PLM系統應用過程中的標準化工作

趙慧艷

[摘 要] 隨著科研生產和信息化的發展，為打破信息孤島，企業建立了PLM信息化管理平臺。標準化是信息化的前提，本文主要探討在PLM系統在實施和應用過程中，企業標準化所做的工作，結合PLM系統的各項功能，提升企業標準化管理水平。

[關鍵詞] PLM；標準化；信息化；實施；應用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 01. 046

[中圖分類號] F270.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）01- 0106- 03

1 引 言

隨著時代的進步和社會的發展，全球化競爭日益加劇，用戶需求呈現多樣化和個性化，大規模定制模式逐漸取代傳統的大規模生產模式[1]。企業為提高競爭力，降低產品成本，應用各種CAx/DFx技術，在有效提高產品設計和制造效率的同時，異構數據大量增加，部門與部門之間，員工與員工之間，缺乏有效的溝通手段，形成“信息孤島”，產品全生命周期管理系統（PLM，Product Lifecycle Management）在這種情況下應運而生。PLM系統是以先進管理思想和網絡技術為基礎，對產品開發、設計、采購、生產、售后在內的全生產過程的信息和過程進行統一協調管理。企業生產過程中產生的數據量很大，分布在不同地點、存儲于不同計算機、文件格式和存儲介質多種多樣，同時企業的工作流程也存在隨意性，因此在PLM系統實施和應用過程中，企業需要改變傳統的管理方式，針對PLM系統制定新的標準化工作方式，讓PLM系統更好地發揮其作用。

2 PLM系統及其功能

2.1 PLM系統簡介

根據業界權威的Cimdata的定義，PLM是應用于單一地點的企業內部、分散在多個地點的企業內部，以及在產品研發領域具有協作關系的企業之間的，支持產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產品相關的人力資源、流程、應用系統和信息[2]。它針對制造業，以網絡為基礎，提供全生命周期（包括市場需求調研、產品開發、產品設計、銷售、售后服務）的信息管理，并在一定范圍內為產品設計和制造以及維護建立一個并行的協作環境。不同部門，不同角色的使用者隨時隨地共享、使用產品數據，并將其應用到新產品的開發，快速響應市場。

2.2 PLM系統管理的三個階段

產品全生命周期管理包括三個階段：產品創新和新產品的開發階段、生產組裝和規劃變更管理階段、維護管理階段。

2.2.1 產品創新和新產品的開發階段

在新產品開發階段，企業應抓住來自企業內部和外部的商機，迅速轉化為實際的產品概念，利用現有產品和零件的重復性，面向生產設計，加快產品推向市場的速度，最大可能性地降低成本，實現利益最大化。

2.2.2 生產組裝和規劃變更管理階段

企業通過PLM系統把與產品有關的信息（規格、制造方法或者材料清單）無縫地轉移到供應鏈中，企業根據這些信息，判斷生產狀況，實現產品快速生產和組裝。在此階段，企業需要制定標準的流程，確保變更請求有效處理。

2.2.3 維護管理階段

為了提高競爭優勢，企業需要提供服務和維護解決方案。維護工程師或者服務人員通過PLM系統查看產品的銷售和維護全過程，為客戶提供完善的服務和維護解決方案。

2.3 PLM系統功能

PLM系統主要包括以下幾個功能：

2.3.1 文檔管理和權限管理

企業的各種信息是以圖形文件、文本文件、數據文件、表格文件和多媒體文件等形式存在，包括合同、項目可行性報告、設計任務書、工程設計和分析數據、工藝設計文件、生產加工、裝配、檢驗、備品備件清單、維修記錄和說明書及使用手冊、電氣原理圖或布線圖以及規范文件等。PLM系統的文檔管理功能將這些文檔集中管理起來保證了數據的一致性和完整性，保證企業的設計和生產使用正確版本的文檔。

PLM系統提供人員權限管理，不同用戶對應不同的數據使用權限，保證各類數據不被非法修改或盜用。

2.3.2 產品結構和配置管理

產品結構管理是通過物料清單，把產品的所有工程數據和文檔聯系起來，實現對產品數據的有效組織、控制和管理，為各階段，各部門和各類技術及管理人員提供信息服務。

產品配置管理能夠使企業的各個部門在產品整個生命周期內共享同一產品配置，集中管理產品數據資源及使用權限、數據有效性，保證各部門材料清單一致性，提供不同類型的配置信息，避免了查詢產品資料時間長，產品配置信息不準確，設計和制造的材料清單不一致，工程更改造成產品配置信息混亂等問題。

2.3.3 工作流程和簽審管理

工作流程管理主要實現產品設計與修改過程的跟蹤與控制，包括審批流程和更改流程，實現工程數據的提交與修改、管理和監督、文檔的分布控制、自動通知等。企業在實施PLM系統前梳理了工作流程，并建立工作流程模型存放到PLM系統中，相關人員根據PLM系統的工作流程完成工作。PLM系統采用電子簽審，有權限的審批人員對工作進行簽審，并將該次操作作為文檔的一部分，系統永久保存，以備查詢。PLM系統的會簽功能可實現多人同時審閱一張圖紙或文檔，避免了紙質文件流轉造成的時間延誤，提高了審批流程的效率。

2.3.4 分類及檢索管理

PLM系統提供快速方便的分類技術，將全公司的所有數據和過程根據編碼自動分類。使用者可以按分類查找，也可以利用PLM系統提供的檢索功能，根據項目、名稱、規格、材料、文件名、設計者等屬性進行組合檢索，高效地查詢數據、零件、標準件、文檔等對象和文件，減少重復設計，提高工作效率，縮短產品研發周期。

2.3.5 集成與協同管理

PLM是一種數據管理和信息集成軟件，是CAx，PDM，ERP，CRM，OA等工具的集成平臺，將各種異構數據統一起來，打破信息孤島，實現了所有與項目有關的人在整個信息生命周期共享產品數據，為并行工程提供系統工作環境。

2.3.6 項目管理

PLM提供項目管理功能，通過工作分解結構（WBS，Work Breakdown Structrue）將項目層層分解成相對獨立，內容單一的工作單元，并制定相應的工作要求和驗收條件，實現項目工期、成本、質量等的有效控制，同時，管理者通過PLM系統可以對項目成員實現績效考核。

3 標準化在PLM系統實施應用中的作用

為滿足客戶的定制化需求，企業的生產模式逐步向敏捷制造和大規模定制生產模式轉變，采取這樣的生產模式，企業可以以大規模生產的效率和速度來設計和生產定制的產品，提高市場響應速度。企業通過企業標準化管理，設計團隊圍繞已經標準化和模塊化的產品以及典型結構并行設計產品，最大限度地提高設計繼承性和產品互換性，減少所采用原材料、元器件、標準件與外購件的品種和規格，降低風險。標準化工作是企業信息化建設的基礎，是PLM項目和規范PLM工作流程的前提，是發揮PLM功能的基本措施和提高PLM工作效率的有效手段，成功的PLM系統建設必然建立在完善的標準化工作基礎上。

4 PLM實施和應用過程中的標準化工作

標準化是PLM系統實施和應用的基礎，在PLM實施過程中，企業通過兩套典型設備的技術資料上線準備工作，規范了術語，制定了企業編碼體系及圖樣和技術文件模板，建立了企業標準件和通用件數據庫，將標準化體系和質量管理體系相融合，構建涵蓋各種技術標準的知識庫，規范了產品開發和簽審流程等。

4.1 規范PLM實施術語

企業在以前的生產經營活動中，依據國家標準和行業習慣，結合企業自身特點形成一些個性術語，在PLM系統規劃時將這些與業務和產品相關的各類名詞術語、符號內容、計量單位做統一規定，統一管理，制定了《產品型號編制方法》《產品和一級部裝參數表》等。

4.2 制定企業編碼體系

企業信息分類與編碼是企業信息化的基礎。PLM系統實施前，企業的產品采用全隸屬關系進行編碼，由于產品品種多，物料描述不統一，存在“一物多碼”和“多物一碼”的情況，設計、生產、采購之間花費大量時間溝通協調，產品成本增加。準備實施PLM后，企業根據國家標準和企業實際情況，結合PLM系統的特點，制訂了一系列企業分類編碼標準：《企業信息編碼規則》《產品編碼方法》《部裝編碼方法》《零件編碼方法》《標準件編碼方法》《外購件編碼方法》《文檔編碼方法》《材料編碼方法》《企業資源編碼方法》等，規范了企業物料和技術文件的編碼方式。

4.3 建立企業標準件和通用件數據庫

當今市場環境多變，制造企業由大規模生產方式向大規模定制方式過渡，零部件激增，在這樣的情況下，標準化人員提煉零部件的共性部分，建立企業標準件和通用件數據庫，降低企業內部多樣性，實現柔性制造。為保證標準件、外購件、通用件的完整性、準確性和唯一性，標準化人員制定了《標準件命名規范》《外購件命名規范》《材料命名規范》等等，指導物料導入。設計人員在進行開發設計時，在標準件和通用件庫中查找所需零部件，如設計爐殼體，查找不帶接管的爐殼本體和接管，將接管按照設計意圖組合到本體上，減少重新設計和生產準備時間。如果沒有查找到相關零部件就提出申請，由標準化人員添加或者推薦設計者采用其他類似標準件或通用件，減少新增零部件。此外，PLM系統還提供物料引用次數功能，標準化人員可以定期統計引用次數少的物料，提醒設計者不使用該種物料，形成一定規模的批量生產，降低企業生產成本。企業標準件和通用件數據庫的使用，降低了新產品設計工作量，加快了新產品開發進程，有效規避了技術風險。

4.4 建立CAD和技術文件模板的文檔庫

圖樣和技術文件的標準化是產品研發過程中的一項重要工作。在PLM實施過程中，標準化人員需要規定圖樣和技術文件的模板，使之符合PLM系統的要求，這樣PLM系統可以自動提取設計者在圖樣中填寫的名稱、材料、規格、設計者等信息，這些模板固化到PLM流程中，以此保證PLM系統設計環境中調用和產生的文件都符合標準化的要求，確保數據的規范性和準確性，同時也減少了標準化人員審查的工作量。

4.5 標準化體系和質量管理體系相融合

企業標準化與質量管理體系通過PLM系統緊密結合到一起。企業質量管理體系確定各個過程的輸入、輸出、控制準則和所需資源、文件、記錄，對于可由計算機完成的活動，將其嫁接到 PLM 系統，并將 PLM 各個模塊的報表輸出格式統一為質量管理體系要求的質量記錄，形成一個在一定范圍和層次上互相滲透的有機整體。

4.6 建立國際、國家、行業、企業標準庫和樣本庫

標準化人員利用PLM系統建立國際、國家、行業和企業標準以及外購件樣本數據庫，跟蹤掌握國際、國家、行業標準和配套廠家產品的最新動態，及時發布，給設計人員提供及時準確的標準信息服務，避免因標準或配套件信息版本更新不及時或版本過多導致的使用錯誤。設計人員可以通過標準號、標準名稱、發布日期、廠家等對標準和樣本進行檢索，系統還提供標準及樣本的電子文本在線閱覽、下載等功能。

4.7 規范產品開發流程

企業按照項目難度分為常規項目、派生項目、開發項目和研發項目四種類型，分別制定工作流程，并將這些工作流程固化在PLM軟件內部，在系統中實現設計制造、工程變更和項目的標準化管理，在任務執行時由系統自動分派和通知，從而保證了業務流程的規范，同時減少了任務執行的傳遞時間，提高數據信息的準確性，減少人為失誤，有效地開展并行工作，提高任務執行效率。

5 結 語

企業通過PLM系統實施和應用過程中的標準化工作，實現產品數據的統一管理，簡便快捷的電子簽審，方便的產品文檔齊套審查，文檔版本的有效控制，資源共享，質量管理體系與PLM系統的有機結合，工作流程的標準和統一等。企業標準化工作與PLM系統之間是相互依存的共同體。標準化工作是PLM系統建立和實施的基礎，并始終貫穿于每一個環節；PLM系統的成功實施又將推動企業標準化工作的開展和進步，將標準化要求盡可能地嵌入設計、管理、生產等工作流程，使得標準化工作的重心可以從日常煩瑣的標準化審查轉為制定各類“規則”，充分發揮PLM系統的各項功能。

主要參考文獻

[1][美]大衛·M·安德森，B·約瑟夫·派恩二世.21世紀企業競爭前沿——大規模定制模式下的敏捷產品開發[M].馮涓，等，譯.北京：機械工業出版社，1999.

[2]黃培.PLM，產品創新的利器——PLM技術應用與發展綜述[J]. CAD/CAM與制造業信息化，2005（5）：21-24.