PLM(Product Life Management)—產(chǎn)品生命周期管理是當(dāng)代企業(yè)面向全球客戶和市場(chǎng)，充分利用企業(yè)資源配置，實(shí)現(xiàn)整體利益最大化的先進(jìn)管理理念。產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)是針對(duì)擴(kuò)展型制造業(yè)的企業(yè)解決方案，可以與現(xiàn)有企業(yè)信息系統(tǒng)如企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)、供應(yīng)鏈管理(SCM)客戶關(guān)系管理(CRM)等進(jìn)行協(xié)同運(yùn)作，在企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門、企業(yè)與客戶、企業(yè)與合作伙伴之間共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對(duì)整個(gè)協(xié)同過(guò)程起調(diào)配作用。產(chǎn)品的生命周期，就是指從人們對(duì)產(chǎn)品的需求開(kāi)始，到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程。本文介紹的是某公司實(shí)施PLM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的解決方案和應(yīng)用介紹。

一、企業(yè)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方面管理存在的弊端和方案的提出背景

    1．近年來(lái)，在機(jī)械制造加工行業(yè)，CAD應(yīng)用及企業(yè)信息化建設(shè)方面已取得了臣大成效，企業(yè)逐漸積累了大量的圖紙、文檔等技術(shù)資料。這些電子圖檔是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要信息資源，為企業(yè)今后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息化集成打下了良好的基礎(chǔ)。但目前我們以及國(guó)內(nèi)絕大部分企業(yè)還只停留在單純使用CAD進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段，也沒(méi)考慮到如何對(duì)大量的設(shè)計(jì)技術(shù)圖檔進(jìn)行合理、有效、安全的管理；存在著：設(shè)計(jì)資料的重用率低、設(shè)計(jì)人員對(duì)圖檔的重復(fù)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的傳遞仍然通過(guò)傳統(tǒng)的文件傳遞方式來(lái)完成等弊端；因此對(duì)數(shù)據(jù)安全性無(wú)法保證，對(duì)圖文檔的分類管理無(wú)從談起，圖檔版本混亂，更無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控圖檔的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。

    2．項(xiàng)目制造型企業(yè)的產(chǎn)品一般都是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的裝備類產(chǎn)品，為其它制造企業(yè)提供裝備或工作母機(jī)。其生產(chǎn)組織方式不同于制造業(yè)其它產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，是極為特殊和復(fù)雜的一種；產(chǎn)品完全依客戶需求而設(shè)計(jì)，屬于按訂單設(shè)計(jì)(Engineer To Order)，簡(jiǎn)稱ETO。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)組織難度較高。由于是按客戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，因此項(xiàng)目前期的報(bào)價(jià)和訂單承諾很重要，取得訂單一般都集中在價(jià)格高低和交貨期長(zhǎng)短上。價(jià)格方面，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，因此要在客戶需求明確后給出準(zhǔn)確報(bào)價(jià)有一定的難度。在交貨期方面，對(duì)于企業(yè)而言，由于單件生產(chǎn)的管理、組織非常復(fù)雜，因此交貨期也很難把握。如果報(bào)價(jià)過(guò)低，將直接影響收益，價(jià)格過(guò)高則有可能在竟標(biāo)中失敗。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶對(duì)交貨期的要求也越來(lái)越短，因此企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，沒(méi)有先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)的支持幾乎很難實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)、科學(xué)管理。

    所以，基于上述原因，我們提出了一套面向產(chǎn)品全相關(guān)數(shù)據(jù)管理的方案，來(lái)優(yōu)化企業(yè)的數(shù)據(jù)管理模式。

二、PLM的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理解決方案簡(jiǎn)述

    以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為主線的產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)管理和以項(xiàng)目管理為主線的工程數(shù)據(jù)管理是PLM系統(tǒng)管理的兩條主線。圍繞這兩條主線，在基于產(chǎn)品全生命周期的優(yōu)化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型下，建立企業(yè)級(jí)全局的信息資源體系，提高企業(yè)產(chǎn)品零部件設(shè)計(jì)的重用性與通用性；通過(guò)在PLM系統(tǒng)中構(gòu)建設(shè)計(jì)和工藝一體化數(shù)據(jù)模型和過(guò)程管理模型，建立以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的數(shù)據(jù)全相關(guān)管理，來(lái)確保數(shù)據(jù)的完整性、借用件的有效管理和數(shù)據(jù)變更管理，從而縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)備周期與變型設(shè)計(jì)準(zhǔn)備周期，支持業(yè)務(wù)過(guò)程的協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和工藝一體化協(xié)同工作平臺(tái)。

    本方案主要分以下方面：

    1．搭建有效的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

    對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)采取分類管理，搭建數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，在數(shù)據(jù)模型上采用對(duì)象分類模型和關(guān)聯(lián)模型作為產(chǎn)品信息的基礎(chǔ)構(gòu)架；產(chǎn)品數(shù)據(jù)被封裝成一個(gè)一個(gè)的對(duì)象，一個(gè)對(duì)象包含一組彼此之間關(guān)聯(lián)的信息，通過(guò)關(guān)聯(lián)管理確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和一致性。

    2．基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的圖文檔管理

    圖文檔管理是PLM系統(tǒng)的重要組成部分，其管理的對(duì)象包括從設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的AutoCAD圖紙的數(shù)據(jù)文件、3D實(shí)體造型的數(shù)據(jù)文件、工藝流程卡，到制造階段可能產(chǎn)生的變更單等，達(dá)到取代人工方式管理電子文檔、使用戶能夠更方便、快捷、安全地存取、維護(hù)和處理各種產(chǎn)品的文檔的目的。

    PLM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全不僅體現(xiàn)在安全保存大量的電子文檔數(shù)據(jù)上，同時(shí)管理系統(tǒng)自身的安全性也是一個(gè)很重要的問(wèn)題。任何一種不合適、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩�策略都�?huì)造成PLM系統(tǒng)的安全漏洞，使圖文檔流失。所以，在制訂系統(tǒng)安全方案時(shí)，我們考慮采取如下技術(shù)方案，實(shí)施綜合加密、保密措施來(lái)保證圖文檔的安全性管理：

    1)文件的數(shù)據(jù)庫(kù)存放及加密

    PLM系統(tǒng)采取的是將圖文資料壓縮加密存入數(shù)據(jù)庫(kù)而不是以文件方式存放到服務(wù)器共享目錄下；文件方式存貯的安全性控制是通過(guò)操作系統(tǒng)身份認(rèn)證、共享目錄安全等方式來(lái)保證的。

    2)加密方案的選擇

    在PLM系統(tǒng)中主要是針對(duì)文件進(jìn)行加解密。我們采用可靠的加密軟件系統(tǒng)與PLM系統(tǒng)集成來(lái)保證系統(tǒng)文件的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該軟件在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性方面，全面采用微軟公司最新的研發(fā)技術(shù)，使用最成熟的控制手段；在客戶端文檔加解密穩(wěn)定性方面，系統(tǒng)采用了國(guó)家密碼管理局認(rèn)證的密鑰算法，結(jié)合微軟公司正規(guī)支持的底層開(kāi)發(fā)技術(shù)，達(dá)到了文檔加解密過(guò)程的高度穩(wěn)定，并在保證企業(yè)數(shù)據(jù)安全的前提下達(dá)到了理想的運(yùn)行速度。

    3)采取數(shù)據(jù)集中、管理分散的操作模式和有效的數(shù)據(jù)庫(kù)備份機(jī)制

    系統(tǒng)采用C/S構(gòu)架，通過(guò)企業(yè)局域網(wǎng)，客戶端可以分布在網(wǎng)絡(luò)的任何節(jié)點(diǎn)上，最終的操作結(jié)果均存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間的協(xié)同工作的同時(shí)，保證了數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)。同時(shí)，建立了有效的數(shù)據(jù)庫(kù)備份機(jī)制。

    4)用戶權(quán)限的安全管理

    在用戶權(quán)限的控制上，采取的是用戶角色授權(quán)管理和自主授權(quán)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)權(quán)限的安全管理。系統(tǒng)通過(guò)為角色和人員設(shè)置其對(duì)系統(tǒng)中各種定制的數(shù)據(jù)類型、關(guān)聯(lián)關(guān)系、安全級(jí)別、用戶身份的有效期限等的操作權(quán)限來(lái)實(shí)現(xiàn)圖文檔的安全管理，如：瀏覽、檢出、檢入、刪除、打印、更改等。此權(quán)限控制方式，在一定程度上也保證了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率。

    3．建立以零部件管理為核心數(shù)據(jù)全相關(guān)管理

    在產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，PLM系統(tǒng)以零部件為核心、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)為主線組織多種產(chǎn)品信息視圖，對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全關(guān)聯(lián)管理。不同用戶根據(jù)權(quán)限范圍可以在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)下，方便地查詢與管理各種與零部件有關(guān)的數(shù)據(jù)。

    4．建立以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為核心的數(shù)據(jù)管理

    建立以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理為核心的數(shù)據(jù)管理，滿足零件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，部件通用化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)的要求。PLM提供BOM復(fù)制、整批替換、修改等多種方式來(lái)支持系列化產(chǎn)品變形設(shè)計(jì)；通過(guò)電子化審批，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)狀態(tài)管理、數(shù)據(jù)版本管理、電子數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、電子數(shù)據(jù)交付和發(fā)放管理，保證數(shù)據(jù)的有效性。

    5．建立以產(chǎn)品為協(xié)同工作中心的業(yè)務(wù)過(guò)程協(xié)同工作平臺(tái)

    建立以產(chǎn)品為協(xié)同工作中心的業(yè)務(wù)過(guò)程協(xié)同工作平臺(tái)。在設(shè)計(jì)和工藝統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型管理下，提供了工藝部門基于設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)以及產(chǎn)前準(zhǔn)備工藝信息管理模式，支持工藝人員進(jìn)行BOM編制、工藝文件設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)EOM和制造BOM的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)和制造等一體化管理。

三、以項(xiàng)目管理為主線的項(xiàng)目預(yù)算管理的應(yīng)用探討

    如前所述，以項(xiàng)目管理為主線的工程數(shù)據(jù)管理是PLM系統(tǒng)管理的另外一條主線。由于按訂單設(shè)計(jì)(Engineer To Order)來(lái)組織項(xiàng)目管理的制造型企業(yè)，其生產(chǎn)模式的特殊性決定了在進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和項(xiàng)目預(yù)算決策時(shí)，必須借助先進(jìn)的信息系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)、準(zhǔn)確分析、快速?zèng)Q策的預(yù)算數(shù)據(jù)的管理。

    以下對(duì)如何利用信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速項(xiàng)目預(yù)算的應(yīng)用做一分析討論。

    1．項(xiàng)目預(yù)算流程

    圖1 項(xiàng)目預(yù)算流程圖

    本流程僅是對(duì)技術(shù)方案本身的預(yù)算提供依據(jù)，其預(yù)算價(jià)格應(yīng)為生產(chǎn)成本部分的預(yù)算，即材料成本、生產(chǎn)人員工資、制造費(fèi)用三大部分，以及從技術(shù)方案的角度來(lái)對(duì)應(yīng)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)保證金。

    2．項(xiàng)目預(yù)算的實(shí)現(xiàn)

    從上面的流程中可以得知，項(xiàng)目預(yù)算主要是生產(chǎn)成本的預(yù)算，即料工費(fèi)部分的預(yù)算。

    1)材料

    材料部分的預(yù)算分為兩部分，第一部分是直接材料成本，第二部分是間接材料成本，我們主要考慮直接材料成本，直接材料成本取決于兩個(gè)因素，一個(gè)是材料數(shù)量，一個(gè)是材料價(jià)格。我們說(shuō)，材料價(jià)格要取未來(lái)的預(yù)期價(jià)格，其有效期取決于項(xiàng)目的執(zhí)行周期，主要包括預(yù)算價(jià)格的有效期和合同生效的有效期兩個(gè)因素。

    綜合以上因素，預(yù)算價(jià)格體系的管理非常重要，它是對(duì)價(jià)格和價(jià)格有效期的動(dòng)態(tài)管理。

    再說(shuō)一下材料數(shù)量的計(jì)算方法（圖2）。

    計(jì)算上述結(jié)構(gòu)，得出結(jié)果(表1)：

    圖2 目前的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    表1 圖2所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

    從上表中看出，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)得出的結(jié)果無(wú)法直接來(lái)計(jì)算價(jià)格，因?yàn)樽畹讓佑泻芏嗍恰傲慵�”類別，不是材料類別，對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)講，零件是隨時(shí)隨地都在產(chǎn)生的，這也是設(shè)計(jì)過(guò)程中必須的一個(gè)環(huán)節(jié)，但如果系統(tǒng)不提前給它價(jià)格信息，它自然無(wú)法計(jì)算。零件的產(chǎn)生是開(kāi)放式的管理，沒(méi)有規(guī)律可言。這就需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。圖3即為改造后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

    圖3 調(diào)整后的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    計(jì)算上述結(jié)構(gòu)，得出結(jié)果表2

    因?yàn)樽畹讓佣甲兂闪瞬牧�，這樣就可以方便企業(yè)提前規(guī)劃企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料和預(yù)算價(jià)格等信息。

    我們剛才解決了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，下面再解決如何構(gòu)建這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。如果在預(yù)算之前能夠完整地構(gòu)建出這個(gè)結(jié)構(gòu)表，當(dāng)然很好，但對(duì)于項(xiàng)目制造方式來(lái)講，這種情況不多見(jiàn)，大多數(shù)情況是一個(gè)新的方案并不能很明確地構(gòu)建出上述這樣的完整BOM結(jié)構(gòu)表來(lái)，注意，這個(gè)假設(shè)是前提，仍以上述結(jié)果為前提，比如以上面的結(jié)構(gòu)為藍(lán)本，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，形成產(chǎn)品B，如圖4所示：

    表2 圖3所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

    圖4 產(chǎn)品B

    計(jì)算以上結(jié)構(gòu)，得出結(jié)果：表3

    表3 圖4所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果

    又出現(xiàn)了一個(gè)部件，這仍然是無(wú)法計(jì)算的一個(gè)結(jié)果，因?yàn)檫@個(gè)部件沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)支撐進(jìn)行計(jì)算，這雖然是一個(gè)例子，但對(duì)于項(xiàng)目制造來(lái)講，你可能總會(huì)出現(xiàn)一個(gè)無(wú)法處理的數(shù)據(jù)。那么上面的這個(gè)無(wú)法處理的部件如何處理呢？前提是我已無(wú)法對(duì)它再向下詳細(xì)分解了（可能是結(jié)構(gòu)、時(shí)間等等），兩個(gè)思路：一個(gè)是變型設(shè)計(jì)結(jié)果的修訂，如表4是B1這個(gè)部件的基型C1的材料表；

    經(jīng)過(guò)與方案對(duì)照后直接形成B1的材料表如表5所示

    表4 部件B1的基型C1的材料表

    表5 B1的材料表

    另一個(gè)思路就是非變型設(shè)計(jì)，直接編制材料表，這個(gè)構(gòu)想最大的問(wèn)題就是數(shù)據(jù)的量可能非常大，準(zhǔn)確程度比較低，時(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)。這就需要引入概算的思路，這在土建工程上利用較多。但對(duì)于復(fù)雜的裝備制造，我們需要設(shè)定的參數(shù)可能會(huì)很多，但仍然會(huì)有一些共性的東西可能估計(jì)，這就需要預(yù)算管理部門對(duì)預(yù)算模型進(jìn)行設(shè)定，比如：

    普通鋼材——∑重量*預(yù)算單價(jià)

    不銹鋼——∑重量*預(yù)算單價(jià)

    爐襯材料——∑重量*預(yù)算單價(jià)

    動(dòng)作點(diǎn)——-∑電機(jī)數(shù)量*預(yù)算單價(jià)

    通過(guò)這種預(yù)算模型的使用，技術(shù)方案編制人員對(duì)無(wú)法精確處理的部分或全部可以用概算的方法進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)然概算部分與精算部分在整個(gè)項(xiàng)目里面的比例也是最后項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要指標(biāo)之一。

    2)工資

    生產(chǎn)工人的直接工資，由技術(shù)方案編制人員根據(jù)公司標(biāo)準(zhǔn)制造工時(shí)表估算工時(shí)，與財(cái)務(wù)部門提供的“生產(chǎn)工人小時(shí)費(fèi)率”相乘后得出。

    3)制造費(fèi)

    與工資的計(jì)算方法相同，估算工時(shí)與“制造費(fèi)率”相乘得出。

PLM系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方案和應(yīng)用（二）

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本文標(biāo)題：PLM系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方案和應(yīng)用（一）

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