面向铁路机车车辆行业的可定制PLM系统

   随着PLM的深入应用及企业的发展，企业明显产生了管理更多数据的需求，一方面企业要精细化管理自身零部件的数据，不但需要管理机械零部件，还要管理属性参数众多的电子元器件；另一方面更要管理企业产品的生命周期，对于卫星等高价值产品要进行单件可追溯管理，管理其完整的生命周期数据；另外，对于集团型企业还存在异地协同、分布式部署的需求，同时由于企业的兼并重组和企业的流程重组，因此还对PLM的可定制能力都提出了更多的要求。

一、可定制的PLM系统

    1.以对象类型定制作为PLM产品的支撑平台

    PLM产品作为企业的核心管理平台，管理着企业产品的全生命周期数据，不同的产品要求管理的数据多种多样，与通常的机械零件不同，电子元器件种类繁多，参数差异很大，橡胶类产品由于涉及到配方和施工表管理的数据更与普通的机械零部件不同，因此要解决企业各种产品数据的精细化管理必须具备完整的对象类型定制技术。

    (1)对象类型定义。能够定义要管理的数据的对象类型，对该类型对象设置其使用的生命周期及类型的权限规则以及可启动的工作流程，保证该类型对象的管理符台企业的业务模型，并根据企业经营进行可变的修改。

    (2)对象属性定义。定义对象类型的扩展属性，保证该对象类型数据的完整。

    (3)对象关系定义。定义对象之间的关系，根据企业的业务模型随时做出调整，以及时适应企业的管理要求。

    (4)查询视图定义。管理员和用户根据自己的需要设计自己的查询视图，以便用户跟踪自己想要的最新教据。

    (5)生命周期定义。定义对象的成熟度阶段及各阶段的访问控制规则，使产品数据的管理有度有序。

    2.动态演化的可定制功能研究

    无论从PLM软件供应商角度，还是从PLM软件应用企业角度来看，PLM业务需求始终处于一个动态演化的过程中，包括行业企业差异性需求、企业内部部门间差异需求和行业企业自身发展过程中的衍生需求等，通称为PLM的动态演化需求。为了从根本上解决前进问题，迫切需要研究和开发具备可定制特性的PLM平台，以动态适应和满足PLM的动态演化需求，具备这种动态适应能力的PLM相关技术称为PLM平台可定制技术。

    PLM平台可定制技术是在模型可定制技术的基础上继承发展而来的，基于PLM平台可定制技术的PLM系统，就是模型驱动的梅件可定制PLM系统，该类系统能够很好地满足PLM动态演化需求。PLM平台可定制技术的研究美键内窖包括以下几个方面。

    (1)研制支持可定制技术的PLM平台，提供更为通用和完备的底层基础对象类型库，在架构上支持可扩展的部署模型、分布式应用和联盟应用。

    (2)在大量重点行业、企业的示范应用及推广的基础上，总结凝练通用共性的需求特点，在建模表达能力方面进一步丰富和优化，完善建模工具，能够支持更广泛的行业和企业建模需求。

    (3)基于PLM平台，在构件开发方面，研制和优化构件开发的支持环境，为构件的快速开发、管理提供方便。通过在这三个方面的努力，使PLM核心平台更容易部署和扩展、企业模型更容易建立和改变、构件更窖易开发和管理。在保证PLM系统成功实施的基础上，为企业打造一个坚实的、具有可定制性的、支持可持续发展的企业智力资产和复杂产品创新设计管理的应用平台。

    3.实现分布式、联盟协同模式的高性能、高可靠性且易扩展的部署支特

    伴随着我国工业的迅猛发展，制造业涌现了越来越多的产业集中和并购行为。产业集中要求上下游企业进行联盟协同式的合作，合作过程中进行数据的安全共享乃至项目进度协同。越来越多的优势企业实现了设计与生产的异地协同。面对这些需求的涌现，开展分布式、联盟协同模型的高性能、高可靠性且易扩展的部署模型，有利于加快制造业的发展，为产业集群及异地协同的发展提供信息化保证。

    4.具有铁路机车车辆行业特征的可定制PLM系统

    近几年，由于铁路大提速越来越频繁，对机车生产企业的产品开发和创新速度提出了非常高的要求。机车车辆产品结构复杂，一台典型的机车，涉及零部件数5000个左右，展开的产品结构物料数目达60000多条。而每年都有多个斯产品的研发项目和机车的变型设计任务，因此产品数据量非常庞大。加上每个客户都对机车有不同的技术要求，造成在产品改型、产品改进等方面的工作量很大，产品设计更改频繁。

    机车产品的设计种类可分为全新设计、派生设计、改进设计、引进设计和自定义设计。产品开发阶段分为开发决第阶段、设计策划阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和工作图设计阶段。根据全新设计和派生设计等的性质不同，分别有不同的设计阶段和各个设计阶段要求输出的文件。机车产品的开发过程还涉及到机械、电气、液压。动力、空气和软件等多专业数据，同时在整个项目运作过程中需要市场、研发、工艺、供应、制造、质量、财务、销售与服务等部门的协同台作，只有把业务流程和过程数据有机结合起来，才能更好地完成项目目标。

    因此，对于铁路机车车辆行业可定制翦PLM系统，对于管理复杂设计和复杂产品具有天然的需求，另外为了方便机车维修，还需要对有要求的机车产品进行产品实例的追溯和维护，对于重要零部件有实验数据管理的需求。

二、铁路机车行业的PLM系统需求

    1.铁路机车车辆行业的可定制PLM解决方案

    面向铁路机车车辆行业的可定制PLM采用多层方式开发，支持每层的独立扩展以支持企业不同方面不同层次的需求，如图1。

图1 铁路机车车辆行业的可定制PLM采用多层方式开发

    (1)PLM业务基础平台层。PLM业务基础平台层包含了用于支撵PLM应用系统的所有与业务不紧密相关的基础服务和构件，PLM应用系统将基于这些基础服务和构件构造业务相关的应用服务和功能，从而满足对产品生命周期各阶段的数据管理和业务支撑的需求。

    (2)PLM构件层。PLM构件层包括了PLM的通用业务构件。通用业务构件用来支撑PLM系统的基本应用，主要解决PLM系统中数据的存储问题、安全问题、权限问题、查询捡索、协同访问等问题和公用的项目管理、资源管理等功能。

    (3)PLM行业应用系统层。PLM行业应用系统层是整个PLM系统的量高层，通过对PLM应用系统在一个或多个行业的持续应用，对案例不断的积累、整理和优化，形成面向行业的案例库和知识库，从而为行业应用提供更专业的实施和咨询服务，推动行业信息化进程的广度和深度。

    (4)PLM工具集。PLM工具集主要包括实施工具、系统分析工具和二次开发工具等，其贯穿底层技术平台、基础平台层、应用层、行业解决方案层和行业工程应用。实施工具是为了简化系统安装、部署和应用，提供给软件厂商或第三方实施人员、企业的系统管理员和业务管理员等使用的相关工具。系统分析工具是通过对系统运行状况数据进行收集和分析，从而发现系统性能瓶颈、系统运行趋势和业务瓶颈等，为系统管理员和业务管理员提供系统优化的依椐。二次开发工具是为了辅助二次开发人员基于PLM系统进行快速开发的工具，主要提供给第三方或企业的二次开发人员。

    2.网络部署解决方案

    PLM系统的元数据存储在中心数据库服务器中，文件则分布存储在不同场所的相应服务器中，如图2。在不同的场所，提供中间层服务的应用服务器和提供文件访问的文件服务器可以根据需要部署多套，分别为本地用户提供服务。各分公司产生的文件通过各自局域网内的文件服务器存储在内网的存储设备上。对于企业有文件集中管理需求，或考虑到其他场所的用户对文件有访问性能要求的情况，可以利用文件复制服务将某些场所存储的文件复制到另一个文件存储中，文件复制服务系统按管理员制定的复制策略自动工作，并提供增量式的文件复制。基于以上的分布式部署结构，PLM系统具有良好的可伸缩性，可以根据企业实际环境和用户访问量情况来确定最终的部署方案。

图2 分布式部署结构

三、面向铁路机车行业的PLM系统开发

    面向铁路机车车辆行业的可定制PLM系统，要满足的业务非常复杂：老型号机车车辆的大修；机车、货车原有型号的出口：引进技术韵动车组的建造及自主创新；国内地铁车辆的发展与进行国产A、B型城市轨道车的自主创新等。艾克斯特研发的高度可定制平台Extech PLM，有效地满足了企业的需求，能够完整支撑铁路机车车辆企业的需求。

    (1)管理更多的企业敷据。本课题开发的对象类型可定制技术，能够全面应用于对象全生命周期管理。相对于以往的PLM产品能提供管理更多数据，为企业实现数据的全面系统管理提供了可能。以前的产品只能管理机械零件和电子元器件的共同属性，无法细化管理元器件，现在的系统，无论元器件的参数如何多都能够游刃有余。

    (2)灵活适应企业的流程和组织变更。本课题在组织机构和流程管理方面增加了灵活性，支持组织结构调整，及部署模型的调整。集团性用户可以进行多应用部署，不同企业的管理员维护各自企业的数据及部署模型，组织之间可以进行协同和交互。工作流模型支持用户自定义，可以采取任意级次的评审、评审人的指派既可以事先指定也可以由提交人指定，不同的对象在不同的状态可以启用不同的流程，流程图可以随着企业模型的变化进行调整。

    (3)增强软件的易用性，提高软件的效率。Extech PLM具备强大的用户界面定制功能．提供用户定制对象信息的展示、编辑、方法调用、服务调用以及菜单定制、查询界面定制和客户端集成功能扩展等多个方面。采用Extech PLM平台的定制功能用户可直接扩展平台模板中不能管理的数据，从而提升系统的管理功能。

    (4)有利于系统橐成、增加系统的使用价值。Extech PLM系统提供的定剃能力有肋干企业集成减少代码开发，通过系统定制能够解决大部分传递数据的提取问题，而避免采用代码编写，这样既减少了工作量，也增加了灵活性。通过系统定制解决传递问题，Extech PLM中可以采用工作流来进行传递任务触发，触发消息、邮件或者使用调用WEB服务来传递提取的数据，从传递途径上可以通过定制解决大部分集成的传递通路问题。对于简单的界面融台，因为Extech PLM提供界面定制功能，所以很容易与其他B/S结构的应用系统实现界面融合。

图3 Extech PLM提供的可定制功能

（编辑：admin）