PLM系统在京东方的实施分享

PLM系统在京东方的实施分享

 

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前言

 

数字化和平板化正深刻改变着人类生活的各个方面。平板显示技术和产品已成为主导未来市场和丰富人们生活的一种关键力量。 作为显示产品与服务的供应商,京东方科技秉承“诚信、规范、透明、负责”的管理理念和成为显示领域领导者的愿景,坚持创新,持续改善,为客户提供优质产品和服务,不断提升与丰富人们高品质的视觉享受。

 

产品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案,把人、过程和信息有效地集成在一起,作用于整个企业,遍历产品从概念到报废的全生命周期,支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。PLM覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程,它是一个开放的、互操作的、完整的应用方案。通过国内外大量企业的实践经验证明,PLM系统的使用可以实现在保证设计质量的前提下减少产品制造前的技术准备时间,一定程度上解决企业产品研发生产过程当中所遇到的各类问题。但PLM系统是一个涉及企业众多部门的综合系统,如何进行有效实施,切实取得预期的效果,是很多准备进行PLM系统项目实施企业所关心的问题,本文以京东方科技集团的PLM项目一期实施为例,进行阐述,希望给相关企业带来参考和借鉴。

 

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项目背景

 

面对变化多端、竞争激烈的市场环境,惟有快速推出新技术、新产品,适应变化,满足客户需求,不断提高产品和服务品质,才能在竞争中生存、取胜。并且京东方倡导“合作创造价值”理念,真诚地与客户、供应商携手合作,建立长期稳定的战略伙伴关系,实现共赢。在这样的背景下,京东方科技集团(以下简称“BOE”)将信息化的重点方向之一定位于产品生命周期管理,为了实现集团式的有效管控,决定导入并推广PLM 系统,以此来加强对产品管理力,力图通过PLM的深度实施,为生产提供更准确、更快捷的产品数据信息,最终达到缩短产品上市时间,提高产品研发质量,降低产品研发成本的目的。

 

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项目目标

 

项目的目标是要建立一个企业级的PLM管理系统,来提升京东方的创新和竞争能力。通过项目的逐步实施,使得京东方能够通过借鉴国际的最佳实践模版来保持其在高新科技领域的领先位置。总结京东方PLM项目的具体目标为:

●加速产品上市时间-提供一个共通的高阶框架、使用语言和流程图,以使京东方在集成产品开发流程(IPD)、产品变更管理(ECM)及产品生命周期管理的运作上能够达成跨组织的协同运作;预期的整体效益为能够有重复性的产出,可供追踪的进度,以加速产品上市时间。

●提升产品研发效率-规划集团级的PLM管理平台:通过此平台统一管理产品数据,达到信息一致,资源共享,企业系统深度集成,使设计、制造、采购等相关部门的工作得以顺利衔接,提升产品研发效率。

●改善产品/技术研发成本-统一产品数据管理,避免资料误用造成产品开发的无形成本增加,进而建立产品知识共享和管理,通过产品设计知识积累及重用改善产品/技术研发成本。

 

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项目实施范围

 

从企业实际出发,京东方PLM项目的实施范围如下:

 

4.1企业范围

 

京东方的PLM系统是一个企业级的系统,项目一期主要覆盖京东方科技集团子公司5代线工厂。

 

4.2系统集成范围

 

京东方现有的同PLM相关的系统如下:

●ERP

●MCAD工具

●AutoCAD

●ECAD工具

 

4.3业务实施范围

 

在京东方PLM项目第一阶段中,主要计划用10个月的时间完成PLM基础平台建设,主要包括以下业务范围:

●产品开发流程管理

●产品项目管理

●工程变更管理

●工程文档管理

●产品信息管理

●产品结构管理

 

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项目实施过程

 

PLM项目不仅仅是一个软件项目,更是一个管理项目,其成功的实施,既要有详细、缜密的实施计划,也需要有强有力的执行力来保证。京东方PLM项目实施主要通过以下几个阶段展开:

 

5.1项目准备

 

项目将在本阶段启动,组建项目团队,建立项目管理的规章制度,确定项目实施计划。PLM的概念和功能培训也是这个阶段的主要任务之一。在这个阶段,建立企业级PLM项目管理的框架,以及初步项目计划将包含的内容。

 

为保证项目顺利开展,在项目一开始就应该注意:

选择符合项目需要的项目组成员,为避免项目组成员的频繁变更,需要挑选符合素质要求的顾问;对于项目的项目组成员,也要根据个人特点、业务能力及其对PLM的兴趣进行挑选;选择好项目组成员后,项目要对项目组成员提供好的发展机遇,同时也要在这一阶段作出一定的约束,如规定最短离职时间等等;

 

●项目组要开始建设项目文化,如“一个团队”、“一个声音”、“开放的态度”;

●要使项目组成员认识并了解项目规章、流程;

●准备阶段要通过对企业高层、中层干部的宣讲,使企业的各级干部能在项目一开始就理解项目的重要性,同时使高层意识到项目是个“一把手工程”,没有高层及各级干部的大力支持,项目将无法正常开展;

●在制定项目计划时,尽可能前紧后松,避免出现后期为赶进度而降低质量的情况。

 

5.2流程蓝图设计

 

在这个阶段,项目团队将调研详细业务流程现况,结合先进的PLM标准流程与模板推广实施的最佳实践,标准化及优化业务流程,制订出京东方产品开发流程、工程变更流程以及零部件生命周期的蓝图文档。

 

流程蓝图设计阶段工作的完成是PLM实施过程中一个重要的里程碑。项目总监与项目经理将联合审阅与确认业务需求与范围,任何与工作说明书以及项目前提的重大差异将对项目的日程、资源需求与成本产生影响。在这种情况下业务和IT将一起工作,商谈解决方式,达成共识。为保证项目的顺利开展,应该做到:

 

●为避免出现京东方项目的流程讨论耗费过多的时间和分歧,应该尽快通过管理模式重组和业务规划,尽早确定管理模式和组织架构;

●蓝图需要各级干部的大力支持,强调最终用户及各级干部对蓝图设计工作参与的重要性,同时需要高层在这一阶段对组织架构、核心流程的决策;

●讨论的流程需要及时的决策,讨论过程中需要分歧,但也要及时的决策,不能久拖不绝;项目组提交的文档也要及时签署;

●京东方项目的流程和企业文化有一定的差别,为保证流程的完整性,要在讨论前选择好合适的流程设计者。

 

5.3系统功能规格设计

 

在这个阶段,在清楚的流程蓝图定义下,需确定系统架构,调研详细系统需求,优化设计系统架构和主要参数,制订出客制化设计所需的系统规格文档。

考虑开发周期、系统稳定度以及未来系统维护及更新的弹性,对于这些功能需求与PLM标准功能的差异要有充分的分析和讨论,不能把PLM变成一套新的开发系统,而应尽可能多用系统的标准功能。另外,因导入新功能而导致流程及商业规则(Business rule)的改变,必须在流程蓝图阶段充分考虑。

 

5.4PLM软件客制化开发

 

 

在此阶段,按照经过业务和IT双方签署的功能规格设计报告具体展开系统的实施工作;IT部门负责完成系统的配置、测试、对关键用户的培训,在这个阶段验证和优化系统设计。

在系统实现阶段,是把系统设计规格转变为系统功能,为保证项目的顺利上线,应该注意:

公司自己开发过系统,PLM系统配置的工作比较枯燥,而且与自定义开发系统的直接设计思路差异大,部分用户容易减弱对PLM的信心;对此需要加强对关键用户系统配置的培训及交流,尤其是要加强不同关键用户间的内部交流;

 

●由于对业务流程没有充分理解,测试情景不充分,系统测试的完整性得不到保障,为减少这方面的风险,业务测试情景的完整性及正确性必须得到最终用户部门的认可,请他们一起参与编写业务测试情景及流程测试;

●需要财务、业务部门对动态数据的方案进行多次的讨论,要求他们在动态业务数据的理解和后续操作流程达成一致。

 

5.5系统最终准备与上线

 

此阶段的目的是完成最终的准备工作 (包括最终用户培训、用户验收测试UAT、数据准备与系统切换要求的任务),使系统与用户都做好系统上线的准备。最终准备阶段也将解决所有重要的未决事项。完成这个阶段的工作之后,系统就可以上线,迎接最终用户对系统的实际应用了。

在这个阶段是准备数据的最后阶段,为保证系统的顺利上线,项目需要注意:

●上线前静态和动态数据的准确性直接关系到上线后数据的可靠性,为从要求所有的数据都有最终用户对数据完整性和正确性的认可,同时这些数据的质量直接与他们个人利益关联;

●为避免出现最终用户操作熟练程度不高的问题,需要加强对最终用户的培训和考核,同时把培训和考核的结果与他们个人的利益直接关联;

●除了培训常规流程的操作外,还要特别注意那些非常规流程的操作,上线后的很多问题是由非常规流程引起;

●为避免出现外围系统的动态数据与PLM内的动态数据不匹配的严重情况,要由充分的讨论和准备系统切换,还要有充分的集成测试。

 

5.6上线后支持

 

项目上线后支持服务由PLM团队指派专业人员提供,PLM团队记录由业务用户方所申报之问题与相关说明、询问申报问题人员问题状况以判定问题严重性(severity)及优先等级(priority) 、在线提供建议并尝试于在线解决问题。若问题无法于在线立即解决,PLM会采取必要行动通知相关专业人员持续处理,根据问题严重性进行等级判断。

●等级1-关键问题(Critical) (优先性:紧急)

●等级2-重要问题(Major) (优先性;高)

●等级3-次要问题(Minor) (优先性;低)

 

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项目实施效益

 

BOE PLM上线以来,给公司产品研发业务带来了巨大的变化,不仅仅提高工程师研发效率,同时也提高了产品研发的管理力,主要体现物料BOM管理、文档管理、产品开发流程管理、信息共享四个方面的变化,具体体现如下:

 


图1 PLM实施效果图

 

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结束语

 

BOE PLM项目一期历时10个月,京东方通过PLM实施取得了良好效果,也得到了一些经验,主要体现如下:PLM实施是全公司的事情,不是一个人的事情,需要员工认识到位和亲自推动,需要总体规划、分步实施的策略,业务解决方案需要系统性、针对性、可操作性,整个项目需要严密的项目管理、有效的变革管理,企业文化需要从职能型文化向团队型、流程型文化转变。以上可供同行业PLM实施及类似的高科技电子行业PLM项目实施提供参考。

 

 

 

 

 

 

PLM计划失灵的原因

在你选用产品生命周期管理计划(PLM) 的时候,有些事情别人是不会告诉你的。比如:PLM有时候是不管用的。执行阶段计划时,PLM偶尔会失灵,原因是计划不足或者干脆就是不好。在初始部署之后这个计划会时不时地失灵,系统会停止运作。有的时候,这个计划会在你开始工作前就直接“罢工”。

 

  以下是PLM系统不工作的十大主要原因:

 

  ◆第一,使用多个互不关联的单个解决方案来处理大项目。

 

  多数公司在制定统一的PLM战略之前会安排单个的PLM流程。公司手边有一些项目管理和几个不同的产品数据管理(PDM)工具。另外还有单独的系统,用于非技术人员分享WORD 和EXCEL文件。企业缺乏的是整个流程和所有相关信息的统一管理。

 

  解决方法 :如果系统失灵,您的客户不会也不应该放弃单个的解决方案。他们应当把PLM当作将单个解决方案联系起来的平台。通过利用像Web服务联盟这样的技巧,就可以在保留单个解决方案的同时将其他系统的数据导入一个通用用户界面。

 

  ◆第二,一直在沟通,但总是看不到成功的希望。

 

  每家公司都说想要特立独行的PLM解决方案。但多数公司都不愿意以特立独行的方式行事。小修小改式的变动不会奏效,企业需要的是定制。如果在一年后甚至更晚的时候才去订制软件,并且在此之前没有任何动静的话,那么您选择的系统很可能就永远都不会让您满意了。

 

  解决方法 :两种选择:一,接受现有解决方案的缺陷,彻底改变企业的运作流程以适应软件。二,放弃原有的想法,利用您从这个方案中学到的知识,选择一个更灵活、适合公司真实需求的解决方案。一旦企业投入资金了,这两个选择都不是最佳的选择。但如果公司不作改变,这个系统很可能就永远也不会为企业带来所需的便利。

 

  ◆第三,所谓的“一步到位”,这种方法可以以最快的速度征服用户,确保系统瘫痪。

 

  您不能在短短的一个周末就开启15个PLM模块,或在一夜之间就全然改变人们工作的方式。如果非要这样,后果不堪设想。技术人员不会使用他们不需要的系统,而非技术人员则会直接被系统搞得晕头转向,然后彻底拒绝使用。

 

  解决方法 :选择一个流程,然后以此为基础展开工作,适时反馈进行调整。在30天、60天、或者90天以后再启动一个流程。分阶段执行,要求软件具有灵活性,也就是说软件不是一步集成执行的,但是这样的做法是值得的。因为它有利于提高用户的参与程度,放慢过程,缓解大家在适应过程中的压力,进而使执行PLM更顺利。

 

  ◆第四,定价机制过于复杂。

 

  现在多数PLM卖家均单独定价每个模块,然后还收取PLM授权费。这样的定价机制可能一下子就吓跑客户。执行和定制的成本是个问题,这给买卖双方带来了负担。因为买家总是想着降低成本,而卖家也会因为没有能够在第一次商谈时报对整个项目的价格而头疼。

 

  解决方法 :采取灵活的定价策略。首先要判定哪些客户需要具备高级功能的PDM/PLM系统,将这些系统的授权限制在100到200个之间,然后研究清楚怎样确保每个人都能够进入系统操作。微软的Sharepoint和开源软件都是不错的选择。

 

  ◆第五,没有清晰的目标。如果不知道目的地在哪里,就永远都不会知道何时可能到达,或自己已完成了多少。

 

  同一个公司里,高管和工程技术人员对PLM的设想大相径庭,这并不是什么稀罕事。高管对采购进行审批和决策,心里想的是盈利、创新以及将新产品推向市场。工程技术选择和应用PLM,关心的则是选用正确版本的CAD文件,这与高管所想的不相干。

 

  解决方法 :晚做总比不做好。花几周的时间了解所有人的想法,搞清楚目标和要求,然后制定计划。不要被CAD所迷惑——CAD只占产品的5%左右。PLM的范畴要比CAD广得多,因此采购时要考虑更多的因素和功能。

 

  ◆第六,过于复杂的用户界面是导致用户退却的第二大原因。

 

  用户不需要与设计工程师看到同样的画面,并且二者提出的要求也与采购人员不尽相同。实际上,每个用户都需要适应自己工作要求的定制界面, 否则他们就不会认真使用这个系统。技术人员(比如工程师),不会使用达不到他们要求的系统 ;同时,非技术人员可能因为系统过于复杂而退避三尺。

 

  解决方法 : 预先做好准备工作是避免此类情况的最好办法。选择一个能够针对不同职责提供特定界面的PLM系统。这个说起来容易,但是在加密数据模型和限制API方面,许多PLM系统乏善可陈。如果不行的话,可以考虑引入开源补充系统、API、数据模型以及web服务以弥补不足。

 

  ◆第七,每个人都要使用这个系统,但经费有限。

 

  很多公司在预算经费的时候并没有考虑到PLM的授权费用。他们在扩展应用范围的时候才意识到因为预算不足,不能让每个人都使用系统,此时已晚。

 

  解决方法 :准备阶段就想清楚,这个PLM系统能否让所有有需要的员工都充分使用?如果答案是“不”的话,问题就来了。您可能需要将您的PLM数据应用到其他成本较低、不需要单个用户授权的系统上,这样每个人都用得上。在这种时候,微软的SharePoint和开源PLM是不错的选择。

 

  ◆第八,计划不周全。真正了解自己的需求,将必须的和可能要的区分开来,分清主次。

 

  搞清楚自己的目标后,就可以反向推出涉及到的流程。举个例子,如果目标是较快地将产品推向市场,那么就要弄清楚与新产品开发和推介相关的所有事宜。这其中包括项目管理、资源规划、营销、合规、以及工作流程更改等。一旦了解了所有的元素,就可以分清主次,在最短的时间内分阶段为投资带来最佳商业利益。

 

  解决方法:如果一开始就进行3D CAD文件管理的自动化,可能会就此停滞不前。首先要确定目标,整体了解流程支持元素,然后重新开始。也就是,不要花90%的时间和资源来做只会对5%的业务产生影响的事情。

 

  ◆第九,错误的工具。不要购买PDM系统来做PLM的事情。

 

  选择PDM系统来做PLM的事情注定是要失败的。PDM用来管理产品的工程数据是很好的,但是如果用来跨越生命周期管理企业的产品信息,CAD文件只是整个方程式的一小部分。PLM是专门设计用来处理整个生命周期的需求的,比如复杂的流程、多种数据类型、扩展企业工作流程、以及供应链协作等。

 

  解决方法 :不要强系统所难。企业可能已经拥有几套PDM系统,至少是ECAD和 MCAD工具各一套。如果这些系统用在管理处于工作进程中的CAD文件的话,那么就让这些系统继续工作下去,然后引进PLM系统来管理整个流程。PLM系统会统一管理PDM无所适从的整个系统。

 

  ◆第十,将所有步骤自动化。会做并不等于应该这样,请三思然后再决定将某些步骤自动化。

 

  流程的过度自动化会带来两个问题。一,将执行过程复杂化,耽误时间且提高了成本。二,苛刻的原则可能会给用户带来麻烦,造成出乎意料的结果。是人而非系统来做决定的话,事情有时会更容易处理。对于持续不变且可以预测的流程,可以实行自动化,而变化莫测、非标准的活动则不适用。

 

  解决方法:不要将所有决定都纳入自动化的范畴。不少公司认为将每件事情都自动化就能确保购买的PLM系统物有所值。但是,有时候人的决策更管用。PLM的价值来自于更高地管理信息、协调流程、决策的时候考虑因素更全面、以及针对市场变化及时作出反应。PLM系统并不能代替您做决定,而是帮助您更好地管理。

 

 

 

 

 

PLM实施经验谈

 

产品生命周期管理(PLM)一词对于制造业的技术人员来说已经非常熟悉了,PLM系统能够实现对企业设计研发过程的信息化管理,提高设计研发的效率和质量。它不但能够有效地管理研发过程的图文档,而且在一个产品的全生命周期里,能够保证产品数据的完整性、正确性、一致性,解决企业产品研发过程中的频繁变更、可追溯性差的问题,实现数据的版本管理等。不同的PLM系统功能也不尽相同,目前很多PLM系统把项目管理、知识库管理、电子签审等集成到软件中,给用户带来了很大的便利。

 

    河北宣化工程机械股份有限公司的PLM项目于2012年底全面上线,产品数据全部进入系统,运行情况令人满意。下面笔者就PLM的实施谈几点经验供同行分享。主要包括软件的选型、企业需求调研分析、物料编码规则的制定、数据整理以及软件上线运行等方面,希望能对准备实施PLM的同行有所帮助。

 

PLM软件选型

 

    首先是软件的初步调研,企业要大致了解PLM软件的功能、价位、用户群等,锁定在同行业应用较多的软件。国内外PLM软件开发商很多,国外的有Siemens的Teamcenter、PTC的Windchill等,国内的有上海思普的SIPM/PLM,数码大方的CAXA PLM等等。相比之下,国外软件与CAD的集成更好一些,但CAPP的功能要弱一些,价格要比国内软件贵一些,特别是实施费用居高不下;国内软件目前也能做到与CAD的紧密集成,但如果CAD和PLM是两家的产品,存在日后升级的问题。国内软件CAPP的功能很强大,能够与设计数据无缝集成,而且具有很好的价格优势。

 

    初步了解PLM软件之后,首先要做的就是梳理企业内部数据模型和工作流程。比如设计的输入、输出和流程,工艺的输入、输出和流程,与ERP的接口等。目前企业数据有哪些、分别是什么状态,这项工作一定要精细化,最终形成一个比较完善的文本资料,广泛征求技术人员的意见,确定哪些功能是必须保证的,哪些是可以改变的。有了这些技术要再对软件进一步调研,花一点时间去认真地看软件而不是看PPT演示,最终把软件的功能和企业的要求相比较,就会得到更适合自己企业的PLM软件。接下来要做的就是用户调研,去PLM实施成功的企业了解使用情况以及软件商的服务与技术支持情况,特别是用户在实施过程中遇到过哪些问题,最终是如何解决的。

 

需求调研分析

 

    软件选定后,PLM开发商会到企业做详细的需求分析,这时企业应该组织系统管理员、优秀的设计师和工艺师等成立项目组(最好有熟悉数据库开发的技术人员),进一步细化软件调研时总结的文本资料,逐项与软件公司技术人员对接,主要包括:

 

    与产品实现相关部门的组织结构、部门职能与岗位职责、相关各部门角色及实例分析;产品实现现状的调研分析;产品实现的输入输出现状分析;信息化现状调研分析;报表开发需求分析等等。

    最终双方达成一致协议形成需求分析报告,软件公司根据需求分析报告进行开发工作,企业根据软件公司提供的各种类型数据整理要求及规范完善基础数据和软件测试用的产品数据。

 

基础数据的整理

 

    进入PLM系统的数据应具有几个特点:标准化、规范化、惟一性,这就要求企业应该按照软件的要求,下功夫整理基础数据和产品数据。

    规范制图工具CAD软件版本统一定制零件和组件基础模型模板,定制工程图基础模板,确定图幅(A4H、A4V、A3、A2、A1、A0等)。

 

    编码规则的制定编码规则在满足要求的情况下,要尽可能简单实用,同时物料码贯穿企业技术、生产、采购、财务、仓储、销售等全过程,必须保证每一个编码代表一个物料。一般的编码由特征码、分类码、流水码等组成,大多数PLM软件集成了编码器的功能,用户只需按自己企业的使用习惯制定规则就可以了,不同的企业需要编码的物料不尽相同,应结合本企业实际情况制定。大型机械制造企业一般包括如下编码:

 

    产品型号编制规则:编码规则简单,注意同型号的变型产品保证编码惟一即可。

 

    零部件及图样编号规则:按照使用习惯编码,规定相同的编码长度并考虑未来产品升级的冗余量,也就是说分类码和流水码的位数要足够长。

 

    标准件及图样编号规则:国标件中的编码并不惟一,比如GB5783-2000代表不同规格的一类螺栓,需要对每一种螺栓给出一个惟一的编码。由于标准件数量非常大,用户可以考虑对自己企业用到的标准件进行编码。

 

    通用件及图样编号规则:产品中用到的如螺纹块、焊接螺母、法兰类零件等,编码后对研发人员共享,可有效地提高产品的通用化程度。相对简单的产品也可以不考虑通用件,除了国标件,非标零部件也是可以的。

 

    材料、辅料编号规则:对目前用到的材料和辅料进行分类编码,便于设计人员选用,也可以很好地避免由于大小写或全角半角造成材料不惟一的情况出现,以后增加新材料可随时按照流程添加。

 

    工艺文件编号规则:中小批量产品的大型制造企业工艺文件很多,如工艺路线、各专业工艺卡片、作业指导书、工装等等,与产品零部件关联应该严格编码规则。

 

    设备编号规则:对公司内部所有设备进行编码,形成设备库,方便CAPP调用。

 

    更改通知单编号规则:包括图纸更改、BOM更改、工艺更改通知单等等,与日常生产密切相关,编码要易读实用。

 

    基础数据库整理以上的编码规则制定之后,方可整理基础数据库,比如标准件及图样数据库、材料库、辅料库、设备库等等。

 

文档模板整理文档模板即技术工作过程中输入输出的文件格式,应该统一规范纳入PLM系统中并且与编码器集成。如图纸更改通知单、工艺更改通知单等。

    签审工作流程整理在产品研发和持续改进过程中,任务的下达、设计、设计审查、主管审查、标准化审查、部门领导审查、总工程师审查等直到文件归档,这些环节是必不可少的。PLM实施后这些工作都应该纳入系统,所以流程的梳理是必要的。结合企业的实际情况,列出流程清单。比如图纸签审流程(包括零件图、部件图、总图等)、工艺文件签审流程、变更签审流程、通用件新增流程等等。使用Excel表把每个签审流程的过程表达出来,或者以框图的形式表达出来,方便软件的配置(图1为一般零件设计的签审流程)。

 

图1 一般零件设计的签审流程图

 

    组织架构的整理包括部门架构设置、用户清单等。用户角色定义包括系统管理员、设计工程师、工艺工程师、项目经理(产品总体)、部门领导等,这些内容与数据访问权限相关,最终由系统管理员进行设置。

 

    产品数据的整理一般企业在实施PLM之前,都会有大量的产品数据,比如电子图档、产品BOM、工艺数据等,这些数据大多都存在不同的版本或者不规范等问题。应该按照PLM软件的要求,结合上述模板、编码规则整理出产品的数据,以备PLM上线使用。

 

PLM上线运行

 

    以上工作完成后,首先将基础数据和测试用产品数据提供给PLM开发商进行软件测试。这个过程对发现软件的问题进一步调试,数据中出现的问题进一步完善,软件和数据测试通过后即可上线试运行。

 

    成立PLM实施项目组,由系统管理员,设计、工艺等不同专业(或不同角色)的员工组成,搭建培训环境,需有投影仪和满足项目组每人一台计算机的培训场地,计算机联接到服务器的网络环境。

 

    召开PLM上线启动大会,所有用到PLM软件的员工全部参加,首先强调PLM实施的重要性,其次就PLM的主要功能、使用方法等内容进行全员培训,让员工对PLM软件有整体的概念。最后宣布PLM实施项目组成员名单。

 

    软件安装,由PLM开发商工程师安装服务器软件,同时培训系统管理员,包括安装、配置、数据备份等内容,然后是客户端软件安装。

 

    集中培训,由PLM开发商工程师组织企业PLM实施项目组进行全日制培训。首先是基础数据维护及导入,培训完成由系统管理员将之前整理好的基础数据全部导入系统;其次组织项目组成员针对软件功能及业务实现方式进行全方位培训;再次指导项目组成员将整理好的产品数据按业务操作要求导入系统,诸如BOM的编辑、查询和输出、图文档的提交和签审、CAPP数据归档等等。

 

    上线运行,数据进入系统确认各种输出正确无误,并确保项目组成员对软件的功能已经熟练掌握,然后由PLM开发商工程师将产品数据清空,项目组成员回到自己的工作岗位,负责培训相同专业(或角色)的员工,按照工作流程再一次将整理好的数据按照业务操作要求完整地导入系统,至此完整的产品数据正式上线。

 

    PLM实施是一个庞大的系统工程,除领导重视外,必须充分调动全体员工的积极性,将实施过程中的每一项工作做到位,才能确保数据准确上线。

 

 

 

 

 

PLM在汽配行业的应用

本文介绍了PLM系统在汽配行业的应用,总结了PLM系统能为企业带来的优势,回顾了系统实施中碰到的一些问题,为将要选择和应用PLM系统的企业提供一些经验和借鉴。

 

    PLM(Product Life-cycle Management),即产品生命周期管理。它不但能够有效地管理研发过程的图文档,而且在一个产品的全生命周期里,能够保证产品数据的完整性、正确性、一致性,解决企业产品研发过程中的频繁变更、可追溯性差的问题,实现数据的版本管理等。PLM系统使产品在生命周期中的所需部分能够统一集中在一个平台上,使企业能够充分利用现有资源,协调各部门同步完成各项工作。基于以上产品优势,我公司在实施ERP系统的同时,同步应用PLM系统,梳理上传产品图纸,为后期统一物料编码和建立物料清单打下坚实基础,减少了ERP项目的实施周期。

 

1 PLM系统在我司应用之前的情况

 

    我公司是典型的汽配企业,具有汽配行业的共同特点,面临着产品零配件多、产品变更频繁、研发周期较长、市场反应较慢、公司内部流程不够规范等难题。加上我公司生产基地较多,管理难度更大,在管理中各种弊端重重出现,具体表现在:

 

    (1)业务流程不够规范,不同人员针对同一流程填写不规范,签字流程不规范。

    (2)库存管理较凌乱,产品、配件的管理没有进行详细分类,存在一物多码和一码多物情况。

 

    (3)市场反应速度较慢,交货周期较长,降低了库存周转率,降低了客户满意率。

    (4)研发管理不够严谨,项目进度难以实时把控,工艺流程和图纸变更不能及时全面传达到位,导致在生产过程中经常出现同时存在几个版本的图纸,造成生产误工。

 

    基于以上的各种现状,公司迫切需要对现有的流程进行整改和重组。同时,通过引入PLM系统来辅助企业管理,整合信息资源,规范产品开发流程,缩短产品开发周期,提高产品质量。

 

2 使用PLM系统后改善的几个方面

 

    2.1 强化产品开发协同

 

    产品在完成图纸设计的同时,可以进行物料的标准化,明确物料单耗。系统可以通过图纸中的关联关系直接生成产品结构。工艺部门可在此基础上完善物料清单,工艺路线。采购和生产部门也会在物料清单发布时拿到准确的信息,进一步缩短开发的周期。

 

    2.2 固化开发流程

 

    系统中的流程根据质量体系要求固化,流程的发起人只能根据要求选择不同节点的负责人。这使得图档的修改、审批、发布和报废过桴完全可追溯,由系统客观记录,从而提高执行的效率。

 

    2.3 统一物料管理

 

    仓库中的原材料和零部件统一编码录入PLM系统。产品零部件按图纸结构一一对应。新增物料要通过流程批准。与ERP系统结合后,采购部门必须通过产品BOM表(物料清单)柬采购原材料。

 

    2.4 规范变更管理

 

    PLM系统定义了涵盖以下元素的工程变更管理模块:(1)变更建议;(2)变更评审;(3)变更申请;(4)变更许可;(5)变更任务单;(6)变更说明;(7)变更执行;(8)变更发放;(9)变更通知。当某一物料发生工程变更时,设计人员首先在系统上填写一份变更申请(ECR)。在系统规定流程审批通过后,设计人员能对需要变更的图纸或文档提出变更通知(ECN),该图纸或文档关联到的物料或产品由系统带入变更评审表中,以便评估工程变更的可行性。工程变更通过后,系统能够变更相关图纸版本,并且发放通知给相关人员。PLM系统的变更管理模块能很好的控制变更的流程和产品的文档,提高设计变更的效率,减少变更的错误。

 

    2.5 共享信息平台

 

    产品开发过程中所需的各种资料都可以分门别类的上传到系统。各文件的有效版本得到了控制。在管理员允许的授权范围内,各部门可以在系统上查阅所需的文件,避免繁琐的借阅和调档手续,而且可以保证文件版本的有效性和实时性,避免版本不一致造成的采购或生产失误。同时也可以避免由于人员流动导致资料丢失或版本混乱的情况。因此产品数据统一平台管理,既降低了资料的管理难度,也提高了文件的统一性和及时性。

 

    2.6 跨平台信息利用

 

    PLM系统对于设计软件和ERP系统起到承上启下的作用,如图1所示。首先设计软件可以直接检出并保存系统中的图纸。PLM系统可以直接读取图纸中产品结构,物料规格,零件编码,数量等信息。PLM系统中生成的产品BOM表又可以直接导入ERP系统中,从而实现了产品从图纸到生产的控制。

 

图1 PLM系统对于设计软件和ERP系统起到承上启下的作用

 

3 PLM系统实施问题分析

 

    要成功实施PLM系统,需要明确一个切合实际的口标,建立一个强有力的实施团队,制定严谨的实施方案,分布分重点的推进各项工作。这里只是针对我公司在实施过程中碰到的一些问题做一些分析,使大家在选择PLM系统时可以有针对性的做一些调查,以提高系统实施的成功率。

 

    3.1 PLM系统对CAD系统和ERP系统的兼容性

 

    PLM系统能否支持公司原有的CAD系统,这个足PLM的一个核心问题。PLM首先是为了集成管理公司电子图档,建立以BOM为框架的产品结构。如果PLM系统和公司的CAD系统不兼容,不能读取电子图档中的数据。在PLM系统初期资料中,电子图档只能当成文档而不是图档上传PLM系统。在实施后期,会导致流程审核时,图纸无法检入检出和在线修改,降低了PLM系统的使用效率。

    PLM系统中已经生成的BOM表若能直接导入ERP系统,能减少ERP系统中生产排产和成本分析的大量工作。如果ERP系统对PLM系统不支持,可能需要另外开发插件或采用中间文件格式作为过渡。PLM系统的兼容性问题要在系统实施初期对系统供应商进行详细的了解,避免在实施过程中陷入两难境地。

 

    3.2 设计变更中的明细图纸和总成图纸的关联修改问题

 

    某些PLM系统可以利用图纸中的明细栏内容生成产品结构,但是内容和下级图纸中明细栏中的内容并无关联。这使得零件图纸出现描述性变更时,总成图纸的明细栏描述需要重新修改。在这里举一个简单的例子说明这个问题。假设有两个产品,黑色和红色水笔,使用同一个笔盖,两个产品的总成图都引用同一个笔盖零件图。总成图中的明细栏中写明笔盖这个零件的编码、名称、数量和材料。如果笔盖材料发生了变更,由于零件图中的材料并没有在在总成图中引用,设计人员除了修改笔盖零件图中的材料,还需修改两张总成图明细栏中的笔盖材料。若零件图和总成图中的共同内容能够关联修改,则能减轻图纸变更工作量。

 

    3.3 PLM系统内填写表单的问题

 

    某些PLM系统是运用Microsoft InfoPath来生成表单模板,从而限制用户填写表单中的数据和数据类型。这个方法能够使表单中的数据按定义录入数据库,方便数据库查询和编辑。但是,这个方式对于需要在表单中贴图的情况有很火的限制。如果图片超过表单中的定义,会出现显示不全,变形严重或显示不清的情况。

 

    而某些PLM系统使用Office的ocx控件来进行文档模板编辑。用户可以很方便的使用Word或Excel来填写和编辑流程中的表单内容,对图片进行编辑调整,批注等。用ocxActiveX控件方式由于是使用本机程序,文档打印调整也比较方便。但是用这种方式制作的表单无法把规定内容与数据库进行绑定,会影响表单针对特殊字段的检索。用户在选择这两种方式时要充分考虑公司表单的使用情况,与系统供应商明确表单需求。

 

    3.4 物料管理中的数量和单位问题

 

    公司内部不同的部门,对于零件数量和单位有着不同的需求。某些PLM系统只定义了零件的单一属性。当零件同时需要数量和重量两种属性时,系统无法很好的兼顾。有些PLM系统可以定义数量单位和重量单位的对应关系,但是数量单位和重量单位并没有和零件属性绑定,这又导致不同零件数量单位和重量单位不一致时无法使用该功能。

 

4 结论

 

    PLM系统能为公司研发部门搭建一个框架,在产品设计上实现设计协同,方便查找相关数据,在设计流程上控制图纸的审查,批准和变更。具体上传的内容和流程的设置需要公司本身不断完善深化。而不是说应用一套PLM系统就能够建瓿整个公司的研发流程,为公司的产品开发指明方向。若应用企业能够在选用PLM系统时明确目的,深入了解内部关键业务需求和开发流程实际情况,就能在PLM系统选择评估和实施过程中少走弯路,缩短PLM系统上线的周期。

 

 

 

 

 

 

PLM系统实施中有哪些关键技术?

PLM系统起源
 
 
 

产品全生命周期管理的研究起始于美国“计算机辅助后勤支援”(Computer aided logistic support,CALS)计划,是美国国防部于1985年9月提出的一项战略性计划。CALS的主要内涵是全寿命管理和全寿命信息支持。该计划实施后效益显著,显示出巨大的生命力,到20世纪80年代末期,CALS不仅扩展了内涵,进一步受到美国国防部的重视,而且引起了美国商务部的注意,美国工业界领导人在1993年的CALS杂志上撰文说,CALS是制造业全面发展的战略,致使CAIS应用由武器装备向民用扩展,并且迅速向英国、法国、德国、瑞典、芬兰、日本、韩国和澳大利亚等国传播。产品全生命周期管理(Product lifecycle management,PLM)是指管理产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养、直到回收再用处置的全生命周期中的信息与过程。它既是一门技术,又是一种制造的理念。它支持并行设计、敏捷制造、协同设计和制造,网络化制造等先进的设计制造技术。因此,研究和开发产品全生命周期管理系统具有十分重要的意义。

PLM系统框架
 
 
 

    产品全生命周期系统框架如图1所示,整个框架分成数据建模层、技术支持层、领域接口层、应用系统层等4层结构。

 

图1 产品全生命周期管理系统体系结构

    数据建模层:提供企业元数据级建模工具,建立集成的协同的企业产品全生命周期数据模型。采用UML作为建模语言,使用集成图形化的建模工具。数据逻辑层的数据结构采用STEP中的EXPRESS语言进行表达,定义数据的应用解释模型。在数据模型的物理层描述上,采用XML作为中间文件交换格式,并进行虚拟企业和联盟企业闻的数据交换。

    技术支持层:包括对产品数据的管理及产品全生命周期的项目管理。产品数据管理以文档管理为中心,功能设计参照OMG定义的PDM使能器规范(PDM enablers),实现电子仓库、版本控制、工程变更等基本功能,为产品数据管理提供基础服务。项目管理对产品全生命周期中的过程和相关资源进行管理,包括项目综合管理、人力资源管理、质量管理、成本管理等。另外提供一系列的用户定义和二次开发工具。

    领域接口层:由CAX集成框架、办公自动化集成框架、经营管理集成框架等组成。这些领域框架实现已有应用系统的封装集成,支持各领域内产品定义、并行开发过程和产品开发团队的管理。在表现形式上,集成框架通过IDI文件描述,表达出各应用系统对其他系统的接口。实现不同领域应用系统之间的全局信息和全局过程的集成。在接口的规范上,可参照OMG组织定义和发布的有关规范。

    应用系统层:由集成框架中应包含的各应用分系统组成,如CAX分系统、办公自动化分系统、经营管理分系统(如库存管理系统、生产计划管理系统、车间管理系统、财务管理系统等)等组成。应用系统如果基于CORBA实现,可方便地实现各应用分系统间的互操作,对于传统的应用系统,可以通过API进行应用功能的封装,实现以CORBA为对象,完成与其他应用系统的交互。

    采用上述4层结构的产品全生命周期管理系统提供了如下主要功能:(1)需求管理;(2)项目和工作流管理;(3)异地协同设计和制造管理;(4)质量管理;(5)异地企业资源管理;(6)产品数据管理;(7)产品知识库管理;(8)企业应用集成工具及开发环境管理;(9)变更管理;(10)价值链管理;(11)协同工作环境管理;(12)实施方法管理;(13)安全保密管理;(14)二次开发工具和API的提供。

关键技术
PLM建模
 
 

 

    产品全生命周期管理系统的关键在于产品全生命周期的建模技术、集成数据环境、设计制造协同、工作流管理技术。下面分别加以论述。

 

   产品全生命周期建模目的是建立面向产品全生命周期的统一的、具有可扩充性的能表达完整信息的产品模型,该产品模型能随着产品开发进程自动扩张,并从设计模型自动映射为不同目的的模型,如可制造性评价模型、成本估算模型、可装配性模型、可维护性模型等,同时产品模型应能全面表达和评价与产品全生命周期相关的性能指标,产品全生命周期模型如图2所示。

 

 

图2 产品全生命周期模型

    STEP标准是工业自动化中关于产品描述的标准,从多种角度对产品的综合属性进行定义,包括产品的技术性能、生产制造工艺、结构形状等属于产品全生命周期中全部的相关信息。由于STEP中的产品数据能够对产品整个生命周期信息进行完整一致的描述,因此提供了产品数据在整个生命周期中信息共享的基础。

    STEP体系结构可以看作3层:应用层,逻辑层,物理层。系统中产品信息建模参照STEP标准的体系结构,并遵循STEP的有关标准。STEP体系中的应用层,采用UML对产品数据进行全生命周期建模,逻辑层采用STEP标准中的EXPESS X语言描述应用协议和集成资源,物理层采用XML对交换文件进行描述,如图3所示。

 

图3 产品信息描述体系结构

关键技术
集成数据环境
 
 

 

    产品全生命周期管理系统能够为用户建立一个集成的数据环境(Integrated data environment),在虚拟企业环境下,实现数据的一致性管理(见图4)。

 

图4 集成数据环境

    在虚拟设计环境下,产品全生命周期的数据分开存放,系统提供数据的联邦机制,分散在网络上的用户在对数据进行存取时,所有数据对用户都应是透明的,这种位置上的透明性可用电子仓库来实现。电子仓库对分散在虚拟企业中的数据建立一个统一索引,指定数据单元存放的具体物理空间,并能对数据的增删和修改操作进行动态的维护。

    在产品全生命周期管理体系中,电子仓库应能保持数据的惟一性和一致性,惟一性指不同的用户在对同一数据单元进行操作时,通过网络传递的是数据的映像或者是一种参照关系,而不是通过复制和拷贝生成一个新的数据单元;一致性指数据单元的变更能及时通知到有关的工作结点,并且在数据变更时,提供一种加解锁机制,保证数据版本的统一。

    PLM系统所管理的数据对象由数据建模中的逻辑层进行定义,保证数据模型的一致性在数据建模中,表示层和逻辑层采用面向对象的方法,在逻辑层生成数据单元的对象模型,这些对象模型作为数据集成平台下的管理对象,纳入到PLM系统的管理体系中。对象模型可以通过数据建模工具进行动态扩展,PLM提供对数据模型动态扩展的支持。PLM作为统一的数据管理平台,提供对产品数据生命周期有关过程的控制,如版本管理、一致性维护、出入库操作等,对于具体的数据属性信息并不加以限制,这种结构保证数据模型的可扩展性。

  产品数据在物理存储上,一种存放在文件数据库中,另一种存放在关系数据库中。文件数据库通过文件管理引擎对数据进行管理,这些数据包括图纸、文档、三维模型、工艺文件等类型的数据,这类文件信息量较大,占用的存储空间较多,一般可以作为独立的信息单元进行处理,并可以存放在不同的存储设备上,在管理中用XML对其进行封装。

关键技术
设计制造协同
 
 

 

    异地设计与制造是指在异地异时、异构系统、异种平台进行实时动态地设计和制造,它是在企业内部或企业联盟中进行产品全生命周期管理的重要支持手段。在系统中,设计与制造协同更多地表现为一种设计理念和制造指导思想,它的实现需要许多相关技术的支持,体现在产品数据管理、分布式计算、工作流管理以及产品统一建模的实施过程中。

    在产品全生命周期的管理支持下产品协同设计与制造体系结构如图5所示。

 

图5 协同设计制造

    该体系结构在物理逻辑上分为用户工作站和PLM服务器。联盟企业用户通过用户工作站参与整个协同产品开发过程,而PLM服务器为整个环境提供协同管理、工具服务、资源管理、数据服务等支持。

    在PLM服务器端提供符合CORBA规范的多种服务,这些服务分别由产品数据管理、项目管理、工作流管理等分系统提供。

    协同管理服务:负责协调参与协同开发各用户的行为,目的是将各用户的工作有机集成,最终获得满足要求的产品。协同管理包括任务分配、过程监控、冲突检查等,这些服务由工作流管理系统中的服务提供。

    工具服务:为客户端特定的工具请求提供服务,使它们在总体上形成一种群体工具,为协同开发人员提供协同工具,以提高用户的协同工作效率。工具服务包括产品的可视化工具、批注圈阅工具、视频会议、共享白板、文件传输、电子邮件等工具。其中,可视化工具、批注圈阅工具由产品数据管理系统提供,视频会议、共享白板、文件传输、电子邮件等工具由工作流管理系统提供。

   资源管理服务:为开发人员提供有关系统内资源的信息,辅助产品开发人员进行资源的选择。同时对资源的使用情况和状态变化进行管理,当资源发生意外情况时可以主动通知相关的客户端进行处理。资源管理服务由项目管理分系统提供。

    通讯服务:专门负责服务器与用户工作站之间的通讯,这是分布式计算平台的基本功能。

    数据服务:包括产品信息模型及其管理、共享数据库及其管理。产品信息模型表达了产品整个生命周期内的各种信息,包括数据、文件、图形、图像等多种数据格式的数据源,包含了从概念设计、产品工程设计、生产准备和制造、售后服务等的数据分布在网络不同的节点上,信息模型的管理负责信息模型的建立、维护、信息抽象等工作。

 

关键技术
工作流管理技术
 
 

 

    在分布式异构的网络环境中,为提高相互关联任务的执行效率,企业管理提出了“业务过程”(Business process)的概念,即要实现“业务过程自动化”(Business process automation)和“业务过程重组”(Business process re engineering),工作流管理技术可完成这个任务。

 

工作流管理的主要内容是工作任务的整体处理过程和工作组成员之间依照一组已定义的规则及已制定的共同目标所交换的文本文件、各种媒体信息或任务。

 

    工作流管理必须具备3个关键要素:

    (1)流转路径的智能化:能够根据定义的规则自动选择路径,确保信息的正确流转。

    (2)提供跟踪与监控信息:必须能够随时跟踪和监控信息的流转,从而进行必要的操作,如催办、双驱动等,保证信息流转畅通。

    (3)与应用结合的能力:具有较强的应用结合能力,才能得到广泛的应用。

    图6为工作流管理参考模型。

  参考模型中将工作流分为2个阶段(设计、运行阶段)、3个部分(定义、控制、交互)。工作流设计提供的功能包括:图形化设计工作流网络图;能够基于工作性质、用户名或上下级关系将有关信息沿特定的路径传递;监控工作流状态;动态地改变工作流;完善的日志管理。工作流运行环境由工作流模板设计器(WorkFlow designer)、工作流客户端节点(WorkFlow client)、工作流流程控制器(WorkFlow management)等几个主要部分组成。

 

图6 工作流管理参考模型

    工作流管理实现的机制主要有两种:基于数据库和基于电子邮件。基于数据库主要依赖数据共享来实现工作流管理,在开发上只需借助数据库开发技术即可,其优点是工作流和应用系统紧密结合,缺点是实现广域范围的工作流很难。基于电子邮件只需利用电子邮件的编程接口即可,其优点是实现广域范围内的工作流比较容易,缺点是应用系统和工作流的分离。本文采用的是基于数据库机制。

PLM系统实现技术
分布式计算CORBA
 
 

 

    在分布式计算环境中,异构性是一个十分明显的特点。在异构环境下实现信息和软件资源的共享是一项极大的挑战,而CORBA则可以提供有力的支持。各种软件通过封装都可以作为CORBA软总线上的组件实现即插即用,从而实现信息和过程的共享。

    对象管理体系结构(Object management architecture,OMA)就是OMG组织作为分布对象计算的参考模型,如图7所示。

 

图7 对象管理体系结构(OMA)

    OMA体系结构的核心是对象请求代理(Object request broker,ORB),它支持对象服务、通用设施、领域接口和应用接口之间的交互和通信。在OMA参考模型的接口层示意图中,对象服务(Object Services)是独立于应用领域、为各种分布式对象软件提供的一组基本服务的接口,如名录服务,事件服务等。通用设施(Common Facilities)是向终端用户应用提供的一组服务接口,如组合文档等。领域接口(Domain Interfaces)是针对某个应用领域(如产品数据管理PDM)而提供的服务接口。应用接口(Application Interfaces)是特定的高层应用的对外接口。

    在产品全生命周期管理系统框架中,CORBA产品的应用,重点是在一个CORBA产品平台上实现系统的各项功能,实现应用功能的CORBA封装。在功能的集成上,参照领域接口层定义的集成框架,用IDI把各分系统需要交互操作的接口定义出来,所有接口封装为CORBA对象。

    CORBA软总线系统作为复杂产品异地协同开发工具集的基础支撑技术,与web技术、计算机安全技术及计算机支持协同工作等其他技术一起,构成分布、安全、开放和互操作的支撑平台,为项目管理、文档管理以及各种应用系统的集成提供支持。

 

PLM系统实现技术
基于web技术
 
 

 

    为支持异地协同设计和产品数据交换的需要,产品全生命周期管理系统应提供Web客户端。基于CORBA开发的应用系统通过IIOP(Internet inter ORB protocol)协议,可以比较方便地在浏览器中地实现对服务器端CORBA对象的状态查看及方法的调用。

    CORBA与www结合,构架出真正的3层体系结构。这种3层的体系结构,以分布对象技术为基础构架,增加了应用层,将客户层与资源层隔开,降低了Web服务器的负载,避免了Web服务器的性能缺陷对整体性能的影响,并且具有连接缓冲、负载均衡、安全管理等功能,从而提高了Web应用整体的灵活性、可伸缩性和可扩展性。

    在这种3层体系结构中,CORBA客户方程序从web服务器下载执行,与应用服务器上的CORBA应用对象通过IIOP协议进行通讯,调用指定的操作。CORBA应用对象首先对客户的请求进行认证和解释,根据客户请求的内容,或是直接访问资源层的数据库,或是与网络上的其他CORBA对象交互,共同完成客户请求。CORBA web体系与ActiveX,Java RMI(Remote method invocation)比较起来,有明显优势。

展望
 
 
 

 

    产品全生命周期管理是企业信息化的关键技术之一,PLM可以提高市场竞争力,也提高产品的质量和竞争力。产品全生命周期管理系统是一个采用了CORBA和WEB等技术的应用集成平台和一套支持复杂产品异地协同制造的的,具有安全、开放、实用、可靠、柔性等功能,集成化、数字化、虚拟化、网络化、智能化的支撑工具集。它拓展了PDM的应用范围,支持整个产品全生命周期的产品协同设计、制造和管理,从概念设计、产品工程设计、生产准备和制造、售后服务等整个过程的产品全生命周期的管理。

 

 

 

 

PLM在电子高科行业的实施规划研究

0 前言

信息化时代,企业管理的信息化越来越受到企业决策者的重视,并纳入企业战略研究的范畴。对于制造业,PLM的实施在整个企业信息化的过程中占据着十分重要的地位,然而业界认识上的高度并不代表结果的高度,就目前国内大中型企业PLM项目的实施效果,褒贬不一,众说纷纭。再者,世界一线品牌的PLM进入国内市场普遍已有十几年的时间,到目前能够为业界分享的较成功案例,其实始终局限于为数不多的各行业领导品牌。一般认为PLM大型企业的研发管理解决方案,只有大企业才需要,其实这是对PLM认识上的误区。PLM的应用对口的应该是整个产业链中的研发环节,而不是制造业金子塔的顶端部分。只要企业真正视研发为核心,无论大小,PLM都能发挥价值。PTC公司在2013年发布了一个针对中、小企业研发管理的简化版Windchill,也可以看出他们想将本公司的PLM推向制造业产业链中普遍适用的研发管理解决方案的意图。

从目前一线品牌PLM在国内市场上的增长速度可以侧面反映出它的实施效果实际上还停留在无法快速扩张的水准。目前国内PLM的实施,普遍一点是由乙方单方面规划,由于甲方毕竟不是PLM领域专业者,并且凡是商业的合作项目必然会存在双方利益上的博弈,凡此种种造成对企业的PLM规划不可避免地倾向于乙方的利益,而很难做到真正的从甲方企业的实际情况出发,取得中长期最佳的实施效益。

1 电子高科行业特性

电子和高科技行业中的四个重要趋势正以越来越快的速度推动着行业变化。1)消费者作主;2)数字化整合的挑战;3)创新才能生存;4)整合业务以利用全球市场的巨大潜力。应对以上趋势变化,要求企业信息化也要朝着多元化的要求推进,需要考虑:1)资源优化。为了有效应对全球市场和全球业务,高科技企业必须跨地区、多国团队和专业优化全球产品开发的资源,同时不断改善产品质量;2)在全球背景下管理需求。在具有众多不同法规并且动态变化的世界中,企业必须确保捕捉到不断变化的客户需求,而且所有团队成员都要全面了解这些需求;3)以创新为本。制定推动创新的战略,以提供更多的产品功能和更聪明的产品;促使产品包含更多软件,但许多公司都遇到了质量问题,并且未能按时间表开发出软件密集型的产品;4)控制成本。在生命周期的早期作出的决策可能会影响高达80%的产品成本;使战略性的供应链决策与产品开发相一致。5)以客户为中心。利用服务解决方案提高客户满意度和降低保修成本,从而提高收入、利润和客户忠诚度。

2 PLM的普遍特性

PLM有它普遍的特性,发展到现在可以总结出它具有如下的基本特性。1)系统的战略性。在信息化时代,越来越多的企业决策者已经意识到PLM的战略地位,并将它纳入到企业发展战略的重要组成部分,这已是业界共识;2)系统的平台性。就目前主流的PLM系统,都是一种柔性化的平台,让方案灵活运用,可以适应各种各样个性化的需求。3)系统的复杂性。这主要体现在一个完整的PLM项目的实施推行会牵扯到产品开发的全流程,涉及的部门众多,知识转移培训这一块需要系统化、长期化,最终的目标提高用户的接受度,达到消化吸收的效果;4)系统的维护性。PLM项目不是可以一劳永逸的事情,必须要有专人监控、维护。不出问题则已,一旦出问题,由于系统异常导致的生产停顿将造成难以估量的损失。

3 电子高科行业PLM实施规划

3.1 总体规划

总体规划按照时间顺序,以研发为中心,先实施基础、简单的部分,后实施进阶、复杂的内容,如图1所示,每一阶段的完成标识要通过验证。

图1 总体规划图

3.2 PLM平台

第一阶段的重点是成功搭建企业的PLM平台(如图2)。在实际项目中,很少有企业真正准备充分的,项目启动之后往往还有许多的核心用户连PDM/PLM的概念尚不熟悉,这给后续的工作开展造成很多障碍,靠自上而下强推,虽然短时间凑效,但终究不是一种科学的推行方法。所以有必要在项目启动之前或启动之后实际工作开展之前就应该给部分核心用户(以研发部为主)进行先导性的知识概念培训。用户头脑中有了概念,有了新奇感,会增加后续阶段培训的效果,避免硬塞式的、填鸭式的培训。

成功地搭建好PLM平台,第一期只实施基础部分内容,即产品数据中的图档、技术文档部分。这样规划的好处是,实施涉及配合的部门少,实施内容集中于研发部门的应用,可以用最短的时间将企业最核心的数据推向上线管理,风险降至最低、实施效率提至最高,更重要的是为将来信息化的扩展打好了良好的基础。

第一期的内容包含一个设计软件的集成,这是任何PLM项目都会遇到的第一个集成问题。因为从PLM的发展源头上讲,PLM由PDM发展而来,PDM在设计软件的基础上诞生,所以PLM发展至今,哪怕可预见的将来,始终与设计软件具有天然的关联性。企业研发部门所使用的设计软件可能不只一种,规划前要统计种类、版本等信息,为后续的顺利完成集成这一块的实施做好铺垫工作。

图2 PLM平台

3.3 产品结构管理

产品结构管理主要指BOM的管理(如图3),它是非常重要的产品数据,影响设计、工艺、制造。这一部分内容单独出来另作一个阶段实施,就是因为它太重要了,不宜操之过急。经过第一期的验证,核心用户已经熟悉并理解了PLM上图文的基本操作,在此基础上再开始零部件的管理相关培训,用户会比较容易接受和理解,然后再实施服务企业实际业务需求的产品结构管理。这阶段的实施涉及配合的部分会由研发部扩开到销售、工艺、采购、制造等其他强相关的部门,所以第二期的实施难度、实施周期都可能大于第一期。系统的主要配置在第一阶段已经完成,所以第二期重点抓好调研工作,减少实施后的返工几率和范围将是影响整体实施周期的重要一环。

BOM既是PLM的重要基础数据,同时也是ERP的核心数据,所以这一阶段会涉及PLM与ERP的集成。集成的方式有多种,区别主要体现在方便与成本的矛盾。最方便的是直接使用软件商的集成中间件,这个成本最高,工作量最小。工作量最大的是自行开发实现集成,不过这种方式成本最低。企业可以在综合考虑自身的技术力量和预算后选择符合实际的选择。集成的目标是实现数据的双向互通,即PLM端可以访问ERP端数据,ERP端也可以接收PLM端数据。PLM是数据的源头,数据的完整性、正确性、有效性都由它管控。

图3 产品结构

3.4 项目管理

PLM对产品的管理可以从两方面来看,数据管理和过程管理。数据是基础,有些项目把数据管理和项目管理放在一起实施,未必一定不能实现,单就乙方来讲,一期内客户实施的内容越多,当然越符合己方的利益,但是如此的规划是不是真正最符合甲方的需要,这恐怕是个值得商榷的问题。目前主流PLM中,产品数据与项目之间都存在关联,基本思想是用实际的受控数据来驱动项目计划的进展,按照这种思路,数据管理运行效率高,那么项目管理的效率就高,反之,如果数据管理的效率地下,错误率高,会直接影响到项目管理的进度,所以数据管理先做好有一定的基础作用。将项目管理规划规划在数据管理之后,就是考虑它与数据管理在PLM体系的中存在这种关联机制。项目计划形式如图4,通过可交付结果与数据管理库关联。

图4 项目计划

3.5 工艺管理

工艺管理的内容(如图5)相对于数据管理、项目管理,更显得独立些。所以这一块的规划分在第四期,也可以与项目管理的规划期互换。这期的实施配合参与部门主要是工艺部门,影响范围主要是工艺数据。工艺这一块的实施可以结合产品结构来做,利用PLM系统的可视化工具,达到直观的效果,提高用户体验。

图5 工艺管理

3.5 未来规划

前面四部分的内容按照循序渐进的原则逐一实施完成并经过各个时期的使用验证,最终取得整体上良好效果。做到这一步,就目前国内的PLM实施现状来看,已经是走在前列了。未来根据企业的发展状况,需要再扩展其他领域管理的信息化,可以再考虑提升规划,通过实施实现或通过自行的二次开发实现。

PLM系统上线之后,系统的成本就和企业的成长绑在一起了,从长远来看,企业自身开发力量的培养很有必要。这样既可以在将来自主实现可能增加的客制化需求,同时可以降低对软件商的依赖。

4 结束语

PLM作为一种正在兴起的制造型企业信息化管理工具,它承载的是一种先进的产品开发管理思想,它的实施更是一项整体的、长期的系统工程,良好的整体规划是迈出成功的第一步。本课题针对电子高科行业的特性,结合项目实践,在深入研究的基础上提出上述PLM规划的整体方案。

 

 

 

 

PLM及虚拟装配

科技的发展带来信息技术的不断更新,面向虚拟制造的信息技术要求也应运而生。国内外PLM厂商相继推出面向工艺环节的虚拟制造解决方案,本文提到的西门子和达索作为国际知名PLM供应商,在虚拟装配方面提供了专业的设计环境,可以让使用者像在真实环境中一样对产品的装配进行模拟操作。其实现在作为国内PLM的领军企业,华天软件基于自主研发的三维轻量化浏览器和工艺设计平台,也推出了面向机加工和装配工艺的工艺仿真软件SVMAN。SVMAN将工艺设计思路和方法融入到三维产品模型的可视化交互过程中,把三维数据作为贯穿设计、工艺、生产、检验维修等环节的核心载体,实现设计与工艺数据的协同共享,各环节不需要间重复创建,保证全生命周期过程的三维贯通。


 

 

 

 

随着科技发展,各种信息科技也正不断地融合到制造流程之中,在计算机整合制造及同步工程的基础上又出现了虚拟制造,透过虚拟真实技术,利用计算机和周边设备,生成与真实环境几乎一致的3D虚拟环境,让用户可以从不同的角度和视点来观看,并透过辅助设备与虚拟环境中的物体进行交互关联,模拟完成制造过程。

 

在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的趋势发展下,制造业正面临十分严峻的挑战,必须要透过不断地提高生产效率,改善产品质量,降低成本,提供优良服务,才能在市场中占有一席之地。

 

随着科技发展,各种信息科技也正不断地融合到制造流程之中,在计算机整合制造(Computer Integrated Manufacturing System;CIMS)及同步工程(Concurrent Engineering;CE)的基础上,如今已又出现了虚拟制造,透过虚拟真实技术,利用计算机和周边设备,生成与真实环境几乎一致的3D虚拟环境,让用户可以从不同的角度和视点来观看,并透过辅助设备与虚拟环境中的物体进行交互关联,模拟完成制造过程。

 


3D虚拟环境

 

虚拟制造的最大优点,就是可以在产品在实际生产前,可以让使用者事先针对产品和制造相关方面的潜在问题,进行分析和预测,实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检测及企业各级的管理控制等,以加强制造过程中的决策和控制能力。

 

 

缩短工期的PLM解决方案

 

 

虚拟制造除了需要计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工艺设计(CAPP)等技术外,为了能够让产品制作过程,从规划到执行所涉及的各种复杂而相互联络的活动,都能够加以管理,透过产品生命周期管理(Product Lifecycle Management;PLM)缩短工作周期,改善协同并促进整个制造过程的知识和资源使用,更是虚拟制造用来支援及简化制造活动,提升制造质量及效率的重要武器。

 

在PLM环境下,来自CAD的大量产品信息,包括描述零部件几何形状的数模和图纸、记载技术条件和标准的文字档案、相关的动画或影视档案等,都可整合在产品结构树中,并透过物料清单(BOM)信息与制造过程清单(BOP)之间的关联,确保在正确的工作环境中,使用正确的产品配置。

 

目前与虚拟制造有关PLM解决方案,如发源于航空制造企业的Siemens PLM,已是全球虚拟制造领域公认的领导厂商,所推出的Tecnomatix虚拟制造解决方案,可透过改进产品的制造过程,让企业可以快速应对产品设计变化,有助于共享产品制造过程及生产设计最佳经验,并可在使用实际资源的决策前,以数据方式展示应用效果,确保实际工作过程达到预期的商业成果。

 

Dassault Systems的PLM虚拟制造解决方案DELMIA,可以帮助制造部门用设计出产品的全部生产流程,并在部署任何实际材料和机器之前进行虚拟展示。DELMIA将制造过程分为三个不同的领域,首先是工艺规划,包括布局规划、时间安排、工艺与资源规划、产品评估和成本分析;其次是工艺细化与验证,包括制造与维护、焊点布局、装配序列、制造车间与单元布局、加工操作和劳动力配置与互动;最后是资源建模与模拟,包括工厂流程模拟、机器人工作单元的配置与离线程序设计、数控加工、虚拟现实场景和人机工程分析。

 

 

有助改善产品可装配性的虚拟装配

 

 

另一个与虚拟制造关系密切的技术,则是虚拟装配技术。在交互式虚拟装配环境中,使用者可以使用各类交互设备,包括资料手套、位置跟踪器、鼠标、键盘、力反馈操作设备等,像在真实环境中一样对产品的零组件进行装配操作。

 

在虚拟装配的操作过程中,系统会提供实时的碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理等功能,进而让使用者能够对产品的可装配性进行分析、对产品零组件装配序列进行验证和规划。在装配(或拆卸)结束后,系统还会记录装配过程的所有信息,并生成评估报告、影片记录等供分析参考,或是用来培训装配操作人员。善用虚拟装配,可以验证装配设计和操作的正确与否,及早发现装配中的问题,对模型进行修改,堪称是虚拟制造技术的关键部分。

 

目前针对虚拟装配的研究可以分为三类。首先是以产品设计为中心的虚拟装配,在产品设计过程中,为了有效协助制订与装配有关的设计决策,于是在虚拟环境下,针对对计算机资料模型进行装配关系分析,其中结合了装配设计(Design For Assembly;DFA)的理论和方法,基本任务就是从设计原理方案出发,然后在各种因素制约下,寻求装配结构的最佳解决方案,由此拟定装配草图,以全面改善产品的可装配性,如透过类比试装和定量分析,找出零组件结构设计中,不适合装配或装配性能不好的结构特征,进行设计修改。

 

其次是以工艺规划为中心的虚拟装配,是以产品信息模型和装配资源模型为基础,采用计算机模拟和虚拟实境技术,进行产品的装配工艺设计。由于以工艺规划为中心的虚拟装配,以操作模拟的高逼真度为特色,包括虚拟装配实施对象、操作过程以及所用的工具,均与生产实际情况高度吻合,因而可以生动直观地反映产品装配的真实过程,使模拟结果具有高可信度,进而获得可行且较优的装配工艺方案后,再用来指导实际装配生产。

 

根据涉及范围和层次的不同,又可分为系统级装配规划和作业级装配规划。前者是装配生产的总体规划,包括市场需求、投资状况、生产规模、生产周期、资源配置、装配车间布置、装配生产线平衡等内容;后者则是以装配作业与过程规划为主,包括装配顺序的规划、装配路径的规划、工艺路线的制定、操作空间的干涉验证、工艺文件生成等内容为主。

 

最后则是以虚拟原型为中心的虚拟装配,是利用计算机模拟系统设法实现一定程度的产品外形、功能和性能类比,以有效分析零件制造和装配过程中的受力变形,对产品装配性能的影响,为产品形状精度分析、公差优化设计,提供可视化的结果,包括切削力、变形和残余应力的零件制造过程建模、有限元分析与模拟、配合公差与零件变形等,以产生与真实机具有可比性的效果。

 

 

 

 

 

PLM在工业4.0中的作用:个性定制、个性服务、智能生产

将CPS用于三个维度的集成是工业4.0的核心思想。其中,端到端集成的重点技术是产品生命周期管理(PLM)。在《工业4.0》这本书中,将产品(Product)看成一个系统(System),从而将PLM升级为SysLM,并力主以SysLM为主导控制工业生产的复杂性。PLM可能是工业4.0的核心技术、应用工业大数据的主要方式、还可能是支撑制造企业转型的切入点。

 

  一、PLM在工业4.0中的作用

  1、PLM支撑个性化定制

  支撑个性化定制是工业4.0的特征之一。在工业4.0时代,个性化定制不像现在买汽车,只有颜色、型号等非常有限的选项,而是涉及到关键零件,如发动机。

 

  选零件本质上已经是一种设计了。用户不是设计师,而设计是个专业性很强的活。要解决这个矛盾,就要用软件来支撑。这个软件就是PLM。PLM提供合适的部件,能保证用户所选的部件能与其他部件一起正常运转,且保证产品质量。从这种意义上说, PLM就像傻瓜相机:自动对焦、自动调光圈,让普通人也能照出近乎专业的照片。

 

  2、PLM支撑智能生产

  生产过程的智能化,有赖于智能工厂和智能产品。其中,智能产品就是依靠PLM开发出来的:一部分由研发人员设计,另外一部分由用户自行设计。设计软件的基础都是PLM。

 

  笔者曾经撰文描述:在工业4.0的工厂中,智能产品就是一个CPS。这个CPS的虚拟部分,首先是由PLM设计出来的,然后再经过ERP将其与生产计划和具体部件挂钩,以便在工业4.0的工厂中由新一代的MES智能化地生产出来。

 

  3、PLM支撑个性化服务

  个性化定制的产品交付用户以后,会面临服务的难题:零件是个性化定制的,维修人员可能都搞不清设备具体用的是哪个型号的零件。如何有效地进行服务呢?个性化服务仍然需要个性化定制时的信息,而这个信息就是由PLM管理的。

 

  于是,对一个特定的产品来说,在设计之初的PLM是设计图;生产的时候PLM是工艺方法;使用的时候PLM就是说明书,维修维护的时候PLM就是病历卡。这样就可以更加精准有效地服务了。

 

  二、PLM对制造型企业转型的作用

  如果说工业4.0是个漫长的发展过程,制造企业的转型则是企业面临的现实压力。制造企业转型的方向无非有两个:一个是研发、一个是服务。也就是‘微笑曲线’的两端。PLM对这两个方向的转型,都具有重要的支撑作用。

 

  PLM为什么能支撑企业转型呢?把研发和服务看成一种生产过程,就容易明白了。传统产业主要生产实物,现代产业的竞争力则是生产‘知识产品’:设计图、工艺方法、软件等。为了提高生产效率,实物产品的生产经历了从手工劳动到工业化大生产的转变。同样的道理,‘知识产品’的生产同样也要提高效率。

 

  现代化工业大生产是从流水线的发明开始的:也就是所谓的工业2.0。流水线生产之所以能提高效率,是因为压缩了不必要的劳动(如工人更换工具、来回走动)。每个人只做一件事。要做到这一点,必须很多人协作完成。而要协作完成,每个工序的操作必须标准化。

 

  PLM的道理也是一样的:要提高‘知识产品’的生产效率,必须降低一切不必要的设计和创新。具体地说,就是要尽可能地采用已有的部件、知识和方法,解决新的问题、满足新的需求。而PLM正是用来管理这些东西的。同时,PLM还可以用在开发、生产、服务过程的协同。从某种意义上说,PLM就是用于‘知识产品’生产的ERP、MES。

 

  ‘知识产品’的生产要跟上时代潮流,也必须与信息技术相结合、以信息技术为工具,而这个工具就是PLM。

 

  当然,要实现‘知识产品’生产的流程化,仅有信息技术还是不够的,必须与研发体制改革配套才行。这是题外话,此处就不多说了。

 

  三、用好工业大数据必须借助PLM

  大数据是近几年的热点。用好大数据,对未来的工业企业至关重要。然而可悲的是:大数据理论被有些别有用心的企业和所谓的专家绑架了,不了解的企业很可能会误入歧途。在某些‘砖家’眼里,大数据就是一堆金光闪闪的宝藏,随时可以换成真金白银。岂不知,非结构化的数据很难利用,‘沙里淘金’不仅是个花时间的力气活,也是个技术活:如果矿藏的品味太低,淘金也会是个赔钱的买卖。有些数据可以淘出金子,更多数据则依然是垃圾。

 

  笔者认为,用好大数据的关键是建议一个合适的PLM。这是因为,PLM中的知识和数据,就像存在银行中的现金,是可以随时拿出来用的。数据、知识是一种非常值得投资的‘现金’:会因为‘存款’而增加,却不会因为‘取款’而减少。

 

  四、做PLM要花大力气

  信息时代缺少的不是知识或信息,而是人注意力。PLM做不好,有用的知识和数据就会淹没在没用的数据和知识的海洋中,成为难用的废物。

 

  要做好PLM,关键是做好数据和知识的结构。PLM的体系越大,结构就越重要。这就像图书的管理:如果家里只有几本书,随便放都可以找到。但如果是一个图书馆,有数以百万级的图书,就需要认真编目和存放了。没有编目和有序存放的图书,无异于一个废纸堆。

 

  PLM的难点也就在这里。与ERP、MES相比,产品开发和服务的流程规范性很差,数据的规范性自然很差。所以,对知识和数据的结构化也就很难了。

 

  PLM在离散制造行业发展的很快。但要将其运用到流程行业就很难了。原因是:流程行业的数据和知识面临‘组合爆炸’的风险,人们很难把握哪些数据和知识该存、哪些不该存。这样,PLM在执行过程中就会很不规范。

 

  同样,要把工业2.0、3.0时代的PLM用到工业4.0时代,也会面临众多的挑战。正如《工业4.0》书中指出的,未来的产品已经成为一个系统,复杂性大大增加了。同时,PLM的数据管理,要适合CPS的要求。也就是说,对数据完备性的要求大大提升了。

 

  这些矛盾如何解决?笔者有一个设想:让知识自动地推送到需要它的地方。

 

  具体地说,首先要将研发和服务的过程流程化、角色化。当特定的角色进入特定的流程时,真正有用的知识会自动地推送到他的面前。这时,要把研发和服务看成一种知识的生产,把需要推送的‘知识’看成一个零件,把推送知识的系统看成智能的生产系统、把传统的PLM看成现代化的无人仓库。而这套‘生产系统’需要更高级别的知识来管理。这大概就是安筱鹏司长所说的‘系统的系统’吧?

 

  这些道理说起来还是容易的,做起来会非常不容易。这不仅是技术问题,还是企业战略问题、企业文化问题、是投资问题。开发一套真正具有生命力的PLM,是件非常辛苦的工作、是件‘黑发人熬成白发人'的工作。

 

  特别地,数据需要积累到一定程度,才能发挥关键作用。一个成长性良好的PLM可以变成‘龙’,成长性差的则会变成‘虫’。PLM本身的成长性就必须受到足够的专注。这或许是PLM成败的关键因素。

 

  五、总结

  天下没有免费的午餐,成果必须通过辛勤的劳动才能获得。如果把工业4.0、工业大数据看成是人们梦寐以求的‘果实’,PLM的建设则是种树。关注工业4.0、关注工业大数据的企业,应该把注意力集中在PLM上。这是需要长期不懈、踏踏实实实践的工作。

 

  最后,与大家分享殷瑞钰院士10年前对我讲的一段话:“做大事,快不得也慢不得”。快不得就是要沉得住气、不能急功近利;慢不得就是要只争朝夕、勤奋努力。无论搞工业4.0还是PLM,都应该秉持这个态度。

 

 

 

 

 

PLM系统定制好还是标准化好

近日,笔者在微博上看到某IT巨头的高级顾问与一个国内ERP顾问又为了“标准套装软件好”还是“定制化软件好”争得不可开交,由此想到了自己这几年的历程。8年前我在一家国内知名的PLM软件公司任职,为了满足客户的各种要求,公司40多名程序员日夜不停地开发“最适合客户”的PLM系统。最多的时候,一年曾经同时维护11个不同的版本,当时高层领导甚至一度想开发“行业版”,但由于种种原因没有推行。当时,我们顾问在外最常对客户说的就是:“我们的PLM有完全的自主知识产权,可以完全根据你的需求来开发。用软件要用最适合自己的,国外的软件是好,但是不一定适合你。”

 

    6年前,这家公司换了一个从美国进修回来的老总,进公司后第一件事就是砍产品线,最后就留了一条产品线而且硬性规定版本半年更新一次。老总当时做出这个决策的依据是:我们自己的产品在图文档方面已经非常完善,即便有问题也是易用性的问题,在这种情况下,完全可以让客户先从最基础的图文档管理方面下功夫先做起来,如果需要增加诸如项目管理之类的高阶功能,完全可以免费升级到下一个版本。老总的做法立竿见影:公司40多名程序员减少到了20多名,实施人员增加了1/3,销售收入翻了一番。

 

    3年前,我换了一家代理国外PLM产品的公司,让我惊讶的是:这家公司基本不给客户进行真实系统的演示,而这种做法听说是所有国外PLM软件的惯例。不过随着逐渐融入公司的工作氛围,我发现这家公司也还是颇具中国特色:虽然在售前很少给人做演示或者开发,但是在实施过程中却针对国内的客户需求开发了大量的应用,我想这也算是“洋为中用”。

 

    半年前,我见到了我们一个最大客户的CIO,这家我们已经实施维护了5年的大型集团的CIO向我抱怨最多的是:“当年我们都不成熟,要你们公司给我们开发那么多个性化应用,现在看起来有很多都白费了,外国人开发的软件的标准功能还是有他的道理的。”

 

    在定制还是标准化上,外国人其实也走了很长一段探索的路程。20世纪60年代,面向企业的应用软件都由计算机厂在卖出计算机后,另外收费为企业定制开发的。但是有4名IBM公司的德国软件工程师认为企业软件完全可以独立于计算机来销售,于是开发和销售了世界上第一款商业标准软件并大获成功,这就是SAP。有很多人说SAP的强大在于其有非常多世界500强的实践经验,SAP将这些世界500强的实践经验集合成标准的商业套装软件,然后到其他希望成为世界500强的企业里进行复制。这其实揭示了这种商业套装软件的一种商业模式:开发标准功能适合成千上万的企业。

 

    但是其实这只是SAP的商业模式中的一个环节,对SAP来说,他并不是简单而古板地在一个企业“复制”,然后到另外一个企业去“粘贴”。事实上,SAP鼓励自己的实施服务合作伙伴在其商业套件上开发更有针对性的行业套件或者模块,如果实施服务伙伴开发的行业套件或者模块得到行业领先客户的认可,并通过了SAP的认证,那么SAP可以将实施服务合作伙伴开发的行业套件或者模块打上SAP的Logo在全球推广,得到的收益向实施服务伙伴进行分成(与苹果的APP商店模式多么相似)。由此,SAP建立了一个覆盖全球咨询公司、实施服务伙伴和独立顾问的庞大的生态网络,这也是为什么SAP在全球的实施服务收入远高于其license的销售收入。

 

    PLM领域目前尚未形成这么明确的生态圈,但是很多国外PLM系统的开发,本身也来自于某些行业顶尖的客户,PLM软件厂商一般会在满足这些行业顶尖客户需求的基础上,将这些客户需求作为标准功能慢慢融合到未来1~2年的大版本当中。当然,由于其架构的灵活性,实施商也可以选择不使用标准功能而给某些客户单独开发一个更适合的功能。

 

    “标准好”还是“定制好”?我觉得是一个永远也难以有结论的话题。我个人的观点是,如果企业是一个快速发展的企业,希望能够有系统支持业务的发展,那么我个人建议使用定制化的软件——因为这类企业的内部管理往往有自己的特色,而且短时间内也不会接受剧烈的变革;而一旦企业处于一个平稳发展的阶段,使用标准化的商业套件再加上适度的个性化开发往往更好——因为这类标准化的商业套件往往扩展性都比较好,能够适应企业业务快速但是并不迅猛发展的需要。

 

 

 

 

PLM技术深入应用 传统生产商试水“智造”

导读:在迈向先进制造过程中,除了提升机器的自动化水平外,更为关键的是通过自动化软件进行监控管理。目前,越来越多的制造商开始使用PLM(产品生命周期管理)技术,打响了一场静悄悄的工业领域“数字革命”。

  

  试想一下,如果你是一家汽车生产商的负责人,收到了生产100辆卡车和100辆轿车的订单。你是先生产100辆卡车,还是先生产100辆轿车,或者是将大卡车与小轿车混合交替生产?

 

  无论是选择先生产卡车还是生产轿车,都会产生大量的待售品,占用更多的现金流。理想的生产状况是进行灵活的小批量、多批次生产,使生产得以均匀、连续,这样产生的库存待售品才最优,而且生产过程的原材料消耗会更少,现金流也更为顺畅。未来制造工厂所追求的目标必然不再是工业化大生产,而是建立在端对端数字化之上的多品种、个性化、高效优质的生产。

 

  然而,要做到这点并非易事。在迈向先进制造过程中,除了提升机器的自动化水平外,更为关键的是通过自动化软件进行监控管理。目前,越来越多的制造商开始使用PLM(产品生命周期管理)技术,打响了一场静悄悄的工业领域“数字革命”。

 

 

  加快市场投放速度

 

  豪华轿车的销售人员经常会听到这样一个问题:“这辆车从0到加速到100公里需要多久呢?”但是工业产品销售的成功,也需要依靠制造商对于市场需求的响应速度和灵活性。毫不意外,今天的世界充满了竞争,每个人都希望能够做到首屈一指。

 

  对制造商而言,竞争归根到底还是取决于三个词:时间、成本和效率。从时间上看,要尽量缩短产品从研发到投入市场的时间;成本上来考量,要避免成本的浪费,而非缩水原材料;效率更是无需赘言。而随着产品数据类型和数量呈现爆炸式增长,传统的管理流程已然不能再适应公司的发展。

 

  自主品牌福田汽车就面临着这样的烦恼。企业在国内发展迅速,根据战略将俄罗斯、印度、巴西、墨西哥、印尼五个国家建立工厂,在中国建设全球总部,建设全球创新中心、业务管理和运营中心。然而,这么多区域之间如何灵活高效运作?

 

  福田汽车信息技术部研发工程系统科科长陆勤柱介绍:“1998年,通用汽车在全球首创产品研发部门信息官,建立PLM战略,并在全球各工厂开始大规模推广PLM。此后,通用汽车的新车从设计到上市的时间,由42个月缩短到12个月。”鲜活的案例给了福田汽车很明显的启示。他们最终选用西门子公司的PLM软件来建立统一的平台解决方案。

 

  通过PLM技术的深入应用,福田汽车实现了总部与各分公司之间的异地管理、协同设计与生产、数据共享以及业务流程和标准的统一,实现了研发数据的体系化管理,将产品开发周期缩短30%,返工量减少20%。

 

  据介绍,西门子已在全球顶级汽车OEM制造商中的90%以上和一线汽车OBM厂商中的近90%中,成功部署了自己的PLM技术和解决方案。

 

  改变传统生产模式

 

  PLM技术彻底改变了传统的生产模式。

 

  西门子PLM软件大中华区首席执行官兼董事总经理梁乃明举例说,比如生产一支笔,传统做法是先出一张图纸,然后调整机床参数去开模做出样品,图纸返回研发部门经过比对修改,才能进入生产线。但利用PLM技术,从研发到制造基于同一个数据平台,在设计时就可以将这支笔的特点、长度、直径等参数,直接与下游加工机器的数据同步,通过仿真就可以将设计定型,直接上线生产,完全不需要纸质图纸。传统制造节奏改变了,费时费力费钱的工艺都可以省下来。

 

  这意味在将来,PLM能够将技术工人与设计师、工程师、市场经理、公司的客户通过社交网络连接起来。3D现实技术能够让所有的人员都能够直接参与到创新过程当中,因此提升了产品对于最终用户的价值。

 

  另外,梁乃明介绍,协同开发设计也是PLM技术的一大特点。譬如设计汽车零部件,这个部件在这个车上可以用,在那个车上也可以用,就不需要再重新研发、重新测试、重新模拟,效率可以提升很多。除了仿真和数字化制造,有些复合材料是高精尖制造业行业的特殊要求,这部分针对复合材料的设计和仿真,可以用在汽车行业,也可以用在航天航空方面,涉及的领域很宽。

 

  在数字化制造的前提下,产品的设计和制造都基于同一个数据平台,消除了研发部门与生产部门工作的时间差,彼此同步进行让各方配合得更加默契,这大大改变了传统制造的节奏。另外,由于在研发环节产生的数据能够在工厂各个系统之间实时传递,与此同时,数据的同步更新又避免了传统工厂由于沟通不畅产生的误差,更大大提升了生产效率。

 

  未来制造想象空间

 

  而就在最近,作为制造业大国的中国也宣布,实施“中国制造2025”。此前美国人已经开始“第三次工业革命”,德国人则启动“工业4.0”战略。2015年的政府工作报告明确提出了“中国制造”的概念:“推动产业结构迈向中高端。制造业是我们的优势产业。要实施‘中国制造2025’,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。”

 

  在业内人士看来,无论是中国制造2025,还是德国工业4.0,甚至美国第三次工业革命,本质上都是趋同的。不管概念的具体阐述如何,这些大国都逐渐认识到,制造业仍然是经济可持续增长的发动机。包括PLM在内的数字化、智能化制造,将深刻影响未来工业发展。

 

  数据显示,目前,PLM的应用行业已经从机械、电子、航空航天和汽车等离散制造行业逐渐向服装服饰及制鞋、快速消费品、生命科学与制药,甚至钢铁、化工等流程行业以及建筑业延伸,业内预计2014至2018年中国PLM市场的复合年增长率将达14.9%。

 

  无论是叫什么名字,未来制造的一大愿景就在于,让设备和设备开启对话,产品和生产设备之间相互沟通,建立虚拟世界与现实世界之间的对话窗口。在未来智能工厂中,人类、机器和资源能够互相通信,就像社交网络中一样自然。智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的用途。它们将主动地对制造流程,回答诸如“我什么时候被制造的”、“对我进行处理应该使用哪种参数”、“我应该被传送到何处”等问题。

 

  据工信部测算,未来20年中国工业互联网的发展,至少可带来约三万亿美元的GDP增量,未来互联、集成、智能生产、数据处理、产品创新都将直接受益于“中国制造2025”规划。 

  

 

 

 

 

PLM良方应对中国制造业之痛

支持一体化的PLM系统,打通了企业的任督二脉,这样的企业就能在市场中更快速地反应,服务也能更加符合客户的个性化需求,生产型向服务型的转变才更有可能成功。

 

上承CAD,下接ERP的PLM一体化解决方案

 

中国制造业近年快速发展,企业规模迅速扩大,企业整体能力有了整体的提升,进入工业化中期后半阶段。中国机械科学研究总院副院长曲贤明曾表示,未来十年,中国制造业需要由生产型制造向服务型制造转变。大力发展包括系统设计、系统成套、工程承包、设备租赁、远程诊断服务、回收再制造等现代的制造服务业。制造服务业如果发展滞后,也会令企业在价值链高端缺席。服务型制造这一发展趋势,或曰变革,正在全面的进行。

 

不通则痛,服务型制造亟待疏通管理“神经”

 

服务型制造,强调的是“服务”,即,以客户的订单型产品为中心,而不是以单一型产品为中心;以精准的研发、高质的制造、快速的物流为手段,提升客户满意度以获得高利润空间。由此可见:首先,整个服务制造过程中,包括研发设计的CAD制图软件、产品管理的PLM(ProductLifecycleManagement)产品生命周期管理系统、制造的ERP(Enterprise Resource Planning)企业资源计划系统等等的诸多信息化系统的一体化集成,将成为重中之重;其二,随着分工日益细致,多企业的协作生产、多部门的协同工作也成为众多企业管理瓶颈,亟需解决;另外,服务型生产需要按客户的需求为中心,客户多变的订单也要求工程变更(Engineering Change,简称EC)的管理要从需求、设计一直延续到制造环节,才能保证变更的及时性和准确性。

 

 

由上可见,作为和产品创新最紧密相关的PLM系统,为适应这一变化趋势,需要作出重大改变。总的来说,多系统一体化集成、多工厂协同工作、多组织变更控制是PLM系统顺应中国制造业变革而需要面对的三大问题。传统PLM,包括国外大型PLM产品和国内中小型的PDM/PLM产品,甚至客制开发的PLM项目,重点都在强调产品研发创新、CAD图档和技术文档管理、零部件/BOM管理和研发部门内部的EC管理。对于以上发展过程中的新问题,已经不能很好解决了。下面,我们借用中华传统的医学概念来探讨一下新趋势下制造企业的有什么“病痛”,尝试着望闻问切、对症下药,探索一条有特色的PLM之路。

 

中华传统医学讲究经脉,而最核心的当然是任督二脉了。任督二脉属于奇经八脉。任脉主血,为阴脉之海;督脉主气,为阳脉之海。也就是说,若任督两脉气机旺盛,同样也会循环作用于十二正经脉,任督两脉起着主导作用,故曰:“任督通则百脉皆通”。

 

和人体一样,企业也是一个有机体,但其中的各类信息化系统,大多是各自为政,头痛医头脚痛医脚,比如上2/3DCAD甩图板、上OA无纸办公、上ERP解决生产和库存的问题等,这些系统虽然都在各自的领域发挥了重要的作用,但从企业全局来看,整体的效率没得到有效提升,甚至导致了信息孤岛的存在。比如,有些企业上了PLM和ERP系统,结果还需要专门的“翻译”岗位来进行两个系统间数据的转换和传递,无疑造成了组织臃肿、整体运行效率的低下;研发部门更改了CAD图纸,造成物料和BOM的变更,也没能及时甚至有时是错误的传递给生产部门,造成生产事故,也屡见不鲜。几个部门没法协调工作,“不通则痛”,对企业和人体都完全适用。

 

对症下药,PLM打通制造型企业管理任督二脉

 

试着诊断一下。CAD系统主导的研发流程,ERP系统主导的生产流程,就如同任督二脉之于人体一样,是主导整个企业运行的最重要的两个循环脉络。打通CAD/ERP这“任督二脉”,从而使企业营销、研发、工程、质保、生产、管理各环节的多个部门达到“百脉皆通”,就该PLM担此重任了。但是,传统的PLM系统只是解决研发部门内部的一些信息化问题,不仅没有贯通这些环节,反而会又引入新的“病因”,这也是很多PLM系统实施失败的主要原因。因此,传统的PLM系统要从研发部门的技术数据管理平台,走向“上承CAD,下接ERP”的一体化方案解决者的道路;PLM系统的功能重点,要从研发部门的产品数据和流程管理,进一步扩展到紧密集成CAD模型数据和紧密集成ERP生产数据。

 

如果PLM能将CAD中的零部件属性、装配树结构、系列件配置和文件存储诸方面承接下来,那么研发工程师只需要在CAD系统里面按照原来的工作方式进行CAD图纸绘制和模型搭建,PLM中就会出现相对应的产品数据,而且是PLM可管理的有效数据。这些数据在PLM系统经过一系列功能运算(如变型派生)、工作流程(如项目任务分解)和审批生效(如图纸归档入库),最终产生可投入生产的物料、BOM、工程变更通知、取替代件信息等,传递出去,就可以为ERP系统直接使用了。只有这样,企业和产品相关的技术部门各环节才能一体化的工作,做到完全的数据共享,工作贯通,打通了任督二脉,从而气血两旺,营造健康的机体。

 

支持一体化的PLM系统,打通了企业的任督二脉,这样的企业就能在市场中更快速的反应,服务也能更加符合客户的个性化需求,生产型向服务型的转变才更有可能成功。中国制造业的服务化转型变革过程中,这类具有一体化思想的现代PLM系统,正在扮演重要的角色。