以PDM/PLM为中心的产品生命周期信息集成 「 1. 产品生命周期管理(PLM)系统概述 」 面对日益激烈的市场竞争,企业采取了提高生产效率、实施财务性战略措施等方式来保持自身的竞争优势,抢先竞争对手打造出具有附加价值的产品推入市场。产品开发效率的提升离不开对产品全生命周期的有效管控。产品全生命周期管理系统(PLM)能够实现: (1)在高效实现从产品设计到生产、交付这一业务流程的同时,对产品相关信息进行从设计到停止生产的整个生命周期的管理,从而创造出能够应对市场变化的商品。 (2)有效利用以往的产品开发经验,将后续产品打造成有竞争力的商品,构建更好的产品开发循环。 各行业都在引入产品全生命周期管理系统,不仅包括以汽车、尖端科技以及产业机器等行业为代表的装配制造业,还包括食品、化妆品、化学以及服装等行业。对设计开发领域提供辅助作用的产品全生命周期管理系统主要包括两类(图1):将从产品设计到量产开始为止的这一范围内的管理定义为“狭义的PLM”;将产品从最初企划设计开始直到废止停产的这一范围内的管理定义为“广义的PLM”。 图1 狭义的PLM与广义的PLM 1)狭义的PLM 狭义的PLM,是指在“设计、开发、试做、测试、量产”这一系列工作中,对从设计到生产整个范围内的产品信息进行一体化管理,运用IT技术辅助管理与之相关的所有业务流程的系统。狭义的PLM以往被称为PDM(product data management,产品数据管理),是现阶段被导入最多的PLM系统,属于PLM系统的一个类别。 在CAD(计算机辅助设计)软件将设计图数字化的基础上,PDM不仅能对设计图进行管理,还实现了关联图号和产品编号,设计者可以通过产品编号对设计图进行检索;对关联了产品编号的与产品设计相关的各种书面文件进行一体化管理;将设计开发阶段的产品构成信息制作成物料清单(BOM),方便设计者进行登录和检索。 基于上述功能,当需要对设计进行变更的时候,就能针对变更的内容迅速收集相关信息,对变更前后的设计状况进行比较、探讨,从而促进以下问题的解决: (1)短期内状态不佳的应对; (2)关联部门介入设计时的设计评审管理; (3)通过出图作业相关的信息传递流程的工作流,实现从设计开发到量产的所有产品信息的一体化管理。 2)广义的PLM 广义的PLM,是在对从产品设计开发到售后服务为止的产品信息与业务流程进行一体化管理的同时,将与产品相关的设备、人员以及成本等相关的资源与产品生命周期整体相关的所有信息运用IT技术进行管理的系统。 PLM系统不仅能对产品开发相关的产品信息进行一体化管理,还能将人员、物品、资金等“经营资源指标”和“产品信息”关联起来进行管理。通过对这些信息的灵活运用,PLM系统能够从经营战略的视角对产品开发业务进行管理。产品开发业务是经过“集合人的智慧设计开发产品,在设计图上具体呈现并验证其机能”这一过程,最终变为实际产品的知识集约型业务。PLM使知识集约型业务的作业更加效率,使设计者能够专注于设计开发工作,从而领先竞争企业打造出具有附加价值的产品。 「 2. 以PDM/PLM为中心的产品生命周期信息集成框架 」 1)产品生命周期信息集成 对企业而言,最理想的PLM系统要能够帮助企业灵活运用面向市场推出合适产品的战略。这种PLM是构成以提高产品开发业务效率为目的的IT战略的信息基础。 PLM作为信息基础,对从产品开发到售后服务的产品生命周期进行全方位管理。其作用是,在缩短产品开发周期的同时,在整个产品生命周期过程中,对设计信息备份措施进行统合管理,建立能正确传达必要信息的架构。 如图2所示,在设计过程中建立的信息数据会被生产技术部门当作工序设计的基本信息进行运用。另外,还会被加工成生产车间操作指南进行灵活运用,或是被用作服务部门的服务指导手册或使用说明书。所以在设计工序中,必须尽可能正确地建立产品制造的信息。 图2 PLM中流通的设计信息 设计产品并非与质量管理部门和环境部门毫不相关,正如供应链管理与需求预测部门和制造计划部门精密相关一样,PLM系统中最重要的是思考包括设计部门、质量管理部门和环境部门情况在内的整体解决方案。在产品发生的不良问题中,高达80%都是由设计引起的,但是设计者掌握的产品全生命周期中的不良问题的相关信息仍不能保证从之后的工序中完全反馈给设计者。因此如何向采取对策的部门或工序正确传达不良问题产生的原因,成为能否实现在后续工序中向设计者进行反馈的关键。 如图3所示,通常情况下,“产生不良问题”和“采取对策”的部门或工序是分开的。因此,如何向对方正确传达不良问题产生的原因,就成了能否实现在后续工序中向设计者进行充分反馈的关键。在重新审视设计环境时,如果能将设计工序的作用以“毫无遗漏地对定义产品时所需的必要信息进行定义,并传达给后序工程”这一V模型的形式进行探讨,就可以找到系统化的投资要点。 图3 产品开发的V模型 在V模型中进行的各工序信息化提升可以是个别措施。例如,在供应链管理系统中包含销售部门的强化SFA (sales force automation, 销售能力自动化) 以及提高生产计划精度的需求预测强化,在PLM中对各工序进行信息化提升也必不可少。但是必须要防止这种个别的系统化成为各自孤立的信息孤岛。 如果将PLM看作一种信息战略,不应被CAD以及模拟分析软件包等部分适合的解决方案吸引,而必须以纵观全局的视角计划应当实现的优点。从信息流的视角看,PLM系统是作为连接各个信息孤岛的信息基盘而设计出的。因此,构建V模型的数字信息流通路径是构建理想PLM系统的必要条件。 2)以PDM为中心的产品生命周期管理 在设计现场,每天都会产生大量的设计成果,例如设计图、设计说明书以及检查结果和步骤说明等,需要花费大量人力和时间严密管理。传统的管理方式是通过纸质媒介进行,存在保存不便、检索性差、信息共享便利性差等问题。随着计算机技术的发展,设计成果物也从纸质逐渐向电子数据转化,设计图的制作也从制图板向CAD制图进化和转变。 为了使这些电子化设计信息的使用更加效率化,DMS(文档管理系统)应运而生。随着取代管理设计图的图纸库,能对电子数据进行一体化管理的产品出现,对用CAD制作的电子数据进行管理变的简单易行。 在DMS中,可以对纸质设计图进行扫描,转换成电子数据,或是将CAD数据进行转换。但是在这种状态下,由于只能用产品的设计图图号进行检索,因此设计者想要找出所需设计图,只能向专门的管理部门联系并索取,很难对设计业务的改善产生较大帮助。此外,由于产品编号和图号是分别进行管理的,并且设计图大多是在设计的最终作业阶段才被登录到DMS中,因此设计现场的最新信息和DMS管理的信息往往会出现偏差。 为解决上述问题,PDM应运而生,该系统以物料清单(BOM)作为产品管理的中心,对设计信息进行一体化管理(图4)。在PDM中,BOM是由“P/N(Parts Number,品目主数据)”和“P/S(Parts Structure,管理P/N亲子关系的构成管理信息)”组成的。开发产品所必需的信息和成果物全部与品目信息相关联,以此管理设计信息。通过数据的相互关联,能够明确图号和产品编号的关系,为设计者创造出能够始终获取最新信息的环境。 图4 以PDM为中心的产品生命周期信息集成框架 在PDM管理下的数据分为“元数据”和“批量数据”,前者是管理数据库的文本属性的主数据信息,后者是将CAD等图像信息以二进制文件的形式进行管理的主数据结构。PDM对这两类数据分别进行管理。 由于在检索中,电子化设计图变成了一种叫做“栅格数据”的图像文件。为方便检索,PDM将写在图像上的设计信息以元数据的形式作为数据库属性进行管理,将用CAD建立的三维文件关联起来进行管理,设计者只需输入关键词就能够找出所需的设计图。 为了将电子化的零部件和设计图信息进行公开,实现信息共享,在PDM中设立了图片库共享区域,通常通过Vault 产品数据管理 (PDM) 软件完成。设计部门正在讨论中的信息也能够便捷地被后续工序部门加以参考,对使产品开发地各个工序同时并行,实现设计作业地效率化,缩短设计时长起到了很大的帮助。 目前,除了与产品设计相关的信息,对于与设计产品制造方法的工程设计相关的信息也能够进行一体化管理了,从而实现了从着手设计直到开始量产的所有必要信息都能够实现一体化的管理。 以PDM为中心的产品生命周期信息集成是目前在工业界的应用最多,涉及的行业种类有汽车产业、高科技产业、工业机械产业等。 返回 相关文章理想汽车的IPD最佳实践2024-10-22IPD流程中28个关键角色IPMT、PDT、PQA、SE、EE、SWE等2024-10-18APQP项目责任矩阵图2024-10-18需求价值及优先级评价标准及评价方法2024-10-17IPD产品管理体系团队、职责和关系2024-10-17CRM 、PLM、 SCM、 MES 与ERP的关联与区别2024-10-17