广州禾信仪器股份有限公司运用思普PLM系统实现机电软多专业协同正向开发

一、项目背景

广州禾信仪器股份有限公司成立于2004年，海外归国高层次人才创业企业，国家火炬计划重点高新技术企业，集质谱仪器研发、制造、销售及技术服务于一体的规模化正向研发的专业质谱仪器企业。

公司是国家863计划、国家重大科学仪器专项承担单位，在国内率先实现质谱仪器产品自主正向研发，全面掌握质谱关键核心技术，拥有知识产权120项，实现我国高端的科学仪器产品化，入选国家“十一五”、“十二五”重大科技成就展，不仅突破质谱技术高地，改变国外长期技术垄断历史，创造我国大型高端飞行时间质谱仪器出口欧美的历史，创国产尖端科学仪器首次参与雪龙号极地科考。

禾信仪器面向环境监测、生物医药、食品安全、工业生产等领域，提供多种质谱产品及技术服务解决方案。提出空气污染在线来源解析监测方法，小时级别精准锁定污染源，助力国家打赢“蓝天保卫战”，有效防止了“一刀切”，已为国家避免千亿级经济损失。在微生物诊断领域，实现进口替代，迫使进口单价从320万降至180万。

禾信仪器坚持做中国人的质谱仪器，用30年的科研积累，16年的创业坚持，从基础为零，行业空白，由4个人发展到现在超500人的团队（技术研发人员近占1/3），入选“国家创新人才推进计划-重点领域创新团队”。

禾信仪器将遵照习总书记的“中小企业能办大事”的嘱托，坚定锲而不舍，聚焦质谱主业，加强自主创新，积极建设“禾信质谱产业化基地”、“粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心”，集聚高端科学仪器优势产业资源，协同创新，集中力量办大事，实现国家在高端科学仪器领域核心技术自主可控，解决国产科学仪器这一“卡脖子”工程，树立质谱仪器民族品牌，建设具有国际竞争力的高端质谱仪器制造企业。

公司建有我国第一个专业飞行时间质谱仪器正向研发平台，平台拥有广东省飞行时间质谱仪（禾信）工程技术研究中心、广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心、广东省环境保护大气污染在线源解析工程技术研究中心、广东省企业技术中心、广东省禾信质谱院士工作站、博士后科研工作站。已拥有各类知识产权100多项,其中申请发明专利92项(授权30项）、申请实用新型专利68项（授权42项），登记计算机软件著作权47件，发表学术论文250余篇（其中SCI论文100篇）。企业商标注册14项、作品版权注册3项、企业标准备案16项、参与制定国标1项、参与制定行业标准2项。

为了使广州禾信仪器股份有限公司PLM项目目标明确且具有可操作性，验收更具有公平性、可操作性和标准化，特制定此项目目标暨验收标准。

图一、三重四极杆液质联用仪

图二、气相色谱质谱联用仪

图三、电感耦合等离子体质谱仪

图四、农药残留快速筛查质谱仪

二、项目管理目标

1、建立一套规范研发体系，实现流程优化和产品质量可持续改进：

2、通过PLM系统的实施，规范产品开发流程；规范输入、输出、评审等过程文件的管理，（所有文件完整，归档条理，便于查阅）；保证开发各过程可记录，可追踪；

3、通过PLM系统规划统一的物料编码体系，在企业内部实现“一码到底”（贯穿业务始终），为生产系统深入推广应用 提供强有力 BOM 数据支持。

4、制定机械、电子、软件的物料、BOM的填写以及申请规范，实现产品物料、BOM标准化、模块化设计管理

5、以BOM为中心实现技术资料（含图纸）关联管理，打通技术数据和ERP系统的互通；

6、数据源控制：确保数据源的唯一性，并保持产品3d模型数据、2d数据，PLM系统数据的互联互动；所涉及的关联数据在建立和更改过程中保证一次更改，其他数据随动。

7、充分利用网络的快捷和可追溯性，逐步建立电子通知、报批及审核机制，避免以往人工的出错、遗忘，为实现无纸化办公铺平道路；

8、规范文件标准-----提升与产品相关的图纸、检验标准、产品说明文档、技术文档、项目文档、编码规则的规范统一管理，建立文档管理规范；

9、知识库共享-----借助PLM系统的知识管理平台，积累设计经验，逐步建立一个科学、完善的知识库；

10、实现信息共享和协同，更快更好实现产品并行开发工作；

图五、禾信仪器业务整体框架图

图六、PLM平台化按单配置流程图

图七、PLM平台化整体配置框架

图八、机械设计管理业务框架图

图九、电子设计管理业务框架图

图十、软件管理框架

图十一、设计变更管理业务流程框架

三、数据目标

以提供产品附件清单为准；

图十二、产品数据业务范围

注：详见《广州禾信PLM项目实现目标-0814》清单

四、功能目标

注：以合同、结合蓝图设计报告《广州禾信PLM项目蓝图设计报告（8月24日~8月25日评审版）PLM项目组》为准；

五、通过SIPM/PLM项目实施，达成以下目标：

5.1、研发办

1、实现产品研发设计BOM、物料、图纸、计划等数据的标准化及数据之间的关联管理;

2、实现项目的立项、产品开发过程及过程输出数据以及输出数据的有效性进行管理;

图十三、产品设计管理业务框架图

图十四、产品手动分类管理

图十五、产品自动分类管理

图十六、产品关联管理

图十七、产品图片管理

图十八、零部件分类管理

图十九、零部件关联关系管理

图二十、BOM管理

注：产品BOM说明：

机械模块BOM：从Solidworks 3D装配结构中提取；

硬件模块BOM：从原理图中导出匹配产生BOM；无原理图的手工搭建BOM；

包材BOM：从零件库中挑选手工搭建BOM；

软件版本：从软件版本库中挑选放到对应产品配置下；

5.2、机械组

1、结构BOM完全来源于3D装配模型，可通过SIPM/PLM接口自动提取；为确保BOM架构的准确性进行设计；

图二十一、结构装配设计框架图

2、PLM未来可以将产品BOM（含结构部分）与ERP进行对接；关于物料信息统计功能，PLM可根据工程师在零部件上维护的信息按BOM进行自动汇总；

3、结构的3D规范未来需要按模块进行结构装配

4、PLM管控需要实行1个模型对应1张工程图、1个物料；

5、PLM系统构建了临时物料区，转产前的物料可在临时区申请，临时物料的“代号”可填“图号”或者“物料编码”都可以；可导出临时物料清单报表；

6、结构模型设计时按照加工过程件形成装配件；ERP中对于虚拟件不做物料接收处理；

7、通过设计软件接口管理，打通了SolidWorks、中望CAD、AD电子与PLM系统的业务数据流，实现了设计数据在设计软件与PLM系统之间的无衔接

图二十二、结构设计管理

5.3、硬件组

1、通过PLM实施建议将元器件类别进行规范，并且根据不同元器件的类别细分不同的特征属性，便于对元器件的规范进行控制；

2、通过SIPM/PLM提供的AD接口，未来工程师在进行AD设计提交至PLM时，接口处会自动与PLM中的元器件进行识别匹配，如发现未匹配上，则需要先申请，直至匹配成功后PLM自动产生匹配后的PCBA BOM；确保原理图与BOM一致；

3、通过PLM实施建议将元器件与承认书进行关联，建立元器件承认流程；未来通过查找元器件就能找到对应的最新的承认书；

4、通过调研业务需求沟通本次PLM系统启用元器件的“物料替代”“BOM替代”功能，替代关系由硬件工程师进行维护；未来PLM的BOM传输给ERP时会将替代关系自动传输给中间表，ERP通过中间表获取至ERP系统中

图二十三、元器件关联关系管理

图二十四、元器件BOM替代管理

图二十五、元器件分类管理

图二十六、元器件不同类别属性管理

5.4、测试组

1、通过PLM实施实现测试文件与产品、零部件进行关联管理，测试人员在线下进行测试完毕后，将测试文件在PLM系统对应的产品或者零部件、软件版本进行上传；

2、PLM系统未来可对测试文件按产品、按模块进行统计汇总；

图二十七、临时资料管理业务框架

5.5、工艺组

1、通过本次PLM的实施实现产品、零部件工艺资料的管理，工艺人员可在对应的产品、零部件上传工艺文档；确保工艺资料与产品、零部件进行关联；

2、通过本次PLM的实施关于工艺资料的有效性通过PLM流程进行管控，并且PLM会签完毕后会自动签名；工艺资料的完整性PLM提供按产品维护进行工艺资料的汇总统计数据供相关人员进行检查；

图二十八、工艺过程卡生成效果图及签名

5.6、软件组

1、在PLM产品BOM中将软件版本与产品对应起来，并发布给ERP系统。便于形成产品与软件版本当前的对应关系

2、原型机阶段发布最后一版软件版本，到原理机阶段 软件版本需要做每一个版本的发布，制定不同开发阶段的软件发布流程

3、PLM中软件版本与软件执行代码包进行管理管理，一种软件版本对应一个执行代码包，软件执行代码还是在原来的代码管理工具中管控，PLM的软件版本指定一个路径；

4、软件版本与对应的软件版本设计文件、测试文件、指导文件形成关联关系；

5.7、基础研究部

1、基础研究为当前新成立的一个部门，目前主要是做一些原理研究、模拟仿真、产品整体测试；几乎是快研究到产品层面上：过程以及过程数据完整性、有效性缺乏系统性的管理；产品开发和基础研究混在一起导致项目时间过长

注：对应此情况，于在PLM系统建立基础研究的数据管理架构（过程管理放在二期项目管理中）；

图二十九、基础研究管理框架图

5.8、应用开发部

1、应用开发目前为新设立的一个部门，当前需要将应用开发的过程数据进行管控，以及应用场景开发与产品形成关联关系；

2、结合业务需求，本次应用开发在PLM中进行单独模块的管理，并与PLM产品库进行关联；

图三十、应用开发管理框架图

根据不同变更类型，实现研发设计变更管理规范

1、PLM系统建立“工程更改申请（ECR）”模块，发起人可将ECR申请单线下会签后上传至PLM系统存档；

2、ECR验证过程中的临时资料可以在其对应关联页上传，直至验证通过；

3、ECR与ECN建立关联关系，在对应的ECR下创建ECN变更单，添加变更通知单附件，走ECN变更通知单会签流程；

图三十一、工程变更管理业务框架

图三十二、工程更改申请单（ECR）

4、PLM工程更改通知单与工程更改申请单进行关联，形成多对多关系

图三十三、工程更改通知单（ECN）

通过思普PLM系统各类基础数据库管理，提升了产品设计基础库标准化管理水平，通过PLM平台实现零部件自主取码，编码规则系统化有序管理，设计研发知识库及文档模板，标准文档、流程设计、报表等统一平台化管理

编码管理：通过SIPM/PLM的实施建立了符合公司管理需求的物料编码管理方案，通过SIPM/PLM自动编码，实现一物一码。

图三十四、编码器管理

PLM与ERP系统集成应用

PLM系统的程序将产品数据中的物料（零部件）、BOM按PBOM包的方式组织发到中间表，ERP方需要将PLM传入至中间表的BOM、物料进行读取，并更新物料、BOM至ERP。同时PLM此次涉及到了替代料管理，PLM端会将BOM的替代料关系传输给中间表，由于ERP端目前没有启用替代料模块，未来如果启用替代料模块可根据PLM提供的表结构对应关系进行接口的处理开发等信息放到中间表。PLM读取总体集成框架，如下图

图三十五、总体集成示意图

三维软件与PLM系统的集成应用

通过三维软件与PLM系统接口程序，自动提取设计件物料信息，

将3D图纸及工程图上传到系统。保证数据一致性。实现设计软件与PLM系统的无缝集成；

图三十六、设计软件与PLM系统无缝集成

图三十七、通过三维设计软件接口提取物料

图三十八、按对象搜索：简单查询和高级查询物料

图三十九、通过对象检索查询物料对图纸或物料进行变更

图四十、通过对象检索查询物料对图纸或物料进行参照

图四十一、通过对象检索查询物料对图纸或物料进行(打开文件)进行借用

图四十二、保存管理系统

图四十三、图纸电子签名

固化产品研发数据签审审核管理，实现产品数据标准化及可靠性管控

利用SIPM/PLM系统的图形化签审流程功能，将优化后产品数据审核流程通过系统进行固化，建立了设计文档数据标准化要求，同时图形化的工作流可以直接打开文档、图纸审核查看并清晰的监控签审流程的进度，保证了产品开发图纸、文档按标准化要求进行控制，确保产品的质量可靠性。

图四十四、业务（审批）流程规划

图四十五、固化的产品设计数据审核流程

六、总结：

数据标准化是消息化建设不可逾越的过程，是进入数据时代的前提，每个企业开展数据治理工作都是独一无二的，需要考虑不同的组织、文化、环境和资源 。

成功的经验不是简单的复制，透过思普专业服务经验，现在数据标准化不用从零开始，我们能够直接站在别人肩膀上，避免重复劳动，看得更高，走的更好、更远。

数据管理成败的关键在于合理有效的组织架构和流程，因此应更重视数据质量管理配套的组织架构和流程建设，思普PLM系统从设计到生产间的研发管理精髓，恰恰体现广州禾信仪器信息化的完整思维，为组织成长提供厚实支撑。