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基于PLM的研发数据管理方法浅析
2017-11-25       suixiang    浏览:124    0  

0、前言

互联网在国内工业领域的应用方兴未艾,不少工业企业寄希望于用最新的互联网技术来为企业服务,提高企业的效率与市场竞争力。工业互联网(也叫企业信息化)覆盖了工业产品的整个循环的产业链。在目前的国内,越来越多的企业,尤其是工业企业,在企业研发端的信息化投入越来越重视,这几乎是伴随着自2008年经济危机之后,使很多企业警觉自身研发的重要性而同时产生的,这说明大家都在抓整条产业链条中最有价值的部分。然而,对待新兴实物的来袭,容易引起一波波的热情甚至鼓吹。如果企业自身没有准备好,仓促上阵,可能导致事倍功半的结果。工业信息化的建设是一项系统工程,它的建成不可能是朝夕之功,必须是要从摸透实际情况出发,整体规划,然后精准的分步实施,方能产生理想的效果。企业本身所在的行业有自己行业的特点与诉求,工业互联网自身也是一个行业,它也有自己的业态与特点。要实施好一个具体的信息化项目,必须要把握好两个领域的特点,融合好彼此的诉求,并建立持续的基础,才比较容易实现双赢的局面。

1、研发数据的重要特性

研发数据是产品数据的重要组成部分,它的完整性与正确性会影响一个新产品的全生命周期的质量与效率,把握住研发数据的主要特点,是实施研发数据管理的成功的关键前提。

1.1 研发数据的源头性

研发数据的源头性着重体现在它对下游工艺、生成制造、质量、甚至成本的重要影响,所以在整个产品的研发阶段,许多重要的评审,均需要工艺、制造、质量、成本的参与,为的从源头上控制减少下游的问题与影响。下游产生了问题,往往也容易往研发端追溯。

1.2 研发数据的关联性

研发过程从数据流上看主要体现不同阶段不同形态BOM的形成。从研发早期的EBOM,到中期的PBOM,再到后期的MBOM,BOM是整个研发数据流的核心。BOM的基本组成单位是物料,物料主要来源于设计数据,这就发生了物料与设计数据的关联,而设计数据基本的又分为3D数据与2D数据,这就发生3D与2D的关联,如此一环扣一环就形成设计BOM立体关联的数据。研发数据的这种特点决定给了后续数据的变化也必须是联动的,才能保证数据的准确定。

1.3 研发数据的一致性

研发数据的一致性最重要的体现在3D与2D数据的一致性。在当前的国内企业,绝大部分采用的任然是双设计数据源的产品开发模式,即用3D设计,根据3D出2D,2D用于指导工艺、生产、质量管理等。目前虽然已经出现了一些MBD(基于模型的定义)的产品开发方法应用的苗头,但是毕竟不是主流。双设计数据源的产品开发模式就必须要求所有的环节,3D与2D必须是一致的,否则会导致设计的意图不能完整而正确的传递至工艺、生产而产生无法估计的后果。

2、PLM的典型特性

PLM是产品生命周期管理系统(Product Lifecycle Managerment)。从实施、应用实践的角度看,它有三个重要的特性。把握它的这些重要特性,对我们落实研发数据管理工作有很大的帮助。

2.1 PLM的平台性

从目前来看,世界主流厂商的PLM都发展成了产品开发的软件平台。它本身是不能发挥作用的,必须依赖于良好的实施才能产生效果。平台的选型很重要,是基础的一步,决定最终落地效果的主要还是还是人的工作,取决于实施团队的整体业务能力。

2.2 PLM与研发的强关联性

PLM里的核心模块的很多基础规则的设计其实就是根据许许多多企业普遍的研发业务规律确定的,比如研发数据的源头性、关联性、一致性,在PLM的管理中均有实实在在的体验。虽然PLM的模块体系再发展变化,但是它核心的应用仍然体现在研发业务的管理,它在研发管理信息化上的地位是很难被替代的。

2.3 PLM的集成性

三是集成性,主要体现在输入的集成和输出的集成。输入的集成,主要指跟CAD和office的集成,主流的PLM均有提供较成熟的解决方案。输出的集成主要指跟ERP的集成,它的实现方式多种多样,目前较低成本,简易可行的方式开始通过二次开发,通过“中间表”来衔接研发平台和生产制造平台。

3、研发数据管理方法

3.1 实施规划

PLM承载的是当前比较先进的企业管理思想,同时它也是一个多模块的产品体系,它的实施无法速成。要让它在一个企业的管理效率提升上发挥最大效益,应该遵循整体规划,逐步实施的策略。应用PLM来实施企业研发数据的管理要服从企业整体的PLM实施规划。

对于企业,PLM一期的重点应该是平台导入和研发数据管理。打好基础,抓住当前重点,才能保证一期实施效果的落地。一个新平台的导入,必然涉及上线之后用户工作习惯的转变,这是一期项目区别与后续规划项目的重要瓶颈。为了磨合好这个瓶颈,第一期的实施范围最好不要太大,根据多年的项目实践,第一期的业务范围主要框在研发部分是比较好的选择。

实施规划的另一个重点,是一期和二期的衔接时机。二期项目启动的最佳时机应该是一期项目的实施内容的应用成熟度得到充分验证之后,一般来说不能遗留基础原则性的问题,应由甲方项目团队组织进行综合评估。

3.2 以BOM为核心的数据管理

以BOM为核心来组织研发数据管理,应该是最好的一条主线,因为BOM贯穿产品研发的始终。BOM管理的规则,应从物料编码、BOM结构、流程、不同形态的衔接、ECN、PLM与ERP的集成等多个方面综合评估。图档、技术文档等其它研发数据或直接或间接物料建立关联,抓住BOM就抓住了产品对应的所有物料清单,抓住物料就抓住了与之关联的所有其它数据。

BOM的管理,最基础的规则是物料编码的设计。有的企业以生产制造的业务为主导,有的企业以研发业务为主导。对于那种先实施ERP,后实施PLM的企业容易是第一种情况。起始它是有有弊端的,这种弊端在将来如果企业实施PLM的时候会暴露出来。更合理的思路应该是,首先考虑研发的业务需要,同时兼顾生产制造的业务及相关IT系统(PLM、ERP等)的需要。对于有图关联的物料,特别要关注怎么处理一图怎么对应多料的问题。


图1:EBOM物料与MBOM物料关系示例

BOM的管理,还有一个重要方面就是BOM结构的生成方式。企业在实施PLM中经常会考虑这样两种方式。第一种是利用预先设计好的EXCEL模板导入生成BOM结构,即通过向模板录入BOM的基础信息然后导入PLM系统自动生成BOM。第二种是利用3D数字样机来驱动生成BOM结构,因为3D数字样机本身就是有BOM结构的,利用3D本身的BOM结构来驱动与之关联的物料的BOM结构,效率获得明显提升。第二种方式的缺陷是,3D的BOM结构可能仅仅是从设计的角度考虑,要使这种方式生成的BOM有效,必须在设计端就融合进工艺、制造对原始设计BOM的要求,才能确保后续EBOM与PBOM之间转换的顺畅。


图2:两种BOM结构生成方式对比示意图

3.4 研发数据流程的配置

对于研发数据的管理,流程的配置来自研发业务的需要,太多的流程配置带来的严谨与效率、用户的工作习惯可能是矛盾的。在PLM的一期实施,对于研发数据流程的配置不应该太细致,建议把握住关键的、必须的流程即可,上线之后一定要充分考虑实际用户的操作体验,使这部分流程能在实际的项目中运行起来。通过实际项目的上线运行中,集中用户的反馈意见进行调整优化,直至用户普遍使用顺畅了流程自然就固化下来了。

一般来说刚通过PLM实施研发数据管理的时候,对于线上流程,用户比价容易反弹,这种情况很正常。只要IT流程的配置来自业务需求,充分考虑的系统操作的体验,磨合期慢慢引导,等用户熟悉的新的操作环境,培养了新的工作习惯之后,这种矛盾自然消解。

3.5 研发数据权限管理

研发数据是一个科技企业最重要的知识财富,也是一个企业安全管理的重中之重。导入PLM来实现对研发数据的集中管控后,如果没有严格的权限管控措施,它的安全风险是提高的。这跟当前的互联网普遍给人们的生活带来便利的同时,个人信息的泄漏风险随之提高一个道理。权限管控的方法,基本分为物理管控和逻辑管控两类。对于企业外部,PLM采取物理隔绝的方法,外部人员一律无法访问企业内部的服务器。对于企业内部,一般采用逻辑管控,即对有PLM帐号的人员进行逻辑权限上的细分。

PLM对产品数据的管理继承了项目制的思想,即每个项目数据独立存储于一块空间,首先只有本项目的团队成员能访问本项目的数据,而团队成员的进去有项目管理完全控制。这是第一层权限控制,保证只有项目成员或由项目经理授权的人才能访问具体项目的数据。PLM的逻辑权限又分为静态权限和动态权限。静态权限是基于用户、组、团队、角色配置的固定的权限,用户对不同的数据,进行进一步的权限细分。像图档数据的修改权限,一般就通过静态权限配置授权给研发的结构工程师,其它角色不授权或仅授权查看的权限。动态权限,是根据数据对象的生命周期状态变化而变化的权限。这种权限的配置可以很好的应用于某些跨项目数据的发布流程中。因为这类数据不隶属于某一个项目,通过这种动态权限的配置更灵活方便,同时保障数据的安全性。

3.6 标准件与通用件管理

研发数据中有一类很特殊,那就是标准件和通用件。这一部分数据管理好,利用好,能在提高设计效率、降成本方面起到非常显著的效果。因为没增加一类新物料,带来的是设计、采购、运输、仓储、品管等等一条链的成本和工作的增加。通过标准件和通用件的梳理与管控,可以最大限度的提高产品设计的通用率和减少新物料类型的产生。这一块数据管理的实施有三个要点事项。一是,必须要成立企业的标准化组织,该组织的核心成员应该由富有产品设计经验的人员组成。标准化组织担负着标准件与通用件的梳理、管控、变更、统计分析基本职责,它的形式可以因企业而异,但是应该赋予其对标准件和通用件管理的决断权利。二是,运用PLM建立标准件库和通用件库,认真、全面的梳理企业的历史研发数据,把标准件和通用件按符合要求的格式整理出来,然后批量导入PLM进行受控。三是,在标准件库和通用件库家里,首批数据完善之后,要引导工程师,在新产品设计中,要优先去查找、调用标准件库和通用件库的数据,而非随意的新增零件图和物料。PLM提供了很好的标准件与通用件管理、共享、快速查找的用户体验,配合企业标准化组织的相关制度,这块数据的管理效果落地是可以有条不紊的产生的。

4、结束语

基于PLM平台,抓住研发数据的特点,设计整套符合企业实际的研发数据管理方案,推进实施应用,是整个企业信息化战略落地的重要一步。本课题,研究并提炼研发数据管理、PLM等的特性,结合项目实践提出上述研发数据管理并实施的方法。

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