数控机床网络协同制造平台与PLM系统集成应用模式研究

邓琎 叶愈 高瑜雄

基金项目：国家重点研发计划—网络协同制造和智能工厂（2019YFB1707300）

摘要：结合数控机床网络协同制造平台在区域行业应用的特点，通过网络协同制造与核心企业的PLM（研发设计管理平台）集成应用，形成面向数控机床集聚区域的上下游企业之间协作研发的业务协同模式，支撑企业间在设计过程中的统一管理、开放与共享，实现在研发环节的资源整合和高度协同，有效提升企业产品研发能力。

关键词：网络协同制造;PLM;系统集成;应用技术;研发协同

中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）14-0028-01

企业对创新研发与协同制造的业务需求逐步明确，近年来大量行业核心企业开始构建面向供应链、产业链和关联企业应用的网络协同制造平台，围绕企业在研发设计、生产制造、供应链管理等方面的重要需求，实现高效的统筹、优化、调度、品控，从而实现高效率协作，推动了制造资源、制造能力和物流配送的开放共享。

PLM作为数控机床行业中一个已经广泛应用的研发设计管理平台，在大多数控机床生产企业都具备较好的应用基础，而传统的PLM系统主要是针对企业内部的研发设计应用，较难支撑区域化、复杂化的协同应用模式。因此，如何通过网络协同制造平台与PLM系统进行集成，来合力实现数控机床区域的研发设计协同应用，是值得进行研究的课题。本文将重点对数控机床网络协同制造平台与PLM系统集成应用技术的模式和方法进行研究分析。

1数控机床企业网络协同制造平台与PLM系统集成要点

经过笔者的调研和分析，数控机床企业在系统集成工作中应重点对以下几方面予以关注：

①设计BOM集成：企业的设计BOM既是企业指导后续工艺与生产的重点，更是实现企业间协同研发的基础。通过设计BOM与网络协同制造平台集成，并由核心企业对设计BOM进行企业间的研发任务划分，将能够实现多企业在一个产品的设计BOM中协同开发的工作模式;

②物料编码集成：物料编码是系统判断唯一数据来源的重要手段，协同制造平台与PLM系统集成时，需要充分考虑两个系统之间的物料编码统一，以确保系统中所有图纸、文件和BOM的一致性。

③图纸和文件集成：设计图纸和文件的集成是企业间实现协同工作的基础，在对应的权限控制下，通过企业间图纸和文件的共享应用，可以支撑在协同模式下的共同研发设计。

④设计流程集成：协同研发涉及到多企业的复杂流程集成，虽然通过平台可以为中小企业固化一套相对固定和通用的研发设计流程，但是部分大型企业已形成了自身较为完善和固定的研发流程体系，因此，平台依然需要考虑到部分企业的个性化流程需求，实现平台与企业PLM系统研发设计流程的集成。

2网络协同制造平台与PLM系统集成应用模式

针对数控机床企业网络协同制造平台与PLM系统的集成应用，笔者提出了以下的应用模式：

设计BOM集成：通过数据库集成的方式，把核心企业PLM系统中的设计BOM集成到网络协同制造平台上，在集成时首先确保编码的唯一性和准确性，优先确保PLM系统中所产生的物料编码规范;其次，应考虑当设计BOM发生变更时两个系统之间的BOM相互同步和版本更新问题，确保网络协同制造平台与PLM系统中对应BOM的一致性;再者，当BOM发生变更时，应及时在网络协同制造平台、PLM等系统中具备相应的预警功能，以保证更新能及时传递到MES、ERP等系统之中，减少因变更不及时对生产、采购等环节带来的不良影响;最后，在设计BOM集成的基础上，网络协同制造平台应能够同时实现设计图纸与文件的集成工作，把图纸和文件挂在对应的结构树上，以便于后期设计任务的协同开展。

设计任务分配：在设计数据集成的基础上，核心企业将可以通过网络协同制造平台来进行设计任务的分配工作。在设计任务分配前，协同企业首先应在平台上进行注册和基础信息的录入，以便于核心企业在后期直接进行任务分配。在任务分配时，核心企业将能够通过平台把设计数据根据实际需求划分成不同的部分，同时分配给一个或多个企业，并给予相应的修改、查看、时限等多种权限，支撑多家企业在平台中的协同设计。

协同研发设计：在设计任务分配完成后，企业将能够在协同平台中共同进行研发设计工作，平台应实现几方面的重点功能。平台应支持多种研发流程的同时运行，并依据前期调研需求，在平台中初始化多种研发流程供企业进行选择，企业也可以根据自身情况对部分流程进行个性化调整;在多企业都需要对某个设计文件进行编辑时，平台应具备文件锁定功能，在一个用户变更时把该文件进行锁定，避免多用户同时编辑导致的版本混乱和文件覆盖问题;同时，平台应对所有文件的编辑记录、版本更新记录等进行存储和管控，以便后期能够快速的调用和查看前期的文件;在协同研发设计过程中，针对不同的研发情况，平台应具备不同的集成方式，通过手动集成确认和流程触发自动集成结合的方式，来实现整个系统集成过程。

3应用实现

基于以上系统集成应用模式，笔者项目团队结合某机床制造企业的实际业务进行了系统集成，并在其产业链上部分企业中开展了平台应用，取得了较好的应用效果。通过让企业上下游配套和服务商参与研发设计过程、承担部分设计任务、提出设计修改意见及建议，企业的机床产品设计质量明显提升，用户对产品的满意度也有所提高。

4结语

网络协同制造平台是大型企业提升自身研发生产能力、整合产业链和区域资源的有效手段和途径，通过网络协同制造平台与PLM系统的集成应用，可以满足企业在研发设计环节的协同应用，提升企业的核心竞争能力和产业链整合能力。本文的研究成果初步在数控机床领域进行了探索应用，后期将逐步为其他行业的網络协同工作提供一定的参考与借鉴。

参考文献：

[1]从“数控一代”到“智慧一代”[J].张存吉，姚锡凡，张翼翔，周际锋，易安斌.计算机集成制造系统.2015（07）

作者简介：邓琎，男，31岁，云南省机械研究设计院信息技术所副所长，致力于信息技术在制造业的应用研究。