面向轨道交通装备企业的标准零部件系统研究

刘 昱 陆 斌

(中车工业研究院有限公司 北京 100070)

0 引言

中国中车集团是全球规模领先、品种齐全、技术一流的轨道交通装备供应商，下属有300多家企业，其中绝大部分是制造类型的企业。对于这样的大型装备制造集团企业，标准零部件体系建设尤为重要，具体表现在以下3个方面：(1)有利于帮助集团企业增强各分(子)公司之间标准零部件共享，减少重复梳理建库维护工作；(2)便于使用先进技术大规模生产标准零部件，从而合理使用原材料、节约能源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率；(3)促进集团对标准零部件的集中采购，降低采购成本，改善售后维护。

鉴于企业对标准化零部件系统的迫切需求以及当前信息技术应用的普及， 部分企业基于各自使用的设计工具软件(如CAD、 CATIA、 Proe、 UG等)建立了自己的标准件库。此外， 也有部分文献报告了其他标准件库的构建方式及使用情况： 如文献[1]在OA办公系统的基础上， 通过对物料的整合与产品标准文件的建立完善， 设计了物料标准管理信息化平台的系统架构， 实现了物料标准化信息管理； 文献[2]对航空发动机标准件进行需求分析， 提出了标准件库系统的构建方案； 文献[3]研究了航空发动机协同研制平台的标准件模型库， 节省了重复建模时间； 文献[4]针对现有标准件库构建方法存在的检索效率低下等问题， 开发了面向快速响应设计的工装标准件库。

鉴于此，本文在调研中车企业标准件库现状以及建设需求的基础上，研究并提出了建立统一的标准零部件协同管理方式的系统方案，以提高集团企业标准零部件的共享能力和使用效率。

1 系统的需求分析

目前大部分建设有通用件库、标准件库的集团企业各子公司建设水平参差不齐，管理方式也不尽相同。标准零部件的混乱管理方式导致大多子公司的标准零部件的属性不一致；新增零部件无严格审核流程、物料增长速度过快；缺乏优选、限选、下架等推荐指导机制；不能根据库存信息指导工程师从库存和采购的角度消化零部件。因此，集团公司有必要对各个子公司的标准零部件进行统一的建设、管理和指导。

中车企业对其标准零部件系统具有以下需求：

(1)共性物料各子公司统一共享使用、子公司特有物料独自管理与使用。针对共性物料，建设统一的、专业的标准零部件系统，相同物料统一模型，避免重复建设，各子公司统一共享使用；同时为了兼顾子公司的个性需求，子公司特有物料或共性物料中的特有属性由子公司独自管理和使用，保证集团公司共性与子公司个性数据的维护与管理。

(2)具备标准零部件和通用件的优选机制。通过与子公司PDM、ERP等企业信息化系统进行集成，便于子公司产品数据的管理。从而根据零部件的库存情况及经济性，给予工程师相关物料的优选、限选、下架等推荐指导。

(3)与其他系统及工具集成。一方面能够与集团主数据管理系统进行数据对接，与新增物料申请流程集成，保证物料种类及物料属性的一致性；另一方面，兼容不同三维CAD软件，满足不同子公司不同的三维CAD可使用同一标准件库同一模型的要求，以便于在使用三维CAD软件设计时可以直接调用模型并获取属性值。

2 系统架构

2.1 标准零部件系统的研究内容

(1)建立标准件模型。由三维设计软件进行产品建模，从三维模型自动生成二维工程图，自动生成设计BOM，PDM 对产品三维模型、二维图纸和设计BOM进行有效的管理。企业需要统计标准件使用的频次，根据使用频次进行标准件的优先级定位，最终确定符合企业产品的标准件库。

(2)特征属性的提取。不同的标准件具有不同的属性信息，例如编号、名称、物料类型等。通过三维设计软件对标准件建模后，需要将其特征属性填写到设计软件的文件属性中。对于公共物料，提取其共有属性到集团级管理平台供各子公司共享使用。而对于子公司特有的私有物料或者对公共物料所需的特有属性，则单独由子公司管理维护。

(3)标准件的审核流程。新增标准件需经过严格的审核流程，方可进入标准件库。新增标准件由工程师提出申请，设计部门内部审核，再递交标准化部门审核。审核通过后，由工程师制作三维模型，填写完整属性信息，交给标准件库管理人员审核与校核，最后由标准件库管理人员将标准件数据进行入库操作。

2.2 标准零部件系统的架构

该系统由集团公司一级平台和子公司二级平台组成。一级平台一方面与集团主数据管理系统集成，以集团主数据管理系统数据为基准，保持物料种类及物料属性与集团主数据管理系统的一致性；另一方面向子公司二级平台进行标准件库的推送与同步。二级平台可在集团主数据管理系统物料属性基础上增加子公司个性属性及个性物料，同时具备与ERP/PDM系统集成的能力，通过集成保证各系统之间物料主属性的一致性；并且允许设计师等使用者直接从二级平台标准件库调取和使用经过标准化部门认证的、BOM信息完整准确并具有优选机制的标准零部件。一级平台由集团公司负责管理与维护，二级平台的管理与维护则由子公司负责。

2.3 系统中标准件物料信息的同步机制

(1)标准件库物料种类的构成与同步

标准件库物料种类的构成与同步如图1所示。标准件库的物料包括公共物料和私有物料两种区域。公共物料是各子公司共享使用的数据，如标准紧固件、铁标件、各种标准的标准件、厂商件等；私有物料是各子公司专属区域，自制件、企标件等专属通用件，在集团协同研发平台中发布任务的企业，可以将私有物料库同步到一级平台，供设计人员设计时调用。集团协同研发平台标准件库的物料数据仅同步开放不涉及技术安全的物料属性信息。各子公司同步的是公共物料和各子公司各自的私有物料，子公司之间不可获取私有物料。

图1 标准件库物料种类的构成与同步

(2)标准件库物料属性的构成与同步

在物料属性的构成方面，二级平台可在一级平台的属性列基础上增加个性属性列：集团公司仅包含集团主数据管理系统的全部物料属性，而子公司在包含集团主数据管理系统的全部物料属性的基础上还包括子公司私有个性属性列；在物料属性的同步方面，公共属性同步而私有属性不同步。

(3)数据的同步方式

同步的数据包括物料种类数据和物料属性数据，同步的方式包括自动同步与手动同步。其中自动同步是指每天定时同步到子公司服务器，仅同步更新数据；手动同步是指子公司通过手动同步获取全部或部分更新数据。

3 应用验证

在上述系统构建思路和架构的基础上，针对中车企业标准零部件共享和管理的需求，基于中车云创协同研发平台提出并构建了集团企业标准零部件验证系统。实现面向轨道交通装备行业，包含36个类别、1 858个标准、74 410个规格超过48万个零件资源的有效管理。该系统导航界面如图2所示，左侧为标准件库的导航栏，在左侧导航栏选中零件种类后，右侧加载该种类不同标准的零件清单。图3是某一标准件的详细界面，包括产品图、技术参数与下载记录等。

图2 系统导航界面

图3 标准件详细信息

该系统在各子公司建有标准零部件库的基础上，构建集团公司的标准零部件库及管理平台，用于针对各子公司产品设计研发流程和业务特性进行统一规划、抽取各子公司共性制定统一标准，并在集团层面统一规划下，各子公司共同参与研发和实施，有效解决了集团企业下各子公司自建标准件库通用性小、BOM及物料属性不统一、新增零部件审核流程不严谨、缺乏优选机制等问题，有效提升了各子公司间标准件和通用件数据的共享能力和使用效率。