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门窗行业PLM系统的实施与应用

2017/11/28    来源:e-works    作者:袁久忠      
关键字:门窗行业  PLM系统  
康大集团是一家综合性香港上市民营集团,旗下产业有食品加工、养殖、地产、酒店、投资、现代农业、门窗加工等多个产业,门窗行业是集团近几年刚涉足的新产业,主要生产节能门窗。
 欢迎参加第十三届产品创新数字化国际峰会 11月29-30日 天津

    0 背景
 
    康大集团是一家综合性香港上市民营集团,旗下产业有食品加工、养殖、地产、酒店、投资、现代农业、门窗加工等多个产业,门窗行业是集团近几年刚涉足的新产业,主要生产节能门窗。节能门窗具有微能耗、微噪音、微粉尘的特点,是节能达到国家最高10级标准、密封达到国家最高5级标准、实现自然通风、智能遮阳的最新一代门窗。
 
    由于节能门窗属于高端定制产业,其个性化非常强,是一种多品种、小批量、个性化的设计、生产、安装的模式。 
 
    公司希翼通过建立PLM系统,借助信息化管理手段实现技术质量管理体系(ISO)良好贯彻,协调产品需求、研发、制造及售后服务的全过程,缩短产品的研发周期、促进产品的柔性制造,提高企业在市场上的应变能力、竞争能力。
 
    1 需求分析
 
    通过对业务部门的相关业务的初步了解,发现业务部门在产品数据管理方面有着迫切的需求,从企业整体的信息化来考虑,这些需求可以通过实施PLM系统来解决,这主要表现在以下方面:
 
  • 产品数据标准化管理
 
    管理文档的基础是要保证所有参与产品开发和制造过程的文档模板统一,对所有发布交付的文档进行有效签字。规范的过程就是标准化的过程,需要对术语、模板等进行标准化,规范产品数据管理。
 
  • 提高产品设计效率和设计质量
 
    由于业务是按照项目制设计特点决定了新产品的设计更多的是参考已有的类似产品进行,参考设计不仅缩短设计周期,还能避免部分设计错误,同时,在进行产品设计时,也可参考国际或国内标准的型材库,实现快速和标准设计。因此应该借助相关系统对企业已有的零部件进行合理分类(按功能、结构形式),并定义恰当的描述属性,提供便捷的零部件的检索和浏览操作,支持同类产品的比较,为参考设计提供最好的支持。 
 
  • 产品结构完整性及BOM视图管理
 
    业务部门目前采取由专人进行产品BOM信息管理。产品明细、报价单等采取手工报表输出,在产品研发阶段,相关部门很难及时浏览产品结构,并找到与产品有关的数据。因此必须借助相关系统来管理产品、产品结构及产品全相关数据,并利用设计和工艺一体化管理思想,对产品BOM进行统一管理。     
 
  • 项目资料和技术图纸的有效共享
 
    为了保证设计项目的顺利进行,需要在各业务部门及时共享准确一致的项目相关的各种资料。包括:产品策划信息、设计任务书、设计详细计划、制造详细计划、生产过程中的产品质量问题和图纸资料等。
 
  • 协同业务流程和变更管理
 
    业务过程流程是将企业内各部门、职能、及个人联系在一起协调工作的纽带。如何有效的实施和提升产品设计过程管理水平是信息化建设的关键目标之一。目前,业务部门没有整合各部门的业务流程,在管理上存在一定的难题,迫切需要系统提供一种支持产品设计的过程管理,实现产品设计过程和变更的有效管理。以产品为协同工作中心对其产品数据进行有效控制,并有效控制产品数据的变更与信息发布。通过表单方式实现通知单、更改单等业务过程的联系与发放管理。
 
  • 统一规则的自动编码管理
 
    基础物料(自制件、外购件、原材料、设计文档、工艺文档、部门和财务科目等)编码需要统一,在各信息系统之间进行产品数据交换,在工程配套中进行物料的统计与汇总。因此,必须实施统一的信息编码规范和编码管理系统,并且尽量和集团编码规范进行统一,需要借助编码规则管理系统把已有的编码规则进行固化,相关使用人员获取权限根据相应的编码规则自动申请编码,实现编码规则和编码申请的自动管理。
 
  • 与应用软件的集成化管理
 
    在产品设计阶段,设计人员在应用软件中进行产品设计工作,产品数据处于工作状态,设计完成后需要及时方便的提交到产品生命管理系统中,即电子数据入库,建立产品数据的电子数据仓库。在前端应用软件中提交设计数据时,需要提取设计数据的相关信息,比如标题栏、明细表信息,还需要及时的查询电子仓库中的资源数据(如:编码资源等),方便设计人员进行设计。业务部门需要在产品设计时实现应用软件(通用Autocad、门窗专用Klaes_professtional软件)与编码管理系统、产品数据管理系统的集成,提高产品设计效率。
 
  • 企业产品数据信息安全管理
 
    信息共享意味着一个产品完备的电子数据有可能被全部泄密,导致企业巨大的损失。实施产品数据管理系统必须要保证数据访问与存储的安全。从内部来看,要防止可以访问数据的用户对外部泄密,从外部来看,要防止企业外的人员对数据的盗取,以保证电子化管理后产品数据的安全。
 
 
    作为企业的核心竞争力—产品技术,许多核心的价值均体现在企业技术中心,包括从产品策划、概要设计、详细设计、制造及交付服务过程,均会出现许多与产品相关的知识,把这些知识有效的管理起来,并形成企业的知识在产品研发和新人培养中进行传递,也是技术管理中的一个重要课题。
 
    2 PLM系统建设目标
 
    通过以上的初步调研分析,业务部门迫切的需求是一个能够有效管理产品全生命周期过程数据,并将其准确应用到各业务部门的信息化平台。业务部门的PLM系统要以“保护企业资源、实现知识积累、达到全面共享、提高创新能力”为核心目标,建立一个能支持企业及其合作伙伴和客户进行产品协同开发、支持企业业务重构和发展的共享平台。通过建立PLM系统,通过信息化管理手段实现技术质量管理体系(ISO)良好贯彻,协调产品需求、研发、制造及售后服务的全过程,缩短产品的研发周期、促进产品的柔性制造,提高企业在市场上的应变能力、竞争能力。
 
    业务部门信息化总体发展目标是引进先进的产品管理思想和模式,应用先进的信息技术手段,在进行业务流程优化的基础上实施PLM系统。业务部门PLM系统建设总体目标是建立五个中心,实现四化。
 
    基于PLM平台建立5个中心主要包括:基于PLM平台的电子数据管理中心;基于PLM平台的统一BOM管理中心;基于PLM平台的协同工作管理中心;基于PLM平台的工艺规划管理中心;基于PLM平台的双向信息集成管理中心。
 
    基于PLM平台实现四化主要包括:数据电子化、作业标准化、流程规范化、信息集成化。
 
    基于PLM系统具体需求,实施内容包括:
 
  • 建立业务部门的统一编码管理体系和全局信息资源框架,为各应用系统实现统一编码做好准备,协助企业打好信息化的基础;
 
  • 建立企业级的产品数据和协同业务统一管理平台,实现公司内部一体化协同管理,对产品数据进行全生命周期管理;使得覆盖企业产品生命周期的各部门均在统一的产品数据库下进行异地的协同设计;

  • 以零件为核心、以BOM为主线实现产品数据的全相关管理;

  • 实现企业知识资产的管理,建立知识管理框架,建立零部件分类管理,提高设计的通用化、模块化,建立起企业级的信息交流和沟通平台;

  • 基于产品知识数据库进行快速产品开发;

  • 建立反馈机制,快速解决设计、采购、生产及销售服务部门提出的改进意见及变更;

  • 构建企业技术管理系统信息传递和交流的平台,基于电子化流程图纸及文档的审批和发放;逐步向无纸化设计过渡;

  • 构建并细化基础业务流程,实现满足ISO质量体系要求的运作模式。并逐步产品系列化管理,实现实时监控研发进度,并进行产品成本预估和分析。
 
    3 PLM项目实施规划
 
    在对业务部门需求及目标进行分析的基础上,依据“总体规划、分步实施”的原则,考虑到现有信息化投资的最大化收益,我们以PLM基础功能模块为平台,扩展实施编码系统、项目管理系统,集成现有信息化系统,搭建业务部门的PLM平台。
 
    通过PLM系统对新产品开发、变型产品开发及订单项目的设计、制造、流程、质量、服务等信息进行全局性管理;能够对产品系列进行规划,更大程度上实现产品结构的通用化、模块化、系列化;深化零部件的分类管理,方便设计人员的查询、引用,减少零部件种类。
 
    3.1 规范产品数据管理源头
 
    研发数据是产品数据的源头,在工作中,要求设计人员绘制图纸时,必须执行相应的标准,按照规范的方式进行填写,从软件上对图纸需要填写内容的地方进行控制,保证图纸标题栏和明细表信息的规范。
 
    PLM系统主要从名称标准化(如名称、规格和材料等)、文档模板格式标准化(设计文件、工艺文件和管理文件等)、数据标准化 (物料数据和产品结构等)、方法标准化(设计方法和设计经验积累等)、工具标准化(设计工具的标准化)和业务流程标准化(研发流程、审签流程和制造流程等)等方面规范产品数据源头,为业务部门建立标准规范的产品数据管理环境。
 
    3.2 建立企业级统一编码管理环境
 
    信息分类编码一直是企业在信息化过程中的一个重要问题,信息分类编码的好坏关系到企业信息系统的长期运行质量和系统运行的寿命周期。企业要实现信息化,首当其充的问题就是信息的分类编码。
 
    PLM系统需要根据业务部门的编码规则提供各种编码方法,建立业务部门统一的编码管理体系,完善和推广现有的编码管理体系,实现业务部门编码的自动管理。PLM编码解决方案将为业务部门建立标准规范的编码管理体系和应用平台,实现业务部门各业务部门在线进行编码申请和查询,达到编码的自动管理。
 
    另外,PLM编码系统是一个开放式的编码管理系统,为业务部门提供有效的编码生成和管理工具。利用PLM编码管理模块,可以为业务部门各个部门、各个管理系统构建一个虚拟的编码管理中心,从而使得从信息源头对信息编码进行规范化成为可能。要生成、查询、读取编码的各个部门包括设计部门、生产部门、财务部门等,都可以与企业编码中心相连,实现申请编码或者进行编码导航查询信息,过程快捷、方便、高效、规范。
 
    此外,还包括:
 
  • 规范基础物料编码管理,建立完善的编码规则管理体系。主要物料的编码申请通过流程进行控制,由专人统一给码,其他(文档、表单和流程等)编码由使用人员获取权限根据规则进行编码;

  • 从整个信息化考虑,为了在公司各管理系统之间实现资源数据共享,并控制资源数据的源头,需要对现有的资源进行规范和标准化的管理,规范各种信息的输入,以便实现资源的调用和共享。
 
    3.3 实现以电子数据管理为重心的转移
 
    设计部、工艺部部等部门在项目执行过程中产生了大量的电子数据,由 PLM系统建立统一、安全、可靠的产品数据信息的共享平台 ,并建立产品技术数据与信息系统的业务协同集成系统平台,实现以电子数据管理为重心的转移。
 
    3.4 以产品零件为核心有效管理设计图纸及文档
 
    图档管理是以与产品或项目相关的工程图档(包括图纸和文档)为中心,通过计算机网络与数据库技术把所有与图档相关的信息和过程集成起来,使图档信息在其生命周期内保持一致、最新和安全。
 
以零件为核心、以BOM为主线的数据全相关管理
图1.以零件为核心、以BOM为主线的数据全相关管理
 
    PLM系统对所有与产品相关的数据支持以零部件为核心以BOM为主线进行组织和以项目过程为主线管理产品数据,所以,可以在产品结构的引导下,方便地查询与管理各种零部件数据。零件的事物特性表是以零件属性方式定义的,从而直接保证这些数据与对应零件图的关联。设计员在从事产品开发工作时,能够通过对产品结构树的浏览、查询与使用这些相关数据。同样,标准化人员也能够方便地创建、维护、管理与产品相关的标准化数据。
 
    3.5 对零部件分类管理提高设计重用性和通用性
 
    零部件分类管理的主要目的是对已有的设计信息进行归类,并赋予一定属性和方法,使用户能够在分布式环境中高效地查询文档、数据、零件、标准件等对象。按照零件族管理模式,建立设计物料分类库,提高设计重用度、通用性,可以极大地提高业务部门产品开发速度,最大的提升产品的通用性,并对新设计物料进行严格控制,降低生产成本,加快企业资金周转速度。提高设计重用度、通用性是进行企业深入挖掘的重要方法。PLM提供产品零部件特性描述与分类、检索的方法,能有效的支持通用性设计,高效的提升产品设计的重用度和对已有数据的再利用。
 
    3.6 产品研发管理平台实现系列产品管理工作平台
 
    通过实施产品研发信息化,建立产品研发平台,为企业各相关部门提供一个安全、高效的产品数据共享工作环境,使企业能够充分利用和发挥现有信息资源,更好地进行产品图文档管理和产品研发工作流程管理,进一步提高产品研发工作效率与质量。
 
    PLM为业务部门建立系列产品管理中心,按照系列化产品的归类方式有序、规范的管理产品结构数据和相关的图纸和技术文件等。提供基于产品结构的系列产品数据管理方案,建立起统一的技术数据库,管理产品图纸、明细表和相关文档,为生产、供应、质量、财务、销售等部门提供准确、一致、完整的产品技术数据。并且建立起完整的技术文档管理体系,实现产品技术文档的电子化和成套管理,使产品数据处于有效与有序管理中,为相关人员提供方便的查询、浏览、借用和输出报表的工具。
 
    3.7 提高部门之间协同工作效率
 
    PLM系统实施前是靠纸介协同工作,只能局限于会议或者电子邮件方式来进行部门之间的协同工作效率。PLM系统实施中充分考虑了对团队并行工作的需要,极大的提高企业各部门与部门内部员工之间的协同工作效率。建立基于产品全生命周期的企业设计和生产制造、售后等一体化流程协同工作环境,实现产品数据的协同管理和有效缩短产品研发生产周期。协同工作平台能有效获取企业已有的知识积累来支撑企业的技术创新,将产品研发过程中的人、数据和过程组合在一起,实现企业设计数据、工艺数据、制造数据、售后服务数据、资源数据、试验数据和生产数据及研发业务过程的协同,提高部门之间协同工作效率。
 
    3.8 建立协同设计变更管理体系
 
    建立基于表单驱动的协同变更体系,对变更问题描述、变更申请、设计更改(数据变更)、执行变更、变更发布进行有效控制,保证变更的正确性、及时性、完整性和一致性。根据预先规定的工作程序,通过表单来驱动相关的对象(如产品、零部件及结构、相关图纸资料等对象)来完成对设计结果的更改工作,并通知发放到相关部门或角色人员,使其关注某项更改可能引起的影响。同时,工程更改将与产品零部件的版本管理与产品结构配置管理结合起来,有助于确定产品零部件之间的借用关系,评估变更影响。确保设计变更信息及时通知下游生产部门和外协厂商,提高设计变更管理效率。
 
    3.9 建立信息系统集成工作环境
 
    通过CAD、PLM与ERP等系统的集成应用,实现信息一次录入,多次共享,保证数据源唯一,极大的提高数据在各系统之间的流转效率,减少数据的人工输入。PLM与CAD集成后,研发设计人员在CAD环境中绘制图纸,可以直接调用PLM中的企业知识资源库,快速进行图纸设计。图纸设计完成后,PLM直接提取图纸中信息,自动搭建产品设计结构数据。PLM自动把产品设计结构数据集成给ERP系统,PLM还可以集成ERP中的资源数据,如库存信息和成本信息等。所以,通过建立集成环境,业务部门可以控制生产成本,确保ERP得到及时、准确与规范的产品数据,为研发设计、工艺管理等环境协同和降低生产成本创造条件。
 
PLM系统体系架构
图2.PLM系统体系架构
 
    3.10支持企业产品升级和技术管理模式的创新
 
    通过有效的控制产品数据源,为业务部门信息化全面建设打下基础,优化企业技术管理机制,制订规范的业务和数据流程,结合现有技术管理机制快速构建良好的管理模式,并根据业务部门产品研发组织模式分别定制相应的产品研发管理模式,保证管理的严谨性和系统的灵活性。并支持当企业产品在不断地升级,相应的产品结构和业务模式发生相应变化,提供准确、快速地进行产品设计管理体系,及时调整技术管理模式,从技术创新和管理创新上不断的提升企业核心竞争能力。
 
    4 PLM系统实施效果
 
    康大集团经过8个月的实施推进,基本实现了预期的目标。
 
    1)对于研发部门
 

PLM系统的实施对研发技术管理的应用效果

图3.PLM系统的实施对研发技术管理的应用效果
 
    表1. 实施PLM系统的效果预估
 
 实施PLM系统的效果预估
 
    2)对于销售部门
 
    通过PLM系统的实施,销售人员可通过移动设备现场测量,电脑选方案,网上下单后台同步设计。初步实现了设计方案的通用化、生产的标准化、安装的模块化、用户的个性化。大大缩短了设计、报价的周期,提高了客户的满意度。
 
责任编辑:李欢
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