1 引言
目前,我國裝備制造業(yè)取得了令人矚目的成就,成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。但裝備制造業(yè)的自主研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力還較為薄弱。重型裝備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零部件數(shù)量、種類多,加工工藝多樣,使用工況復(fù)雜,采用定制化制造模式,隨著交貨期越來越短,傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程難以滿足用戶要求。國內(nèi)外學(xué)者在產(chǎn)品開發(fā)過程建模、產(chǎn)品開發(fā)過程改進(jìn)等進(jìn)行了大量研究。提出一個(gè)基于活動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)過程(PrOA)建模單元的產(chǎn)品開發(fā)過程模型的建立方法。建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程的結(jié)構(gòu)化模型,利用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的代數(shù)分析方法研究設(shè)計(jì)開發(fā)過程的優(yōu)化重組問題。研究通過產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目全局計(jì)劃進(jìn)行面向產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品開發(fā)過程建模問題。提出—個(gè)通過引入通用產(chǎn)品信息模型來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程的集成化與通用化的模式。采用啟發(fā)式方法對產(chǎn)品開發(fā)流程進(jìn)行優(yōu)化。用層次分析模型確定多個(gè)新產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)的優(yōu)先次序。提出如何實(shí)時(shí)集成實(shí)體和虛擬兩個(gè)原型來簡化新產(chǎn)品開發(fā)過程的建議。由于產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜度較高,研究人員提出多種建模語言來描述產(chǎn)品開發(fā)過程,目前較常用的建模語言有CIM-OSA、ARIS、PERA和IDEF。介紹DEF、Petri網(wǎng)、RAD和ARIS四種建模工具,并分析其在產(chǎn)品開發(fā)過程的應(yīng)用及其對開發(fā)過程的支持。對企業(yè)常用的建模工具進(jìn)行比較分析,著重探討了ARIS建模過程的視圖結(jié)構(gòu)與建模層次。M.Bertoni等定性分析了三種企業(yè)建模語言(IDEF,UML,ARIS),提出一種關(guān)于業(yè)務(wù)流程重組理論在產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用的方法,即在BPR的不同階段選擇最優(yōu)建模語言,以確保產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)的實(shí)施取得成功。分析ARIS體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立了基于流程的面向?qū)ο笃髽I(yè)模型體系結(jié)構(gòu)。
當(dāng)前流程重組理論的發(fā)展較為成熟,有關(guān)產(chǎn)品開發(fā)流程也有較多的研究。不過,針對重型裝備產(chǎn)品定制開發(fā)流程還有很多問題需要研究,如產(chǎn)品成本失控、設(shè)計(jì)效率低等。在對某重型裝備企業(yè)調(diào)研基礎(chǔ)上,利用ARIS方法,建立了其產(chǎn)品開發(fā)流程模型,分析了設(shè)計(jì)流程特點(diǎn)及存在的問題,引入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)、目標(biāo)成本、PLM技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化了產(chǎn)品開發(fā)流程。
2 重型裝備產(chǎn)品開發(fā)流程分析
目前重型裝備產(chǎn)品開發(fā)可以劃分為七個(gè)階段,依次為:(1)策劃階段。此階段主要工作包括設(shè)計(jì)部門從顧客招標(biāo)、市場調(diào)研中獲得開發(fā)需求;(2)方案設(shè)計(jì)階段。此階段主要工作包括編制方案,繪制方案圖,根據(jù)情況組織評審或?qū)彶椋?3)技術(shù)設(shè)計(jì)階段。此階段主要工作包括繪制總圖、主要零部件圖,分析計(jì)算,編制文件,組織評審或?qū)彶椋?4)施工設(shè)計(jì)階段。此階段主要工作包括繪制全部圖樣,編制全部技術(shù)文件,組織輸出評審;(5)改進(jìn)階段。此階段主要工作包括為根據(jù)更改問題的重要程度進(jìn)行不同級別的審批或評審;(6)驗(yàn)證階段。為確保設(shè)計(jì)和開發(fā)輸出滿足輸入的要求,主任設(shè)計(jì)師依據(jù)“產(chǎn)品開發(fā)計(jì)劃”的安排對設(shè)計(jì)和開發(fā)進(jìn)行驗(yàn)證,包括校核、類比、試驗(yàn)、評審;(7)確認(rèn)階段。通過檢測、試驗(yàn)或鑒定對產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)可,確保產(chǎn)品能夠滿足規(guī)定的使用要求或已知的預(yù)期用途的要求。
3 重型裝備產(chǎn)品開發(fā)典型階段一方案設(shè)計(jì)階段流程建模
限于篇幅,現(xiàn)以重型裝備產(chǎn)品開發(fā)典型階段一方案設(shè)計(jì)階段流程為例建模、分析。方案設(shè)計(jì)主要包括編制總體方案,繪制總體方案圖,并組織評審或?qū)彶。具體內(nèi)容如下:
(1)項(xiàng)目組主任設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)組織調(diào)研、資料收集、信息分析及技術(shù)洽談、簽訂協(xié)議等,確定與產(chǎn)品要求有關(guān)的設(shè)計(jì)輸入資料,編制《設(shè)計(jì)和開發(fā)輸入清單》。
(2)根據(jù)產(chǎn)品的重要程度,新產(chǎn)品或重大產(chǎn)品由設(shè)計(jì)部門主管領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)組織有關(guān)主任設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)人員;一般產(chǎn)品由專業(yè)設(shè)計(jì)所(室)負(fù)責(zé)人或主任設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)組織設(shè)計(jì)人員。設(shè)計(jì)前進(jìn)行評審設(shè)計(jì)和開發(fā)輸入內(nèi)容,評審會(huì)議記錄員整理編寫《設(shè)計(jì)和開發(fā)輸入評審報(bào)告》,與會(huì)人員負(fù)責(zé)審核。
(3)設(shè)計(jì)工程師編制《總體方案設(shè)計(jì)圖》,互校人員負(fù)責(zé)審核,主任設(shè)計(jì)室編制《分析計(jì)算書》,互校人員負(fù)責(zé)審核。
具體的方案設(shè)計(jì)流程,如圖1所示。
圖1 產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)流程
4 重型產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)流程特點(diǎn)及問題
根據(jù)實(shí)地調(diào)研和開發(fā)設(shè)計(jì)各階段流程圖,分析總結(jié)重型裝備產(chǎn)品開發(fā)流程的特點(diǎn)有如下三點(diǎn):
(1)各階段步驟依次順序進(jìn)行,后續(xù)步驟必須等到前續(xù)步驟完成才能繼續(xù)進(jìn)行,每個(gè)步驟都有自己的輸入和輸出。例如,方案設(shè)計(jì)先于技術(shù)設(shè)計(jì),方案設(shè)計(jì)的輸出就是技術(shù)設(shè)計(jì)的輸入。
(2)每個(gè)階段均以審核通過為結(jié)束狀態(tài)的標(biāo)志,這是典型的門徑管理㈣,即整個(gè)開發(fā)流程由不同的階段和關(guān)卡組成。關(guān)卡是每個(gè)階段結(jié)束時(shí)的審核或決策活動(dòng),能有效保證產(chǎn)品開發(fā)流程中的進(jìn)度和質(zhì)量,并可以決定流程的走向。
(3)開發(fā)流程中的各個(gè)階段均由對應(yīng)的信息系統(tǒng)支持。例如合同分發(fā)使用公司OA系統(tǒng),開發(fā)設(shè)計(jì)使用CAD,編制工藝流程使用CAPP等。開發(fā)人員操縱的對象是不同階段的產(chǎn)品模型,并產(chǎn)生更詳細(xì)的產(chǎn)品模型。產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程可以看作是產(chǎn)品模型經(jīng)過不同階段的構(gòu)建和豐富,最終生成一個(gè)統(tǒng)一的信息模型的過程。
分析重型裝備產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)流程,存在以下幾點(diǎn)問題:
①各個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)階段需要高水平和經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員,才能確保設(shè)計(jì)同時(shí)滿足合同要求、技術(shù)要求及加工工藝要求。經(jīng)驗(yàn)較少的設(shè)計(jì)人員容易產(chǎn)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,同時(shí)可能給產(chǎn)品制造帶來較多困難。
②產(chǎn)品開發(fā)不同階段使用的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)不同,這樣不同信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一導(dǎo)致各個(gè)設(shè)計(jì)階段便成了一個(gè)個(gè)的“信息孤島”,使得設(shè)計(jì)過程中的信息共享變得困難。
③常規(guī)產(chǎn)品開發(fā)采用類比和變型的設(shè)計(jì)方法,產(chǎn)生大量的零部件信息模型,導(dǎo)致圖文檔管理的復(fù)雜性急劇上升。
④有些關(guān)鍵部件采購和制造需要較長的周期,設(shè)計(jì)完成之前,如何給采購或制造部門提供必要的信息是一個(gè)挑戰(zhàn)。
⑤設(shè)計(jì)人員喜歡追求技術(shù)的先進(jìn),產(chǎn)品成本可控會(huì)遇到很多困難。
5 重型產(chǎn)品開發(fā)流程優(yōu)化
針對當(dāng)前重型裝備產(chǎn)品開發(fā)中出現(xiàn)的問題,主要從產(chǎn)品的成本控制、方案設(shè)計(jì)階段以及施工階段三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化分析,最終達(dá)到優(yōu)化重型產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)流程的效果。
5.1 開發(fā)過程中引入目標(biāo)成本
產(chǎn)品開發(fā)決定產(chǎn)品整體成本的70%左右,同時(shí)產(chǎn)品開發(fā)人員可能過分追求技術(shù)上的完美而忽視產(chǎn)品的開發(fā)周期、開發(fā)成本和制造成本。因此,在開發(fā)過程中對成本進(jìn)行控制顯得尤為必要。依據(jù)項(xiàng)目合同和技術(shù)協(xié)議設(shè)定目標(biāo)成本和基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解目標(biāo)成本,設(shè)定各關(guān)鍵零部件的目標(biāo)成本,將目標(biāo)成本作為產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)約束條件,并在開發(fā)過程中嚴(yán)格控制。目標(biāo)成本控制的橋式起重機(jī)開發(fā)流程,如圖2所示。
圖2 目標(biāo)成本控制的橋式起重機(jī)開發(fā)流程
5.2 方案設(shè)計(jì)階段流程優(yōu)化
方案設(shè)計(jì)階段是整個(gè)開發(fā)工作的重點(diǎn),該階段的設(shè)計(jì)結(jié)果決定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵零部件選型。如果方案設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)偏差,輕則導(dǎo)致返工、拖延項(xiàng)目進(jìn)度,重則影響最終產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)生安全隱患。方案設(shè)計(jì)階段需要查閱各種技術(shù)資料,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要緊密合作以及多次反饋優(yōu)化,而PLM正是有效管理和充分利用各種資源、實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)有效集成的管理和集成工具,基于協(xié)同設(shè)計(jì)理念,應(yīng)用并行設(shè)計(jì)方法,充分利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)資源,項(xiàng)目組協(xié)同開展方案設(shè)計(jì),最大可能的避免設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),降低后續(xù)設(shè)計(jì)開發(fā)階段的修改工作量。同時(shí)可以使得審批過程流程化,提高工作效率;赑LM的方案設(shè)計(jì),如圖3所示。
圖3 基于PLM的方案設(shè)計(jì)
5.3 施工設(shè)計(jì)階段流程重組
該階段是設(shè)計(jì)與開發(fā)流程的主要組成階段,經(jīng)過方案設(shè)計(jì)階段與技術(shù)設(shè)計(jì)階段,有關(guān)產(chǎn)品信息的總體方案、主要零部件已經(jīng)確定下來。在施工設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員主要是根據(jù)方案設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)的成果完成產(chǎn)品剩余“工作圖”的設(shè)計(jì)和編制,包括零件圖、部件圖、明細(xì)表、技術(shù)說明書、檢驗(yàn)鑒定大綱、文檔目錄等。此階段的工作特征主要表現(xiàn)為設(shè)計(jì)難度相對較低,但工作量大、重復(fù)性工作多,所以設(shè)計(jì)階段要花費(fèi)較長時(shí)間來進(jìn)行編制工作,F(xiàn)行的施工設(shè)計(jì)階段中存在的問題主要體現(xiàn)在兩方面:一是因大量變型設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的大量電子圖文檔,如何管理和利用;另—個(gè)突出問題體現(xiàn)在CAD圖紙的明細(xì)表的編制上。如一張橋式起重機(jī)的AO總裝圖紙,—般多達(dá)幾百個(gè)零部件,每個(gè)自制部件都有組成明細(xì),均需要編制相應(yīng)的明細(xì)表。通過PLM軟件可以實(shí)現(xiàn)明細(xì)表編制的自動(dòng)化。在產(chǎn)品開發(fā)的方案設(shè)計(jì)階段,主任設(shè)計(jì)師建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,在產(chǎn)品開發(fā)的每個(gè)階段,設(shè)計(jì)人員在完成相應(yīng)技術(shù)文件的編繪之后,在PLM中添加對應(yīng)的零部件信息,產(chǎn)品設(shè)計(jì)完工后,生成完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,即可自動(dòng)生成產(chǎn)品及各部件的明細(xì)表。同時(shí),通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成管理和共享使用。
6 開發(fā)流程優(yōu)化效果驗(yàn)證
以典型的定制化產(chǎn)品一一橋式起重機(jī)為例,選取一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目組,利用新的產(chǎn)品開發(fā)流程開展產(chǎn)品開發(fā),與該項(xiàng)目組近期完成的類似項(xiàng)目進(jìn)行對比,具體如表1所示。
表1 產(chǎn)品開流程優(yōu)化效果
從表1可以看出,經(jīng)過流程優(yōu)化與改進(jìn)后,橋式起重機(jī)的開發(fā)過程各階段的設(shè)計(jì)周期為63個(gè)工作日,比優(yōu)化前所需的81個(gè)工作日減少了18個(gè)工作日。同時(shí),通過目標(biāo)成本控制,降低產(chǎn)品成本10%左右,取得了理想的效果。驗(yàn)證說明,使用ARIS建模方法,建立和分析重型裝備產(chǎn)品開發(fā)流程模型,找出產(chǎn)品開發(fā)的瓶頸,并引入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)、目標(biāo)成本、PLM技術(shù)來改進(jìn)和優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)流程,能夠提高產(chǎn)品開發(fā)效率及產(chǎn)品質(zhì)量,降低了產(chǎn)品成本。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)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。
轉(zhuǎn)載請注明出處:拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題:重型裝備產(chǎn)品開發(fā)流程優(yōu)化
本文網(wǎng)址:http://www.ezxoed.cn/html/solutions/14019314371.html