一个完整的产品创新过程通常有总体规划、详细设计、工艺准备、生产制造、维护支持等五个阶段,以往这五个阶段都有独立的信息系统进行支撑,但系统与系统之间缺少集成,打个通俗的比方,这些系统之间有很多墙,信息要跨墙而跃,把墙拆掉的办法,就是应用PLM系统。

摘要:本文提出大规模定制产品必须是由一系列批量生产的、有相互匹配关系的功能模块组成。保证成功的关键是控制零部件数量增长与企业利润同步和大幅度减少错误更改次数。PLM系统是实现上述目标的最有力的管理平台。

关键词:大规模定制,PLM,PDM

1、前言

    作坊式生产能够满足每个用户的特殊需要,但不能满足整个社会的需要。大规模生产满足整个社会发展的要求,却不能适应用户个性化的要求。将作坊式和大规模批量生产的优点结合起来就能最大限度地满足大批量个性化的要求,在提高产品质量的同时,降低成本,扩大市场占有率,增强企业核心竞争能力。大规模定制正是适应当前市场经济需要的新型生产模式。

2、问题

    很多企业间简单的合并案例说明,表面上批量和个性化都增加了,但合并后企业的利润下降、核心竞争能力削弱。分析其原因可以发现大规模定制必须克服以下二方面的困难:

    (1) 零部件种类直线上升;

    (2) 设计、制造、维修中的错误更改成倍增长。

    目前产品更新换代的速度不断加快,企业自主开发产品的零部件种类正以数量级数逐步增长,导致产品的设计、采购、库存、生产、维护等成本据高不下。随着批量的增加,产品的利润反而下降。与此同时,在产品开发的各个环境发生错误的概率正以几何级数成倍增长。结果就是返工率上升、新产品开发延期。

3、办法

    建立一套有效的零部件管理制度,将新增零部件数量控制在与企业利润增长相适应的范围内,便能成功地推行大规模定制的生产模式。零部件管理制度应该包含以下六部分:

    (1) 产品功能模块总体设计;

    (2) 功能模块之间配置关系定义;

    (3) 每个功能模块内部对应的结构、电路、软件等零部件之间的配置关系;

    (4) 每个功能模块的全息信息;

    (5) 功能模块创建、使用和消亡的审批流程;

    (6) 结构和电路的功能模块可视化图形管理。

    3.1 大规模定制产品的基本结构

    计算机是最典型的大规模定制产品。计算机有CPU、主板、内存、机箱、电源、硬盘等几十种功能模块组成。每一种功能模块均可以进行大规模批量生产。目前市场上计算机功能模块的排列组合有几十亿种,但实际上只有上百种可行的方案。因此必须制定一套功能模块之间的匹配关系才能生产出满足个性化要求的计算机。由此可见,大规模定制产品必须是由一系列批量生产的、有相互匹配关系的功能模块组成。与以往传统的产品开发不同,大规模定制产品开发的第一步是根据市场需求定义新的功能模块及其与原有功能模块的匹配关系,也是最关键的一步。

    3.2 功能模块定义

    功能模块是产品的核心组成部分。正确定义功能模块是保证产品质量的最基本的要求。

    功能模块既可以是产品,也可以是零件、装配件或软件模块;既可以是外购件,也可以是外协或自制件。每个功能模块按照一定的条件和相关的功能模块建立联系,从而满足某个用户或特定设计方案的需要。因此,完整的功能模块定义必须包含该功能模块全生命周期内的全部信息,包括用户和开发的需求、设计和工艺数据、使用和维护指南、采购和质量信息、与其他零部件的结构关系及其有效时间和有效条件,当前的发放状态、历史的变更版本、对应的审批流程等。一旦用户需求或设计技术指标发生变化,必须及时反馈到有关的功能模块,审视原来的状态是否需要改变。如果必须改变则还要进一步分析这种改变的后续影响,从而判断是直接进行改变或创建一个新的版本,或创建一个全新的功能模块。为了有效、准确地判断各类改变的影响,每个功能模块的全息信息必须直接挂接在每个功能模块的版本上,以免发生混乱。

    3.3 产品结构树和文档树

    一个产品由若干个功能模块组成。全部功能模块组成一个产品系列。通过选择不同的功能模块或不同版本的功能模块,便可以满足某一特定的需求。由功能模块及其不同版本构成的关系树称之为产品结构树。

    每个版本的功能模块都包含与其全生命周期相关的文档,如立项论证报告、设计任务书、分析计算报告、三维模型图、工程图纸、工艺流程、测试大纲、质量统计、变更说明等存放在文件库里的电子文件。同时,每个版本的功能模块还有一套用于检索、统计、分类的属性,如物料号、名称、材料、数量、重量、价格、供应商、加工方法、表面处理方式、设计人、校对人、审批日期、或开发语言、编译环境、主要功能等存放在关系型数据库中的元数据。一旦在数据库中找到上述任一个属性就立即找到对应版本的功能模块及其全息信息。这样的文档管理方法就像一棵文档树。功能模块是文档树的根,每个版本的功能模块是一个分支,每个分支上挂满了该版本功能模块的全部电子文档。

   3.4 功能模块创建流程

    企业全部产品系列按照上述规则保存后,需要创建新的功能模块时必须遵循如下流程。通过方便的查询手段,最大限度地提高功能模块的重用率,减少新的功能模块数量。


4、产品全生命周期管理(PLM)

    科学地设计共享的产品系列结构树,通过优化的配置条件保证最大限度满足个性化定制要求是大规模定制的基本手段。然而变化是永恒的。市场需求的变化、技术的进步、工艺的改进、元器件的兴衰等变更都会导致设计的变化。任何一点变化又会引起人力资源的调配、仪器设备的占用、时间的延迟、库存的浪费、生产计划的改变、维护成本的上升、等等。为了减少错误的变更,缩短每次变更的时间,大规模定制还需要加强以下管理:

    (1) 项目管理:将项目对应的每个任务、阶段里程碑和产品数据管理PDM系统中对应的产品立项、详细设计、工艺规划、测试报告等标志性文档联系起来。根据时间进度由项目管理系统驱动PDM系统中的业务流程。业务流程中关键节点通过后自动刷新项目管理中对应任务的状态,提高项目进度透明度。

    (2) 需求管理:将每个需求对象及其版本和对应的功能模块、模块负责人、相关的文档、变更任务联系起来,形成需求对象树、产品结构树、电子文档树和项目任务树的同步管理。

    (3) 可视化管理:充分利用三维可视化图形可以避免采购等部门的错误;电子化图形批注可以实现并行审批和共享批注意见;BOM的三维图形减少配置错误;网上实时的图形干涉检查、动态机构运动仿真、人机工程分析、公差优化设计等手段大大减少开发后端中的错误。

    (4) 异地协同:除了直接共享数据外,通过间接式或松散式实现异地协同设计、制造和维护。同时,该系统还给用户、分销商提供不同等级的包含三维图形的产品信息,有利于促进销售、方便使用和维护。

    (5) 制造管理:在功能模块的全息信息中包括的工艺数据有四部分组成,产品、工艺、设备和工具。通过调整工厂布局可以改变产能,通过在线采集批量产品质量,可以预测不同工艺的产品质量。

    (6) 管理系统集成:PLM系统提供与ERP、SCM和CRM的集成接口,为大批量生产提供产品全生命周期的管理。

    结合上述管理功能的PDM系统称之为PLM系统。 PLM系统为大规模定制生产模式提供一个有效的产品数据管理平台,有利于减少产品零部件的数量和不必要的更改,缩短新产品开发周期,增强企业核心竞争能力。

参考文献:

1.莫欣农,业务流程驱动的产品数据管理, e-works网站,2005.8.17.
2.莫欣农,产品需求管理与质量设计,e-works网站,2005.8.17.

发表于: 2007-04-12 11:24 莫欣农的博客 阅读(5205) 评论(2) 收藏 好文推荐

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评论列表
# re: PLM系统是大规模定制的产品数据管理平台
引用
2008-03-13 16:52 | wangxiaocui | 1楼
莫教授可否在有时间的时候写一篇关于工程变更的文章啊,我们急切的想知道ERP中是如何根据变更信息重新制定生产计划的,这一步具体是怎么实现的,冒昧了,呵呵!

# re: PLM系统是大规模定制的产品数据管理平台
默教授能否写一个实际企业应用的案例.理论都很精彩,就是不知道怎么实践.希望您能分享一下您的经验,谢谢!


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最新评论

莫老师说的真好。--ewklxl
嗯 很不错 谢谢分享!--longlong899
莫教授,您好,想请您讲课,您的联系方式多少?--【匿名用户】:E-works热心网友
莫教授,您好,想请您讲课,您的联系方式多少?--【匿名用户】:E-works热心网友
莫教授,您好,想请您讲课,您的联系方式多少?--【匿名用户】:E-works热心网友
莫教授,您好,我们是一家国内大型集团制造企业,最近要上PLM/PDM项目,希望聘请您为我们的选型专家,不知如何联系您?

谢谢!--【匿名用户】:鲁征
真知灼见--吴宇昊
信息化实施,基础工作非常关键,但是往往被忽略,莫老师的总结浅显易懂!--李翔
学习了!!!--asanmi
非常同意莫老师的意见。
也有不少人问过我这个问题,我觉得实施PDM,目的一定要明确,就像行军打仗,出发之前,敌人都不知道在哪里,这仗想不败都难。--愤怒的公牛

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