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沈科仪基于PLM打造高效研发管理体系的应用实践

2024/2/12    来源:e-works    作者:刘壮      
关键字:天喻PLM  PLM  研发管理  
沈科仪选择与天喻软件合作,应用天喻PLM来落实企业整体研发管理体系,进而更好地支撑产品研发过程管理。
1 项目背景

       中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司(简称沈科仪)创建于1958年,是我国集成电路装备和真空仪器设备的研制、生产基地。公司以高真空、超高真空和洁净真空技术为基础,主要从事真空科研仪器设备和干式真空泵的研发、生产和销售,服务国家前沿科学研究和泛半导体产业。

       随着人工智能、物联网、5G等新兴技术的快速发展,半导体行业迎来巨大发展机遇。干式真空泵是半导体与集成电路行业主要工艺设备的关键核心部件,沈科仪干泵板块以干式真空泵产品为主营业务,为半导体、新能源、新材料等领域提供解决方案。产品集成了机械制造、自动控制、材料、热力学、振动等多个学科的最新科技成果,产品洁净、无油、性能卓越、价格合理,主要性能已达到国际水平。

       随着公司的发展,沈科仪干泵板块在实践中逐渐摸索出了一套符合企业自身发展的研发管理体系,而这套体系是针对企业产品开发的一种管理思想、方法、流程,需要通过IT系统来“固化”,形成数字化的管理体系,从而保证执行的质量。为使该体系落实到企业日常工作过程中,沈科仪选择与天喻软件合作,应用天喻PLM来落实企业整体研发管理体系,进而更好地支撑产品研发过程管理。

2 项目目标与系统架构    

       沈科仪运用PLM计划实现的目标包括:

       ●完全以项目的方式来管理产品的开发;

       ●组建适于产品开发的跨部门团队进行产品开发,消除部门之间的壁垒,各职能部门作为资源池,培训和提供所需的人力资源;

       ●组建产品决策团队,负责产品开发的评审和决策;

       ●构造结构化的流程,优化和规范业务活动,并提供一套科学完善的流程分析及优化方法;

       ●构建公共模块,如共用零部件库、企业知识库、产品研发问题库,提高产品开发的效率,降低产品成本;

       ●强调基于市场需求快速选配设计;

       ●强调知识管理,将丰富的知识库作为产品创新的源泉。

       沈科仪PLM主要功能架构如图1。

产品数字链路局部单向数据流程

图1 产品数字链路局部单向数据流程

       ●3个管理核心:项目管理、产品设计管理、工艺设计管理;

       ●9大系统功能:项目过程管理、图文档管理、产品结构管理、产品配置管理、问题管理、工程变更、工作流管理、工具软件集成接口、安全权限管理;

       ●3个应用层次:企业应用管理层,业务功能层、平台层。

       研发管理体系和PLM都强调项目过程和产品生命周期的管理,前者偏重于战略层面,后者偏重于执行层面,两者相互依存,运用PLM系统将能更好地使企业的研发管理理念得到实践与应用。

3 PLM应用探索

       3.1 项目管理

       根据沈科仪的业务特点,在PLM系统中建立了多种项目管理模式,如纵向课题类项目管理、技术服务类项目管理、公司级产品开发项目类管理、公司级技术开发项目类管理,并将业务已制定的研发管理体系及流程固化到系统中,形成相应的管理模板。

       主要实现功能:

       ●各类项目模板管理:计划模板、团队模板及交付物文档模板;

       ●项目执行管理:项目任务分配、任务执行、项目进度预警;

       ●项目交付物管理:交付物规则管理、交付物齐套管理;

       ●项目评审:立项评审、转阶段评审、交付物评审;

       ●项目工时管理:工时填报及计算、项目工时审核、工时分析;

       ●项目统计分析:项目清单报表、执行情况报表、人员负载报表以及项目变更报表。

       3.2 问题管理

       针对研发及生产过程中出现的问题,通过PLM问题管理模块建设,将沈科仪研发及生产过程的问题进行了分类,并将分类问题处理流程固化至PLM。

       问题管理建设目标:

       ●及时反馈至研发和工艺,形成经验总结和指导,建立问题知识库,为二阶段FMEA实施应用做基础数据储备;

       ●分析问题原因,引导企业某类问题的重视程度;

       ●问题跟踪解决,时效性督办,实现闭环管理(产生、分析、措施、处理、验证、关闭)。

问题管理

图2 问题管理

处理思路

图3 处理思路

       主要实现功能:

       ●问题单据:各类问题提报表单、问题分析表单、问题改进措施表单;

       ●问题流程:研发问题处理流程、生产问题处理流程、售后问题处理流程,流程执行监控;

       ●问题汇总:问题失效模式分析、产品问题统计、问题处理时长统计。

       3.3 产品选配管理

       除部分新产品研发外,沈科仪的产品往往是由客户订单驱动的变型设计。变型设计是在一个已有特定的范围列表中,通过配置项及相互约束条件,组合成一个新的变型产品。实际操作时,业务人员一般只需要根据用户的具体需求,选择配置来生成对应某一客户订单或某一生产批次的产品结构。PLM提供了特定的配置管理功能,实现通过选取特定的配置来产生新的产品,帮助设计人员快速准确地实现面向订单的变型产品设计。

       主要实现功能:

       ●选配特征建设:特征项、特征值建模;

       ●约束管理:特征项之间的约束条件建设;

       ●BOM管理:建立可选配产品的超级BOM;

       ●选配管理:按技术输入规则快速生成订单BOM。

       3.4 产品设计管理

       PLM系统与三维软件进行紧密的集成,集成方式为在三维软件中嵌入TS协同设计工具,设计人员在三维CAD环境下能登陆PLM,从PLM中查询三维模型并载入产品装配设计,设计完成后能直接在三维环境下提交到PLM数据库。

CAD设计与PLM系统紧密集成

图4 CAD设计与PLM系统紧密集成

       在三维环境下进行装配设计时,能方便地引入(借用)PLM系统中管理的通用件和标准件,并自动保证已有模型不被修改。

三维设计可直接引用PLM系统中的通用件和标准件

图5 三维设计可直接引用PLM系统中的通用件和标准件

修改借用模型会以红色高亮显示

图6 修改借用模型会以红色高亮显示

       当借用别人的模型设计时,如果借用的模型被别人进行了修改,并将修改检入到了服务器,此时,总图或部件设计工程师在自己的工作区通过协同感知功能,可明显地得知服务器上有最新版本,需要更新的设计文档在工作区中显示。

       支持三维设计模型的轻量化转换,在浏览和圈阅过程中传送的是轻量化模型而非原始三维模型,有效提高文件传输和浏览的效率,并保证了产品数据的保密性。

支持三维设计模型的轻量化转换

图7 支持三维设计模型的轻量化转换

4 PLM应用成效

       4.1 “固化”研发体系流程、支撑研发管理体系的落实推进

       PLM系统提供了科学的项目管理辅助工具,将沈科仪研发管理体系流程进行系统数据结构化,使得开发团队脱离底层技术细节,只关心需要处理的业务,实现了流程的快速应用。通过在系统框架设计时即建立好的软件复用机制,提升了流程的高复用性,大大降低了项目总体成本。通过PLM系统的管理辅助,优化了项目管理模式,减少了项目管理的工作量,降低了整个部门直至企业的综合管理成本。

       各研发业务及跨部门数据互通,在PLM平台上实现了协同及数据共享,在系统中实现了计划、执行、反馈和项目进度跟踪,使研发人员的工作任务更加清晰可控,让产品经理对项目监控更透明,针对异常项实现即时预警,真正意义上实现了“事找人”,并辅助研发负责人或公司管理层及时分析业务变化对当前项目的影响,为管理和决策提供了数据支持。

       4.2 项目流程规范有序、研发闭环管理

       依据企业实际情况,在PLM系统中多次测试梳理并优化了现有研发流程,在系统中严格规范并执行已定义的工作流,确保研发项目、任务均可达到闭环管理,并针对异常项实现系统预警提醒,通过系统来实现事找人。

       ●可以预先进行项目的策划,如定义项目目标、组建项目团队、制订项目计划、进行项目任务分解、约定各阶段参考文档和输出成果等。

       ●在项目进行过程中可以进行项目自动执行,包括项目启动、资源配置、项目执行、过程管理等。同时,系统提供邮件、留言、论坛等多种项目沟通与协同机制,方便项目团队进行沟通和交流。

       ●在项目执行过程中实现了直观的状态监控,如图标化的状态标记使整个项目的进展一目了然,各类汇总表也可以帮助项目管理者对项目完成进度、质量和成果进行多角度、多层次的统计与分析。

       ●有序管理项目各个阶段对应的输入输出文档。可以预先定义各阶段任务完成需要参考的文档以及需要提交的成果,预先定义输出成果的形式和格式。各输出成果与项目过程的各个阶段相关联,在进行项目监控、分析以及历史项目追溯时均可以方便地进行查询和统计。

       ●在项目完成后可以通过数据汇总与统计分析进行项目评估、文档完整性检查、人员绩效考核等。

       4.3 数据源集中管理、安全可控

       通过PLM的实施,以研发数据为源头进行集中管理,实现了产品全链条业务和研发数据的强关联,以及数据的多角色、权限查询与共享,提高了数据复用度。

       通过与设计工具、企业管理软件的深度集成,实现了机械、电气及工艺设计管理一体化,为生产制造管理提供了准确完整的基础数据,达到了产品全生命周期数据一致、有效、可追溯的管理目的。

       4.4 企业标准化及持续优化

       以实施PLM为契机,应用行业项目经验,导入了相关研发管理和标准化建设建议,植入相关数据和业务模板,建立了沈科仪的标准件库、通用件库和技术平台库,建立了标准化的签审流程,建立了统一的电子资料存放规则,并提供便利的查询方法和工具,让技术人员可以随时方便地依据权限获得技术资料,并自动按照企业的管理规范进行文档完整性和齐套性检查,为产品研发积累经验,为加速产品与企业技术快速迭代奠定了基础。
责任编辑:程玥
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