前言

    隨著國家綜合國力的提升，航空產(chǎn)業(yè)迎來了一個(gè)快速發(fā)展的新階段。對于航空機(jī)電企業(yè)而言，將面臨著新的發(fā)展形勢：一方面，隨著近年來中國周邊安全局勢的緊張迫使軍隊(duì)加速更新武器系統(tǒng)裝備現(xiàn)代化，給軍工部門帶來了發(fā)展契機(jī)；另一方面，民用航空工業(yè)的發(fā)展，也給航空機(jī)電產(chǎn)業(yè)帶來了發(fā)展良機(jī)。航空企業(yè)在新形勢下面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要有：產(chǎn)品研發(fā)周期縮短；復(fù)雜度提高；成本控制壓力大；質(zhì)量水平及綜合保障能力要求越來越嚴(yán)。因而對航空機(jī)電產(chǎn)品的可靠性、研制周期、研制成本提出更加嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)當(dāng)前航空機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)的新形勢，企業(yè)必須建立一個(gè)以局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以零件數(shù)據(jù)庫為核心的信息化研發(fā)環(huán)境數(shù)據(jù)管理工具系統(tǒng)。通過高效的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和產(chǎn)品研發(fā)過程管理，從而改善企業(yè)局管理機(jī)制，可以提高企業(yè)研發(fā)效率、激發(fā)沒計(jì)人員工作熱情、嚴(yán)格規(guī)范研發(fā)流程，使企業(yè)邁入信息化發(fā)展的新階段。

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM，product data management)經(jīng)過一定時(shí)間的積累和實(shí)踐，已發(fā)展成為企業(yè)信息化技術(shù)的基礎(chǔ)，并在越來越多的行業(yè)和企業(yè)中得以運(yùn)用，取得了良好的效果。PDM以產(chǎn)品為核心，以軟件為載體，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部所有與產(chǎn)品相關(guān)信息（包括零組件信息、配置及權(quán)限等信息）和相關(guān)過程（主要是企業(yè)內(nèi)部理流程）的一體化集成管理，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開的。通過建立起企業(yè)統(tǒng)一的產(chǎn)品知識庫（包括產(chǎn)品的零件庫、文件庫、數(shù)據(jù)庫等），確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、有效性和一致性。通過共享的數(shù)據(jù)平臺、研發(fā)工藝一體化設(shè)計(jì)、電子化簽署、更改流程及技術(shù)狀態(tài)控制，能夠大大提高研發(fā)產(chǎn)品的工作效率。

1 航空企業(yè)現(xiàn)狀及需求

    目前，絕大多數(shù)航空企業(yè)的主要用戶為軍方，生產(chǎn)的產(chǎn)品為軍工產(chǎn)品，大多是面向訂單進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，其特點(diǎn)是產(chǎn)品種類繁多、批次較多、數(shù)量較少，且設(shè)計(jì)更改頻繁。根據(jù)企業(yè)現(xiàn)狀，目前航空機(jī)電企業(yè)對PDM系統(tǒng)的需求主要包含以下方面：

    (1)建立有效的系統(tǒng)在線監(jiān)管模式，實(shí)現(xiàn)所有科研產(chǎn)品的全過程監(jiān)控，為企業(yè)高層管理者提供決策依據(jù)；

    (2)建立網(wǎng)絡(luò)信息化產(chǎn)品狀態(tài)管理流程，解決過去有紙化辦公設(shè)計(jì)帶來的產(chǎn)品圖紙、文件和實(shí)物不符問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、序列化管理；

    (3)實(shí)現(xiàn)UG、mentor工具與PDM系統(tǒng)(TeamCenter)的集成，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和電路的協(xié)同設(shè)計(jì)體系，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一致性，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；

    (4)通過建立企業(yè)級共享的零組件及電子元器件庫，以及企業(yè)內(nèi)部統(tǒng)一的器材選用流程，有效解決產(chǎn)品研發(fā)過程中存在的設(shè)計(jì)周期長、返廠次數(shù)多、研發(fā)成本高的問題；

    (5)建立產(chǎn)品研發(fā)過程中統(tǒng)一的信息中樞及管理中樞，整合企業(yè)各部門產(chǎn)生的各種知識信息資源，實(shí)現(xiàn)全企業(yè)的共享和使用。

2 PDM系統(tǒng)構(gòu)建框架

    根據(jù)航空機(jī)電企業(yè)的需求特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)信息系統(tǒng)發(fā)展的方向，我們提出了構(gòu)建基于PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)的解決方案。該方案覆蓋了企業(yè)產(chǎn)品從方案階段、初樣階段、式樣階段、設(shè)計(jì)定型階段、生產(chǎn)定型階段的產(chǎn)品全生命周期過程。

    PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)資源庫為產(chǎn)品管理的基礎(chǔ)，對正在研制的產(chǎn)品以及定型產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一的技術(shù)狀態(tài)管理，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、更改、定型、交付等各個(gè)階段實(shí)行嚴(yán)格的監(jiān)控及狀態(tài)跟蹤。PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)實(shí)施覆蓋的范圍如圖1所示。

圖1 PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建框架

3 PDM系統(tǒng)主要功能說明

    3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)管理

    PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（bill of material，BOM）作為數(shù)據(jù)組織與管理的一種基本形式，把產(chǎn)品的所有圖樣與文件聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織和管理，如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹模型

    在系統(tǒng)中，項(xiàng)目主管建立機(jī)型工作區(qū)、產(chǎn)品工作區(qū)及圖樣、文檔的文件夾。以樹狀關(guān)系的形式來展現(xiàn)，包括機(jī)型、產(chǎn)品、文件及設(shè)計(jì)圖紙，文件包括設(shè)計(jì)文件、管理文件、實(shí)驗(yàn)文件、質(zhì)量及五性文件等，設(shè)計(jì)圖紙包括機(jī)械零組件圖紙以及電路圖紙�？梢栽诖私Y(jié)構(gòu)中建立起文檔與模型之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)樹形關(guān)系的數(shù)據(jù)管理體系。

    3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)管理

    產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)管理按照產(chǎn)品頂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行任務(wù)分解，指導(dǎo)實(shí)際工作管理。產(chǎn)品主管設(shè)計(jì)師依據(jù)交付清單，在PDM系統(tǒng)中使用定制的技術(shù)資料交付計(jì)劃模板，利用工作分解結(jié)構(gòu)(work breakdown structure，WBS)作為制定工作計(jì)劃、分配資源和研發(fā)過程跟蹤的基礎(chǔ)。從企業(yè)研發(fā)流程出發(fā)，在PDM系統(tǒng)中完成產(chǎn)品研發(fā)的一系列過程，如項(xiàng)目的創(chuàng)建、計(jì)劃的制定，以及監(jiān)控研發(fā)流程等功能，有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的研發(fā)管理和數(shù)據(jù)監(jiān)控。

    3.3 技術(shù)狀態(tài)管理

    技術(shù)狀態(tài)管理是以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心，實(shí)現(xiàn)研發(fā)數(shù)據(jù)(包括產(chǎn)品機(jī)加結(jié)構(gòu)、硬件電路和軟件數(shù)據(jù))與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系和管理。對于航空機(jī)電企業(yè)來說，技術(shù)狀態(tài)管理能夠?qū)⒛壳捌髽I(yè)普遍存在的產(chǎn)品管理技術(shù)狀態(tài)不到位的現(xiàn)象得到有效改善。在此過程中，我們還引入技術(shù)狀態(tài)階段基線(baseline)管理機(jī)制。技術(shù)狀態(tài)階段基線是指產(chǎn)品項(xiàng)目轉(zhuǎn)型時(shí)要求達(dá)到的技術(shù)狀態(tài)，各研制階段應(yīng)該確定的技術(shù)狀態(tài)，包括：

    (1)在特定時(shí)間點(diǎn)經(jīng)過確認(rèn)的產(chǎn)品屬性的描述；

    (2)經(jīng)過批準(zhǔn)和發(fā)放的文檔或文檔集合；

    (3)現(xiàn)行批準(zhǔn)和發(fā)放的配置文檔；

    (4)包括軟件和相關(guān)配置文檔在內(nèi)的文檔集合。

    階段基線對象版本的狀態(tài)有“工作中”、“預(yù)發(fā)放”、“流程中”、“發(fā)布”、“歸檔”、“作廢”等狀態(tài)，通過對上述各種狀態(tài)的管理來進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)管理。項(xiàng)目主管可根據(jù)文檔清單狀態(tài)，督促產(chǎn)品工作進(jìn)度。

    3.4 變更管理

    產(chǎn)品在試驗(yàn)及生產(chǎn)交付過程中會發(fā)現(xiàn)有各種問題，如質(zhì)量問題、圖物不符問題、根據(jù)客戶要求臨時(shí)更改問題等。產(chǎn)生技術(shù)狀態(tài)變更時(shí)，設(shè)計(jì)師需要完成變更過程。通過更改影響分析、更改建議單、更改通知單、定制流程模板、提交審簽任務(wù)及新版本發(fā)布來完成變更管理。

    3.5 預(yù)發(fā)放管理

    預(yù)發(fā)放管理是產(chǎn)品圖樣、文件正式簽署之前將其傳送給參與發(fā)起項(xiàng)目的各級審簽人員，進(jìn)行意見征集。各級審簽人員在接收到預(yù)發(fā)放的圖樣及文檔后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行審簽，給出反饋意見，同時(shí)做好相關(guān)產(chǎn)品研制介入和準(zhǔn)備工作。預(yù)發(fā)放管理可以提高工作效率，減少正式簽署流程的時(shí)間。

    3.6 零組件和元器件管理

    企業(yè)產(chǎn)品涉及的零組件種類繁多，既有機(jī)加產(chǎn)品的零組件管理，也有電子元器件中心庫管理，根據(jù)各自的不同性質(zhì)，需采取不同的管理方式。在企業(yè)管理中，常常存在零件編碼不一致、分類無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)選型無統(tǒng)一規(guī)范、采購價(jià)格前后不一等問題，因此需要在系統(tǒng)中建立滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件功能設(shè)計(jì)、物資采購等部門需要的零組件和元器件庫，實(shí)現(xiàn)零組件和元器件相關(guān)信息(例如：材料名稱、型號規(guī)格、物料編碼、生產(chǎn)廠家等)的關(guān)聯(lián)管理。2個(gè)庫的建設(shè)及管理如下：

    (1)零組件庫。零組件庫是用于存放機(jī)加類零件的存儲庫。按照零組件結(jié)構(gòu)大類、結(jié)構(gòu)小類、附加特征、材料編碼及三位數(shù)的流水號對任意一零組件賦予唯一的物料編碼。該庫主要用于機(jī)加產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分類搜索、生產(chǎn)加工等。

    (2)電子元器件中心庫。電子元器件中心庫包括元器件符號庫和封裝庫。元器件中心庫信息主要包括元器件的型號、名稱、封裝形式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量等級、生產(chǎn)廠家等信息，本企業(yè)使用的是Mentor電路板設(shè)計(jì)軟件，是一種當(dāng)今電路板設(shè)計(jì)與制作的常用軟件，也是與PDM系統(tǒng)集成的成熟工具軟件。

    3.7 系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

    一方面，通過PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具(如UG， mentor，word，excel等)集成，一同形成產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)過程完整的工具資源和信息資源；另一方面，PDM系統(tǒng)也可以作為數(shù)據(jù)源頭向下游的生產(chǎn)管理、物資管理和質(zhì)量管理等系統(tǒng)發(fā)布統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)上、下游數(shù)據(jù)管理的一致性，這也是企業(yè)未來信息化發(fā)展的方向。

4 實(shí)施經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

    PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)涉及整個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)管理流程，因而必將是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)實(shí)施工程。具體經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及展望如下：

    (1)PDM系統(tǒng)的實(shí)施和推廣涉及部門廣、涉及人員眾多、實(shí)施周期比較長、實(shí)施過程比較復(fù)雜。這就要求企業(yè)要給予高度重視，在企業(yè)最高管理者的直接關(guān)注與領(lǐng)導(dǎo)下，組建強(qiáng)有力的實(shí)施隊(duì)伍，制定詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃，調(diào)動企業(yè)的一切資源，逐步穩(wěn)妥地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作目標(biāo)。

    (2)PDM協(xié)同研發(fā)平臺項(xiàng)目實(shí)施是一個(gè)螺旋式上升的漸進(jìn)式過程，就是在每個(gè)階段的實(shí)施工作中，應(yīng)該循序漸進(jìn)，不斷發(fā)現(xiàn)和總結(jié)問題，為下一階段工作方向、人員需求、推進(jìn)方式制定更加高效的計(jì)劃。項(xiàng)目實(shí)施工作不僅僅是單個(gè)項(xiàng)目組的事情，更需要企業(yè)廣大管理、研發(fā)、工藝等人員的通力合作，才能使實(shí)施工作達(dá)到一個(gè)最佳效果。

    (3)PDM系統(tǒng)的實(shí)施需要制定詳細(xì)計(jì)劃、明確具體措施。實(shí)施前必須明確企業(yè)的需求，明確哪些需求是目前可行的、哪些是不可行的。制定的階段目標(biāo)既要保證整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃有條不紊的向前推進(jìn)，又要給予企業(yè)工作人員一定余量的時(shí)間，使項(xiàng)目實(shí)施又好又快的完成。

    (4)采取“試驗(yàn)田”的實(shí)施模式，即以某幾種典型型號的研為對象，將整個(gè)研制流程納入到PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)中運(yùn)行管理。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證后，找出問題再逐步完善，推廣到其它型號的研發(fā)工作中去。

    (5)為保正PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)實(shí)施的可靠性，企業(yè)還應(yīng)該做到以下方面：物資編碼規(guī)范完善統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、電子元器件做到一物一碼；建立企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包含零組件的物資編碼、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、廠家資料等詳細(xì)信息；針對不同客戶(軍用及民用)標(biāo)準(zhǔn)及要求，完成企業(yè)文檔及圖樣模板的歸類和設(shè)計(jì)；建立起一套符合企業(yè)產(chǎn)品研制特點(diǎn)的研發(fā)管理流程。

5 PDM系統(tǒng)實(shí)施展望

    建立PDM協(xié)同研發(fā)環(huán)境系統(tǒng)平臺，不僅僅是實(shí)現(xiàn)無紙化、網(wǎng)上管理的流程，更深層的內(nèi)涵是與企業(yè)文化、企業(yè)愿景的緊密結(jié)合，與企業(yè)目標(biāo)的匹配，是現(xiàn)有企業(yè)管理制度的升級與改進(jìn)，是能夠促使企業(yè)管理、設(shè)計(jì)人員思維的轉(zhuǎn)變，對企業(yè)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。 航空機(jī)電企業(yè)中最核心的競爭力是研發(fā)創(chuàng)新能力，通過建設(shè)協(xié)同研發(fā)環(huán)境平臺，將有助于優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)流程，提高產(chǎn)品研制質(zhì)量，縮短產(chǎn)品研制周期，最終提高企業(yè)生產(chǎn)力與管理水平。   

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：PDM系統(tǒng)在航空機(jī)電企業(yè)的應(yīng)用和實(shí)施

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