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【摘 要】介绍了PLM软件、工艺设计的定义，详细描述了PLM软件在阀门工艺设计中的应用，并通过实例具体叙述了工艺过程卡片、工序卡片及制造BOM的制作过程。通过使用PLM软件，提高了阀门工艺设计的效率，使工艺设计文件更加规范统一，产品生产流程各工序的查阅更加简捷，生产管理更加严谨，生产效率大幅度提高。
【关键词】PLM软件；工艺设计；阀门
机械加工制造工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备、计划调度、加工操作，技术检查、安全生产和健全劳动组织的依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品改进提高经济效益的技术保证。随着网络的普及和信息化产业的发展，阀门制造业市场竞争日趋激烈，推动信息化和工业化深度融合，对于破解当前市场发展瓶颈，实现企业转型升级意义十分重要。为了提高阀门加工制造工艺的效率，运用PLM的集成化，实现产品设计、工艺、生产三大核心业务链的信息共享和自动流转，支撑以零部件为管控对象的生产和成本管控，做到精益管理。
1.概述
工艺设计：编制各种工艺文件和设计工艺装备等的过程。其包括工艺方案设计、工艺路线设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件标准化审查、工艺验证、工艺文件的修改。
PLM：产品生命周期管理（Prouduct Lifecycle Management），对产品全生命周期的技术数据进行管理。全生命周期可以涵盖从技术协议——订单——产品设计——工艺设计——生产准备——生产制造——产品安装——运行——修理维护/改造——报废等所有环节。
2. PLM软件在阀门工艺设计中的应用
工艺部门在PLM软件中需做两项内容：一、制订工艺过程卡片、工序卡片及工时定额。二、制作制造BOM清单、下料工艺及材料消耗定额。
首先设计部门把整套图纸以BOM树结构的形式传到PLM软件中做成设计BOM以阀杆90为例，二维CAD图纸如图a所示。
图a
2.1 制订工艺过程卡片、工序卡片及工时定额
根据图a（阀杆90）的图纸要求，编写工艺过程卡片如图b所示：
工艺过程卡片是以工序为单位简要说明成品或零部件的加工（或装配）过程，是工人加工生产的依据。卡片上详细描述了加工零件的工序步骤及每一工序的加工车间和完成此工序的设备名称/型号、所用工艺装备及量具和每一工序完成后的工时定额。需特别指出的是卡片上的工时定额不是人工输入数据，而是超链接到机械加工工序卡片的相应工序号下的总时间，因为所有公式都已录入在软件后台，总时间由公式计算生成。其中以工序号15为例，工序卡片内容如图c所示。
工序卡片是详细说明该工序的每个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求、工时定额以及所用设备和工艺装备等。卡片上描述了加工此工序的每一工步及影响切削时间的各参数。只要输入走刀次数、工件直径及加工长度，然后根据粗糙度选择转速、每转进给及工作台进刀量，切削时间自动计算得出，并且总切削时间亦即自动算出。如果给出辅助时间，那么总时间自动生成，并超链接到工艺过程卡片上相应工序号下的工时定额。而且上述任意参数有变动，总时间随之而变。
当上述两个卡片编制完成后，再连接在设计BOM树结构相应的零部件下，这样与之共用的其它产品的阀杆90的图纸和工艺卡片都不用再做。减少了工作重复性，提高了工作效率，减少了差错率。
2.2 制作制造BOM物料清单、下料工艺及材料消耗定额
根据设计部门传到PLM软件中的设计BOM树结构，按照每个零部件的工艺路线制作成制造BOM、下料工艺及材料消耗定额制造BOM与设计部门开始传入的设计BOM对比后，可以发现所有的数据信息基本没有变化，只是把自制件部分按照工艺流程给予了分解，分解成了外购钢材、下料、机加、焊接、装配等。具体的制作制造BOM过程如下：
以阀杆90为例，分析其加工过程需要四个步骤：外购钢材—下料—机加—装配。如果把总装配图那一级看作是装配BOM，那么它的子件便可以看作是机加BOM，其次是下料BOM和外购钢材BOM。设计部门传到软件中的设计BOM对工艺部门做的制造BOM来说相当于已经具备了装配BOM和机加BOM两个步骤，因此只是把它的下料BOM和外购钢材BOM做出，并连接上即可。下料BOM的制作过程如下：
第一步：选中需要分解的自制零件，点击鼠标右键，出现下拉框，然后选择绑定视图模型。这样设计视图变成了工艺视图，工艺人员在工艺视图上操作任何步骤，都不会改变设计BOM。
第二步：选中需要分解的自制零件，点击鼠标右键，出现下拉框，然后选择版本控制下拉菜单的创建新版本。这时一个新的版本号创建了，它是区别于设计图纸的版本号。
第三步：当上述新版本创建后，它的图标就会变成黑色，然后选中它，点击类似创建图标。可以发现所有的信息和设计部门输入的阀杆90的信息完全相同，然后在代号一栏后面手动输入“下料”二字。点击确定按钮后就生成了一个新的零件，并把它连接在机加件下。
此时它的下料BOM制作完成。然后选中下料BOM一行，点击右半栏属性按钮，便显示其所有属性信息，在基本属性下的规格型号空白方格内填入下料尺寸值，这样下料工艺也便完成了
最后是制作外购钢材BOM，这一步的完成就较简单了，只是从PLM软件中找出工程资源库，再从工程资源库里找到需要的钢材，拖拽到下料BOM那一行下，填上计算出的毛坯重量和损耗率，消耗定额和阀杆90的制造BOM便制作完成。其余的自制件依此类推，整套产品的制造BOM、下料工艺、消耗定额就制作完成了。
3.效果分析
以前企业工艺部门数据管理现状是：
1） 由于阀门产品品种繁多，图纸数量大，致使编制工艺文件查阅图纸极不方便；
2） 电子版数据存在于不同电脑里，未能把相同的数据信息整合在一起；
3） 由多个工艺人员编制工艺文件，无法保证版本的标准唯一性；
4） 修改数据时存在电子数据与纸质文件数据的不一致，重大数据更改记录无法有效保存，也不可追溯等。
实施PLM后企业工艺部门数据管理变化：
1）阀门产品分门别类的放在同一个平面上，便于直观的看到所有的产品信息，查阅相当方便。
2）所有的数据都存在于同一个数据库里，保证了数据的唯一性。
3）多人编制工艺文件在同一个平台上进行，保证了版本的唯一性。
4）由于软件每次的修改记录都有保存，保证了修改后版本的可追溯性。
4.结论
实践证明在使用PLM软件后，对产品的整个生命周期的数据进行有效管理、共享、重用和查询等，工艺设计效率大幅提高，工艺文件更加规范统一，生产管理更加严谨，提高了企业的设计效率和生产效率，满足了企业快速定制化设计和大批量定制生产的要求，使企业的管理水平上了一个新的台阶。
参考文献：
[1] 朱战备，韩孝君，等. 产品生命周期管理：PLM的理论与实务 [M] .北京：电子工业出版社，2004，
[2] 陈宏钧. 机械加工工艺设计员手册 [M]. 北京：机械工业出版社，2009
【关键词】PLM软件；工艺设计；阀门
机械加工制造工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备、计划调度、加工操作，技术检查、安全生产和健全劳动组织的依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品改进提高经济效益的技术保证。随着网络的普及和信息化产业的发展，阀门制造业市场竞争日趋激烈，推动信息化和工业化深度融合，对于破解当前市场发展瓶颈，实现企业转型升级意义十分重要。为了提高阀门加工制造工艺的效率，运用PLM的集成化，实现产品设计、工艺、生产三大核心业务链的信息共享和自动流转，支撑以零部件为管控对象的生产和成本管控，做到精益管理。
1.概述
工艺设计：编制各种工艺文件和设计工艺装备等的过程。其包括工艺方案设计、工艺路线设计、工艺规程设计、工艺定额编制、工艺文件标准化审查、工艺验证、工艺文件的修改。
PLM：产品生命周期管理（Prouduct Lifecycle Management），对产品全生命周期的技术数据进行管理。全生命周期可以涵盖从技术协议——订单——产品设计——工艺设计——生产准备——生产制造——产品安装——运行——修理维护/改造——报废等所有环节。
2. PLM软件在阀门工艺设计中的应用
工艺部门在PLM软件中需做两项内容：一、制订工艺过程卡片、工序卡片及工时定额。二、制作制造BOM清单、下料工艺及材料消耗定额。
首先设计部门把整套图纸以BOM树结构的形式传到PLM软件中做成设计BOM以阀杆90为例，二维CAD图纸如图a所示。
图a
2.1 制订工艺过程卡片、工序卡片及工时定额
根据图a（阀杆90）的图纸要求，编写工艺过程卡片如图b所示：
工艺过程卡片是以工序为单位简要说明成品或零部件的加工（或装配）过程，是工人加工生产的依据。卡片上详细描述了加工零件的工序步骤及每一工序的加工车间和完成此工序的设备名称/型号、所用工艺装备及量具和每一工序完成后的工时定额。需特别指出的是卡片上的工时定额不是人工输入数据，而是超链接到机械加工工序卡片的相应工序号下的总时间，因为所有公式都已录入在软件后台，总时间由公式计算生成。其中以工序号15为例，工序卡片内容如图c所示。
工序卡片是详细说明该工序的每个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求、工时定额以及所用设备和工艺装备等。卡片上描述了加工此工序的每一工步及影响切削时间的各参数。只要输入走刀次数、工件直径及加工长度，然后根据粗糙度选择转速、每转进给及工作台进刀量，切削时间自动计算得出，并且总切削时间亦即自动算出。如果给出辅助时间，那么总时间自动生成，并超链接到工艺过程卡片上相应工序号下的工时定额。而且上述任意参数有变动，总时间随之而变。
当上述两个卡片编制完成后，再连接在设计BOM树结构相应的零部件下，这样与之共用的其它产品的阀杆90的图纸和工艺卡片都不用再做。减少了工作重复性，提高了工作效率，减少了差错率。
2.2 制作制造BOM物料清单、下料工艺及材料消耗定额
根据设计部门传到PLM软件中的设计BOM树结构，按照每个零部件的工艺路线制作成制造BOM、下料工艺及材料消耗定额制造BOM与设计部门开始传入的设计BOM对比后，可以发现所有的数据信息基本没有变化，只是把自制件部分按照工艺流程给予了分解，分解成了外购钢材、下料、机加、焊接、装配等。具体的制作制造BOM过程如下：
以阀杆90为例，分析其加工过程需要四个步骤：外购钢材—下料—机加—装配。如果把总装配图那一级看作是装配BOM，那么它的子件便可以看作是机加BOM，其次是下料BOM和外购钢材BOM。设计部门传到软件中的设计BOM对工艺部门做的制造BOM来说相当于已经具备了装配BOM和机加BOM两个步骤，因此只是把它的下料BOM和外购钢材BOM做出，并连接上即可。下料BOM的制作过程如下：
第一步：选中需要分解的自制零件，点击鼠标右键，出现下拉框，然后选择绑定视图模型。这样设计视图变成了工艺视图，工艺人员在工艺视图上操作任何步骤，都不会改变设计BOM。
第二步：选中需要分解的自制零件，点击鼠标右键，出现下拉框，然后选择版本控制下拉菜单的创建新版本。这时一个新的版本号创建了，它是区别于设计图纸的版本号。
第三步：当上述新版本创建后，它的图标就会变成黑色，然后选中它，点击类似创建图标。可以发现所有的信息和设计部门输入的阀杆90的信息完全相同，然后在代号一栏后面手动输入“下料”二字。点击确定按钮后就生成了一个新的零件，并把它连接在机加件下。
此时它的下料BOM制作完成。然后选中下料BOM一行，点击右半栏属性按钮，便显示其所有属性信息，在基本属性下的规格型号空白方格内填入下料尺寸值，这样下料工艺也便完成了
最后是制作外购钢材BOM，这一步的完成就较简单了，只是从PLM软件中找出工程资源库，再从工程资源库里找到需要的钢材，拖拽到下料BOM那一行下，填上计算出的毛坯重量和损耗率，消耗定额和阀杆90的制造BOM便制作完成。其余的自制件依此类推，整套产品的制造BOM、下料工艺、消耗定额就制作完成了。
3.效果分析
以前企业工艺部门数据管理现状是：
1） 由于阀门产品品种繁多，图纸数量大，致使编制工艺文件查阅图纸极不方便；
2） 电子版数据存在于不同电脑里，未能把相同的数据信息整合在一起；
3） 由多个工艺人员编制工艺文件，无法保证版本的标准唯一性；
4） 修改数据时存在电子数据与纸质文件数据的不一致，重大数据更改记录无法有效保存，也不可追溯等。
实施PLM后企业工艺部门数据管理变化：
1）阀门产品分门别类的放在同一个平面上，便于直观的看到所有的产品信息，查阅相当方便。
2）所有的数据都存在于同一个数据库里，保证了数据的唯一性。
3）多人编制工艺文件在同一个平台上进行，保证了版本的唯一性。
4）由于软件每次的修改记录都有保存，保证了修改后版本的可追溯性。
4.结论
实践证明在使用PLM软件后，对产品的整个生命周期的数据进行有效管理、共享、重用和查询等，工艺设计效率大幅提高，工艺文件更加规范统一，生产管理更加严谨，提高了企业的设计效率和生产效率，满足了企业快速定制化设计和大批量定制生产的要求，使企业的管理水平上了一个新的台阶。
参考文献：
[1] 朱战备，韩孝君，等. 产品生命周期管理：PLM的理论与实务 [M] .北京：电子工业出版社，2004，
[2] 陈宏钧. 机械加工工艺设计员手册 [M]. 北京：机械工业出版社，2009