基于Teamcenter系统的工艺装备设计与应用

[摘 要]为实现工艺设计一体化，文章设计了基于Teamcenter的工艺装备管理系统，以实现工艺装备设计的规范管理，实现工艺装备应用的灵活性与可拓展性，提升工艺设计的效率和质量。

[关键词]Teamcenter；工艺装备设计；工艺装备应用；系统集成

[中图分类号]TP311.13 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2024）06–0083–03

Design and Application of Process Equipment Based on Teamcenter System

ZHENG Nan，CAI Yubing，ZHANG Gongbin

[Abstract]To achieve the integration of process design， this article designs a process equipment management system based on Teamcenter to achieve standardized management of process equipment design， flexibility and scalability of process equipment application， and improve the efficiency and quality of process design.

[Keywords]Teamcenter； process equipment design； application of process equipment； system integration

工艺装备设计管理主要包括标准化设计、精细化管理、信息化支撑、过程控制、持续改进、质量为先等。随着企业信息化的发展，制订完善的工艺装备设计管理制度，引导设计者使用统一的设计平台，完成工艺装备设计的全生命周期管理，同时结合周边其他系统的业务规范，可实现工艺装备设计数据与周边系统集成，提升设计效率。文章主要阐述在Teamcenter系统中，如何管理工艺装备设计，并且在设计过程中与周边系统数据交互的技术方案。

1 背景

工艺装备设计目前在工艺装备管理系统进行，该系统的工艺装备设计部分仅实现设计任务书、技术条件的提出与审批，设计进度管控、模块化设计、工艺装备图纸设计、工艺装备设计库搭建等未实现。工艺装备管理系统采用老旧技术开发，用户体验差，功能拓展及使用范围受限，系统不能满足工艺装备设计上述提升的需求。目前工艺设计主体在Teamcenter系统，工艺装备设计作为工艺设计的重要部分在其他系统实施，不能满足工艺一体化设计要求。

2 关键功能介绍

工艺装备的立项、设计、采购制造、验收入库、后期的管理维修等全寿命周期的管理，需在Teamcenter平台、立项管理系统、EAM、SAP、MES等系统共同完成。在Teamcenter设计平台中主要完成方案编制审批、设计任务管控、工艺装备设计、工艺设计等工作内容，其中工艺装备设计包含设计任务书设计、技术条件设计、图纸设计等内容及设计的审批过程；工艺设计主要包含工艺装备在工艺设计中的选型与设计。

2.1 工艺装备策划与立项管理

通过对当前Teamcenter系统中工艺文档对象属性扩展，维护工艺装备明细信息。基于工艺装备策划，结合工艺方案、技措计划等创建工艺装备项目立项；与立项平台进行计划数据的交互，实现工艺装备明细、任务完成时间信息推送。

工艺装备相关方案在方案策划时，Teamcenter应提供以往同类工艺装备的设计对比，如边界条件对比、工艺参数、设计参数或产品参数，以及工艺装备设计对应实体的在用数量、在库与闲置数量、所在产线、位置等工艺装备实物必要信息，以便工艺师决定是否对工艺装备进行改造、调整、新制、调迁、复制等后续工作。

工艺方案如果纳入TC设计时，工艺方案模块需完成下列功能，要将工艺装备明细结构化处理，方案审批后，审批后的数据并列入设计计划，并建立计划查询/修改接口，以便于立项等系统获取计划和完善计划。工艺方案如果未纳入TC设计时，以及工艺装备来源于请示报告、通知、年度技措等非工艺方案时，工艺装备需先列入滚动预算的立项，通过TC接口同步到TC的设计计划中，TC根据设计计划，分解工艺装备设计工作。

2.2 工艺装备设计计划管理

建立基于任务的工艺装备设计计划管理，对图纸设计、技术条件编制、设计任务书编制等节点进行任务编制、分派与计划管控；在Teamcenter系统中对工艺装备设计计划进行实时查看、跟踪。

通过Teamcenter的审批流程方案发布，将产品项目信息、方案相关信息、工艺装备明细等关键信息通过ESB传递至立项平台，Teamcenter中自动创建工艺装备设计计划，工艺装备设计计划自动关联工艺方案，任务推送到设计者的“我的工作列表”；设计者接收具体的工艺装备计划，在Teamcenter系统中注册工艺装备对象（部分属性自动填充），并针对每个工艺装备进行详细的编制，包括阶段、里程碑、交付物等项目信息的定义和关联；详细计划编制完成后，在Teamcenter系统中执行审批，计划发布后向项目综合管控系统同步计划时间完成时间等信息。

2.3 工艺装备对象管理

在具体非标工艺装备设计库分类和标准工具选型库下，注册新的工艺装备设计或修改工艺装备设计，填写必要信息，必要信息包括工艺装备名称、物料编码、度量单位、工艺装备级别、工艺装备通用性分类、适用车型、产线、标准工序（标准最小作业单元）、标准工位等。

设计者接收到工艺装备计划任务，根据计划在Teamcenter系统中选择是否注册并实例化工艺装备对象；工艺装备注册，选择任务创建，自动关联到任务的交付物关系下；工艺装备的图号根据设计师选择的设计库的层级及编号规则自动生成填充。

2.4 工艺装备设计文档管理

在注册的工艺装备物料节点下，根据设计计划选择编制设计任务书或编制技术条件。设计任务书与技术条件审批完成后，形成PDF技术文档，文档采用电子签形式，发布生效时Teamcenter根据相应各阶段结构化信息注册物料主数据或修订物料主数据，其中采购视图、会计视图等由SAP接口自动生成。修订物料主数据主要修订工艺装备名称、工艺装备图号、图号版本号等信息。设计任务书与技术条件生效条件需将物料主数据是否创建成功作为条件之一。

设计任务书、技术条件发布成功后，可以自主设计需要进行图纸设计等的详细设计，委外实施及委外设计需要下发实施任务通知书方可实施。重要工装编制设计方案，经相关专业室评审通过后，才能实施。新设计的结构复杂、大型或价值较高的A 级工艺装备的技术方案或施工总图均须经项目总体主任工艺师签审，必要时组织评审，其他的A、B 级工装设计方案，应广泛征求意见，经评审后方可进行设计。

2.5 工艺装备分类管理

为了提升工艺装备设计的可参考性、可继承性、可维护性、可充用性，需在Teamcenter里建立分类管理的主框架结构树，所有的设计按照分类分别归档于主框架结构树下，形成工艺装备设计库。设计库共包含3部分：设计库、选型库、标准模块库。

Teamcenter中搭建工艺装备设计与选型的主框架结构树，其作用为工艺师在该框架下，进行工艺装备设计，主要步骤为注册编码、提出设计任务书、技术条件及设计图纸等，主框架结构树由工艺装备分类创建，分类规则需满足每一分类具有易区分、惟一性的特点。该结构下可注册物料编码来确定具体的工艺装备设计BOM，主框架结构可使工艺师能够快速定位到相应的工艺装备分类下，并能够快速查看同类工艺装备的不同种的工艺装备设计演变关系，了解同种类工艺装备的不同工艺参数，展开显示具体工艺装备的设计任务书、技术条件、图纸，包括该工艺装备下的模块与零件的编号、图号及图纸等资料。主框架结构书下具体工艺装备设计可以关联查询到EAM工艺装备台账的实体状态等信息。

2.6 标准模块化管理

Teamcenter中搭建标准模块化库结构树，用于Teamcenter进行模块化设计时的选型及引用，新增模块的设计，模块图纸及明细方便在模块设计或工艺装备设计时引用。

模块主框架结构树主要按工艺装备的功能与结构划分的分类，目前主要分为底板、底座、定位装置、支撑装置、压紧装置、工作平台、调整装置、定位模块、夹具模块等主结构分类，在模块主框架结构可以查看具体模块的引用情况。注册模块需要补充特有属性，特有属性包涵以下属性：模块通用性分类、模块类型等。普通工艺装备在规范接口、提高通用性后，可以提升为标准化模块工艺装备。

由管理员提前维护好基于模块化设计的标准工序模板和工厂BOP模板（老工艺结构/3PR工艺结构），在工艺师进行工艺设计时，能够快速选型和引用标准模块化工艺装备。

2.7 工艺装备BOM管理

工艺装备注册后，将工艺装备总图发送到结构管理器，维护工艺装备BOM。工艺装备BOM结构逐级分解至最小维护单元，包含标准件、模块件等；在结构管理器中，通过查询，手动添加零件、各个模块、标准件等，搭建BOM结构；因工艺装备BOM结构复杂程度不一致，建议工艺装备类统一使用一个工艺装备对象管理：工艺装备总图号、配件，搭建BOM结构。

对于二维工程图的维护，基于系统集成，打开到浩辰CAD集成环境下；用户开展二维工艺装备设计工作，填写标题栏其他属性信息（部分属性自动映射），绘制工艺装备二维图纸，通过保存功能将图纸信息上传至已创建的工艺装备对象下；在Teamcenter系统中在线查看、发起工艺装备图纸审批。

对于三维数模的维护，登录Teamcenter系统，选中工艺装备版本对象，打开到CATIA集成环境；在CAITAI集成环境中设计三维工艺装备模型，保存到工艺装备Item版本下，同时工艺装备的装配结构在Teamcenter中形成BOM结构。

2.8 工艺装备设计应用管理

在3PR工艺设计模式下，由管理员进入分类模块分别维护各部室工厂BOP模板，将工艺装备对象按照业务需要从分类库中选择并添加至工作包下；在进行工艺设计时，自动生成的工厂BOP结构自动带出工艺装备对象，且由于工作包与最小作业单元一一对应，工艺师通过产品BOP指派工序后，自动将工艺装备与最小作业单元建立关联；遍历工厂BOP结构，将工艺装备相关信息提取后形成报文传递至ESB供下游系统使用。

2.9 工艺装备变更管理

图纸升版：确定变更后，在Teamcenter系统中对已经发布的工艺装备对象版本进行修订升版，并更新新版本的图纸（内部设计或外部设计）。在Teamcenter系统中创建改图通知对象，关联变更后的最新工艺装备对象版本，填写变更单，附加其他附件内容后发起改图通知流程，流程审批结束后改图通知对象发布，同时变更后的工艺装备对象版本一并发布，通过接口将变更信息推送到下游系统。

图纸换版：确定变更后，在设计库中注册新的工艺装备对象，根据实际业务情况进行内部设计或委外设计，通过接口推送物料主数据、实施任务书等关键数据；图纸升版工艺装备的物料编码和图号不发生变化，图纸换版工艺装备的物料编码和图号需要重新在Teamcenter系统中注册。

工艺方案、设计任务书、技术条件、图纸、实施任务书、设计计划的相应变更需要下发改图通知，并将上述设计、实施的升版资料作为通知附件。变更引起下游系统的更改，逻辑复杂的允许根据通知进行手动修订，如更改采购合同、采购申请、采购订单等操作。

3 系统集成管理

为了避免数据重复录入，减轻操作人数据维护难度，Teamcenter分别与EAM、MES、SAP、BPM、立项管理系统、图文档系统进行数据集成。

（1）工艺方案/通知/技措等版本对象在 Teamcenter系统审批发布后，操作处理程序触发，通过ESB将项目信息（项目代号、项目名称）、方案信息（方案编号、方案名称）、工艺装备明细传递到项目综合管控平台；设计任务书、技术条件、实施任务书在发布后，通过操作处理程序触发，将编号、发布时间等通过ESB下发到项目综合管控平台。

（2）Teamcenter系统工艺装备对象发布、更改后，将工艺装备物料信息（工艺装备编码、名称、图号等）通过ESB下发到SPA[MM]系统

（3）在实施任务书发布时，通过流程操作处理程序触发，将实施任务书结构化信息通过ESB下发到SAP、EAM和SRM。

（4）EAM工艺装备入库时，在TC中检查工艺装备对象资料完备性：工艺装备是否归档、工艺装备参数是否维护、是否具备图纸等，回传EAM校验结果，未通过的在TC中生成待办任务。

（5）工艺装备技术文档、工艺装备图纸等发布后，在流程中通过操作处理程序触发，获取文档、工艺装备等数据基础信息、物理文件，通过ESB下发到图文档系统。

4 结束语

在工艺装备的设计、制造、使用和维护等过程中运用信息技术，可提高装备的性能、可靠性和可管理性，同时提升生产效率和产品质量。利用PLM系统对工艺装备的全生命周期进行管理，有助于实现信息的共享和流程的集成，提高企业整体的协同工作效率。工艺装备信息化应用的实施，需要企业具备相应的技术基础和人才支持，同时也需要相应的管理措施和流程改革相配合，以确保信息化应用能够真正提升企业的核心竞争力。

参考文献

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