机械行业应用与案例交流用友软件股份有限公司U8产品管理部丁元斌2009年4月28日•机械行业基础行业定义与结构行业产业链行业与信息化趋势•案例场景与行业典型工艺•机械行业特点、需求与方案•交流时间机械行业机械制造业是指用金属切削机床从事工业生产活动的工业部门，是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业，素有“工业的心脏”之称。参考：现行《国民经济行业分类》（GB/T4754-2002）分类代码分类名称明细分类35通用设备制造业锅炉及原动机；金属加工机械；起重运输设备；泵、阀门、压缩机；轴承、齿轮、传动和驱动部件；烘炉、熔炉及电炉；风机、衡器、包装设备；通用零部件36专用设备制造业矿山、冶金、建筑专用设备；化工、木材、非金属加工专用设备；食品、饮料、烟草及饲料生产专用设备；印刷、制药、日化生产专用设备；纺织、服装和皮革工业专用设备；电子和电工机械专用设备；农、林、牧、渔专用机械；医疗仪器设备及器械；环保、社会公共安全及其他专用设备39电气机械及器材制造业电机；输配电及控制设备；电线、电缆、光缆及电工器材；电池；家用电力器具(空调、冰箱、风扇、厨房电器、清洁卫生电器、美容保健电器)；非电力家用器具(燃气、太阳能)；照明器具41仪器仪表及文化、办公用机械制造业通用仪器仪表；专用仪器仪表；钟表与计时仪器；光学仪器及眼镜；文化、办公用机械(电影设备、投影、照相器材、计算器具、复印)机械行业产业链特点分析：产业链较长，与整体经济增长和钢铁行业的相关性高机械行业发展趋势集群化：进入20世纪90年代以来，全球装备制造业的集群化趋势不断发展，即同种产业或相关产业的制造企业在地方(地区)有机地集聚在一起，通过不断创新而赢得竞争优势。信息化：当前，装备制造业正向全面信息化方向迈进，其新的发展趋势主要表现为柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)的开发与推广应用，并向制造智能化方向发展。在这一过程中将实现产业的信息化、软件化、高附加值化。从技术发展特征看，表现为技术的融合化；从产品发展看，表现为产品的高技术化，即产品的高附加值化、智能化和系统化；从系统管理角度看，表现为集成化(包括系统集成、软件集成、技术集成和接口集成)和网络化。服务化：随着装备制造业服务化趋势的发展，许多企业的销售额中服务(指全球服务)的比重在不断提高，服务对公司毛利润率、营业利润率的提高起的作用不断增强。在用户产业的需求进入“多样化”阶段以后，装备制造业就要从“硬件(生产)”为中心的素质中脱身出来，向以“软件(服务)”为中心的，具有综合工程能力(产品＋服务)的产业转变。机械行业信息化特点设计信息化1二维CAD应用基本普及，向三维升级，同时PDM应用需求增加2细分行业多、生产模式不同，企业规模大小不等，经营管理水平不齐管理信息化3生产制造过程的自动化,数控加工，柔性制造单元，物流搬运和存储的自动化执行信息化信息化基础：产业发展带动信息化投入增加•机械行业基础•案例场景与行业典型工艺案例场景描述行业典型制造工艺•机械行业特点、需求与方案案例场景香港力劲集团1979年创立于香港，现已成为拥有香港力劲、宁波力劲、深圳力劲、中山力劲、上海一达、领威科技、阜新力劲等多家公司的大型企业集团。力劲集团生产的设备，已广泛应用于航天、航空、汽车、摩托车、五金、建材、电子、电器、通讯、玩具、饰品、日用品、包装等领域，2006年在香港主板上市。宁波力劲机械有限公司位于浙江省宁波市国家级经济技术开发区，成立于2002年。2003年底，力劲集团在宁波市经济技术开发区购地100亩，投资2500万美元，兴建国际化的宁波力劲高新技术科技园，引进日本MITSUBISHI、OKUMA加工中心，生产高品质的压铸机、注塑机，产品性能达到国际先进水平。“力劲”已成为全球压铸机、注塑机行业知名品牌。镁合金压铸机的研制、开发，填补了国内空白，机器性能达到国际先进水平。1997年力劲压铸机、注塑机通过英国ISO9001质量体系认证和欧洲CE产品认证。案例场景案例场景行业典型生产工艺产品的生产过程是指把原材料变为成品的全过程。机械产品的生产过程一般包括：生产与技术的准备：如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制、生产资料的准备等；毛坯的制造：如铸造、锻造、冲压等；零件的加工：切削加工、热处理、表面处理等；产品的装配：如总装、部装、调试检验和油漆等；生产的服务：如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等；工艺过程：在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。如毛坯的制造、机械加工、热处理、装配等均为工艺过程。包括机械加工工艺过程和装配工艺过程机械加工工艺过程工艺过程中，若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺过程，称为机械加工工艺过程。装配工艺过程同样，将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。行业典型生产工艺机械加工工艺规程定义机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是机械制造工厂最主要的技术文件。工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。用于生产调度、技术准备、关键技术研究、器材配置等，也是处理生产问题的依据，如产品质量问题，可按工艺规程来明确各生产单位的责任。工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。可以进行有关生产前的技术准备工作。例如为零件的加工准备机床，设计专用的工、夹、量具等。其次，工厂的设计和调度部门根据工艺规程，安排各零件的投料时间和数量，调整设备负荷，各工作地按工时定额有节奏地进行生产等工艺规程是新建或改（扩）建工厂或车间的基本资料。依据工艺规程才能确定生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格；车间的面积；机床的布局；生产工人的工种、技术等级及数量；辅助部门的安排。常见的毛坯种类铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。工艺及设备下料/数控下料机零件表面的加工外圆加工在各种机器和仪器、仪表中，轴类、套类和盘类零件的主要表面是外圆面。外圆面加工的主要方法是车削和磨削。通常车削是作为粗加工和半粗加工，磨削主要为精加工。孔加工机器中带孔的零件也很普遍。一般情况下，加工孔要比加工外圆困难些。因为孔加工刀具的尺寸要受到孔径的限制，而且切削过程中工件的冷却、排屑和测量等都不方便，特别是加工直径小的深孔，刀杆细，刚性差，困难更大。因此，加工同样精度等级的孔比加工外圆需要更多的工序，化费更多的时间。平面加工箱体、盘形和板形零件的主要表面是平面。平面的技术要求除了表面粗糙度以外，常常还要考虑其形状和位置精度，如不平直度、不垂直度和不平行度等。工艺及设备典型工艺－车削车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。典型工艺－铣削主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。典型工艺－复杂曲面加工三维曲面的切削加工，主要采用仿形铣和数控铣的方法或特种加工方法普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。典型工艺－刨削刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为Ra6.3—1.6μm，精刨平面度可达0.02/1000，表面粗糙度为0.8—0.4μm。典型工艺－磨削磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此，往往作为最终加工工序。按功能不同，磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等。典型工艺－热处理定义金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。典型工艺－钣金定义钣金有时也作扳金，这个词来源于英文platemetal，一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形，形成所希望的形状和尺寸，并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件，比如家庭中常用的烟囱，铁皮炉，还有汽车外壳都是板金件钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。钣金工厂一般来说基本设备包括剪板机（ShearMachine）、数控冲床（CNCPunchingMachine）/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma,WaterjetCuttingMachine)/复合机（CombinationMachine）、折弯机（BendingMachine）以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。通常，钣金工厂最重要的三个步骤是剪、冲/切、折。也被简称为黑白铁•机械行业基础•案例场景与行业典型工艺•行业特点、需求与方案行业特点与需求行业方案关键应用行业特点和需求-整体1、能够建立统一的生产管理标准体系（材料、工时定额等），实现基础管理的规范化2、需要一个高效的经营管理平台，能够实现各个业务流畅应用，有效降低成本。3、能够和PDM以及条码等相关系统集成应用.1.典型的离散制造业（产品结构明确，工艺灵活，多品种小批量为主）2.自动化水平整体相对较低3.生产管理是重点和难点（计划制订与执行任务繁重）1、通过系统实施，能够建立完整的科学管理数据支撑体系。2、获得完整灵活的管理信息系统，有效支撑工厂的生产运作。实现成本精细化管理和控制，有效降低生产成本3、实现工程设计部门与计划、生产等业务部门的集成应用。行业特点应用需求产品价值行业特点和需求-细分细分市场明细分类比例行业特点关键需求加工型金属制品业14.6%1、在制品的控制困难2、管理现场工艺调整频繁3、委外管理1、成本控制压力增大2、交期要求高3、模具及设备管理4、质量控制装配型通用设备、仪器仪表及文化办公用机械制造业、电器机械及器材制造业69.9%1、物料管理复杂困难2、交货准时性要求不断增高，交货周期缩短3、产品个性化要求高，工程变更频繁1、重视产品开发和管理：2、客户响应速度3、成本控制4、采购配套管理项目制造型专用设备制造15.5%1、复杂终端产品，每个新产品订单包含新设计成分。2、基于项目的制造（项目管理），强调产品集成。1、项目定义，分解2、项目进度和跟踪案例整体方案流程合同评审技术要求销售合同客户销售设计生产采购设计评审客户确认合同确认设计确认询价报价建BOM预测计划库存管理产生生产单MRP计算产生采购需求验收入库现场管理生产领料完工入库销售出货运抵客户成本核算应付帐款应收帐款收款作业供应商采购询价采购订单订货合同供货抵达付款作业财务服务合同客户管理计划管理订单跟踪PDM接口车间管理下料管理关键需求与产品方案机械行业方案说明-计划管理管理内容应用需求产品方案计划模式1.库存生产（MTS）2.接单装配/生产（ATO）3.接单生产（MTO）4.接单设计（ETO）1.预测订单MPS/MRP2.预测半成品，成品最终装配3.销售订单+预测单MPS/MRP4.项目制造（规划插件）PDM集成（插件）、需求分类（U872）计划编制1.年度计划大纲2.生产计划3.采购计划3、委外计划1.销售运作计划(SOP)2.MPS3.MRP4.有限产能计划（插件）计划评审1.计划评估、维护和确认1.计划维护、供需追溯2.RCCP/CRP计划下达1.计划执行转换-分批下达计划指令1.生产订单自动生成跟单案例：市场部会根据市场情况做出预测，生产部依据预测编制整机计划。整机计划都排有工作号，以工作号来跟踪采购、生产的全过程，物料也按工作号分别管理。市场部接到订单时冲抵预测。跟单场景•订单和批次（含预测）生产情况下，生产采购物料希望能够知道最终的成品批，便于跟踪管理•内外销分开，客户区分需求•生产以及采购的业务过程中希望能够跟踪到订单号（批次号）－在计划过程中按照销售订单行或者销售订单或者需求分类进进行有效的跟踪，并且在计划与生产控制过程中按照其跟踪方式对物料的供应与需求进行有效的控制。•订单整单（批次）合并价值•提供了多种跟踪方式－订单行，订单，需求分类，解决U871以前系统现有的LP和PE跟单，由于跟踪的细度和范围固定，在应用过程中不能够较好的满足一定范围内的合并跟踪需求，客户感觉不适用，比如，有些时候希望能够跟踪到整单，按照整单进行需求处理，U8现有产品不能够处理这类需求。跟单－应用价值满足企业多种订单跟踪方式要求•满足企业的按照订单整单跟踪的要求•满足企业预测单跟踪要求•满足企业按照客户、区域等需求分类的跟踪要求实现跟踪号的有效控制•支持跟踪号在各个业务处理过程的控制-需求、计划、执行阶段都进行区分•支持库存对跟踪号的预留、释放和挪用支持跟踪方式的灵活应用•不同层级的存货跟踪方式可以不同，实现明细跟踪和汇总跟踪的结合•销售订单可以修改存货的默认跟踪方式跟单－流程跟踪方式•订单•订单行•需求分类计划运算•MRP•预留与释放执行单据•采购/进口•生产订单/车间管理/委外1、跟踪方式及需求分类定义跟单－系统应用2、跟踪方式选择3、MRP运算处理4、执行单据跟踪5、预留与释放范围供应链销售／出口订单／采购／库存等单据增加需求跟踪方式、需求跟踪号+行号、需求分类代号计划订单增加需求跟踪方式、需求跟踪号+行号、需求分类代号生产订单增加需求跟踪方式、需求跟踪号+行号、需求分类代号生产订单子件增加需求跟踪方式、需求跟踪号+行号、需求分类代号前提条件存货档案供需政策为“LP”：（后续需求跟踪部分所述内容都是针对LP）需求跟踪方式（可选）LP物料跟踪需求的方式扩展成三种方式第一种方式：按销售订单行，也就是现在的方式。第二种方式：按销售订单，解决按整单进行需求跟踪的业务。在MRP/MPS运算时按销售订单号合并需求，按销售订单号进行供需平衡。第三种方式：按用户指定分类，即用户根据自己跟踪和匹配管理的需要按一定规则将需求分成组。在销售订单或出口订单中指定需求分类代号，在MRP/MPS运算时按需求分类代号合并需求，按需求分类代号进行供需平衡。令单合并选择（可选）跟单－系统应用特性可以指定销售订单的跟踪方式和需求分类代号可以指定预测订单的需求分类相同需求分类的客户订单和预测订单相互销抵MRP/MPS计划生成计划订单带入需求来源的相关跟踪内容按照需求跟踪号+行号+需求分类代号进行供需平衡按照需求跟踪号+行号+需求分类代号进行生产订单子件ATP计算生产订单工序资料带入跟踪号各种查询、报表中显示相关跟踪资料注意：计划展开和生产订单子件生成都需要使用BOM展开，在设置物料的存货供需政策与需求跟踪方式时，必须考虑该物料作为子件时其已经存在的母件物料的供需政策与需求跟踪方式的上下匹配。例如：当子件需求跟踪方式为“订单行”母件需求跟踪方式不是订单行，BOM展开时子件需求就无法获得订单行资料，不能跟踪到订单行跟单－系统应用计划中的应用预测订单输入可以指定需求分类销抵：需求跟踪方式为“需求分类”的销售订单优先销抵相同需求分类代号的预测订单，然后销抵无需求分类的预测订单；其他需求跟踪方式的销售订单不可以销抵有需求分类的预测订单。订单BOM展开：根据子件需求跟踪方式，从需求来源订单带入子件需求的需求跟踪号+行号；将来源订单的需求分类代号带入子件需求的需求分类代号。供需平衡：按照需求跟踪号、需求跟踪行号、需求分类代号进行供需平衡令单合并：如果“令单合并”设置为“是”，则净算时，将同一物料的同一需求跟踪号＋需求跟踪行号＋需求分类代号的净需求予以合并跟单－系统应用生产订单中的应用在生产订单中输入销售订单号，将需求跟踪号和行号带入，将此生产订单预留给该销售订单的相关需求。将生产订单需求跟踪号、行号、需求分类带入子件需求。生产订单自动生成时，将计划订单中的需求跟踪号、行号、需求分类代号带入生产订单。ATP计算，按物料+结构自由项+需求跟踪号+需求跟踪行号计算ATP数量。跟单－系统应用案例实例案例实例PDM接口－市场需求PDM接口-设计管理管理内容应用需求产品方案图文档管理1、图文档的统一管理，保护知识产品1、PDM产品结构管理1.产品结构的生成和多视图处理2.配置管理1.PDM与BOM集成2.PDM配置管理和BOM类型项目管理1、产品开发工作处理，降低开发周期1.PDM集成编码管理1、编码生成和维护1、PDM和存货编码生成工程变更1.工程变更的有效控制和影响分析1.PDM集成和ECNPDM接口－ERP与PDM集成接口U8基础档案PDM基础数据a.映射，读取基础数据PDM零部件产品档案U8存货档案b.校验、传递→c补充信息、校验导入静态数据PDM产品结构U8物料清单d.校验、传递→e补充信息、校验导入PDM工艺路线U8物料工艺路线f.校验、传递→g补充信息、校验导入动态数据PDM项目管理U8销售订单h校验、导入←i.校验、传递PDM查询U8库存量在制品工时、材料消耗j校验、导入←k.校验、传递PDM接口－集成方案销售订单MPS/MRP存货档案采购计划生产计划采购订单生产订单库存管理采购到货检验物料清单工艺路线工程变更材料等库存数据客户要求车间管理设计立项产品设计工艺设计设计设计变更设计任务分解设计归档车间管理－案例车间应用流程车间工序计划•条码生成•工序时间等调整•工序资料（含条码）工序派工•派工到设备、人员•派工单打印(含条码)完工汇报•派工信息带入默认值•实际完工情况•资源耗用录入派工单车间转移单工时记录单生产工艺卡完工汇报条码生成启用条码条码扫描车间工序资料维护条码打印列表、报表工序派工订单汇报混和汇报工序汇报1、基础设置车间管理－系统应用2、工序计划3、订单汇报5、工序/混合汇报6、资源耗用1、工序进度查询车间管理－工序进度查询3、联查报工列表4、联查工序完工情况表2、进度状态颜色设置下料管理在许多细分行业中，都会遇到材料分割问题：金属制品、普通机械、专用设备、交通运输设备等制造行业的棒材、型材、管材、卷材和板材的分割；重型机械制造业的中厚钢板数控切割；电气机械制造业的硅钢板材与硅钢卷材的分割等。切割过程中，希望能够提供优化下料的方案，并有效管理边角料，以加强材料管理，提高材料的有效利用率，降低企业生产成本。下料管理-应用价值与伙伴产品形成下料管理完整解决方案•市场需要整体解决方案－余料管理，套料打印，数控切割集成。对标准板材的支持，后续支持型材等•伙伴合作，逐步推进－板材到型材，机械到其他支持同一规格材料生成多种产品的优化套料•套料图形打印和指导等支持边角料的管理和利用•库存管理•套料利用支持套数控切割机执行•现场执行控制，控制器下料集成-业务流程静态数据•存货•期初库存数据•采购入库数据•材料出库数据•其他出入库生产订单•母件•子件采购数据•采购订单•到货单ERP-库存ERP生产订单料品库存(含边角料)下料方案ERP生产订单子件ERP-存货档案料品信息计算过程订单建议总结机械行业整体•行业定义、范围•行业产业链•行业信息化案例介绍与常用制造工艺•案例背景•典型工艺行业方案和关键点•整体方案•关键点－跟单，PDM接口，车间管理，下料
