、名称和结构树中的能对应上，系统可自动匹配，找到相应的零部件，自动放在相应的工艺文档处；否则，需要手动单张导入。

3、工艺文件版本管理

    修改工艺文件时，统一在PLM 中的进行出库修改，以保证工艺文件版本的唯一性、准确性，对于工艺文件版本的管理同图纸的版本管理。

4、审核工艺文件

    工艺文件在本地编制完后，上传到PLM 中，在PLM中走审批流程，方法同图纸审核流程。

5、红线批注工艺文件

    审核过程中，如有问题可以通过红线批注在工艺文件上进行批注。

6、工艺文件电子签名

    各流程节点通过时，在工艺文件上自动签名。

7、打印

    在PLM中可以对整个产品的所有工艺文件进行批量打印。

8、工艺文件更改

    工艺文件更改时，需要填写《工艺文件修改通知单》并在PLM中走更改流程，否则不能修改。

五、结束语

随着我国铁路交通的飞速发展，现有的道岔设计及生产工艺格局、制造流程、产品运输等方式已不能满足铁路发展的步伐。尤其是近些年高速铁路的发展，更对企业在生产制造、市场竞争力，特别是管理等方面提出了更高的要求。为满足市场发展需求、切实提升企业管理水平，提高设计效率，公司引进CAXA PLM系统。

    道岔设计承担着为公司道岔产品销售、生产、质检及采购等各环节提供基础数据的职责。在道岔CAXAPLM系统中，通过搭建道岔产品的基础数据源，包含了公司标准件库、通用件库等数据。对图纸、文档的统一管理，实现了定额、发送和简化发送表的快速提取，技术通知做到了快速及时的下发，顺利指导了生产。

    通过按规范整理的典型数据，可以实现图纸设计一产品结构一图纸审核(工作流)一出报表一工艺等流程。CAXA PLM系统的实施，可以帮助道岔设计的数据准备、实现快速查找资料，完善道岔设计资料的积累。实现了提高产品标准化程度，有效提高设计效率的目标。