双钱轮胎产品数字化协同创新管理平台应用实践

　　导读：本文仅以双钱轮胎集团有限公司的PLM项目实施案例为例进行阐述，希望给相关企业带来参考和借鉴。
　　作者：余俊来源：eworks
　　0前言
　　轮胎制造是传统制造业之一，在当代市场经济发展需求下，全球轮胎制造同样遭遇未来挑战。
　　挑战一是如何满足客户多样化的需求。现代国际轮胎企业遍布全球市场，各市场由于地域文化法规的不同，其产品需求不同，因此需要针对不同地域提升生产灵活性和生产组织性，同时形成本地知名度。
　　挑战二是如何构建高效的上下游供应链。由于轮胎制造的开放式生产模式，因此针对降低材料和产品的库存水平，减少材料在生产过程中的损耗，达到供求平衡的库存材料和生产产量，从而提升企业整体运营绩效。
　　挑战三是如何应对原材料成本提升风险。由于轮胎制造的资源受限于大自然的赋予，因此需要减少原材料损耗，同时减少原材料采购成本，提升材料的采购效率。
　　挑战四是怎样加速创新驱动转型升级。应对市场需求的产品创新在轮胎制造行业一直是许多企业技术创新的瓶颈，应用现代化管理模式提升技术创新驱动力，形成具有世界性影响的技术，从而突破传统轮胎技术。所以从产品需求至上市的过程中如何快速交付高附加值产品成为企业运营过程中的关键课题。
　　产品生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）就是指从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程的数据管理。PLM是一种先进的企业信息化思想，它让人们思考在激烈的市场竞争中，如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本。〔1〕通过国内外企业案例实践，应用PLM形成企业独有的产品数字化协同创新管理平台，可以协助企业建立其产品设计过程至上市的从数据、流程、项目等多维度的管理监控平台，以帮助企业在一定程度上解决以上问题。但根据实践经验，PLM产品数字化协同创新管理平台的建立和改善往往涉及企业运营的多个业务部门，同时涉及到与多个相关业务数据平台的对接，也对企业整体的信息化规划提出了更高的要求。本文仅以双钱轮胎集团有限公司的PLM项目实施案例为例进行阐述，希望给相关企业带来参考和借鉴。
　　1企业简介
　　双钱轮胎集团有限公司始建厂于上世纪20年代，是国内最早生产轮胎的上海大中华橡胶厂和上海正泰橡胶厂组建而成，是历经百年的老字号企业，隶属上海华谊集团股份有限公司。
　　公司的创业者于1929年和1935年分别创立了我国橡胶行业民族品牌“双钱”和“回力”，将引进技术与自主创新相结合，研发制造了中国轮胎行业的多个第一，培育和带动了中国轮胎产业的发展。
　　公司主要产品有全钢丝子午线载重汽车轮胎、全钢丝子午线轻型载重汽车轮胎、全钢丝子午线工程车辆轮胎、全钢丝子午线工业车辆轮胎、农业子午线轮胎、半钢丝子午线乘用轮胎、斜交载重汽车轮胎、斜交轻型载重汽车轮胎、斜交工程工业轮胎等。
　　公司享有自营进出口权，产品销往国外一百多个国家和地区，国内市场覆盖各省、市和自治区，同时为中集集团、郑州宇通、厦门金龙、沃尔沃等30余家汽车制造厂配套，并进入欧美原配胎市场，与SCHMITZCARGO、Caterpillar、Autocar、UTILITYTRAILER等著名汽车厂商的卡车、校车、工程机械车辆配套，而且还进入了以J。B。HUNT等著名物流公司为代表的欧美主流市场。
　　公司在国内外拥有五大生产基地，分别为建厂于2004年的双钱集团（江苏）轮胎有限公司、建厂于2007年的双钱集团（重庆）轮胎有限公司、建厂于2011年的双钱集团（安徽）回力轮胎有限公司和2014年完成控股的双钱集团（新疆）昆仑轮胎有限公司，以及2016年投资建设的双钱泰国工厂。并拥有国家认定企业级技术中心双钱集团上海轮胎研究所有限公司。
　　图1双钱轮胎集团有限公司企业布局
　　公司坚持以客户为中心，以市场为导向，以创新求发展，致力于成为中国最专业的轮胎制造商和服务商。2017年，双钱集团轮胎生产量为991。33万条，销售量为999。36万条，库存量为124。8万条，营业收入实现了80。36亿元，其中全钢丝载重子午线轮胎的营业收入为74。92亿元，半钢丝子午线轮胎的营业收入为5。44亿元。双钱集团生产的全钢胎（包括全钢丝载重子午线轮胎和全钢丝子午线工程轮胎）的产能位列国内第三位。
　　2项目背景
　　在欧美等外销市场中国制造轮胎正在被各国贸易委员会开展双反调查或裁定。在美国中国制造的乘用轮胎、工程轮胎已被双反裁定，巴西也正在对载重轮胎开展双反调查，南非相关协会也正在提出双反诉求。虽然各国提出的双反原因不同，但根本性的问题是中国制造的技术适应性不强。中国轮胎正在面临内忧外患的市场逼迫局面，如何突出重围是中国轮胎制造亟待解决的问题，许多中国企业响应国家“一路一带”战略正在逐步通过“走出去”方式在海外布局。
　　由于我公司形成覆盖国内外的生产基地，产品研发集中化管理，技术中心与各生产基地之间协作频繁，如何使集团内部各研发人员工作在统一的研发管理平台之上，最大化的提高研发管理的协作效率，是双钱集团研发平台要解决的主要问题。
　　同时应市场需求产品推出速度加快，导致企业产品种类很多生产变更频繁，技术部门管理的产品数据和文档繁多，产品技术状态复杂，技术数据与技术文档的版本管理困难，变更前与变更后的物料管理和BOM管理困难。
　　再次产品成本预估是产品开发重要决策依据。公司已上线ERP系统设计立足点的差异，导致产品成本无法精确估算，对产品开发评估决策带来影响。而且原有自主开发的产品生命周期管理系统由于当时人员的认识和需求仅上线管理物料清单模块（BOM），无法覆盖现有业务需求和系统集成要求。
　　3项目规划
　　双钱轮胎公司在2008年早期就意识到信息化技术对未来业务发展的重要性，上线综合办公系统（OA）以及自主开发的产品生命周期管理系统（PLM）和客户关系管理系统（CRM）。自2012年起依据上海华谊集团信息化部署又分别上线预算管理系统（BPC）、企业资源管理系统（ERP），供应链和合同管理系统（SRM）。2017年我公司泰国智能工厂也随同本项目并行上线生产制造管理系统（MES）。未来规划中，还将部署实验室管理系统（LIMS）、电子学习系统（ELearning）。
　　基于我公司已有上线系统和未来规划系统，结合双钱公司轮胎技术研发业务和企业运营质量管理体系的需求，从信息化管理的整体业务需求着眼规划，避免未来进行系统交媾重构和数据转换形成信息孤岛效应。历经两年的产品生命周期管理系统调研的过程中始终贯彻思想并吸取过往开发使用过程的经验和教训，从信息化业务系统的整体性定位和单系统内容规划制定相应规划需求出发，通过公开招标方式最终选择达索公司3DExperience平台中的ENOVIA系统。
　　3。1信息系统整体规划
　　利用三到五年的时间，逐步实现包含ERP、PLM、OA、CRM、LIMS等整合的企业运营信息化平台，优化业务流程，提高管理效率和决策水平，最终构建三层结构的企业数字神经系统，实现双钱轮胎流程规范化、事务处理集成化、数据信息标准化、公司管控一体化、信息平台统一化。
　　图2双钱公司信息化平台系统规划
　　3。2产品生命周期管理系统项目总体规划
　　双钱公司现有技术管理系统中，从产品需求、产品研发、产品试制、产品检测、产品上市和知识管理整合管理系统。以数字化轮胎研发管理平台为基础，集中管理市场情报、轮胎产品设计信息、仿真信息、工艺规划信息、测试数据等，并为设计、仿真、工艺、制造、检验以及模具外包部门等业务环节所应用。同时与双钱公司已有的主数据管理系统（MDM）、企业资源管理系统（ERP）、客户管理系统（CRM）、综合办公系统（OA）和泰国并行上线的制造执行系统（MES）开展集成。
　　图3双钱公司ENOVIA平台系统功能规划
　　3。3产品生命周期管理系统项目目标
　　3。3。1产品生命周期管理系统项目总体目标
　　结合双钱公司现有产品研发管理状况和业务需求，并统筹规划与其他信息化系统集成业务需求，对产品生命周期管理系统项目总体目标为以下四点：
　　导入项目管理，构建企业的协同开发平台
　　实现项目任务部署快速化，资源分配透明化，进展监控实时化；使产品开发快速、有序运行，同时与Accolade的SGS系统形成对接。通过PLM系统，把传统产品开发模式由串行方式改变成并行方式，缩短企业产品开发周期、提高产品质量、降低产品成本。
　　实现CADPLMERPMES一体化集成：
　　通过与CAD和PLM系统，同时PLM系统与ERP系统、MES系统的集成，实现对物料BOM等数据定义的一致性和处理同步性，避免数据多次录入以及由此导致的系列问题。
　　构建产品数据管理平台：
　　统一定义产品的客户需求、开发、工程、质量等各种数据，通过评审与变更控制保障数据的完整性、正确性、有效性和安全性，提供各种共享视图和快速检索，充分挖掘产品数据的价值。
　　建立企业的知识管理平台：
　　建立企业的知识管理平台，积累企业的各种技术知识并重用。
　　3。3。2产品生命周期管理系统项目实施分期目标
　　鉴于双钱公司涉及集团、技术中心、多工厂的集中统筹管理模式，结合双钱公司现有技术状况对整个产品生命周期管理系统的实施内容和目标进行分解成三个阶段：第一阶段以产品数据管理为主加以泰国公司的MES和ERP系统集成；第二阶段增加项目管理和图纸集成管理，并推广其他公司；第三阶段在前两阶段增加大数据分析和应用深化拓展。
　　图4双钱公司ENOVIA平台实施分阶段目标
　　4项目应用
　　双钱轮胎从2016年12月底至2017年12月历经一年时间，通过组建核心项目组和关键用户组团队，对需求确定、方案确定、开发测试、试运行和正式上线五个阶段严格监控确认，使一期的数据管理、流程管理和集成管理三大业务内容顺利上线。
　　4。1数据管理
　　4。1。1编码定义管理
　　编码定义管理是平台中对物料、工艺路线、图纸等数据唯一标识组成，是系统数据形成的基石，通过与主数据管理系统（MDM）业务维护人员以及双钱公司技术主管人员的业务调研，形成与产品数据相关物料、工艺路线、图纸等的基础编码定义属性。
　　平台通过规格、层级、品牌、花纹、速度级别等编码属性定义自动生成物料、工艺路线和图纸等代码。
　　图5编码定义基础数据
　　4。1。2基础物料管理
　　通过库管理功能对双钱公司已有原材料、配方、半成品、成品、设备类型、工艺类型、工装等产品技术相关基础物料形成货架化管理。
　　图6基础物料库
　　结合泰国公司第一阶段15种规格产品生产需求，生成半成品1235项，导入原材料335项。通过物料集中货架式管理，便于技术中心统筹管理同时减少生产现场的大量相类似半成品，提升产品设计部件在生产现场的通用性。
　　4。1。4物料清单管理
　　产品和配方物料清单
　　由于轮胎产品设计分为结构设计和配方设计两个部分，且两个部分设计相对独立，产品设计人员只需要了解配方物性，因此在物料清单管理时分为产品物料清单和配方物料清单。
　　图7配方设计BOM
　　图8产品设计BOM
　　从设计到生产配方BOM管理
　　胶料配方一般在设计阶段是按100份做设计和试验的，构成面向配方功能设计，构建各种原材料组成的结构化物料清单，称之为基础配方。在生产阶段是按照生产设备容升数与基础配方进行转换，构成面向配方生产过程，构建在不同工厂不同机台上各种原材料使用情况的结构化物料清单，称之为生产配方。
　　在构建完成基础配方BOM经签审流程发布后，基于所选设备库生产设备的容升数（该数据存有默认最大生产量，同时也可进行修改。）进行生产配方转换。同时可定义相关小料的分包管理模型。
　　图9基础配方BOM与生产配方BOM转换
　　从设计到生产产品BOM管理
　　轮胎产品BOM管理鉴于双钱公司现有管理要求由企业技术中心统筹管理，现有产品从设计BOM（EBOM）到生产BOM（PBOM）模型定义由技术中心确定。技术中心将基于产品设计的材料分布图，面向产品结构设计，构建成品胎胚，胎胚中各种半部件、终炼胶、骨架材料组成的胎胚结构化物料清单，称之为EBOM。对于面向成品、胎胚生产过程，构建在不同工厂上各种半部件的使用情况的结构化物料清单，称之为PBOM。同时针对未来可能存在最终客户需求产品的类似产品形成配置化物料清单，称之为SBOM。
　　通过前端的物料管理功能，EBOM依据各工厂的工艺设备的差异，可选择性进行转换和修改，同时保持数据的连贯性，以保证相关物料清单的可追溯性和可比较性。
　　图10产品EBOM与产品PBOM转换
　　4。1。5工艺路线管理
　　工艺路线管理是后续产品生命周期平台与生产制造执行系统交互的重要数据，其主要是面向生产管理的工艺路线。结合轮胎四大工区业务，对生产配方、半成品、胎胚、成品的密炼、压延压出、成型、硫化工艺路线中的工艺参数、工艺设备、工艺步序和工艺操作定义模型。
　　图11配方密炼工艺路线
　　图12半部件压出工艺路线
　　图13胎胚成型工艺路线
　　图14成品硫化工艺路线
　　4。2流程管理
　　流程管理是一种以规范化的构造端到端的卓越业务流程为中心，以持续的提高组织业务绩效为目的的系统化方法。用于规范化产品开发设计相关过程，通过业务流程的自动化，保证企业内不同部门乃至跨企业的人员协调有序地、高效率高质量地工作。
　　图15生命周期管理和业务规则
　　针对双钱公司一期项目过程涉及物料、BOM、工艺路线和文档等产品相关数据都存在生命周期管理的要求，从创建、审核、批准、发布和作废五个状态确认有效性，同时通过变更流程管理对其相关版本进行有效控制。
　　4。3集成管理
　　根据双钱公司一期业务规划，本项目上线需要支持泰国公司智能工厂生产与制造执行系统和企业资源管理系统集成。与制造执行系统从现场所需产品相关的原材料、配方、半成品、成品、工艺路线等相关技术支持生产数据集成，与企业资源管理系统从物料清单集成支持其成本核算。
　　泰国公司制造执行系统主要采用南京龙贞自主开发的平台系统运行，而企业资源管理系统则是推广上海华谊集团已运行的SAPERP平台。针对两套系统，ERP是通过RFC接口方式集成相对容易，而MES则是通过中间表方式开展集成。
　　图16PLMMES数据集成方式
　　4。4应用情况
　　在双钱公司PLM平台一期项目的运行下，双钱公司技术中心和泰国公司经过关键用户通过SIT、UAT测试、上线试运行以及与MES系统集成对接，通过运行相关数据验证其数据传输的有效性和管理的可追溯性，支撑泰国公司的生产运行。同时对技术中心现有内部的技术数据文档过程管理一定程度上解决其管理混乱问题。
　　图17泰国公司第一条下线轮胎产品
　　5结论
　　双钱公司通过PLM系统一期项目上线，对现有技术文档管理、技术数据管理、技术流程管理都有一定程度上的改善，逐步形成标准化、参数化、模型化，同时也提升对相关数据、文档、流程的可监控性和可追溯性，并通过不断的数据录入积累企业现有知识，形成了从研发至生产的产品技术管理有效传递。路漫漫其修远兮，双钱公司在技术研发信息化管理方面目前也仅仅刚跨出第一步，为使技术人员有更好的使用体验，结合技术人员需求二期规划实施专家产品设计、工艺设计导引和项目管理业务模块以使其有更好的使用体验。
　　转自公众号：PLM之神