構型管理與PDM 系統研究

張志超

(浙江中航通飛研究院有限公司，浙江 湖州313200)

構型管理：在產品壽命周期內，為確立和維護產品的功能特性、物理特性與產品需求、構型文件規定保持一致的管理活動。

PDM：產品數據管理（ Product Data Management）。PDM是一門用來管理所有與產品相關信息（ 包括零件信息、配置、文檔、CAD 文件、結構、權限信息等）和所有與產品相關過程（ 包括過程定義和管理）的技術。

PDM系統是信息化技術以與構型管理理念相融合的產物。 相比于傳統的構型管理模式，PDM系統在數據處理和異地協同方面很具優勢，其能充分發揮構型管理的優勢，優化管理程序，節約管理成本，提高管理效率，加深工程人員對構型理念的理解，推動構型管理發展。 下面我們就以某PDM系統的小型飛機項目為例，闡述PDM對構型管理的實現：

1 構型管理的工作內容

1.1 構型管理策劃及計劃

根據構型管理的要求， 由構型管理部門在可行性論證階段開始進行構型管理策劃， 確定型號研制各階段應開展的構型管理工作及各階段對應的構型要求和目標， 在預發展階段初期形成構型管理計劃。 作為型號實施構型管理的綱領性文件， 構型管理計劃應明確：組織和職責、構型管理里程碑、構型標識、構型控制、構型記實、構型審核等。

1.2 構型標識

根據型號的特點、用戶的特點以及立項批復的要求，在可行性論證階段初步確定選型方案，在預發展階段確定構型。 標準化部門編制各型號的圖樣和設計文件的編號規則， 各專業應按規定的規則進行構型標識。 型號或項目一般設立功能基線、分配基線、產品基線，一般增設兩種內部基線：設計基線、制造基線。

1.3 構型控制

構型更改控制一般程序如下：提出更改申請、確定更改類別、編制更改建議、審批更改建議、編制更改指令、發放更改指令。 更改申請可以因產品設計、制造、供應商、試驗、使用和支援中的出現問題而提出。 構型項偏離了構型文件的規定時，應辦理偏離許可申請手續。 經批準的偏離許可申請僅在特定的有效范圍內適用，不能作為構型文件的更改依據。

1.4 構型記實

構型記實的任務包括：記錄并報告各構型項的標識號、現行已批準的構型文件及其標識號； 記錄并報告每一項構型更改從提出到實施的全過程情況；記錄并報告構型項的偏離和讓步狀況；記錄并報告構型審核的結果，包括不符合的狀況和最終處理情況；記錄并維持已交付產品的版本信息及產品升級的信息； 定期備份構型記實數據，維護數據的安全性。

1.5 構型審核

構型審核的目的是驗證型號的功能基線和分配基線是否已經得到滿足， 以及滿足構型基線要求的型號設計是否已經精確地用文件標識。構型審核結合各階段評審及適航的符合性審查進行。除各階段評審、 適航符合性審查及CCB 的要求外， 構型管理辦公室（ CMO）制定審核計劃，由項目部門組織審核。 構型審核包括功能構型審核與物理構型審核。

功能構型審核是對每個構型項的試驗數據和質量保證記錄數據的正式檢查。物理構型審核是對制造構型項的工程圖紙/設計數據、技術規范、技術數據、質保數據記錄和試驗記錄的詳細審核。 物理構型的審核是針對首件交付產品來執行的。 構型管理辦公室（ CMO）制定供應商構型管理要求，在此原則下，供應商按合同/技術協議的要求，開展其項目的構型管理。

1.6 監視和測量

監視和測量的內容包括是否編制了構型管理計劃； 計劃內容是否完整、可行；是否進行了標識等內容；監視和測量的方法主要通過文件審簽流程的控制，內、外部審核，各類評審，設計質量復查及構型審核，適航符合性審查等方式進行。

2 PDM 系統對構型管理的功能實現

某PDM系統提供圖文檔管理、產品結構管理、生命周期管理、工作流程管理、工程變更管理、零部件分類及重用管理等功能，可與三十余種主流設計軟件進行無縫集成， 亦可與市場主流ERP 系統進行緊密集成，構建強大的綜合企業信息系統。

2.1 圖文檔管理

圖文檔管理是系統的基礎功能，也是實施PDM項目的必要前提。 其核心目的，是要讓正確的文檔，在正確的時間，發放到正確的人手上。 系統的圖文檔管理功能，涉及圖文檔的存儲管理、編碼管理、版本管理、權限管理、檢索管理、可視化預覽與圈閱、文檔訂閱等相關功能。 通過系統的圖文檔管理功能，可以確保圖文檔的編碼唯一性，避免版本混亂等錯誤，并給用戶以正確的權限控制，為研發團隊的協同工作，提供必要的平臺支持。

2.2 產品結構管理

系統提供非常強大的產品結構管理功能。 對于有裝配結構的模型數據，可以直接根據模型的裝配結構生產產品結構樹；在系統中，可以方便地利用產品結構樹來生成BOM表，并以EXCEL、PDF等多種格式導出。 利用系統的視圖管理功能，可以根據不同業務部門的差異化需求，將同一產品結構以不同的視圖形式展現。 產品從其投產到最終退出市場的整個過程中，因為零部件升級、更換供應商等原因， 其部分零部件往往會被不同版本或不同供應商的可替代零部件所替換，從而導致產品結構發生變化。 這為企業的運營、售后服務等帶來許多麻煩，而系統所提供的基線功能，正好可以很好地滿足這一需求。 系統的基線功能，可以通過基線的方式，在產品結構發生變化時，詳細地記錄下每個瞬間的具體產品結構狀態。此外，通過基線功能還可以快速，直觀地對比各個不同時期產品結構的差異。 因為零部件版本升級，或者更換供應商等原因，原本可用的零部件，可能會變得不再可用。 系統中的有效性管理功能，可以很好地對零部件的可用性進行管理。 用戶可以按時間（ 范圍）、生產批號、序列號等不同方式來管理零部件的有效性，以滿足實際生產的需求。 對于許多產品而言，往往有不同的配置供用戶選擇。 不同的選配結果，形成了不同的制造BOM，為企業的生產帶來巨大的挑戰。 系統的配置功能，可以讓產品研發人員將所有的可選項融入到一個通用的產品平臺中，根據用戶的選擇快速地進行產品配置，從而得到具體的制造BOM，用于指導工廠實際生產，以實現對用戶需求的快速響應。

2.3 生命周期管理

在系統中， 可以為不同的對象類型設置不同的生命周期模板，每種生命周期模板可以有數個不同的生命周期階段， 不同的生命周期階段，可以設置不同的用戶權限。 對象類型可以根據預設的升級流程，在不同生命周期階段之間進行切換，從而實現用戶權限模型的動態更新。

2.4 工作流程管理

系統的工作流程，用于管理圖文檔簽審等審批事項。 系統提供開放的流程定制平臺，可以根據企業的實際業務需求，對系統的工作流程進行定制。 在系統中，工作流程管理與任務管理相關聯，系統會根據預設的工作流程將工作任務分配給相應的責任人， 并對其任務執行情況和結果進行管理。 系統中常見的工作流程，包括圖文檔對象的簽審流程、文檔升級流程、工程變更流程等，都可以根據企業的實際業務需求進行靈活定制。

2.5 工程變更管理

通過系統的工程變更管理，可以系統地收集被變更的零部件使用范圍，對受變更影響的產品進行充分地評估，并找出妥善的解決方案，避免因變更影響產品的設計與正常生產。 系統的工程變更管理，是一種特殊的工作流程，通常由四部分組成，即問題報告（ QR）、變更請求（ ECR）、變更通告（ ECN）、變更任務（ ECA）。 在工程變更的每個環節，都會涉及嚴謹的審批流程。 審批可以分為簡易流程和標準流程兩種方式， 可以根據具體的工程變更內容決定是用簡易流程還是標準流程。通常情況下，80%的工程變更應該使用簡易流程。在一個具體的工程變更中，只有變更通告（ ECN）和變更任務（ ECA）是必須的，即部分工程變更中可能沒有問題報告（ QA）或變更請求（ ECR）。

2.6 零部件分類及重用管理

如何提升零部件的標準化程度及重復利用率，對于制造型企業來說，顯得至關重要。 系統的專有模塊，用于管理零部件的分類與重復利用工作。 通過模塊對零部件進行分類管理，當設計人員需要用到一個零部件時，首先想到的不是去設計一個新的零部件，而是要去系統中查看，歷史產品中有沒有符合要求的零部件可以借用。從而盡可能地提高零部件的重復利用率， 減少物料數量的增長速度。