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基于PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建与研究

2018/2/7    来源:互联网    作者:闫恩刚      
关键字:PLM  信息化平台  构建  研究  
在企业现有信息化发展的基础上,通过系统集成、整合内部技术管理系统,用来构建基于PLM 信息化平台的产品数据管理体系,不仅可以实现企业技术资源的共享、建立同一产品业务平台的产品数据信息交流的集中管理。而且可以满足整体协同工作的需要,也为产品开发提供了一个并行的、全生命周期的信息化组合形式;形成统一的产品设计管理环境和有效管控产品技术数据各阶段的研发状态。让工作过程中产品任务的信息更加透明。并确保数据源的有效传递、数据查询、权限控制、审查等的准确性,为提高设计效率提供了保障;最终形成满足企业产品:在系列产品品种规格可重构中的组合形式,并贯穿全公司的产品生命周期管理平台和产品数据管理体系。

    (4)分类管理:通过PLM的分类管理功能,针对公司产品、零部件、文件进行分类。产品分类:按照产品的技术参数、权限进行分类;零件分类:按照零部件的参数、权限进行分类;文件分类:按照文件类型进行分类。实现对数据进行分类管理,可以方便查找和使用。

    (5)权限管理:不同人员的访问权限限制,用于对指定范围的数据进行权限控制。PLM是通过生命周期来实现权限的设置,每个阶段、每个节点可以设置不同的权限策略。

    (6)报表管理:自定义报表模板并自动输出到Excel表格中。

    (7)系统管理工具:包括查询管理、系统配置管理、登陆管理、网页配置管理、模板管理、数据源管理、文件柜管理。

    (8)变更管理:通过对变更管理实现变更过程的管理和更改信息记录;电子数据的变更,必须经过事先定义的审批流程后才能生效,从而得到的是经过审批后的正确信息。如:生产部门、各子公司和技术部门的问题报告,更改申请、更改通知和变更任务通知。

    2

    图2 PLM系统功能模块结构

    (9)工作流管理:管理工作流程、任务和生命周期状态。包括技术部门图纸的评审,生产部门的《产品生产通知单》、《产品补充生产通知单》;立项管理部门的《新产品设计通知书》;销售部门的《技术支持申请单》和《晒图申请单》,都是在PLM系统中实现审签。

    (10)项目管理:PLM的项目管理是以项目的方式组织研发,以实现对任务计划及相关提交物(图纸、明细表等)的监控和管理。从产品项目开发计划开始,按产品流程跟踪,直至开发产品数据的动态过程管理;内容包括:①项目任务;②任务执行;③过程监控;④信息统计分析。

    (11)指派任务管理:与项目无关的单项或多项任务管理。内容包括:①指派任务;②任务执行:③过程监控。

    (12)批量数据导人:实现BOM的导人和批量文档导人。

    (13)消息管理:通过消息或邮件形式传递工作流状态信息。

    (14)工作区管理:个人存放数据的区域。

    图2中涵盖了建模工具“管理控制台”,它是PLM的基础模块,一般为系统管理员所应用。是系统管理员管理客户端对象、对象模型、进行系统模型设置等维护企业基本模型的工具;也是为产品数据管理的建立提供:数据模型、数据库源、文件柜管理、参数化配置管理、统一编码管理、建立生命周期模型等的基础模型工具。其中统一编码管理和参数化配置管理,需要利用PLM基础模块对产品系列进行物料编码和参数化配置后自行建立,最终创建在系统可供设计选用的产品数据管理系统软件和应用平台。具体描述如下:

    (1)统一编码管理:是企业编码规则管理工具。针对企业的产品型号、零部件编码、外购件编码、标准件编码、材料、更改通知单编号、更改申请单编号等。

    (2)参数化配置管理:参数化配置是在大规模定制环境下,利用产品组合和变形设计为客户快速提供定制化产品的工具。即利用PLM的参数化配置。在原型系列产品上通过配置关系生成。也可以经过参数选配后对其进行进一步变型设计。变型设计过程中可以不断优化配置参数。使得原型产品能够提供更大的参数选配范围。可以有效解决客户需求的多样性与快速交货之间的矛盾,化解高质量与低成本之间的矛盾。实现高效率、低成本、小批量、多样化的模式。

2.4 体系的运用

    (1)建立企业资源管理库

    体系实施前,首先需要建立资源管理库,对企业产品的物料,即:标准件、外购件(不能自制的元器件、系统及材料需要外购的)、材料等,按产品明细表对不同物料种类进行分类、整理、归纳,并建立对应的转换代码,用来实现标准规范的编码管理体系和应用平台,最终创建在系统可供设计选用的编码系统管理软件的资源管理库,同时实现在线设计的编码和查询,达到编码的自动管理。

    (2)在PLM界面下。建立产品数据库

    有了企业资源库以后,接下来就是建立企业统一的产品数据库,规范源头数据设计,形成完善的产品数据组织模型。管理产品图纸、明细表和相关文档,为生产、销售、采购等部门提供准确、一致的产品数据并建立完整的技术文档管理体系,实现技术文档的电子化和成套管理.让产品数据处于有效与有序管理,相关人员提供方便的查询、浏览、借用和报表工具,主要目标为:①把需要的已设计出来的产品电子版图纸按照PLM新的要求整理成统一、规范、信息完整的电子文档:②把产品按种类分门别类有序管理起来;③把整理规范的设计图纸批量上传人库管理,并自动建装配结构树:④设计人员在权限许可范围内,可以直接查询到已归档的产品设计图纸;⑤产品报表自动快速汇总输出。

    从上述可以看出,由于系统界定了标准件与外购件、材料等所定义的物料转换代码,为设计人员产品研发时的物料选择带来了方便,这是PLM与传统设计方法的本质区别。又由于系统生成的产品报表:专用件、借用件、标准件、外购件等明细是根据产品图纸的标注,并通过文档数据:文件编码、零件编码、零件代码、材料编码等自动转换生成的,因此图纸标注中的零件、标准件及外购件、所用材料等,不仅要求型号、规格、数量必须齐全,同时还要与代码相对应。也要与产品所提供的各类明细表相一致,且符合标准要求,只有这样才能准确地将所定义的代码引用到转换图纸模板文档中进行转换,建立PLM系统可识别的图、文档信息。

    (3)历史图文档信息的整理

    图文档管理是PLM系统的重要组成部分。其管理的对象包括从设计阶段产生的AutoCAD图纸的数据文件、3D实体的数据文件、工艺流程卡,到制造阶段可能产生的变更单等。以其取代人工方式管理的电子文档,达到使用更加方便、快捷、安全地存取、维护和处理各种产品的文档的目的。将企业原有历史产品数据的产品图纸、明细表和相关文档,按不同产品进行分类分别对原始产品设计(含新品设计)的历史基础数据库的图纸、文档等,按新的规范、标准要求整理成统一、信息完整和产品可利用与管理要求的电子文档数据。即规范源头设计数据。其数据包括:产品信息、零部件信息(专用件、借用件、物料,含标准件和外购件)、图纸文件等,用来建立完整的技术文档管理体系。整理后的图、文档数据可以直接上传至PLM.用以建立产品数据库,并形成准确、一致、和为设计人员、生产、采购、销售、管理等部门,在权限范围内可供查询的。同时产品报表可自动汇总输出的产品图、文档信息的产品数据库。

    (4)搭建产品BOM结构

    BOM作为产品结构的技术性描述文件,是生成物料需求计划的基本信息,也是联系主生产计划和物料需求计划的桥梁。通过搭建产品BOM,建立符合生产组织需要的BOM 体系,可以快速生成所有需要的BOM数据,生成产品BOM维护。实现BOM的一致性和有效性控制,形成由产品、物料、文档及相互关联的产品树状结构,以产品结构树为主线,零部件、元器件为核心的多种产品信息视图,实现对产品相关数据进行管理。完整的产品结构管理,可以直接查看到与各零件相关联的设计文档、元器件,以及机械结构与电子结构在统一的产品结构树上进行显示,从一个对象获得其他各种相关信息,实现产品全生命周期过程中各种技术数据的集中和安全管理;同时对产品数据进行分类管理,方便技术人员的检索,让技术人员查询更加方便。也可以在各产品、零件的节点上可视化浏览、显示相关图样及技术文件,实现了各产品参数化的管理,还可以快速、准确地生成各种所需报表。此部分管理是整个产品的设计信息、工艺信息、制造信息等的完资料。按照产品结构(BOM)组织,管理和显示产品数据信息,在各产品、各零件的节点上浏览、查询相关的图样、技术文件等。

2.5 进一步的研究——系统集成的扩展与功能的再利用

    目前公司虽然完成了PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建与运用,在信息化发展的道路上总结了一点经验,也取得了一定成绩,但是仍有许多需要进一步研究和探讨的问题;如:办公OA网虽然建立了与PLM的系统接口.但还未达到与PLM系统的完全协同,充分发挥现有信息化资源与PLM的结合,使之更好地为企业服务,也是今后信息化发展的一项长期工作:与CAPP集成的开发应用,使设计、工艺、制造真正形成统一的产品数据组织模型,还需要进一步的工作;系统与ERP集成的扩展,仍将是公司未来信息化发展规划的必然趋势;充分发挥BOM功能,使BOM应用不仅仅用于研发领域,也可以根据制造、配工艺和生产加工,添加工艺要求、工艺路线、工艺装配、工艺图文档、加工时间、材料工装要求等信息,使BOM扩展至制造领域,形成制造BOM;在制造BOM基础上维护零件加工的生产等信息,根据制造BOM和总成的生产计划、备件计划,从而形成生产领域的BOM;在BOM数据基础上维护供应商信息、采购比例、共用数据等信息,根据库存数据和总成生产计划,生成物料的采购计划,形成采购领域BOM:根据制造BOM的装配路线信息,得出装配工艺所需的零件的装配清单,如零件信息、装配总成、总成清单。并按照装配BOM来指导装配工作,形成装配BOM;建立系统平台,提供销售备件的数据清单,同时让客户能够通过平台查询零部件的相关信息,还可以实现客户对产品配置化管理,以满足个性化的需求:根据产品BOM的有效期间和生产批次,售后人员能追溯产品质量问题产生的原因,如生产加工的质量问题或采购供应商的质量问题等.形成销售和售后领域的BOM:在制造BOM的基础上.加入零部件价格、加工工时等,生成总成的成本价格.再根据销售情况得出产品的品种收益情况,指导销售和生产,获取最大的产品利润,同时以项目管理为主线的预算数据管理,借助信息系统BOM实现快速反应、准确分析、快速决策的预算数据管理。形成财务领域BOM等:与此同时.企业客户端的覆盖范围可以进一步扩展,如:财务金融、售后服务等部门,因此,仍有许多进一步的研究工作要做;只有这样,才能使PLM系统应用的覆盖面更广、系统功能得到充分发挥和利用:企业资源管理库编码系统,需要企业自身建立,不仅需要收集不同种类、不同行业、不同规格的物料资源,并且为其建立各自不同的代码,量大而面广,同时也随着企业产品选择的不断变化而改变,难以大而全,为运用带来了时间、管理、人力、物力、成本与应用时间上的增加。在与时俱进的发展进程中,积极寻求更具通用性、适合针对不同行业、可供灵活选择、可互换,并与本企业更具兼容性的物料编码系统,用来满足日新月异、不断发展的产品需求,使PLM的应用更具方便、快捷,也是今后进一步值得研究和探索的问题。

    基于PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建.形成了基于PLM统一的企业产品开发环境实现了产品数据的集中管理,它不仅使设计人员,也使工艺人员、标准化人员之间建立了在同一协同工作的基础上,产品设计图纸、方案的评审、审核、审定的审查签署更加方便,数据交换更加灵活,同时以产品结构为核心的数据组织代替了原来的文件夹式的组织方式,庞大的产品图样在结构树下层次关系清晰可见。通过查询条件可以方便而又快捷地查询到所需要的产品数据和图样,有效实现在同一界面下产品数据的共享和协同工作,实现企业间各部门与设计部门的项目协同,与采购部门的协作工作:实现产品数据输入、发布、输出、变更等的时实控制。通过工作流管理,实现数据文件的过程控制,为企业建立一个并行的协同工作环境。设计师在个人工作区不仅可以管理自己的产品数据.还可以及时接收项目任务信息,执行项目任务.提交任务文件,各级领导对项目随时监控进度和工作质量,并根据实际状态协调、变更任务属性,实现任务的按期完成;同时提高企业产品零部件设计的重用性与通用性。

3 实施效果

    基于PLM信息化平台的产品数据管理创新体系的构建,为制造企业在产品研发、工艺设计与过程管理、产品配置管理、变更管理、研发项目管理都带来了方便,特别是在当今制造企业越来越重视标准化、系列化、模块化的今天,PLM的应用就更加显示出它独具特色的优势。应用结果并参照同行业经验数据表明:产品数据管理创新体系的运用,使产品开发时间缩短了1/3,设计更改、评估和审批的平均时间降低了2/5,设计效率仅为原来的1/4,流程效率提高了近一倍,不仅提高了生产率,降低了产品开发成本,设计成本相应减少了,也使订单交付时间大大提前,与此同时提高了客户满意度,也为实现让市场开发项目的产品“更快上市”的开发宗旨提供了保障:由于设计错误概率大大降低,不仪改善了产品质量。也降低了材料成本、提高了产品利润、降低报废和返工、与此同时改善了质量过程。

    PLM信息化平台的产品数据管理体系的构建与运用,提升了企业产品研发、设计和创新管理能力。企业产品从平面设计、曲面、3D到数字化、设计输出、直至市场、乍产制造、安装渊试服务,到解决产品从概念设计到整个生命周期环节的问题。即从需求到设计、制造、运行,形成一个产品生命周期的闭环。产品数据管理所实施的一整套解决方案,是把人、过程和信息有效地集成在一起,作用于整个企业,历遍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、分发和使用的产品信息。产品数据管理为企业及其供应链组成了产品信息框架,也支持跨地域协同地管理产品信息的生成、管理、分发和使用 、从数据上说,产品数据管理包含完整的产品信息。包括所有机械的、电子的产品数据,涵盖软件和文件内容等信息。从发展上说,产品数据管理正在迅速地从一个竞争优势转变为竞争必需品,成为企业信息化可持续发展的必由之路。

责任编辑:张纯子
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