PLM(Product Life Management)詮釋為產品全生命周期管理,更明確的說,是對產品的技術數據進行全生命周期的管理。它應該涵蓋產品從技術協議----訂單----設計---工藝---生產準備---生產制造---現場安裝調試----運行維護----修理----報廢所有環節。在大多數企業,首先都選擇設計部門進行PLM項目的起步和實施,隨著設計部門的實施再陸續向上、下游拓展,延伸到工藝、生產、制造、物資等管理部門。
本文將結合筆者近年來在企業實施PLM項目的實踐,重點探討在設計部門實施PLM的方法。
在設計部門,重點管理的技術數據大致可分為四大部分:
1. 產品設計的三維模型、二維圖紙、設計文檔
2. 產品結構數據(設計BOM)
3. 與設計BOM數據密切相關的編碼數據,工程資源數據
4.設計工作流程,更改流程及項目管理
對于傳統的制造業企業,上述四部分數據在PLM實施的時候或多或少都已經有了大量的歷史積累和沉淀,其形態從紙質的到電子的,無所不有,數據規范程度也千差萬別。與此同時,歷史多年形成的傳統設計方式和管理模式往往已經基本固化,并且已經成為大家習慣遵守和認可的制度。在這樣的背景下,如何去實施PLM,既要讓PLM項目的實施充分繼承和保持企業傳統模式中的合理內容,又要做到創新突破,引進更科學的管理方法,這其中必然會涉及到很多方法學和系統工程的問題。如何結合企業的實施基礎和數據狀況,選擇科學合理的PLM實施方法,讓實施進度和實施效果都達到理想狀態,是一個值得探討和總結的課題。
縱觀PLM實施的案例,常見的有兩類方法,一種是縱向突破,單線挺進,另一種是橫向推進,步步為營。
所謂縱向突破,就是在實施PLM時,以一到兩個典型產品為對象,連續實施PLM的全部功能模塊。這一方法的特點是PLM軟件的絕大部分功能在典型產品上全面實施,單線挺進,用較短的周期與企業需求進行磨合,PLM項目的實施目標及驗收依據明確,而且容易實現。這種方法,往往是軟件供應商首選的實施方案。
使用縱向突破的方法,對許多企業而言,由于產品設計和生產絕不僅限于典型產品,特別是如果產品間借用數據多,新設計要使用大量老數據的時候,由于PLM系統內數據匱乏,所以并不能真正顯示和發揮PLM的優越性。另外,在技術管理和生產管理中,由于PLM方式與傳統方式并存,也可能給企業各部門的管理帶來一定的沖突和矛盾。特別是一旦軟件公司驗收結束撤退后,企業缺乏后續的組織能力進行數據的補充,則PLM的應用有可能逐漸流于形式,極端情況甚至會導致PLM實施的失敗。所以一般來說,縱向突破的實施方法比較適用于歷史電子數據積累教少,新產品對老產品數據的借用少,以全新設計占主導位置的企業。
橫向推進,則是將PLM系統分解為若干功能模塊,如圖檔管理,工作流程管理,產品結構管理,工藝管理,項目管理模等,以全部產品為對象,以數據準備為重點,逐一實施PLM的功能模塊。采用這種方式的特點是,基礎數據先行,實施上線緊隨,夯實一部分數據,實施一部分功能。每一功能上線時,PLM系統中積累的數據達到基本滿足企業全部產品設計對該PLM功能的需求。所以,一旦某功能模塊實施上線,就此功能而言,可以覆蓋企業所有工作,沒有任何死角,PLM管理模式和PLM規范也可以一步調整到位。這一方法的特點對企業而言,實施PLM是循序漸進,步步為營,穩扎穩打,平穩過渡,PLM的功能是逐一見效,而且基礎扎實,準備充分。但整個項目實施周期會很長,在軟件合同和項目實施中要充分考慮這一因素,企業和軟件供應商必須互相理解,建立長期合作實施和服務的關系,分階段地取得PLM的實施成果。一般來說,橫向推進的實施方法比較適合于歷史電子數據積累較多,借用設計占主導地位的企業。
當然,最終衡量一個企業PLM實施是否成功的依據,應該是PLM在企業所有產品中的全面應用,不僅是技術系統要全面使用PLM的全部功能,而且還能滿足ERP組織生產所需要的全部數據。縱向突破方式下,企業的PLM驗收決不意味著PLM項目的結束,企業還是要花時間,花力氣來補充數據,橫向推進方式下,雖然PLM總體驗收所需要的時間長,但按功能實施對企業的平穩過渡非常有利。當然,無論是選擇縱向突破還是橫向推進,最后都應該殊途同歸,讓PLM真正在企業全面發揮作用。而且在PLM的不同實施階段,也可以結合企業的不同狀況,柔性地結合和選擇兩種方法,以加快PLM實施效率和提高PLM覆蓋面。
筆者所在企業由于在PLM實施時,所面臨的實施基礎是:
(1)從97年實施CAD甩圖版工程開始,已經積累了大量的電子數據,覆蓋了汽輪機、燃氣輪機、發電機、電動機四大產品的所有設計和工藝部門,而且有一套嚴格的管理制度,從CAD圖框,標題攔到CAD模版、工藝規程模版,甚至電子文件名,都建立了規范,所有電子數據都是井井有條,管理有序的。
(2)在圖紙和工藝文件的CAD設計會簽工作和對圖樣的更改管理工作中,也建立了比較規范的流程管理制度,通過紙質的流程單進行流程簽名和流程運轉的控制。
(3)面對200多人進行管理,僅靠制度,仍然出現有章不循的現象,導致管理漏洞。特別是在電子數據的版本管理上缺少技術制約手段,如多專業對同一文件(如部套目錄)進行修改時就無法保證版本的唯一性,電子數據與紙質圖紙的不一致性,手工填寫流程控制單的隨意性,重大數據更改記錄無法有效保存,也不可追溯等等。
(4)傳統的設計方法形成的產品結構數據中,除了自制件的圖號可以基本滿足信息化管理的物料唯一性標識要求外,大量的標準件、外購件、規格件、焊接材料等輔料的標識都不能滿足數據庫管理的需求,而且數據的一致性差,數據的隨意性時有發生,企業沒有一套合理科學的物料編碼體系,更沒有企業工程資源庫,原材料在產品中的使用也處于比較隨意的狀態。
(5)企業四大產品的技術數據各具特色,比較復雜。汽輪機產品以自制為主,產品數據量極為龐大,燃氣輪機產品與GE公司合作,產品數據中外合壁,發電機/電動機的產品數據也自具特點,其管理體系與汽機和燃機有著明顯不同。
上述現狀,決定了在我們企業實施PLM,既有圖檔管理管理和流程管理的良好基礎,又存在產品結構管理和物料管理方面的薄弱環節,加上產品復雜,數據復雜,設計部門的工作又比較繁重,必須要有合理的實施方法才可能取得實施的成功。通過分析。我們決定從具備良好實施基礎的圖檔管理管理和流程管理入手,采用橫向推進的方法,集中力量全面導入所有電子數據后,再組織圖檔管理管理和流程管理的上線。同時也開始建立企業編碼體系和工程資源庫,為后續實施做準備。
我們先后花了2年多的時間,將企業汽機,燃氣輪機,發電機,電動機四大主要產品的全部歷史電子數據(約112284份/23G)全部整頓導入PLM系統,每類產品的歷史電子數據一旦導入完畢,立即組織實施該產品的PLM圖檔管理和工作流程管理上線,并同步建立PLM管理規范。PLM上線之日,就是傳統管理方式結束之時,全部新老數據的生成和更改都立即切換到PLM流程上進行,確保了100%的覆蓋,不留任何死角。
截止2007年底,PLM系統的圖檔管理和工作流程管理兩大模塊,在技術系統的設計部門已經全面上線,四大產品的全部電子圖樣均通過PLM系統管理維護。到2008年7月底,PLM系統中管理的電子圖樣數據規模達35.3G,,其中汽機設計圖樣77173份,燃機設計圖樣38761份,發電機設計圖樣25224份,電動機設計圖樣25224份,累計工作流程9172個。目前,每天都有幾百個PLM工作流程在系統中正常運行。
PLM圖檔管理和工作流程管理的全面上線在企業取得了階段性實施成果,技術系統的電子圖樣管理水平和工作流程管理水平得到顯著提高。CAD設計圖紙的手工簽名被PLM系統的電子簽名所取代,手工交接的流程單被PLM電子流程所取代。通過PLM軟件所提供的兩級版本管理體系,不僅確保了由更改通知單進行的圖樣更改和圖樣大版本升級的正確性,也記載和保存了圖樣在設計—校對—審核—標準化審查—工藝會簽—審定—批準—打印—歸檔—定版各環節中的任何修改痕跡。技術設計信息和更改信息全面實現了可查詢,可追溯,圖樣版本的準確性,電子數據和紙質數據的唯一性也得到可靠的技術保證。現在,所有技術人員可以隨時通過系統,快速方便的查詢所需圖樣,技術領導也可以隨時通過系統,掌握各項圖樣提交后的進度狀況,PLM系統已成為技術部門不可缺少的工作平臺。
在實施PLM圖檔管理和工作流程管理期間,企業花力氣制定了編碼體系,組織標準化室,物資公司,各專業技術部門共同參與,建立了包括金屬材料,非金屬材料,輔助材料,標準件,規格下料件,產品配套外購件在內的4萬多條規范數據的企業工程資源庫雛形,實施PLM產品結構功能的條件終于形成。
這時我們也面臨著企業的年生產制造能力不斷形成突破的局面。特別是汽輪機產品,從過去的年產四、五十臺發展到目前年產100多臺,對設計,工藝,生產組織都帶來很大壓力,迫切需要有快速高效的技術手段進行產品結構數據的組織。但在具體實施方法上,如果選擇縱向突破方式,僅在個別典型產品上完成設計BOM搭建,不僅在設計部門無法形成規模效應,而且在生產管理部門,也與組織生產所要求的數據量相差太遠。所以我們決定,一切從需求出發,率先對汽輪機產品的設計實施產品結構功能,在實施方法上,仍然采用橫向推進的方式。
橫向推進的特點是兵馬未動,數據先行,而且應該是規范的數據。所以夯實基礎數據,是橫向推進能實施成功的基礎。
我們經過統計分析,發現汽機產品結構數據在總量上雖然極為龐大,但對一批母型機組的借用率卻很高,在部套(第一層裝配結構),借用率就高達80%。因此,在數據準備和具體實施步驟上,我們選擇循序漸近,分層突破。
我們將汽機產品結構拆分為部套目錄層和綜合零件明細表層:
第一步,針對部套目錄層部分數據量相對較少,而且其代號體系完備,不需要重新編碼的特點,首先組織力量,將企業所有汽輪機產品的部套目錄數據全部整頓導入PLM系統,然后立即組織部套目錄層產品結構的上線。
一旦上線,PLM系統可以提供產品新設計想借用的所有部套數據,完全滿足了新產品部套搭建這一綱領性工作的任何借用需求。
第二步,將借用率極高的一批母型機組的綜合零件明細表數據集中整頓導入PLM系統,這部分數據是企業組織生產必須高度依賴的,而且其中相當部分需要重新編碼標識并直接使用企業工程資源庫。雖然整頓的工作量很大,但一旦整頓入庫,不僅將為后續的設計和工藝工作中所涉及到的借用數據帶來極大便利,而且可以解決ERP的主要需求。所以這樣的數據準備工作是完全值得花力氣去完成的,而且磨刀不誤砍柴功,現在所花的時間將在上線后充分顯示其效益。
目前,按照上述方法,企業部套目錄層的產品結構已經上線運轉,技術人員不僅可以從PLM系統中快速查詢需要借用的任何母型部套數據,而且還可以快速查詢任何部套在所有產品中的借用狀況,數據庫管理的優勢已經初露端倪。可以預期,一旦綜合零件明細表層,的產品結構功能上線,即可實現明細表下圖,產品的BOM數據完全以PLM數據庫產品結構數據為準的變革。而這一重大變革將徹底杜絕目前產品結構的同一套數據在圖紙和報表上的不統一性,徹底改變同一產品數據在不同機組中借用時的不統一性,屆時PLM產品結構功能的上線必將對企業設計BOM數據的管理維護帶來一次重大革命和技術進步。
回顧近年來,采用橫向推進方法實施PLM的過程,雖然表面看起來整體進度不快,但由于我們花大力氣整頓和規范了大量的基礎數據,夯實了PLM數據庫,極大地減輕了上線后再補充數據的壓力,不僅實現了傳統方式向PLM管理方式的平穩過渡,而且實際效果也很好,而且對企業來說,基礎扎實更是利在長遠。目前企業整個PLM系統平穩運行,已成為技術系統不可或缺的平臺。
在后續的實施過程中,我們還將繼續探索,踏踏實實地做好各項基礎數據的規范工作,更好地把握基礎數據和上線進度的匹配狀況,進一步提高PLM實施效率。
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