淺議產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理用于工程機(jī)械行業(yè)

吳木強(qiáng)

（廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司，福建 廈門 361021）

隨著制造企業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)與轉(zhuǎn)型，用戶對(duì)個(gè)性化的需求也提高了對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的要求，企業(yè)生產(chǎn)模式也由傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模定制，產(chǎn)品的個(gè)性化和生產(chǎn)的效率都顯著提高。一項(xiàng)新型產(chǎn)品的研發(fā)創(chuàng)新需基于產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理。因此，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理被越來越多的企業(yè)重視，工程機(jī)械行業(yè)也不例外。近幾年來，工程機(jī)械行業(yè)的信息化程度顯著提高，其相關(guān)企業(yè)采用系統(tǒng)管理軟件來進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，有效的提高了機(jī)械行業(yè)對(duì)新型產(chǎn)品的研發(fā)速率，并減少了研發(fā)成本，進(jìn)一步加快了機(jī)械行業(yè)對(duì)新型產(chǎn)品的研發(fā)能力。

1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理概述與現(xiàn)狀

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）是一項(xiàng)一體化管理的技術(shù)，其管理的內(nèi)容包括兩項(xiàng)：（1）管理產(chǎn)品的全部信息，如零配件信息、相關(guān)配置信息、文檔信息、CAD文件信息、產(chǎn)品構(gòu)造信息以及應(yīng)用權(quán)限信息等。（2）產(chǎn)品全過程，如過程定義和過程管理等。通過落實(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理后，有利于提升企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及保障產(chǎn)品的安全生產(chǎn)周期。同時(shí)，通過提高相關(guān)資料數(shù)據(jù)（如圖紙、文檔等）的利用率，將生產(chǎn)流程規(guī)范化，提升企業(yè)整體的管理水平。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是否合理有效直接影響到機(jī)械行業(yè)的正常發(fā)展，對(duì)提升企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著關(guān)鍵性的作用。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理始于上世紀(jì)70年代，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造的出現(xiàn)，CAD和CAM等新技術(shù)逐漸出現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，機(jī)械行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也不斷加大。然而，雖然現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已被熟練掌握，但由于信息數(shù)據(jù)的過于分散，致使產(chǎn)品數(shù)據(jù)被存放于企業(yè)的信息檔案室內(nèi)，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的資源共享。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理存在的問題如下。

CAD圖紙文檔與數(shù)據(jù)的保存較為分散，設(shè)計(jì)人員之間的信息無法實(shí)現(xiàn)共享，使在設(shè)計(jì)過程中圖紙資料查詢難度較大。此外，數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性較差，資料的安全管理難度較大，產(chǎn)品的研發(fā)數(shù)據(jù)的管理模式為人工管理，由于研發(fā)數(shù)據(jù)的手動(dòng)更改方式，嚴(yán)重影響到了技術(shù)資料的準(zhǔn)確性，加大了統(tǒng)一管理的難度。

設(shè)計(jì)過程和變更文件的審批與更改全程采用手工的方式，紙質(zhì)文件流轉(zhuǎn)的方式存在耗時(shí)長(zhǎng)和易遺漏等問題，在一定程度上增加了審批與更改的時(shí)間，并降低了審批更改的規(guī)范性與準(zhǔn)確性。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)資料主要由主管設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)，產(chǎn)品管理集成平臺(tái)的缺失，致使相關(guān)技術(shù)文件的查詢難度加大，新型產(chǎn)品的研發(fā)難度增大。

新型產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的安排全憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，粗放型的項(xiàng)目管理組織，使得項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度控制難度加大，極易出現(xiàn)等工和怠工的現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)過程中，一旦計(jì)劃產(chǎn)生更改，則無法在第一時(shí)間通知相關(guān)設(shè)計(jì)人員以及更換所需的研發(fā)資源，繼而影響產(chǎn)品研發(fā)的計(jì)劃進(jìn)度。

利用人工通過紙質(zhì)或重復(fù)輸入的方式來進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)與采購(gòu)供應(yīng)系統(tǒng)資料的查詢與錄入，使信息傳遞的效率低下，數(shù)據(jù)的同步性交差，其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確率和可靠性也難以掌控，使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理效率低下。

2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)具備軟件集成管理的作用，能有機(jī)集成企業(yè)的各類軟件，其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和其他軟件間的雙向操作，需向上集成設(shè)計(jì)工具M(jìn)DS（二維圖樣設(shè)計(jì)）和Pro/E（三維、二維設(shè)計(jì)）和向下集成ERP/MES系統(tǒng)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳送路徑為：首先由Pro/E軟件中的數(shù)據(jù)經(jīng)接口傳至PDM系統(tǒng)，然后數(shù)據(jù)經(jīng)簽審到批準(zhǔn)點(diǎn)后，再通過PDM和ERP的接口傳至ERP系統(tǒng)中，繼而確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 PDM系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)框架圖

3 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在工程機(jī)械的應(yīng)用

現(xiàn)階段，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的使用在工程機(jī)械中已較為普遍，通常為企業(yè)統(tǒng)一建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和外購(gòu)件庫(kù)，各分子公司具備獨(dú)立的產(chǎn)品庫(kù)、通用件庫(kù)和與其他公司能共享的外購(gòu)件庫(kù)，通過此類結(jié)構(gòu)設(shè)置來提高生產(chǎn)效率，并且不會(huì)出現(xiàn)一碼多物的現(xiàn)象。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的工作流程：（1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)生命周期。產(chǎn)品生命周期即產(chǎn)品從產(chǎn)生到報(bào)廢的全程，其主要包括：①產(chǎn)品數(shù)據(jù)的各種狀態(tài)，如設(shè)計(jì)狀態(tài)、校對(duì)狀態(tài)、審批狀態(tài)、下發(fā)狀態(tài)、生產(chǎn)狀態(tài)、變更狀態(tài)和廢棄狀態(tài)等。②各狀態(tài)之間的序列關(guān)系。（2）任務(wù)。任務(wù)是將活動(dòng)實(shí)例化，即活動(dòng)實(shí)例的輸入對(duì)象，等待活動(dòng)實(shí)例來處理。（3）過程即數(shù)據(jù)對(duì)象在產(chǎn)品生命周期中進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中對(duì)應(yīng)的操作或處理的規(guī)則集合。過程是工作流程構(gòu)建中的一項(xiàng)基本單元。

3.1 用戶管理

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的用戶通常具備特定的角色，在登陸系統(tǒng)時(shí)，需利用自身角色與系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的權(quán)限等級(jí)，用以安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料信息。其主要作用為管理角色、增加或刪減部門和用戶以及查詢部門和用戶。

3.2 文檔管理

文檔是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)構(gòu)件。在產(chǎn)品的研發(fā)全程中，企業(yè)對(duì)文檔管理設(shè)定了產(chǎn)品生命周期管理，產(chǎn)品開發(fā)過程中所含的所有技術(shù)文件，狀態(tài)顯示為已發(fā)布的標(biāo)記為綠色，狀態(tài)為已入系統(tǒng)尚未發(fā)布的標(biāo)記為黃色，狀態(tài)為未入系統(tǒng)的標(biāo)記為紅色。文檔管理的作用主要為文檔的配置、文檔的創(chuàng)建與屬性的設(shè)定、文檔的存儲(chǔ)與入庫(kù)、文檔的修改以及文檔的查閱。

3.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是采用樹狀結(jié)構(gòu)的形式來呈現(xiàn)出產(chǎn)品零部件之間的層次關(guān)系，不同層次的裝配關(guān)系匹配不同層次的物料清單（BOM）。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹主要由四部分組成，分別為圖紙模型數(shù)據(jù)、技術(shù)文件、工藝文件和工裝文件。對(duì)用戶而言，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹所起的主要作用為自動(dòng)生成單層BOM與多層BOM，以及調(diào)整BOM的結(jié)構(gòu)順序。

3.4 數(shù)據(jù)管理

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理是根據(jù)產(chǎn)品大類來進(jìn)行的，各個(gè)產(chǎn)品大類下存在的產(chǎn)品類型各不相同，產(chǎn)品類型所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào)也各不相同，根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理。技術(shù)人員利用系統(tǒng)軟件快速搜索、高級(jí)搜索或分類搜索來獲取產(chǎn)品信息，提高現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料的利用率，加快產(chǎn)品的研發(fā)效率，降低研發(fā)成本。產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài)可分為七類，分別為：可視化、工作中、提交審閱、審閱中、重新工作、已發(fā)布和作廢。產(chǎn)品管理人員或者主管可通過對(duì)數(shù)據(jù)狀態(tài)的及時(shí)了解來監(jiān)督產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。

3.5 變更管理

產(chǎn)品研發(fā)結(jié)束后，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)在試驗(yàn)或者生產(chǎn)過程中，會(huì)由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更改，為滿足生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的需求以及客戶的臨時(shí)要求而發(fā)生更改，更改的對(duì)象可能是單個(gè)產(chǎn)品，也可能是一系列的產(chǎn)品。一旦產(chǎn)品發(fā)生變更，技術(shù)人員需在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中完成整個(gè)變更過程。工程變更的流程由四部分組成，分別為工程變更問題的提出、工程變更申請(qǐng)、工程變更執(zhí)行以及工程變更的影響。工程變更的開展還需繼續(xù)更改發(fā)現(xiàn)的問題、更改落實(shí)和更改告知，為工程變更的開展提供可靠的保障。工程更改的方式由以往先審批更改通知單再更改轉(zhuǎn)變?yōu)橹恍鑼?duì)驗(yàn)證更改方案，在更改通過的過程中需統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品數(shù)量和實(shí)施日期。此外，更改通知單和圖紙需同時(shí)審批，確保流程的合理性和規(guī)范性。

3.6 權(quán)限管理

權(quán)限管理也可稱為角色管理。如，對(duì)圖紙審批過程中涉及的校對(duì)、審核、工藝、標(biāo)準(zhǔn)化和批準(zhǔn)的權(quán)限管理方式可采用設(shè)置不同角色或者利用后臺(tái)配置來進(jìn)行控制。

4 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)施的建議

首先，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實(shí)施在前期需對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)所需的物料進(jìn)行合理的編碼，對(duì)生產(chǎn)中所涉及的標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件和通用件采用一對(duì)一的編碼方式，避免出現(xiàn)一碼多物或一物多碼的現(xiàn)象。同構(gòu)構(gòu)建統(tǒng)一的文檔模型來為后臺(tái)配置的設(shè)置提供便利。其次，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在施行過程中的試驗(yàn)產(chǎn)品應(yīng)選用主打產(chǎn)品，將技術(shù)人員的開發(fā)全流程錄入產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研發(fā)環(huán)境中。經(jīng)產(chǎn)品試驗(yàn)后及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理存在的問題，進(jìn)一步完善產(chǎn)品。

5 結(jié)語

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立對(duì)于工程機(jī)械行業(yè)的正常發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。為提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，維護(hù)企業(yè)的正常運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)品的研發(fā)與創(chuàng)新變得尤為重要。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立能有效的將產(chǎn)品信息進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息與資源的共享，在產(chǎn)品研發(fā)過程中，為技術(shù)人員提供便捷可靠的資料信息，提高企業(yè)對(duì)新型產(chǎn)品的研發(fā)效率，降低研發(fā)成本，推進(jìn)工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。