PDM在生產(chǎn)制造型企業(yè)的實施與應用

趙慧艷

0　引言

隨著時代的進步和社會的發(fā)展，用戶對產(chǎn)品規(guī)格，外觀，功能，質(zhì)量和可靠性的需求，向高層次和多元化發(fā)展。為了適應這種變化，企業(yè)不得不在某種程度上，為日益挑剔的客戶或者小批量多品種的市場進行產(chǎn)品的定制生產(chǎn)，以求在市場競爭中占有一席之地[1]。另一方面，產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快，生命周期縮短，企業(yè)必須提高新產(chǎn)品開發(fā)能力，縮短產(chǎn)品的交貨期。產(chǎn)品數(shù)據(jù)眾多，企業(yè)各部門間缺乏有效的信息傳遞和溝通，形成信息孤島，制約企業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）在這種背景下應運而生。PDM是以軟件技術為基礎，以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關的數(shù)據(jù)，過程和資源的集成化管理的技術[2]。在PDM系統(tǒng)的支持下，企業(yè)設計人員可以盡可能利用已有資源，減少設計過程中發(fā)生的修改次數(shù)，把更多的時間和精力用于創(chuàng)造性地設計和開發(fā)，提高設計效率，縮短產(chǎn)品上市時間。本文僅就某制造生產(chǎn)企業(yè)PDM實施及其應用做如下探討。

1　企業(yè)管理現(xiàn)狀

企業(yè)在技術和管理方面存在的一些問題影響了企業(yè)的發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1　零部件及其圖文檔信息表述不規(guī)范

零部件及其圖文檔是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的源頭，是后續(xù)工藝和生產(chǎn)管理的依據(jù)。實施PDM前零部件沒有統(tǒng)一的編碼規(guī)則，設計人員填寫物料信息存在隨意性，一物多碼和多物一碼的情況經(jīng)常發(fā)生，給工藝，采購，生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成很多不便和重復性勞動，將本可以批量生產(chǎn)和采購的零部件分割成多批次完成，導致生產(chǎn)成本增加。并且圖文檔格式不規(guī)范，標題欄和明細欄樣式不統(tǒng)一，影響后續(xù)系統(tǒng)信息提取。

1.2　報表手動生成，效率低易出錯

設計部門的圖紙設計完成后需人工匯總生成BOM表。外購件、標準件由經(jīng)營處負責采購，圖紙發(fā)放給生產(chǎn)處，由生產(chǎn)處決定有零件是自制還是外協(xié)，并匯總統(tǒng)計生成自制件明細表以供自身生產(chǎn)使用，生成外協(xié)件明細表以供外協(xié)安排使用。這些報表統(tǒng)計需要人工根據(jù)圖紙明細表重新匯總統(tǒng)計，工作量大同時容易出錯，影響生產(chǎn)進度。

1.3　文檔管理落后

產(chǎn)品的電子文件存放在個人電腦，用文件夾的方式分類管理。工程師查找數(shù)據(jù)時憑經(jīng)驗根據(jù)文件名進行檢索，或者詢問相關人員，缺少有效查詢手段，浪費大量時間，而且也不能查找文檔的歷史版本和類似資料。隨著人員流動，查詢更為困難。

1.4　變更流程缺乏監(jiān)管

企業(yè)采用變更單的形式進行設計更改。在設計、生產(chǎn)、采購、裝配等過程中發(fā)現(xiàn)的問題，反饋到設計人員，由設計人員填寫設計更改單，提交相關人員簽審，并修改紙質(zhì)和電子檔文件。在這個過程中，缺乏有效監(jiān)管，有時會出現(xiàn)紙質(zhì)文件修改了，但電子檔文件未修改的情況，后續(xù)設計者進行參考設計時引用了錯誤文件，又會發(fā)生相同的問題，浪費人力物力，延誤工期。

1.5　項目過程難控制

項目開發(fā)需要市場、設計、制造和采購等部門的共同協(xié)作，在這個過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，超出傳統(tǒng)項目管理的能力范圍導致項目失控拖期。在項目產(chǎn)生拖期時，企業(yè)會將產(chǎn)生經(jīng)濟影響的項目優(yōu)先處理，打亂了正常的生產(chǎn)秩序，其余正常進行的項目也面臨拖期的可能，產(chǎn)生連鎖反應，惡性循環(huán)。

1.6　產(chǎn)品成本偏差大

產(chǎn)品設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的很多不確定因素導致產(chǎn)品成本超出預期，與預估成本偏差大。

2　PDM概述

2.1　PDM定義

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等）和所有與產(chǎn)品相關過程（包括過程定義和管理）的技術[3]。與產(chǎn)品相關的所有信息，即描述產(chǎn)品的各種信息，包括零部件信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)配置、文件、CAD文檔、掃描圖像、審批信息等；與產(chǎn)品相關的過程，包括過程的定義和監(jiān)控[4]。PDM進行信息管理的兩條主線是靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動態(tài)的產(chǎn)品流程，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設計展開。

2.2　PDM發(fā)展

PDM技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：

（1）為了解決電子數(shù)據(jù)的信息共享和利用問題，CAD廠商推出了第一代PDM產(chǎn)品，緩解了“信息孤島”問題。

（2）第二代PDM產(chǎn)品在第一代產(chǎn)品的基礎上增加了產(chǎn)品管理、結(jié)構(gòu)和配置管理、電子數(shù)據(jù)的發(fā)布和更改能功能。

（3）20世紀 90年代末，PDM主導廠商參與制訂了PDM標準，為新一代標準化PDM產(chǎn)品的發(fā)展奠定了基礎?，F(xiàn)在隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，企業(yè)之間可以借助PDM標準，組成“虛擬企業(yè)”，共同完成生產(chǎn)任務。

3　PDM實施

企業(yè)的生產(chǎn)和業(yè)務過程都有其自身的特點和需求，PDM系統(tǒng)的實施就是將這種企業(yè)需求在PDM系統(tǒng)這個企業(yè)信息化集成平臺上加以實現(xiàn)，完成系統(tǒng)對各種數(shù)據(jù)對象的管理，保證數(shù)據(jù)的準確性、唯一性和共享性。

3.1　實施前準備

企業(yè)在PDM實施前，要全面了解PDM原理，國內(nèi)外類似生產(chǎn)企業(yè)應用PDM系統(tǒng)的情況和實施過程中的經(jīng)驗教訓等。

全面分析企業(yè)有關流程和現(xiàn)階段業(yè)務處理的問題，初步確定實施范圍，用戶構(gòu)成，需要哪些PDM功能，系統(tǒng)架構(gòu)和操作環(huán)境，與其他系統(tǒng)的接口與集成，所需管理工具和應用程序，需要管理的數(shù)據(jù)，技術指導和咨詢服務，等等，這些都要作為實施PDM的依據(jù)。

設計、制造、信息、管理等相關部門抽調(diào)人員作為關鍵用戶，組成實施隊伍。

PDM系統(tǒng)功能和實施內(nèi)容很多，企業(yè)根據(jù)需求分析制定進度計劃，成本和預算計劃，人力資源計劃等，在總體計劃指導下分步實施。

3.2　選定PDM產(chǎn)品及服務商

在滿足企業(yè)基本需求的前提下，選擇在技術和服務上具有優(yōu)勢的PDM產(chǎn)品和服務商，有效減少用戶實施工作量，加快實施進度。

3.3　系統(tǒng)設計及開發(fā)實施

系統(tǒng)設計及開發(fā)實施由PDM軟件服務商和企業(yè)實施人員共同完成，分為啟動及需求調(diào)研，藍圖設計，系統(tǒng)實現(xiàn)和上線運行等階段，每個階段需制定詳細的實施計劃及實施成果。啟動和需求調(diào)研階段是雙方組成實施小組，共同商議制定系統(tǒng)的整體實施計劃，對涉及的相關業(yè)務部門進行詳細調(diào)研，了解企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務環(huán)境和應用PDM要解決的問題，討論并簽署PDM系統(tǒng)的業(yè)務解決方案，確定系統(tǒng)實施的硬件環(huán)境、軟件環(huán)境等，完成PDM系統(tǒng)的安裝。在藍圖設計階段完成系統(tǒng)的初步培訓，制定企業(yè)級的編碼規(guī)則，制定文件模板，梳理企業(yè)流程，整理基礎數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)實現(xiàn)階段是對安裝的PDM系統(tǒng)進行硬件測試，測試通過后將前一階段整理的數(shù)據(jù)和流程導入PDM系統(tǒng)中進行試運行。對關鍵用戶根據(jù)角色進行培訓，解決測試和試運行階段出現(xiàn)的問題，完善PDM系統(tǒng)。試運行成功后，PDM系統(tǒng)就可以在企業(yè)內(nèi)上線運行，在這個階段，PDM服務商要進行全員培訓，指導使用人員掌握使用方法，編制使用手冊，解決使用問題，交付驗收。

3.4　系統(tǒng)運行維護

由于系統(tǒng)本身的原因和使用人員操作上不熟悉，PDM系統(tǒng)上線運行后的一段時間內(nèi)，問題會集中爆發(fā)，企業(yè)維護人員要做好PDM系統(tǒng)進行維護和完善，如有必要，聯(lián)系PDM服務商共同解決。

4　PDM應用

目前企業(yè)完成了PDM第一期的實施，上線的功能主要有：編碼管理、文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、工作流程管理、集成管理。

4.1　編碼管理

編碼是企業(yè)信息化管理的基礎。在PDM實施前期，企業(yè)完成了對產(chǎn)品，零部件，標準件，外購件和原輔材料等數(shù)據(jù)的編碼。編碼采用10位數(shù)字組成，采用特征碼+流水碼的方式，實現(xiàn)了編碼的唯一性、可識別性、可擴展性、可集成性，兼顧了計算機識別、人的辨識、未來的發(fā)展、和與其他系統(tǒng)的集成等需求[5]，為企業(yè)信息化提供良好的基礎。

在編碼基礎上實現(xiàn)了產(chǎn)品、零部件、標準件和外購件等的分類管理。通過分類，系統(tǒng)提供較手工查詢更快捷便利的方式去搜尋標準零件。設計工程師還可以使用PDM提供的多種檢索方法，利用多種特性的組合，縮小搜索范圍，快速找到相關聯(lián)的零部件，重復使用過去的設計，加快產(chǎn)品開發(fā)的速度和效率。

4.2　文檔管理

企業(yè)中的各個部門圍繞一個產(chǎn)品提供和利用各自的相關信息，包括一般性說明文字、設計數(shù)據(jù)和規(guī)范數(shù)據(jù)等。PDM系統(tǒng)把這些原來分布在各個部門計算機中的由各種不同程序生成的文檔集中管理起來。通過設置用戶權(quán)限以及數(shù)據(jù)加密來保護PDM系統(tǒng)內(nèi)文檔的安全性。文檔提交和修改時需通過簽審流程，確保文檔不會因為誤操作覆蓋或刪除。文檔管理保證了數(shù)據(jù)的一致性，數(shù)據(jù)更改后，所有引用這一數(shù)據(jù)的地方隨之更改，避免出現(xiàn)多個版本導致引用錯誤，給后續(xù)生產(chǎn)帶來麻煩。

4.3　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是具體產(chǎn)品設計時零部件之間的關系，即按照產(chǎn)品的實際裝配關系建立的零部件完整的屬性結(jié)構(gòu)，其中包括自制件、通用件、標準件等等，它的構(gòu)成元素包括零件（物料）以及其關聯(lián)屬性（如數(shù)量、數(shù)量單位等）。

在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中，每個節(jié)點代表一個零部件，定義了零部件的基本屬性，如名稱，編碼，材料，重量，制造方式，版本，提交日期，最后修改日期，提交人等，還有與這個節(jié)點相關聯(lián)的聯(lián)系對象標識，如上下級零部件，和與這個節(jié)點相關聯(lián)的虛擬文件夾標識。虛擬文件夾按照類別對應三維模型，二維圖紙，技術說明書，變更單，驗收報告等。有了這樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)描述，PDM可以方便地直觀地表示與產(chǎn)品相關的信息，“按圖索驥”查找相關信息，自動創(chuàng)建物料清單，減少錯誤，節(jié)約人力物力。

4.4　工作流程管理

企業(yè)利用PDM工作流程模板的定義功能，將企業(yè)中的工作定義成工作流程，包括流程的相關屬性，優(yōu)先級別，逾期預警等，不同類型的工作對應不同的工作流程。工作流的運行由系統(tǒng)自動控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的審批，更改的管理。流程監(jiān)控人和企業(yè)管理者可以查看流程執(zhí)行情況及時調(diào)整工作安排。

PDM系統(tǒng)將設計者按照既定流程完成設計，審核，變更等的操作記錄下來，這些記錄中的數(shù)據(jù)可以作為企業(yè)公文處理效率分析、統(tǒng)計本部門及相關人員完成工作量的依據(jù)。工作流程管理減少了資料的傳送和處理時間，改善了各個工作步驟之間的銜接，結(jié)合后期的項目管理功能，可以有效規(guī)范產(chǎn)品開發(fā)工作，監(jiān)控設計狀態(tài)和項目進展，提高企業(yè)運作的效率。

4.5　集成管理

PDM系統(tǒng)作為信息集成平臺，提供了office，CAD/CAM/CAPP，ERP等應用的集成，實現(xiàn)了不同應用系統(tǒng)之間和不同部門之間的信息交換，確保了數(shù)據(jù)源的一致。

5　結(jié)束語

PDM系統(tǒng)建立了產(chǎn)品設計平臺，將與產(chǎn)品相關的信息和過程完整的記錄下來，實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)共享，提高其重用率，保證設計和制造的準確性，更好的管理工程變更，改善產(chǎn)品與服務的質(zhì)量，縮短了企業(yè)訂單的反應時間，為企業(yè)贏得時間并帶來利潤。

參考文獻：

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