0 前言

    數據流即數據從無到有，一個環節接一個環節傳遞應用，同時各個環節按照業務或規范等要求應用、輸入和輸出，以及各個應用系統之間相互對接的過程。在此過程中，各個環節的數據規范、業務要求以及正確應用是數據流管理的關鍵所在。企業在實施、推行和應用PLM的過程中，不同環節不同部門對數據信息的要求和使用各不相同，一定要重點關注數據輸入、輸出和應用。數據信息的傳遞過程是否順暢與合理，直接決定著PLM的實施、推行和應用成敗。

    在當前刺激效應衰減、信貸收減、經濟低迷、產能過剩的情況下，對于工程機械行業來說，如何轉變增長方式、培育行業內生力是當務之急。提升企業內生力、提升企業產品競爭力、提升產品質量、降低產品成本，其源頭在技術設計。至此提升企業技術管理水平、做好企業技術管理信息化尤為重要，最為關鍵；而其中產品全生命周期管理(PLM)是技術管理的靈魂，其理念必須得到高度的重視，并在企業全面宣傳、灌輸與應用。

1 山河智能PLM項目背景

    公司前期研發管理平臺PDM存在的問題：無法實現異地研發數據管理與有效備份；無法實現產品多階段數據管理與維護；無法實現研發項目管理的有效性和設計集成性；無法進行有效的設計變更閉環管理；不支持三維\電氣\控制程序數據管理；無法實現集團物料編碼管理；不能有效支持設計標準化和模塊化；無法實現基本的工藝BOM管理。

    基于以上問題，通過實施PLM以達到以下效果：搭建支持異地數據管理的集團級PLM工作平臺，實現分布式部署，在分布式部署基礎上支持集中管控；集團所有二維三維設計、電氣圖紙、工藝、工裝等圖文檔統一納入PLM平臺管理，形成企業知識管理體系，實現圖文檔全生命周期管理；實現多階段數據管理以及各類數據之間的關聯，實現以項目模式關聯和產品結構樹關聯；在確保安全的前提下，實現產品數據的高度共享，實現產品數據快速檢索，提高產品開發設計效率；梳理、優化產品研發、工程變更技術管理業務流程，建立完善的工程變更管理機制；提高產品研發的標準化、通用化、系列化水平，增強企業核心競爭能力；建立統一規范的編碼體系，實現企業各業務系統之間的信息集成；實現與項目管理系統的集成，提高產品研發項目管理能力。

2 山河智能PLM數據流管理

    PLM數據流管理主要體現在CAD階段、編碼階段、BOM創建和管理階段、產品配置階段。

圖1 產品數據管理及應用與產品生命周期

    2.1 基于業務內核（BOM）的產品數據管理及應用

    以產品BOM為主線,實現產品基礎信息電子化，完善并提升產品數據標準；統一管理各種BOM視圖，提高設計、工藝、生產、銷售、采購、財務、售后服務等BOM的一致性和準確性，實現與ERP/CRM等系統的有效集成；管理BOM對象間的關聯關系，實現BOM數據的輔助轉換。

    BOM作為數據流的核心骨干，在不同階段不同環節其用途、要求、BOM視圖均不一樣。從原始的CAD-BOM到具體的業務BOM，其演變過程復雜多變。故在PLM實施前一定要理清BOM在系統中的演變過程，以確定各項業務的關聯關系。如下圖2、圖3所示。

圖2 PLM-BOM演進示意圖

圖3 PLM-BOM關系示意圖

    2.2 數據流之分布式+集中式編碼(品號)數據源管理

    物料編碼（品號）是企業PDM\CAPP\ERP\CRM\財務等系統的基礎信息，做好物料編碼管理的實施和應用至關重要。在前幾年，山河智能涉及到多個領域的制造，分公司分布在不同的省份，彼此之間采購件有類似或相同。如果按照獨立經營的要求所有物料編碼(品號)信息完全可以獨立分開，然而按照集團管理要求采購件需進行集中采購，其他物料編碼（品號）及規則可以根據領域不同具有特殊性。面臨這樣的問題，使用集中式很難滿足不同地域不同領域要求，且對網絡帶寬要求很高，成本也很高；如果使用分布式，則又很難滿足ERP提出的集中式采購需求。即既要實現集中采購又要實現獨立管理，為此公司編碼管理實現分布式+集中式，實現采購件集中，其他自制件物料編碼(品號)獨立分布。通過這樣很好地解決集團物料編碼(品號)共享與獨立的問題，不再依賴網絡、不再擔心因集團總部的服務器問題影響其他分公司或其他地域用戶的正常使用，只需要分公司服務器與集團服務器進行同步驗證即可。如圖4所示。

圖4 編碼系統模塊分布+集中式示意圖

    公司通過分布＋集中方式建立集團公共物料庫（采購件庫），其中包括標準件、原材料、外購件，分公司或子公司調用集團總部編碼規則在各自的編碼系統中申請，通過采購件審批流程首先在集團公共庫發布，然后再定時同步到各分公司或子公司采購件庫；各分公司或子公司部件、零件等其他非采購件編碼均在本地服務器上直接調用相關編碼規則進行編碼申請，通過各分公司或子公司的審批流程完成編碼的申請與發布。通過以上方式，既實現了各公司非采購件獨立自由性，又實現了集團編碼采購件的一致性，管理和使用均靈活方便。

    物料編碼(品號)規則的制定是很多企業實施PLM，甚至ERP等系統的一件頭等大事，規則制定直接關系到后續的使用、適用和靈活性，更有可能不利于標準化、模板化設計，造成重復設計，增加了生產管理成本和倉庫管理成本。不同領域不同公司對自己產品規則要求都不相同，自然在規則的定義上大相徑庭。不管理怎樣，編碼規則的制定一定要考慮到系統實施完成后的數據挖掘和分析使用；限制采購件的申請范圍，避免采購件重碼產生，確保采購件物料的唯一性，降低采購和倉庫管理成本；制定物料編碼（品號）名稱的填寫規范，形成相關標準規范，并遵循和應用；最理想狀態是編碼系統模塊與CAD\PDM\ERP\PLM等系統實現集成，確保數據的一致性，以便系統之間的數據交流與共享。

    2.3 山河智能PLM數據流特殊式應用管理

    PLM的應用對于不同企業不同用戶均是五味俱全，界面操作要簡單、功能使用要靈活、點點鼠標就能了事，輕松便捷式工作，似乎個性化使用最為突出。PLM的認知和了解直接決定了人們對PLM的使用要求和目的不同；關注的重點和方向不一樣，其實施的結果也就不一樣。而真正的PLM 是集成人、流程 、信息和業務的系統；戰略性的業務手段；業務解決方案的一體化集合；協同地創建、使用、管理和分享與產品相關的智力資產；支持上下游企業協同；跨越完整的產品/工廠生命周期,從概念產生到產品生命的終結；而不是人們理解的設計性工具，只追求功能應用。山河智能PLM是結合業務管理以及特殊應用而實施的，很多功能都帶有個性性以及獨特性�，F就幾個特殊應用列舉如下：

    PLM特殊應用1：工程變更管理是PLM實施的關鍵之一，工程變更流程的制定需結合生產、采購、售后等環節，不能只局限于技術部門，同時考慮工程變更流程的可執行性、追溯性，能否形成閉環管理，如圖5所示。工程變更如果缺乏合理有效的管理機制、實施辦法、傳遞方式，從而會造成不必要的生產錯誤和制造成本浪費，更容易產生呆滯物料。

圖5 變更示意圖

    PLM特殊應用2：如何利用PLM實現標準化、系列化、模塊化設計，通過“三化”來提升企業的產品質量和性能，降低產品制造和設計成本，如圖6所示；在PLM系統中建立產品模型庫，便于制造、銷售、售后管理、應用和使用。這些在某種意義上體現了PLM的價值和效益。

圖6 標準化系數統計

    PLM特殊應用3：如何挖掘和利用PLM已有的數據，進行分析和總結，為管理和決策層提供數據支撐。在PLM中有很多數據可以通過挖掘分析，比如產品標準系數、產品重用率，通過分析了解產品主要成本體現在哪些方面，如圖7所示，又如何去降低成本，產生更大的市場價值。同時通過分析得出公司產品的差異化、競爭優劣勢。

圖7 零部件分布及原材料示意圖

    2.4 數據流過程中的項目管理

    研發項目如果無法實現項目有效管理和過程的跟蹤監控管理，沒有相應的業務流程支撐，使我們的任何項目都缺乏時效性和組織性，完全是在我們的意識形態中去自由式完成，使得任何項目效率較低、無法管控，更無法做到準時把產品推行市場，失去市場競爭力。這對企業來說是致命的打擊，不利于企業的發展。然而企業在推行研發項目過程總會遇到各式各樣的阻礙，這主要是中國企業注重創新，把設計工程師嬌慣壞而致。然而只有通過項目管理實現技術績效管理，提升技術管理水平，鞭策設計創新，才能有利于企業的創新推動，才能使創新具有源動力。項目管理關鍵在于執行力，需建立相關的項目管理機制和強有力的執行力，同時要得到企業領導的充分重視和支持。只有實現項目管理才能發揮企業管理的精髓，一切才可能在掌控之中，如圖8所示。

圖8 任務監控示意圖

    山河智能的項目管理主要功能有：項目計劃管理、個人儀表盤、工作日志、資源統計、項目統計、績效報表等，如圖9所示。

圖9 項目計劃示意圖

    山河智能在實施PLM過程中把原先的RPM項目管理系統整合到新PLM平臺中，充分整合公司的人、財、物等資源，提高項目運作效率，降低項目成本，確保項目質量，實現知識沉淀，同時培養公司復合性人才，公司對所有的項目采用項目管理模式進行管理；并在此基礎大力推進技術績效管理，大大提升了設計工程師的工作激情�，F今山河智能PLM項目管理支撐產業集群發展，建立集團項目管控平臺，實現可視化、精細化管理；支撐企業管理變革，預防和解決企業運行中諸如流程障礙、溝通障礙等問題；建立項目管理的知識體系，促進知識沉淀常態化，將項目管理工作上升到企業戰略高度引導產品開發。通過兩年多項目推行，產品開發項目周期縮短、項目完成質量很高。使技術管理透明化，建立公平的競爭環境，為企業的內增力提供極力的保障。

    2.5 數據流過程中的工藝管理

    企業怎樣用最低的產品設計和生產成本去獲取最高的市場利潤是當前很多企業最關注的問題。但大家都忽視了工藝環節，現在比拼在某種程度上不是創新能力而是制造能力。目前很多國內企業的現狀是：公司生產規模不斷擴大，而制造、工藝、設計脫節，形成“設計—制造—工藝”的形式，完全違背了“設計—工藝—制造”的原則，從而導致了很多生產問題，制造與設計總是問題不斷；工藝資源分散，未進行集中管理、共享與整合，工藝資源不能有效地進行工藝改善與提升；編制工藝過程中工藝術語不規范，容易產生加工制造過程中的理解錯誤等。

    工藝管理系統以產品的工藝BOM為中心，實現工藝數據的結構化管理和工藝數據的共享，有效解決企業產品設計、工藝、生產等環節的業務關聯性和數據集成性。工藝管理系統將作為PLM系統和ERP的橋梁和紐帶，切實實現工藝指導生產的目標。

    在設計部門完成圖紙設計并在PLM系統中建立設計BOM后，工藝人員可對設計BOM轉換調整生成工藝BOM，基于工藝BOM，可在系統中完成工藝路線以及工藝過程的編制，每一個工藝過程節點就是一道具體的工序�；�于工藝過程描述，可實現按工序工種的工藝設計任務分配。每道工序可在InteCAPP中完成具體操作的工序卡編輯，并將工序卡存入協同平臺中，同時將工序卡中的工藝數據自動提取，存放到協同平臺的數據庫中，以便供ERP使用。如圖10所示。

圖10 工藝模塊功能示意圖

    同時可對自制件和外協件編制其材料定額、工時定額、沖壓工藝、機加工藝、熱處理工藝、焊接工藝、涂裝工藝等信息。

    基于工藝BOM可按照工位進行物料的分配形成裝配BOM，裝配過程卡和作業指導書掛靠在相應的工位下。

    在完成工藝BOM、工藝路線及材料定額等信息后可通過系統向ERP系統提交工藝BOM清單、品號信息、材料定額、工藝路線等信息。

    作為設計向制造轉化的橋梁，工藝基礎信息規范和積累，直接影響到ERP數據準確性和應用。隨著企業產品的多樣化、國際化，對產品質量要求越來越高，從而更加依賴工藝，工藝也成為制約產品制造的瓶頸，工藝的成敗從某種意義上講決定了未來公司產品以及生產效率和市場占有的成敗�？傊�工藝管理關系到一個企業的產品質量，關系一個企業的生產和制造能力，同時也關系到ERP能否順利應用成功，它是PLM與ERP的橋梁，至關重要。

    2.6 數據流中號機配置管理

    2.6.1 配置原理

    建立產品模型庫；關聯產品BOM根節點搭建模型BOM；定義產品參數、特征、性能等描述信息的選配行；再將這些選配項與模型BOM的零部件建立映射關系，選配時通過對選配項的選取，來決定BOM上哪些零件被選擇應用；勾選選配項，系統自動進行邏輯校驗和處理，根據選擇的選配項對模型的超級工藝BOM進行篩選，形成選配后的定型BOM。

    2.6.2 配置過程

    山河智能產品成本配置主要分為四個過程(如圖11所示)。

圖11 產品配置過程

    A.產品模型管理

    產品模型是實施配置的基礎，系統提供對模型的分類管理及模型的完整BOM管理。

    B.配置定義

    配置定義是實施配置的條件和約束，在產品模型上建立多個選配項，再將選配項與模型的零件相互關聯，通過選項的取舍映射到BOM結構上零件的取舍。選項之間還可設置跟隨、互斥規則。

    C.選裝配置

    選裝配置是實施配置并產生配置結果（定型產品），通過對選項的選取，再進行配置校驗（約束關系及完整性），最后由系統根據選項與零件的關聯關系運算出精確的定型產品BOM結構。

    D.產品派生

    配置產生的定型產品隨著運用場景的不同，BOM結構有所不同，因此基于定型產品可派生出實際的業務BOM，如銷售BOM、售后BOM等。

    2.6.3 執行產品配置

    產品選配是依據客戶和訂單需求，對產品模型進行選項的篩選，最終將產品模型實例化成定型產品的過程。山河智能產品配置過程實現流程化管理，進行了有效產品配置管理，確保產品配置的準確性。具體流程如圖12所示。

圖12 配置流程

    通過建立模型，設置關聯關系，定義選配項后，BOM配置人員只需進行簡單的操作就可在簡單直觀的配置頁面，快速完成產品配置，并提交走流程，如圖13所示。

圖13 產品配置界面

    針對每個產品，直接定義“標準配置”和“默認配置”，在查詢和使用過程中可以快速查看相關的默認配置和標準配置，類似的配置可以做更多。這些標準配置和默認配置隨著工程變更自動更新，保持BOM或配置中永遠使用最高版本的零部件。若需查詢以前的配置，只能通過號機管理中的配置來查詢。即在不同時期內配置BOM清單中的零部件版本與其所在時期內其真實的狀態有關。

    2.6.4 號機管理

    號機：為便于記錄、跟蹤整機或部件的數量而賦予的流水號。

    號機是山河智能獨特的生產管理方式，相關的計劃、車間、倉庫、財務、采購、售后等都是圍繞其進行的。號機配置唯一性貫穿設計后的各個環節，它的準確性直接決定著每個環節的數據的準確度。號機本應是ERP或MES中的一部分，把它溶合到PLM系統中，就可以準確地定義每個客戶的準確配置，并把每個客戶產品信息完美地管理起來，便于后續的售后服務等事宜。

    定義號機：當完成產品配置生成定型產品BOM，對定型配置指定一個號機范圍。相關業務部門按照號機完成任務。發貨部門在發貨填寫發給某個客戶的具體號機，并記錄下客戶相關信息，這樣就完成了號機在PLM系統中的管理。未來只要查詢某個客戶的配置，直接輸入客戶信息就可以直接查到到時的具體配置及零部件版本真實情況。如14所示。

圖14 創建號機信息

3 結論

    山河智能產品全生命周期管理系統——PLM項目目標是搭建一個對工程機械產品數據和研發過程進行規范管理的協同工作平臺，有效地管理工程機械及其相關配件產品型譜數據，積累企業的產品知識經驗，保證產品數據的安全性和一致性。通過實施PLM系統優化企業業務流程，規范相關作業行為，強化技術標準化、模塊化工作，從而更好的適應企業信息化發展，增強企業內生力、提升企業產品競爭力、提升產品質量、降低產品成本。

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