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基于PLM的研發數據管理方法淺析
2017-11-25       suixiang    瀏覽:2830    0  

0、前言

互聯網在國內工業領域的應用方興未艾,不少工業企業寄希望于用最新的互聯網技術來為企業服務,提高企業的效率與市場競爭力。工業互聯網(也叫企業信息化)覆蓋了工業產品的整個循環的產業鏈。在目前的國內,越來越多的企業,尤其是工業企業,在企業研發端的信息化投入越來越重視,這幾乎是伴隨著自2008年經濟危機之后,使很多企業警覺自身研發的重要性而同時產生的,這說明大家都在抓整條產業鏈條中最有價值的部分。然而,對待新興實物的來襲,容易引起一波波的熱情甚至鼓吹。如果企業自身沒有準備好,倉促上陣,可能導致事倍功半的結果。工業信息化的建設是一項系統工程,它的建成不可能是朝夕之功,必須是要從摸透實際情況出發,整體規劃,然后精準的分步實施,方能產生理想的效果。企業本身所在的行業有自己行業的特點與訴求,工業互聯網自身也是一個行業,它也有自己的業態與特點。要實施好一個具體的信息化項目,必須要把握好兩個領域的特點,融合好彼此的訴求,并建立持續的基礎,才比較容易實現雙贏的局面。

1、研發數據的重要特性

研發數據是產品數據的重要組成部分,它的完整性與正確性會影響一個新產品的全生命周期的質量與效率,把握住研發數據的主要特點,是實施研發數據管理的成功的關鍵前提。

1.1 研發數據的源頭性

研發數據的源頭性著重體現在它對下游工藝、生成制造、質量、甚至成本的重要影響,所以在整個產品的研發階段,許多重要的評審,均需要工藝、制造、質量、成本的參與,為的從源頭上控制減少下游的問題與影響。下游產生了問題,往往也容易往研發端追溯。

1.2 研發數據的關聯性

研發過程從數據流上看主要體現不同階段不同形態BOM的形成。從研發早期的EBOM,到中期的PBOM,再到后期的MBOM,BOM是整個研發數據流的核心。BOM的基本組成單位是物料,物料主要來源于設計數據,這就發生了物料與設計數據的關聯,而設計數據基本的又分為3D數據與2D數據,這就發生3D與2D的關聯,如此一環扣一環就形成設計BOM立體關聯的數據。研發數據的這種特點決定給了后續數據的變化也必須是聯動的,才能保證數據的準確定。

1.3 研發數據的一致性

研發數據的一致性最重要的體現在3D與2D數據的一致性。在當前的國內企業,絕大部分采用的任然是雙設計數據源的產品開發模式,即用3D設計,根據3D出2D,2D用于指導工藝、生產、質量管理等。目前雖然已經出現了一些MBD(基于模型的定義)的產品開發方法應用的苗頭,但是畢竟不是主流。雙設計數據源的產品開發模式就必須要求所有的環節,3D與2D必須是一致的,否則會導致設計的意圖不能完整而正確的傳遞至工藝、生產而產生無法估計的后果。

2、PLM的典型特性

PLM是產品生命周期管理系統(Product Lifecycle Managerment)。從實施、應用實踐的角度看,它有三個重要的特性。把握它的這些重要特性,對我們落實研發數據管理工作有很大的幫助。

2.1 PLM的平臺性

從目前來看,世界主流廠商的PLM都發展成了產品開發的軟件平臺。它本身是不能發揮作用的,必須依賴于良好的實施才能產生效果。平臺的選型很重要,是基礎的一步,決定最終落地效果的主要還是還是人的工作,取決于實施團隊的整體業務能力。

2.2 PLM與研發的強關聯性

PLM里的核心模塊的很多基礎規則的設計其實就是根據許許多多企業普遍的研發業務規律確定的,比如研發數據的源頭性、關聯性、一致性,在PLM的管理中均有實實在在的體驗。雖然PLM的模塊體系再發展變化,但是它核心的應用仍然體現在研發業務的管理,它在研發管理信息化上的地位是很難被替代的。

2.3 PLM的集成性

三是集成性,主要體現在輸入的集成和輸出的集成。輸入的集成,主要指跟CAD和office的集成,主流的PLM均有提供較成熟的解決方案。輸出的集成主要指跟ERP的集成,它的實現方式多種多樣,目前較低成本,簡易可行的方式開始通過二次開發,通過“中間表”來銜接研發平臺和生產制造平臺。

3、研發數據管理方法

3.1 實施規劃

PLM承載的是當前比較先進的企業管理思想,同時它也是一個多模塊的產品體系,它的實施無法速成。要讓它在一個企業的管理效率提升上發揮最大效益,應該遵循整體規劃,逐步實施的策略。應用PLM來實施企業研發數據的管理要服從企業整體的PLM實施規劃。

對于企業,PLM一期的重點應該是平臺導入和研發數據管理。打好基礎,抓住當前重點,才能保證一期實施效果的落地。一個新平臺的導入,必然涉及上線之后用戶工作習慣的轉變,這是一期項目區別與后續規劃項目的重要瓶頸。為了磨合好這個瓶頸,第一期的實施范圍最好不要太大,根據多年的項目實踐,第一期的業務范圍主要框在研發部分是比較好的選擇。

實施規劃的另一個重點,是一期和二期的銜接時機。二期項目啟動的最佳時機應該是一期項目的實施內容的應用成熟度得到充分驗證之后,一般來說不能遺留基礎原則性的問題,應由甲方項目團隊組織進行綜合評估。

3.2 以BOM為核心的數據管理

以BOM為核心來組織研發數據管理,應該是最好的一條主線,因為BOM貫穿產品研發的始終。BOM管理的規則,應從物料編碼、BOM結構、流程、不同形態的銜接、ECN、PLM與ERP的集成等多個方面綜合評估。圖檔、技術文檔等其它研發數據或直接或間接物料建立關聯,抓住BOM就抓住了產品對應的所有物料清單,抓住物料就抓住了與之關聯的所有其它數據。

BOM的管理,最基礎的規則是物料編碼的設計。有的企業以生產制造的業務為主導,有的企業以研發業務為主導。對于那種先實施ERP,后實施PLM的企業容易是第一種情況。起始它是有有弊端的,這種弊端在將來如果企業實施PLM的時候會暴露出來。更合理的思路應該是,首先考慮研發的業務需要,同時兼顧生產制造的業務及相關IT系統(PLM、ERP等)的需要。對于有圖關聯的物料,特別要關注怎么處理一圖怎么對應多料的問題。


圖1:EBOM物料與MBOM物料關系示例

BOM的管理,還有一個重要方面就是BOM結構的生成方式。企業在實施PLM中經常會考慮這樣兩種方式。第一種是利用預先設計好的EXCEL模板導入生成BOM結構,即通過向模板錄入BOM的基礎信息然后導入PLM系統自動生成BOM。第二種是利用3D數字樣機來驅動生成BOM結構,因為3D數字樣機本身就是有BOM結構的,利用3D本身的BOM結構來驅動與之關聯的物料的BOM結構,效率獲得明顯提升。第二種方式的缺陷是,3D的BOM結構可能僅僅是從設計的角度考慮,要使這種方式生成的BOM有效,必須在設計端就融合進工藝、制造對原始設計BOM的要求,才能確保后續EBOM與PBOM之間轉換的順暢。


圖2:兩種BOM結構生成方式對比示意圖

3.4 研發數據流程的配置

對于研發數據的管理,流程的配置來自研發業務的需要,太多的流程配置帶來的嚴謹與效率、用戶的工作習慣可能是矛盾的。在PLM的一期實施,對于研發數據流程的配置不應該太細致,建議把握住關鍵的、必須的流程即可,上線之后一定要充分考慮實際用戶的操作體驗,使這部分流程能在實際的項目中運行起來。通過實際項目的上線運行中,集中用戶的反饋意見進行調整優化,直至用戶普遍使用順暢了流程自然就固化下來了。

一般來說剛通過PLM實施研發數據管理的時候,對于線上流程,用戶比價容易反彈,這種情況很正常。只要IT流程的配置來自業務需求,充分考慮的系統操作的體驗,磨合期慢慢引導,等用戶熟悉的新的操作環境,培養了新的工作習慣之后,這種矛盾自然消解。

3.5 研發數據權限管理

研發數據是一個科技企業最重要的知識財富,也是一個企業安全管理的重中之重。導入PLM來實現對研發數據的集中管控后,如果沒有嚴格的權限管控措施,它的安全風險是提高的。這跟當前的互聯網普遍給人們的生活帶來便利的同時,個人信息的泄漏風險隨之提高一個道理。權限管控的方法,基本分為物理管控和邏輯管控兩類。對于企業外部,PLM采取物理隔絕的方法,外部人員一律無法訪問企業內部的服務器。對于企業內部,一般采用邏輯管控,即對有PLM帳號的人員進行邏輯權限上的細分。

PLM對產品數據的管理繼承了項目制的思想,即每個項目數據獨立存儲于一塊空間,首先只有本項目的團隊成員能訪問本項目的數據,而團隊成員的進去有項目管理完全控制。這是第一層權限控制,保證只有項目成員或由項目經理授權的人才能訪問具體項目的數據。PLM的邏輯權限又分為靜態權限和動態權限。靜態權限是基于用戶、組、團隊、角色配置的固定的權限,用戶對不同的數據,進行進一步的權限細分。像圖檔數據的修改權限,一般就通過靜態權限配置授權給研發的結構工程師,其它角色不授權或僅授權查看的權限。動態權限,是根據數據對象的生命周期狀態變化而變化的權限。這種權限的配置可以很好的應用于某些跨項目數據的發布流程中。因為這類數據不隸屬于某一個項目,通過這種動態權限的配置更靈活方便,同時保障數據的安全性。

3.6 標準件與通用件管理

研發數據中有一類很特殊,那就是標準件和通用件。這一部分數據管理好,利用好,能在提高設計效率、降成本方面起到非常顯著的效果。因為沒增加一類新物料,帶來的是設計、采購、運輸、倉儲、品管等等一條鏈的成本和工作的增加。通過標準件和通用件的梳理與管控,可以最大限度的提高產品設計的通用率和減少新物料類型的產生。這一塊數據管理的實施有三個要點事項。一是,必須要成立企業的標準化組織,該組織的核心成員應該由富有產品設計經驗的人員組成。標準化組織擔負著標準件與通用件的梳理、管控、變更、統計分析基本職責,它的形式可以因企業而異,但是應該賦予其對標準件和通用件管理的決斷權利。二是,運用PLM建立標準件庫和通用件庫,認真、全面的梳理企業的歷史研發數據,把標準件和通用件按符合要求的格式整理出來,然后批量導入PLM進行受控。三是,在標準件庫和通用件庫家里,首批數據完善之后,要引導工程師,在新產品設計中,要優先去查找、調用標準件庫和通用件庫的數據,而非隨意的新增零件圖和物料。PLM提供了很好的標準件與通用件管理、共享、快速查找的用戶體驗,配合企業標準化組織的相關制度,這塊數據的管理效果落地是可以有條不紊的產生的。

4、結束語

基于PLM平臺,抓住研發數據的特點,設計整套符合企業實際的研發數據管理方案,推進實施應用,是整個企業信息化戰略落地的重要一步。本課題,研究并提煉研發數據管理、PLM等的特性,結合項目實踐提出上述研發數據管理并實施的方法。

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