基于PDM系統的零部件分類探索

張震威等

摘要：介紹物料分類的概念及一般使用方法，指出一個合理的零部件分類將幫助企業降低制造成本，提升產品質量。并提出零部件分類的方法應先從分類層級下手，逐步商討后再確定分類屬性，最終以分類規范的方式固化零部件分類的填寫及使用。根據實施信息化項目的經驗，總結分類規范對于保障零部件分類使用有著重要意義。

關鍵詞：物料分類

1.前言

零部件分類是許多PDM軟件的重要功能之一，對于制造類企業而言也是一種有效管理零部件的手段。作者把企業按時間段分為成立階段及發展壯大兩個階段，每個階段對于制造業企業而言其側重點是有所不同的。例如在成立階段，企業更多的關注能否完成訂單，是否能夠形成穩定的客戶群，此時對于零部件分類的需求并不迫切。然而當企業在發展到一定程度時，會發現一物多碼或一碼多物的現象非常嚴重。但是不管是一物多碼還是一碼多物都會嚴重制約企業的發展，并且影響到企業完成訂單的效率。

零部件分類可以有效的幫助企業控制物料的總量，幫助設計師能夠快速、有效地找到合乎設計意圖的物料。通過加快設計師的設計進度，從而保障企業完成訂單的效率。

對于設計師而言，當設計的產品、總成、組件、部件、零件的數量達到一定量時，必然會涌現出一批經常借用的零部件，然而這些零部件可能分散在多個產品中。人的記憶是有限的，設計師只能夠記住其中的一小部分，對于大多數能夠被借用的零部件而言，設計師只能望洋興嘆。如果制造類企業能夠在滿足設計要求的情況下適當增加借用件所含的比例，這對企業控制交貨周期是有很大裨益的。

2.基于PDM的零部件分類概述

在PDM系統中，一個適合于企業的零部件分類由3個方面組成：

并且零部件分類的過程應盡可能的遵循：先分類，后屬性，最后總結并形成規范性文檔。

2.1零部件分類層級

分類節點是對整個企業級分類結構的定義，是企業把自身所用到的零部件進行初步分門別類的設想。作者通過總結實施多個制造類企業項目后建議，分類節點的定義盡可能由企業的自身設計人員確定。若這一類的設計人員如果能經常從事一線設計工作，那么分類節點將會更適合企業。但是需要注意的是，零部件分類最終的完成不能只由部分人員參與，而是需要經過企業多次討論才能最終定稿。并且在制訂的過程中，多考慮一些特殊情況將會有利于分類規范的制訂。

在分類節點初步制訂的過程中，應盡可能弱化自制件及外購件的概念，當今制造業競爭激烈，只要是有利于企業自身發展，自制件與外購件之間是可以互相轉化的。例如鈑金件，大多數企業都由加工鈑金件的能力，但是若企業的核心技術或者核心生產能力并不是鈑金件，那么棄用自制而改用外購的方式會使企業把更多的資源投入到附加值更高的產品上，且通過外協的方式會更為有利于控制成本從而使企業的利益最大化。

制訂分類節點時會需要有一個總體的原則，這個原則就是使參與制訂分類的設計師按照統一的某個維度去定義，但是需要注意的是：單一的學科維度是不能夠滿足企業對于零部件分類的要求的。以馬達為例，馬達既可以歸類為液壓類執行元件，也可以歸類了機械傳動類零件。由上述例子可以看出，對于一個企業的分類而言，很難按照一個原則來完成零部件分類。這時候就需要企業首先選擇并確定一個學科維度，即大多數的零部件按照此原則進行分類，對于那些不適用此學科維度分類的物料，則通過另外一種或多種維度進行補充。

分類的層級對于企業而言，并不適宜過多，一般取3-4個層級為宜。零部件分類的目的是增加零部件的重用，然而重用就必須要對零部件進行檢索，如果分類層級過多，最終勢必會影響到設計師的查找。并且從宏觀角度而言，層級越少每個層級所含的零部件的數量就越多，反之層級越多每個層級所含的零部件數量則越少。對應到實際設計過程中，在樣本充分的情況下可以查找到最接近的零部件，若層級多了，也會導致最終的分類節點下零件過少導致重用效能較低。當然如果分類層級過少，又不能對專業領域中的零部件進行較為精確的搜索，所以分類層級的劃分一定要適合企業的需求，并且盡可能的保證在3-4個層級。

以某大型工程機械企業為例，其液壓輔件的分類如表一所示：

表一：液壓輔件部分分類示意

以表一為例，若要在PDM系統中找到某個型號的護套，則需要依次找到液壓輔件-軟管-膠管總成-護套。由此可知，如果分類層級沒有一定的關聯，那么設計人員查找零部件是無從下手的，然而客觀上并不能形成一個萬能的維度來概括分類層級間的關聯，此時則需要通過其他維度的方式來彌補主要維度的缺失，并且為了更好的使用分類搜索功能，還需要對這種補充措施進行業務上的定義，即形成相應的規范。同理如果層級關聯較好，則設計師在分類搜索時能很快鎖定具體的分類節點進行搜索，既加快了搜索速度，又減少了實際工作量，可謂是一舉兩得。

不論定義的分類層級有多么巧妙，適用于企業的實際生產才是衡量分類優劣的唯一標準。制訂分類的設計人員切不可因自身工作年限較長等優勢倉促判定分類的優劣，而需要通過廣泛的，大面積的征求意見來彌合眾多設計人員對于分類層級的不同意見。取長補短才能更好的使企業逐步發展。

2.2零部件分類屬性

分類屬性是對分類節點的補充，當資深設計師確定了分類節點后，就需要開始考慮分類屬性。分類屬性有別于零部件的常規屬性，其區別在于常規屬性用于工具端的集成。PDM與工具軟件進行集成時可以自動關聯部分屬性，而這部分屬性是描述零部件的常規屬性，例如圖號、型號、重量、品名等。對于分類屬性而言，其描述的是同一類零部件的“專業”屬性。比如電子元件的電壓、電流等，此類屬性并不適用于其他零部件，但是對于電子元件而言，設計師將會著重考慮此參數。若設計師在選擇正確的分類層級后，沒有合適的分類屬性供設計師篩選，那么其分類的效果也將大打折扣。

分類屬性的制訂一定要在分類節點確定的基礎上進行。切不可在分類層級制定時就同步考慮分類屬性，這樣的“優先”考慮分類屬性反而會使分類屬性產生偏差。減少先入為主的主觀判斷可以降低分類的差錯率。

分類屬性的選取是有一定要求的，同一類的零部件其專業屬性也許會有很多，例如表二。

表二：調壓閥的分類屬性

從表二可知，以調壓閥為例，其分類屬性可以按照溫度及品牌來定義，但是在實際設計中，每個設計師所查詢的首選參數大多一致。例如機械類的設計師更多的會參考與機械有關的參數，電氣類的設計師會更多的考慮電氣方面的參數，所以對于分類屬性而言，應盡可能的選擇這類零部件的主要參數，切不可苛求全面。因為每個人看法不同所能想到的方面也不同，如果把想到的參數都作為分類屬性，最終一定會導致設計人員因填寫參數工作量巨大而影響使用效果。其實對于同一類型的零部件而言，絕大多數的設計人員在選用時其考量的參數有85%是相同的，企業在進行分類屬性制訂時只要能確定這85%的首選考量參數，那么使用的效果將會非常好。

分類屬性需要考慮搜索時的物理單位。以電壓為例，其單位可以是V，也可以是KV。若單位不確定，那么工程師根據各自的喜好也會填寫出不同的數值，所以分類屬性若有關于具體的物理量，則必須明確其物理量的單位。除了能夠具體標明的物理量外，確實還有部分分類屬性需要手工填寫，比如有部分數值需要限定范圍，以防止設計師誤操作。例如某零部件輸出電壓最大不可能超過5000V，但因設計人員輸入時疏忽了，導致填寫為50000V，在數值上如果不注意很可能導致填寫錯誤而使今后借用產生差錯，這時候就需要對分類屬性值的大小進行限制。

另外對于需要手工填寫的屬性中，盡可能減少字符串格式的屬性。例如生產廠家及品牌，此類屬性并不適合作為PDM系統中的分類屬性。原因為在現代企業中，同一個物料號所對應的零部件很可能多個廠家都可以生產及通用，若在PDM系統里直接限定了某零部件的品牌則對于企業采購產生一定的負面作用，具體表現為同質量的情況下不能選擇低價格的品牌，及知名品牌因需求量大而導致交貨周期較長等。且生產廠家及品牌不應為PDM系統考慮的范疇，這些信息更多為采購時才需要確定的內容。

分類屬性還需要考慮搜索的便捷性。以表二中的品牌為例，對于企業而言，使用調壓閥的品牌一般不會超過20個，如果使品牌作為手工填寫項，那么每個工程師填寫品牌會各不相同，例如XXX調壓閥或者上海XXX。填寫的內容不同勢必會影響設計人員在搜索零部件時的速度，同理若對此進行填寫規范的制訂則會導致規范內容太多而影響實際填寫效率。所以針對此種情況，對于確定的那部分信息可以適當的制作待選屬性值。例如遇到品牌屬性，則對公司收集此類物料的品牌，確定后作為待選項，當工程師在需要填寫時，直接在待選項里挑選正確的一項即可。這樣即方便了設計人員的操作，降低了工作強度，同時又提高了分類的標準化工作。僅就這2項對與企業而言都是很大的進步。

總之分類屬性在制定時，需要關注3方面：分類屬性的重要程度、分類屬性的類型（手工填寫，單位）以及便捷性（待選項）。只要做好這3方面，那么設計師在進行分類搜索時的效率將大幅提升。

2.3零部件分類規范

當零部件分類層級及分類屬性都確定后，需要通過規范來幫助設計師填寫正確的屬性值。比如對于某類零部件，確實需要填寫備注屬性，則備注填寫哪些信息就需要確定下來，如果工程師隨意填寫，那么將會導致此類屬性值內容五花八門，最終降低分類搜索的質量。

同時在分類層級制訂時，因多個維度而最終確定的層級結構需要通過規范的方式通知各個設計師，以便于設計師在對零部件進行分類定義時能夠選擇正確的分類節點。然而此工作并不是通過幾次會議就能確定的，還是需要由企業內部制訂相應的規范。大家有了規范后才能按照統一的要求進行工作，所謂人人為我，我為人人。

很多企業在實施PDM項目時，會認為分類搜索的規范可以在項目實施1年后再制訂，作者認為這是一種得不償失的做法。原因有2點：

（1）分類規范是逐步調整的過程

分類層級及分類屬性制定完成后，就進行規范定義及貫徹執行與運行1年后再制訂規范的區別在于：很多人認為項目在運行1年后定義的分類規范會更滿足企業的需求，其實根據作者的經驗，如果分類制訂后沒有形成分類規范，那么即使PDM系統運行1年后也很難形成規范。同時即使系統運行1年后再制訂分類規范也會面臨規范的調整。既然兩種方式都需要調整，為何不先享受分類給設計帶來的便捷，再考慮分類微調的事宜呢？從利益最大化的角度而言，先按規則使用，再調整規則比先混亂使用再確定規則要好得多。

（2）分類規范的執行需要養成習慣

分類的填寫規范是需要逐步養成的，如果PDM系統先運行，設計師再填寫分類屬性時進行嘗試，其結果就是同一個分類同一個屬性會出現迥然不同的多種屬性值，然而在這過程中對于這些物料的分類將會逐步成為歷史數據，但是當1年后，企業形成了分類規范，對于這些歷史數據而言，考慮到搜索重用的效果，修改量也將會非常巨大。然而規則在系統上線初就制訂完成，后續填寫的屬性值就是規范的，那么搜索的結果也將給設計師帶來很大的便利，且通過增加重用件的數量將會進一步壓縮物料數量，從而為企業節省采購成本。即使當時定義的分類規范有偏差，如果偏差不是特別大可以采用逐步過度的方式進行修正。

3.結語

PDM系統的分類使用，要視乎于企業的自身需求，先制訂分類層級，再確定分類屬性，通過分類規范的方式來幫助企業員工用好分類是一個總體的方針。然而分類的層級在設計時又會走入一個誤區就是希望分類節點一定要全面，其實這樣的做法不可取：企業的發展是持續的，分類層級的發展也是與之相應的。零部件分類的目的在于增加企業重用件來降低成本，如果某類零部件企業自身實際使用量并不大，那么對于此類零部件進行分類則毫無意義。同理如果企業能夠把握住那些具有大量重用的零部件，通過設計師多次重用的方式，一定可以起到降低成本的需求。因為只有當重用量增大后，采購批量才能增大，然而采購量增大又會降低零部件的單價，從而降低產品的制造成本。

零部件分類的好處不僅僅在于能夠為企業降低成本，還可以從側面幫助企業提高產品質量，對于制造類企業而言，使用經過市場檢驗的零部件能幫助設計員設計更為可靠的產品。試想若設計師不考慮重用，那么大量的零部件拼湊在一起后如何保證產品的可靠性將會是一大挑戰。然而當零部件經過上市-反饋-修正后，此類零部件將會更加可靠，這樣重用的零部件本身就會提高產品的質量。

綜上所述，在PDM項目中，實施零部件分類將會給企業帶來客觀的利益。然而并不是所有的零部件分類都是成功的。這需要實施方與企業密切配合，首先就要排除求全求精的想法。始終要把實用性放在第一位，這既要考慮分類制訂的層級，也要考慮分類屬性的定義，同時兼顧實際使用者的便捷性。筆者通過對分類實施的經驗，強烈建議企業在制定完分類層級，分類屬性及規范后，進行小范圍的試填，通過此試填可以幫助企業修正分類制定過程中的偏差。通過上述經驗和總結對正在或即將實施的PDM零部件分類等制造型企業具有一定的參考價值，同時也豐富了零部件物料分類管理理念，有益于零部件物料分類管理理論的推廣與應用。

作者簡介：張震威（1987—），男，上海人，上海湃睿信息科技有限公司實施顧問，實施過大型工程機械企業的PDM項目及大型鋼鐵企業的MRO項目，熟悉產品數據管理的理念及對PLM系統與物聯網的實際使用有一定的見解。