生產企業的工程變更管理

劉浩　史沛濤

工程變更（Engineering Change，EC）是制造企業生產經營活動中的一項重要業務，涉及設計、工藝、制造、工裝、采購、銷售、服務等眾多部門。良好的工程變更管理（Engineering Change Management，ECM）能夠降低成本、縮短產品的上市時間、提高產品質量，使企業在激烈的市場競爭中處于不敗之地。

目前工程變更管理一直是PDM技術實施的難點。如何應用PDM系統中的變更管理來優化變更流程，使設計變更能準確及時地在生產中得到應用和實現，是PDM系統的變更管理值得研究的一個問題。本文針對這一問題提出了具體解決辦法。

一、工程變更管理的需求分析

1、工程變更的原因與分類：工程變更活動主要包括設計、工藝、生產、質保、銷售和服務等部門，從產品設計發放開始，持續到產品生命周期終止都可能發生。引起工程變更的原因主要有：

1）改善安全性，如設計存在重大的安全隱患；

2）提高性能或可生產性，如生產部門提出制造困難或成本過高，用戶建議改進產品性能；

3）設計文件勘誤，如設計、工藝等有關人員發現圖紙存在錯誤；

4）采購要求替換不可獲得的外購件等。綜上可以看出，設計部門、生產車間和客戶是產生工程變更的3個最主要來源。一般地，處于生命周期上游的變更，變更影響的范圍還比較窄，代價也不是很大，而處于生命周期下游的變更，變更影響的范圍則比較寬，所付出的代價相對來說也會很大。

2、工程變更存在的主要問題：由于變更的數據對象主要是已發布的數據，因此在變更活動中，設計、工藝、制造、質量、銷售和服務等部門都會參與進來，這種跨部門、多人員共同參與的活動，就會存在眾多不確定的因素，如果沒有有效的管理手段，往往會導致變更活動遇到很多阻礙。目前整個制造行業在變更管理方面，主要存在以下幾個方面的問題：

1）缺乏有效的信息管理平臺：企業信息化建設目前在國內的眾多制造企業還只是處于一個積極推廣階段，很多企業的變更管理都還是采用那種傳統的基于紙制文檔的手工管理方式，這在很大程度上不能實現數據共享和信息溝通，通常變更數據往往大部分時間都是在各個部門、人員之間傳遞，導致變更過程耗時過長，效率低下，而且還容易出現數據錯誤等現象。

2）缺乏變更過程管理和監控。雖然近些年來在CAD/CAM/CAPP技術應用方面發展很快，但是由這些軟件系統各自所產生的異構的電子文檔也使得各個部門、協作單位之間又面臨著“信息孤島”這個新的問題。比如當某個變更了的數據與多個文檔或者零部件相關聯時，由于沒有及時通知到相關的人員和部門，導致在別的地方還在使用老版本的數據，就很難保證變更數據的完整性和一致性，對變更產生的影響范圍也缺乏有效合理的評估，對變更數據的歷史追溯更是無從談起。

總之，工程變更活動的最主要但也最困難的任務是保持數據的完整性、一致性和可追蹤性。

3、工程變更管理的需求分析：系統要保證工程變更引起的產品數據的修改和版本變化的一致，并且記錄數據的版本演化關系，保證數據的可跟蹤性。具體包括：

1）詳細記錄變更申請的發起人、原因和處理的建議；

2）禁止未授權的文檔變更；

3）確保相關的人員獲取最新的設計變更信息；

4）確保所有的文檔關系可以回溯、追蹤、審計；

5）減少變更實施時間，制訂最住變更流程，并行實施變更，實時監控變更活動等。

二、工程變更管理的模型和流程

變更管理的研究嘲，首先就是建立一套完備的信息模型，使得通過該模型能夠完整地保存變更的原因、變更任務和相關的變更數據，并建立變更后產品數據之間的內部依賴關系，從而確保工程人員在實際工作中盡量減少錯誤出現，提高變更的效率和產品的質量。

1、變更對象模型：PDM系統中的變更對象和模型一般包括：

1）變更事項（Change Issue）是指用來描述一個問題；

2）變更請求（Change Request）是指發起一個正式的產品變更過程；

3）變更調查（Change Investigation）是用來識別變更請求中提出的問題的原因；

4）變更提議（Change Proposal），它包含關于一個或多個建議的解決方案和分析活動，來給出詳細的信息；

5）變更單（Change Order）是對現有的部件或文檔進行變更，可以包括一個或更多的具有更詳細的進行變更指令的變更活動；

6）變更分析（Analysis Activity）是分析活動，記錄分析的結果和詳細描述；

7）變更活動（Change Activity），包含要執行的完成變更命令和解決在具體變更請求中確定的問題的指令。用7個變更管理的數據對象，來保存變更過程的信息。

2、典型的變更管理流程：ECM的核心內容是定義和控制變更任務，因此，一個典型的ECM系統通常是由一系列變更活動組成的變更過程：在PDM系統中標準變更管理流程如圖1所示，包括：描述問題和產生一個變更，通過提交變更事項；需要解決這個問題，創建變更請求，執行正式的變更；確定找出問題的原因，使用變更調查；給出問題解決方案和建議，啟動變更建議；授權實施變更方案，創建變更單；識別問題的原因和論證問題的方法，提交變更分析；實施執行變更，創建變更活動。

三、工程變更管理的實現

ECM是一個異常復雜的過程，包括幾十項，甚至上百項的工作任務，變更的數據就在這種過程中誕生，同時又在這種過程中不斷演變。工作流管理實現了過程活動的自動化，它負責的是數據在各個活動之間的正確傳遞，而數據按照什么規則演變，如何演變，則是生命周期管理的主要內容。因此，將底層工作流引擎控制的任務流與上層生命周期規則控制的數據流緊密結合起來，是保證變更管理過程自動化和變更數據正確性的關鍵所在。

通過以上的分析，結合企業實際的經營過程，這里將數據對象（文檔或者零部件）視為溝通的載體，對業務活動和數據本身的演變分別進行管理的一種開放式集成方式。運作步驟如下：

1）提出變更建議，描述變更原因和必要性，進行變更影響分析，確定變更所關聯到的文檔、部件、功能、材料、裝配等。

2）由工程變更管理委員會負責變更評審。如評審沒有通過，返回到第一步。通過就形成正式的變更請求（Engineering Change Request，ECR），進行變更問題定義，主要說明變更的具體要求、變更原因、影響分析、造成其他的關聯變更項等內容。也就是建立EC數據，新建EngChange，并在其下分別新建EWO及其附件的數據集（dataset），根據需要決定是否新建PAA。新建工作在PDM中二次開發，讓系統自動新建。

3）指定PDM流程中各個簽署人。將ECR及PAA等文檔送相關部門進行審批、會簽。如果有反對意見，則將變更請求和意見一起返回給變更的申請者。

4）ECR，PAA被批準，形成變更任務單（Engineering Change Order，ECO）j ECO中主要規定變更的具體內容、執行的角色、實施時間的控制、流程的定制，也提供有關變更有效性的信息。工程人員在接到通知后，進行變更的執行。

5）變更執行完成后提交，工程變更管理委員會進行變更校對、審核、會簽、審定等，以檢查變更完成的情況，對一致性進行控制。若發現問題，返回執行過程重新變更。沒有問題就發放數據，并將信息填入變更通知單中，發到有關部門，以開展工作。

6）采購部、質保部、生產部、技術中心等相關部門接收到通知后，按照生產措施授權表實施，并將實施結果提交給工程變更管理委員會。

7）當EC實施完畢，工程變更管理委員會對此次EC做評估，跟蹤實施過程的管理員在PDM工作流程中進行關閉簽署，對數據進行歸檔簽署。

四、結語

伴隨著客戶需求的快速多變，產品開發的過程中的不確定的因素也就越來越多，因此，變更管理的重要性在企業生產經營過程中就不可避免地凸現出來。高效的變更管理系統往往能給企業帶來巨大的效益。本文從變更管理的需求出發，分析了當前變更管理存在的一些問題：提出了在PDM的基礎之上，從工作流管理和生命周期管理2個層次上，在PDM系統中來實施ECM。這樣公司的EC信息統一管理，參與更改的人員根據權限獲得各個對象的屬性，并隨時掌握最新的更改情況，提高了更改的完整性、一致性及可跟蹤性。