產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在離散型制造企業(yè)中的應(yīng)用

王玄衛(wèi)，袁 安，岳常樂

(中交西安筑路機(jī)械有限公司，陜西 西安 710200)

0 引 言

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，簡(jiǎn)稱PDM)是在現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中成長(zhǎng)并發(fā)展起來的一項(xiàng)以軟件為基礎(chǔ)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)。它將所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和過程集成在一起，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致，保證已有的產(chǎn)品信息為整個(gè)企業(yè)用戶共享，可幫助部門或企業(yè)管理貫穿于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)及開發(fā)過程，可有力地促進(jìn)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品研制周期。對(duì)于離散型制造企業(yè)來說，不同客戶的產(chǎn)品資料實(shí)現(xiàn)電子存檔，可方便后期售后的維護(hù)管理，提升企業(yè)的服務(wù)水平與競(jìng)爭(zhēng)力。

離散型制造企業(yè)與傳統(tǒng)批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的制造企業(yè)不同，其產(chǎn)品具有多品種、批量小的特點(diǎn)，訂單經(jīng)常根據(jù)不同工況、不同客戶需求定制化生產(chǎn)，為企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、庫(kù)房、售后等諸多環(huán)節(jié)帶來巨大的挑戰(zhàn)。PDM系統(tǒng)作為企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的核心源頭，多數(shù)企業(yè)都會(huì)選擇優(yōu)先建設(shè)，它的良好應(yīng)用有利于企業(yè)其他管理系統(tǒng)(CAPP、ERP、MES、CRM、CAM)的建設(shè)與集成。

1 應(yīng)用背景及規(guī)劃

由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、客戶差異化需求增加及所屬行業(yè)的特殊性，離散型企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)資料形成了繁雜的多版本。因沒有統(tǒng)一的繪圖標(biāo)準(zhǔn)及信息化管理平臺(tái)，技術(shù)資料分散在不同研發(fā)人員的計(jì)算機(jī)中，人工管理效率低下，且技術(shù)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)很難相互查閱、參考、借用，同時(shí)還有丟失的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致后期無法溯源。另一方面，車間圖紙版本各異，生產(chǎn)計(jì)劃難以有效管理及執(zhí)行，導(dǎo)致加工成本上升，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，影響售后服務(wù)質(zhì)量與客戶的滿意度。現(xiàn)實(shí)中，客戶要求企業(yè)能夠極速響應(yīng)并完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)，舊的設(shè)計(jì)管理流程已經(jīng)很難滿足現(xiàn)階段的需求。為了提高設(shè)計(jì)部門工作效率與服務(wù)質(zhì)量，為下游部門及時(shí)提供可靠、有效的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，應(yīng)用信息化的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)刻不容緩。

PDM系統(tǒng)的功能主要有：編碼管理、圖文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、BOM(Bill of Material)管理、組織管理、權(quán)限管理、工作流管理、工藝管理、報(bào)表管理、配置管理、項(xiàng)目管理、系統(tǒng)集成等。各企業(yè)可以通過詳細(xì)調(diào)研，根據(jù)自身實(shí)際需求定制實(shí)施計(jì)劃。西筑公司按照信息化平臺(tái)“統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施”的建設(shè)策略，將PDM項(xiàng)目總體計(jì)劃分為多期建設(shè)實(shí)施。一期主要梳理技術(shù)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建PDM的基礎(chǔ)環(huán)境，建立統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品BOM的自動(dòng)生成、與辦公軟件的集成、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的電子審簽流程及變更流程，規(guī)范產(chǎn)品零部件編碼，確?！耙晃镆淮a”，形成可追溯的信息化反查體系。

2 主要應(yīng)用內(nèi)容與分析

2.1 編碼管理

2.1.1 編碼規(guī)則

物料編碼是惟一的代碼，貫穿于企業(yè)的所有業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。編碼有利于計(jì)算機(jī)管理不同屬性的物資，形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹；標(biāo)準(zhǔn)的編碼規(guī)則能夠有效地避免“一物多碼”、“多碼一物”的現(xiàn)象，可為企業(yè)售出的產(chǎn)品建立良好的反查追溯體系，從而提升企業(yè)效率，降低成本，增強(qiáng)管理及售后服務(wù)的水平，是非常重要的信息化基礎(chǔ)。因各企業(yè)實(shí)際情況不同，編制規(guī)則還應(yīng)具體分析，制定出適合自身的編碼規(guī)則。

本項(xiàng)目為解決產(chǎn)品定制化生產(chǎn)、變化多、計(jì)劃復(fù)雜等問題，實(shí)現(xiàn)訂單客戶詳細(xì)資料的可追溯性，對(duì)自制件及外購(gòu)件分別建立不同的編碼規(guī)則，并定義在系統(tǒng)中，通過PDM系統(tǒng)自動(dòng)生成并有效管理，保證編碼的惟一性與有效性。自制件編碼規(guī)則采用字母開頭，產(chǎn)品分類碼1位，用大寫字母表示(不使用字母“O”“I”)；產(chǎn)品代號(hào)碼3位，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；各級(jí)部件序號(hào)碼位：每級(jí)序號(hào)2位，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；零件序號(hào)碼位：3位，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。整體編寫規(guī)則如表1所示。建立產(chǎn)品與分類碼對(duì)照表，如圖1所示。

產(chǎn)品非標(biāo)編碼開頭分類使用“F”作第1位，第2、3位為年份，第4、5、6位為非標(biāo)號(hào)，之后接產(chǎn)品自制件編碼。示例：2017第1套代號(hào)為A018的產(chǎn)品非標(biāo)總圖編碼為“F17001A018”?；诖艘?guī)則編制的自制件編碼，可在系統(tǒng)的“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理”模塊中生成非標(biāo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹并輸出EBOM。

外購(gòu)件編碼采用純數(shù)字組合編制，為避免導(dǎo)出Excel表格時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，開頭、結(jié)尾均不使用數(shù)字“0”，第1位為大類代碼；第2位為類別代碼；第3、4位為屬性代碼；第5、6、7、8、9、10位為物資流水碼。外購(gòu)件編制規(guī)則如表2所示，分類規(guī)則示例如圖2所示[1]。

表2 外購(gòu)件編碼規(guī)則

圖2 外購(gòu)件分類規(guī)則示例

2.1.2 編碼查詢

為提高編碼查詢的精度，準(zhǔn)確獲得所需物資的正確編碼，系統(tǒng)將物資的名稱、參數(shù)描述、標(biāo)準(zhǔn)、材料等屬性作為檢索條件，采用多條件并存的模糊查詢模式進(jìn)行查詢。為了方便下次直接使用制定好的檢索條件，還增加了“保存條件”功能，如圖3所示。

圖3 編碼查詢界面

該查詢功能可滿足不同崗位人員因?qū)幋a屬性的關(guān)注點(diǎn)不同而進(jìn)行個(gè)性化檢索的需求。

2.1.3 編碼的申請(qǐng)與生效

通過查詢編碼確認(rèn)編碼庫(kù)中確實(shí)沒有所需的物資后，使用PDM系統(tǒng)的“申請(qǐng)編碼”功能，選擇物資分類代碼由系統(tǒng)自動(dòng)生成物資編碼，如圖4所示。

圖4 編碼生成

在完善該物資的編碼及物資相關(guān)屬性，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)重復(fù)性校驗(yàn)后，“編碼工作區(qū)”中會(huì)生成待生效的編碼，如圖5所示。為提高工作效率，待生效的編碼可批量提交至系統(tǒng)中的“編碼審核”流程，由編碼審核人員復(fù)核。

圖5 系統(tǒng)重復(fù)性校驗(yàn)

同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在錄入圖紙時(shí)自動(dòng)校核編碼的生效狀態(tài)，若圖紙中使用了未生效或不存在的編碼，將會(huì)彈出提醒對(duì)話框并阻止系統(tǒng)錄入該圖紙，從而保證資料的有效性。

2.1.4 編碼的修改與廢止

未生效編碼由創(chuàng)建人在個(gè)人工作區(qū)更改，完成后通過系統(tǒng)“編碼審批”流程提交至審核人審核，已發(fā)布的編碼不允許刪除。若存在以下條件，可向編碼管理員提出申請(qǐng)，由編碼管理員與技術(shù)、采購(gòu)、庫(kù)房等相關(guān)人員復(fù)核后，修改或廢止編碼。

(1)編碼名稱有誤。

(2)編碼參數(shù)描述不全。

(3)單位、標(biāo)準(zhǔn)或備注等項(xiàng)有誤。

(4)編碼分類有誤時(shí)，由編碼管理員廢止編碼，并做好相應(yīng)記錄文件備查。

2.2 圖文檔管理

圖文檔管理是避免圖文檔數(shù)據(jù)混亂的一個(gè)電子倉(cāng)庫(kù)，是支撐企業(yè)完成產(chǎn)品研發(fā)協(xié)同設(shè)計(jì)的重要功能，完成產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)文檔(如DWG、三維模型、Office文檔、PDF文檔、圖片等)的保存、查詢、檢入、檢出、批量導(dǎo)入、下載、打印審批、借閱瀏覽、歸檔，并可以提供DWG及三維輕量化模型的在線簽審、圈閱、批注、電子簽名、測(cè)量、剖切、透視等操作，是PDM系統(tǒng)最核心、最基本的功能。需要注意的是電子數(shù)據(jù)的安全也應(yīng)作為重點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)，可采取“雙機(jī)熱備”、“定期備份”等信息化安全手段確保數(shù)據(jù)安全，防止丟失。

2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及BOM管理

2.3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理

標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模式下的制造企業(yè)一般在建設(shè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理功能時(shí)，多與配置管理模塊共同實(shí)施。例如，典型的汽車制造企業(yè)，通過配置管理可快速實(shí)現(xiàn)不同配置車型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)搭建，從而降低研發(fā)、生產(chǎn)的管理難度，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，從而降低產(chǎn)品的成本。而離散型制造企業(yè)因客戶的結(jié)構(gòu)、配置需求均不具有可預(yù)見性，沒有辦法提前在系統(tǒng)中完成多配置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的邏輯搭建。在本項(xiàng)目中，筆者通過對(duì)編碼規(guī)則的特殊管理，形成了對(duì)應(yīng)不同客戶搭建不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理模式，從而簡(jiǎn)單地解決了非標(biāo)資料管理的難題。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的搭建是通過讀取錄入系統(tǒng)的產(chǎn)品技術(shù)圖紙和三維模型中的自制件、外購(gòu)件、外協(xié)件的屬性信息，生成零部件，并根據(jù)上下級(jí)裝配關(guān)系在系統(tǒng)中搭建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。如圖6所示。

在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中，可以清楚地看到產(chǎn)品的組成及零部件相關(guān)屬性、每個(gè)零件的負(fù)責(zé)人、生效狀態(tài)與創(chuàng)建時(shí)間等信息，每發(fā)生一次變更，還會(huì)保存記錄一個(gè)歷史版本。借助“編碼規(guī)則”中對(duì)于非標(biāo)定制化的產(chǎn)品編碼的特殊定義，可以快速生成定制的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，通過此結(jié)構(gòu)樹可以快速生成設(shè)計(jì)物料清單EBOM，通過BOM轉(zhuǎn)化，為ERP系統(tǒng)提供可以進(jìn)行MRP運(yùn)算的BOM清單，提高產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃能力，從而提高工作效率與準(zhǔn)確性，縮短產(chǎn)品制作周期。

圖6 系統(tǒng)中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹

2.3.2 BOM管理

BOM是貫穿企業(yè)各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的核心二維表單，根據(jù)不同部門對(duì)物資屬性及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同需求和關(guān)注點(diǎn)，又可將BOM劃分為不同類型的物料明細(xì)清單，如：設(shè)計(jì)物料清單EBOM(Engineering BOM，也叫工程物料清單)、工藝物料清單PBOM(Plan BOM，也叫計(jì)劃物料清單)、制造物理清單MBOM(Manufacturing BOM)等，這里主要針對(duì)EBOM進(jìn)行生成及管理。如圖7所示。

圖7 EBOM樣表

每個(gè)公司都可制定適合自身運(yùn)行的明細(xì)表單，在系統(tǒng)中可以根據(jù)不同企業(yè)的特殊需求定制開發(fā)不同的表單，并可輸出為Excel格式，方便沒有實(shí)施信息化系統(tǒng)的部門接收使用。

其余類型的BOM均是在EBOM的基礎(chǔ)上增加、刪除零部件后生成的新表單，所以EBOM是最基礎(chǔ)的明細(xì)清單，它將貫穿于企業(yè)的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)樣式及合理性會(huì)直接影響到業(yè)務(wù)的流暢度與系統(tǒng)的處理性能，需要仔細(xì)調(diào)研并與系統(tǒng)開發(fā)人員商定[2]。

2.4 組織管理

為便于系統(tǒng)管理員今后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)，系統(tǒng)中對(duì)組織管理定義了組織機(jī)構(gòu)、角色管理及用戶三大模塊，可在后期對(duì)系統(tǒng)的權(quán)限進(jìn)行快捷有效的劃分，快速定義流程節(jié)點(diǎn)人員，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的后期管理及維護(hù)。如圖8所示。

圖8 組織管理

2.5 權(quán)限管理

系統(tǒng)可根據(jù)公司不同崗位的職責(zé)、權(quán)限劃分實(shí)現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)(包含BOM、零部件、技術(shù)文檔等)的安全管控。系統(tǒng)提供權(quán)限規(guī)則授權(quán)、直接授權(quán)及流程動(dòng)態(tài)授權(quán)的授權(quán)方式，授權(quán)方式都支持按照數(shù)據(jù)對(duì)象的類型、創(chuàng)建部門、所有者等屬性向組織、角色、用戶授權(quán)。授權(quán)操作包括導(dǎo)入、預(yù)覽、修改、刪除、授權(quán)、下載及禁止(導(dǎo)入、預(yù)覽、修改、刪除、授權(quán)、下載)等。

2.6 工作流管理

工作流管理主要是完成設(shè)計(jì)研發(fā)中的過程管控，相關(guān)流程應(yīng)具有靈活的動(dòng)態(tài)性，適應(yīng)企業(yè)自身的組織、經(jīng)營(yíng)、管理風(fēng)格。在建設(shè)信息化系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)重新梳理各相關(guān)業(yè)務(wù)流程，形成符合企業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展需求、適合線上運(yùn)行的電子工作流程[3]。

西筑公司根據(jù)崗位的權(quán)責(zé)對(duì)上線的流程進(jìn)行了定制，主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計(jì)文檔的發(fā)布、歸檔、變更、預(yù)覽、打印、審批，以及編碼審核生效等流程的管控，通過信息化手段支撐企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作。為提高圖紙審批效率，將不同重要等級(jí)的零部件圖紙生效流程進(jìn)行了分類定義，分別為具有“審核”、“審定”節(jié)點(diǎn)的重要審批流程，具有“審核”節(jié)點(diǎn)的次要審批流程及無“審核”、“審定”節(jié)點(diǎn)的一般審批流程。通過此流程模板的定義，加快了圖紙的審批效率，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)完成交付的時(shí)間大大縮短。如圖9所示。

圖9 流程模板的定義

2.7 報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理

可根據(jù)企業(yè)需求，在系統(tǒng)中定制不同部門所需的報(bào)表，由系統(tǒng)根據(jù)定義的屬性邏輯進(jìn)行自動(dòng)篩選，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品總明細(xì)表、自制件清單、借用件清單、標(biāo)準(zhǔn)件清單、采購(gòu)件清單等報(bào)表的統(tǒng)計(jì)輸出。

2.8 系統(tǒng)集成管理

(1)實(shí)現(xiàn)和CAD、Office等設(shè)計(jì)、辦公軟件的集成。

(2)實(shí)現(xiàn)和InteKEY加密軟件的集成，確保進(jìn)入系統(tǒng)的圖紙能夠正常打開，從系統(tǒng)中輸出的圖紙自動(dòng)加密。

3 應(yīng)用成果及效益

通過應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)， 獲得以下成果和效益提升。

(1)企業(yè)建立良好的產(chǎn)品信息管理平臺(tái)，規(guī)范了產(chǎn)品數(shù)據(jù)源頭技術(shù)資料編制和使用，優(yōu)化了公司的相關(guān)流程，降低了設(shè)計(jì)資料因人工編寫導(dǎo)致失誤的可能性，為下游部門提供了更加準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，從而提高了工作質(zhì)量和效率。

(2)非標(biāo)產(chǎn)品資料信息化管理，搭建了客戶化的定制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，便于執(zhí)行生產(chǎn)、采購(gòu)計(jì)劃，降低了產(chǎn)品加工、裝配、發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)配置出錯(cuò)的幾率，降低了成本，提高了效率。

(3)優(yōu)化、規(guī)范了產(chǎn)品研發(fā)流程，提高了零部件復(fù)用率及標(biāo)準(zhǔn)化水平，降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本。

(4)電子簽審大大縮短了打圖、審圖、簽圖的時(shí)間，從而提高了工作效率。

(5)圖紙有效性版本管理，解決了人員出差、離職等情況造成的無法及時(shí)查找、丟失圖紙信息的問題，保證了公司車間與技術(shù)圖紙的統(tǒng)一，提高了工作效率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。

(6)建立了公司產(chǎn)品技術(shù)資料網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫(kù)，利于公司新進(jìn)員工的培養(yǎng)與成長(zhǎng)，加快了公司產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新的腳步。

4 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目的實(shí)施應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了圖紙的在線簽審，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的協(xié)同設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫(kù)電子歸檔管理，方便產(chǎn)品之間相互借鑒、借用，大大提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化水平。系統(tǒng)自動(dòng)生成設(shè)計(jì)零部件清單(EBOM)，省去了人工編制的過程，大幅度提高了工作效率與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。版本管理與流程管理，保證數(shù)據(jù)的惟一與準(zhǔn)確性，形成了可追溯的復(fù)用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)體系，并為企業(yè)管理系統(tǒng)的建設(shè)與集成奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)其他企業(yè)建設(shè)信息化管理系統(tǒng)具有參考意義。