0引言

    產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)是以統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型為核心，將設(shè)計、制造、銷售、服務(wù)和回收等產(chǎn)品生命周期內(nèi)涉及的各種數(shù)據(jù)集成在一個統(tǒng)一的平臺上進行管理。通過該平臺，企業(yè)各部門的員工、最終用戶和合作伙伴等可以高效地協(xié)同工作。在船舶的產(chǎn)品生命周期管理中，如何使設(shè)計和建造信息為維護、維修提供有效地支持，以及如何讓設(shè)計和建造工程師能夠全面了解船舶售后服務(wù)階段的各種故障信息，是一個很值得研究的課題。從船舶產(chǎn)品生命周期的過程來看，為了保證設(shè)計、建造的數(shù)據(jù)能有效支持維護和維修工作，需要實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、建造等階段的信息向售后服務(wù)階段的正向轉(zhuǎn)換和傳遞。從產(chǎn)品生命周期的信息模型、結(jié)構(gòu)模型等角度，構(gòu)建了產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品模型，為信息的傳遞提供了可能。基于SIEMENS公司的維護、維修和大修(Maintenance，Repair and Overhaul，MRO)解決方案，實現(xiàn)了支持設(shè)計和制造信息到產(chǎn)品維護、維修的正向傳遞。但是，僅有正向傳遞不能使設(shè)計和制造工程師了解到產(chǎn)品維修、維護及故障信息，更不能根據(jù)產(chǎn)品使用狀況來改進設(shè)計和建造質(zhì)量。強調(diào)了反饋對產(chǎn)品設(shè)計和制造的重要作用，但沒有給出具體的解決方案。另外，對于船舶產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復雜、按單設(shè)計以及較長的使用周期等特點，使得設(shè)計工程師、建造工程師與維修工程師對信息共享的要求更加迫切。因此，為了有效地支持船舶的維護、維修業(yè)務(wù)和反饋產(chǎn)品售后服務(wù)階段的相關(guān)信息，本文在PLM理論的基礎(chǔ)上，參考1996年國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《船舶維修保養(yǎng)體系》的相關(guān)標準，重點研究了支持船舶維修、維護業(yè)務(wù)及信息反饋的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型。并以此模型為基礎(chǔ)開發(fā)了PLM系統(tǒng)的售后服務(wù)模塊，實現(xiàn)了船舶產(chǎn)品在售后服務(wù)階段的數(shù)據(jù)支持和信息反饋的統(tǒng)一，既為船舶售后服務(wù)階段提供了與設(shè)計、建造等統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，又為船舶的后續(xù)設(shè)計和建造提供了故障模式分析的基礎(chǔ)，從而提高了船舶設(shè)計的可靠性和可維修性。

1 船舶行業(yè)售后服務(wù)業(yè)務(wù)分析

    船舶是建造和使用周期長，產(chǎn)品批量小，技術(shù)、資金和勞動力密集，以單定產(chǎn)并按單設(shè)計的特殊產(chǎn)品，其特殊性也就決定了售后服務(wù)階段業(yè)務(wù)的復雜性。首先，船舶產(chǎn)品的使用周期長，一般達20～30年；其次，船舶產(chǎn)品售后服務(wù)涉及的相關(guān)單位多，橫向聯(lián)系廣，且難于調(diào)查處理；再有，船舶維修需要的金額高、技術(shù)含量大，需要大量的船舶設(shè)計及建造資料作支持。在船舶產(chǎn)品的售后服務(wù)階段，為了保障其安全運行，進行維修、維護、定期檢驗和備件供應(yīng)等多種活動是必不可少的，而船舶售后服務(wù)的這些活動將牽涉到設(shè)計單位、建造單位、設(shè)備供應(yīng)商、售后服務(wù)或第三方維修單位以及船東等多家單位或部門。這些部門之間進行的信息傳遞和整體業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

    圖1 船舶維修維護信息傳遞和整體業(yè)務(wù)流程

    對于船舶維修維護整體業(yè)務(wù)流程，由圖1分析可知，船東發(fā)現(xiàn)船舶故障或按照相關(guān)規(guī)定及維護計劃，提出維修、維護申請；船舶售后服務(wù)部門或第三方維修單位依據(jù)船舶設(shè)計、建造和設(shè)備供應(yīng)單位的相關(guān)文檔、工程圖和模型等進行分析和處理；在進行故障維修或日常維護的過程中，維修人員可能需要用到建造部門或供應(yīng)商生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備、零件等來更換老化或壞掉的相應(yīng)設(shè)備；維修結(jié)束后，船東進行相關(guān)的驗收，而設(shè)計、建造或設(shè)備供應(yīng)單位會對相關(guān)故障進行分析，從而改進后續(xù)船舶的設(shè)計和建造質(zhì)量。

2 售后服務(wù)數(shù)據(jù)分析

    如前所述，船舶售后服務(wù)業(yè)務(wù)的處理涉及到多家單位、多個部門，更涉及到眾多的數(shù)據(jù)。在船舶產(chǎn)品的生命周期中，售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)不僅有自身產(chǎn)生的維修物料清單(BOM)、故障信息、備件信息和維護計劃等，還有所需要的設(shè)計、建造階段的支持數(shù)據(jù)，如相關(guān)設(shè)計和工藝文檔、工程物料清單(EBOM)和制造物料清單(MBOM)等。另外還需要能夠查詢到船東及維修單位的相關(guān)信息。具體來看，售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

    圖2售后服務(wù)數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)框圖

    產(chǎn)品生命周期管理中，產(chǎn)品各階段BOM之間關(guān)系的建立和維護是單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源管理的核心，也是設(shè)計、建造和售后服務(wù)之間數(shù)據(jù)傳遞和反饋的基礎(chǔ)。就船舶產(chǎn)品來看，由于目前國內(nèi)船舶分段建造的特殊性，船舶維修BOM應(yīng)以詳細設(shè)計BOM為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化而來。而維修BOM的底層是根據(jù)其管理特點的實際需求來確定的，不一定是結(jié)構(gòu)上不可再分的零／部件，因此維修BOM又有許多自己的特點。關(guān)于船舶維修BOM，涉及內(nèi)容較多，且不是本文論述的重點，在此不再做深入探討。本文根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《船舶維修保養(yǎng)體系》的第2部分(GB／T16558.2)對船舶設(shè)備的分類及詳細設(shè)計BOM結(jié)構(gòu)信息，來組織基本的維修BOM結(jié)構(gòu)，船舶設(shè)備結(jié)構(gòu)示例如表1所示。

    表l 船舶設(shè)備結(jié)構(gòu)示例

    船舶產(chǎn)品售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)存在于產(chǎn)品生命周期的多個階段，管理和利用好這些數(shù)據(jù)是有效執(zhí)行售后維修維護業(yè)務(wù)的保障和前提，也是改進與提高船舶后續(xù)設(shè)計和建造的基礎(chǔ)。

3 售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型

    為了實現(xiàn)船舶設(shè)計階段和售后服務(wù)階段數(shù)據(jù)的統(tǒng)一及閉環(huán)，方便售后服務(wù)業(yè)務(wù)的處理，本文對船舶產(chǎn)品生命周期中涉及售后服務(wù)階段的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一建模。在給出數(shù)據(jù)模型前，先對模型中的對象做出說明。

    1)DesignPart是管理船舶及其零／組件概念實體的對象，代表船舶設(shè)計中的組件、部件和零件等設(shè)計件。

    2)PhysicalPart是管理船舶及其零／組件等物理實體的對象，其既可以代表船舶、船舶功能系統(tǒng)、組件和部件，也可以代表具體的物理零件。

    3)維護需求是管理設(shè)計工程師對相關(guān)設(shè)計件提出維護需求的對象，維護需求是制定相關(guān)物理零件維護計劃的基礎(chǔ)。

    4)維修是管理船舶所發(fā)生的維修活動的對象，主要用來記錄和處理船舶或設(shè)備的具體維修工作。

    5)維護是管理保持船舶機械和設(shè)備的技術(shù)性能正常發(fā)揮所采取的技術(shù)措施的對象，主要用來處理船舶物理設(shè)備的維修保養(yǎng)計劃，定期檢驗等。

    6)文檔主記錄、工程圖主記錄和模型主記錄是管理物理文檔、工程圖和模型的業(yè)務(wù)對象。

    7)文檔、工程圖和模型是管理物理文檔、工程圖和模型的數(shù)據(jù)對象。

    8)工作卡是管理船舶具體維護執(zhí)行信息的對象，用來記錄具體的船舶維護工作。

    9)問題是管理船舶維修中涉及的故障的對象，主要用來記錄和處理船舶在售后服務(wù)階段發(fā)生的具體故障�；�于前面的數(shù)據(jù)分析和對象說明，本文使用統(tǒng)一建模語言(UML)建模技術(shù)建立了售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，描述了售后服務(wù)中涉及的各對象及對象之間的相互關(guān)系，售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型如圖3所示。

    圖3售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型

    售后服務(wù)階段管理的產(chǎn)品對象是物理產(chǎn)品和物理零／部件，其制造均依賴于設(shè)計信息。在圖3中，

    首先通過DesignPart對象和PhysicalPart對象之間的雙向關(guān)聯(lián)，建立了設(shè)計件和物理零件之間的關(guān)系，實現(xiàn)了信息的互訪。

    其次，通過DesignPart對象與文檔主記錄、工程圖主記錄、模型主記錄及維護需求之間的關(guān)聯(lián)，建立了以DesignPart對象為中心的產(chǎn)品設(shè)計信息模型，實現(xiàn)了DesignPart對象與設(shè)計信息的信息互訪。

    第三，通過PhysicalPart對象和文檔主記錄、維修對象、維護對象之間的雙向關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了在PhysicalPart對象上統(tǒng)一管理船舶的維修、維護、維修協(xié)議和設(shè)備維護手冊等相關(guān)信息。

    第四，維護與工作卡以及維修與問題對象之間的雙向關(guān)聯(lián)，記錄了與維護、維修相關(guān)的具體維護維修信息及故障信息。

    第五，DesignPart對象與PhysicalPart對象的自循環(huán)關(guān)系表示了設(shè)計件與物理件各對象實例之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即產(chǎn)品、組件、部件和零件等的結(jié)構(gòu)關(guān)系。在對象的相互關(guān)聯(lián)下，本模型實現(xiàn)了設(shè)計件與物理零件以及與該物理零件對應(yīng)的售后服務(wù)信息的管理，建立了一條貫穿船舶設(shè)計到售后服務(wù)的信息鏈，從而在需要對產(chǎn)品進行維修維護時，可以通過PhysicalPart對象與DesignPart對象之間的關(guān)系查找到設(shè)計文檔、工程圖、模型以及維修手冊等支持信息，同時對于維修維護活動中產(chǎn)生的故障信息可以通過DesignPart對象與PhysicalPart對象之間的關(guān)系將其關(guān)聯(lián)到設(shè)計件上，作為設(shè)計過程中持續(xù)改進的分析基礎(chǔ)。

4 應(yīng)用實例

    基于建立的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，本課題組在InforCenter平臺上開發(fā)了面向船舶行業(yè)的售后服務(wù)模塊，并在黃海造船有限公司進行應(yīng)用實施，取得了滿意的效果。InforCenter是山東山大華天軟件有限公司開發(fā)的PLM基礎(chǔ)平臺，主要包括工作中心、業(yè)務(wù)管理、系統(tǒng)管理、分類管理、項目管理和編碼器等模塊。該PLM系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織是在工作中心→“我的空間”的基礎(chǔ)上進行基本操作，InforCenter平臺中PhysicalPart對象的展開界面如圖4所示。

    圖4 InforCenter平臺中PhysicalPart對象的展開界面

    將HC860-107-02螺旋槳這一PhysicalPart對象依次展開，可以看到與該對象相關(guān)聯(lián)的設(shè)計信息、各種文檔、維護計劃及工作卡信息、維修對象及故障信息等。通過這種信息的共享，售后服務(wù)人員可以很方便地獲得相關(guān)零件的設(shè)計信息，設(shè)計、建造人員也可以獲得相關(guān)零件的故障信息，從而實現(xiàn)了設(shè)計信息與維修、維護及故障等信息的共享。在售后服務(wù)管理模塊中，參考《船舶維修保養(yǎng)體系》設(shè)備分類標準并以詳細設(shè)計BOM為基準，轉(zhuǎn)換建立了船舶維修BOM。在維修BOM中，采用PhysicalPart對象的DesignPart編號、DesignPart版本和位置名稱合并起來表示維修BOM的結(jié)構(gòu)名稱，即物理零件在維修BOM中的位置結(jié)構(gòu)名稱。通過結(jié)構(gòu)名稱，可以管理與BOM結(jié)構(gòu)中某一節(jié)點具有相同結(jié)構(gòu)名稱和船舶名稱的所有零件。這些零件可以是運行中的、維修中的已經(jīng)廢棄的，也可以是船舶攜帶的備件。這就實現(xiàn)了在一個BOM節(jié)點下，處理具有不同狀態(tài)的多個零件。另外，考慮到設(shè)計中普遍存在的替換件問題，在PhysicalPart中定義了替換件編號和版本兩個屬性，使來自不同的DesignPart對象的物理零件可以具有相同的結(jié)構(gòu)名稱，從而保證了維修BOM結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。船舶維修BOM結(jié)構(gòu)界面如圖5所示

    圖5 船舶維修BOM結(jié)構(gòu)界面

    圖中結(jié)構(gòu)名稱后面顯示的零件名稱、序列號和批次號等信息為當前狀態(tài)下運行的物理零件的部分屬性信息。維修BOM結(jié)構(gòu)下方顯示的是與維修BOM中選中節(jié)點相關(guān)的各種售后服務(wù)信息。當前的零件管理頁面顯示的是與選中節(jié)點具有相同結(jié)構(gòu)名稱和船舶名稱的所有物理零件，其中展示了在該結(jié)構(gòu)名稱節(jié)點上使用過的和正在使用的所有物理零件以及備件，從而也就記錄了該結(jié)構(gòu)節(jié)點上物理零件的更換歷史。問題頁面顯示的是與選中節(jié)點當前運行的零件相關(guān)聯(lián)的問題對象，該問題對象記錄著船舶運營中該零件的所有故障信息。通過問題對象把故障信息反饋到設(shè)計和建造部門，為船舶后續(xù)的設(shè)計和建造提供了故障分析的基礎(chǔ)，從而提高了船舶的設(shè)計和建造質(zhì)量。

    圖6所示為“煙臺港捕03”船舶柴油機的活塞故障信息界面。維修頁面顯示的是與選中節(jié)點當前運行的零件相關(guān)的維修對象，這些對象記錄了發(fā)生在選中節(jié)點當前物理零件上的維修歷史及詳細維修信息。維護頁面顯示的是與選中節(jié)點當前運行零件相關(guān)的維護對象，這些對象管理著選中節(jié)點當前運行零件的維護計劃。船舶運營過程中，船員通過該維護計劃來對船舶進行相關(guān)的維護，以避免船舶故障事故的發(fā)生。詳細信息頁面顯示的是維修BOM中選中節(jié)點當前運行的物理零件的詳細屬性信息�；�于PLM的售后服務(wù)管理模塊，可以將產(chǎn)生于設(shè)計階段的圖紙、模型等相關(guān)信息提供給售后服務(wù)維修維護工程師，支持維修維護業(yè)務(wù)的處理；同時還可以對產(chǎn)生的故障信息、維修方案等進行分析，并將其關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的設(shè)計件上，為改進設(shè)計和建造質(zhì)量提供故障模式分析的基礎(chǔ)。

    圖6 活塞故障信息界面

5 展望

    本文在PLM理論的基礎(chǔ)上，重點研究了船舶產(chǎn)品售后服務(wù)階段的相關(guān)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，建立了支持閉環(huán)的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，解決了船舶設(shè)計、建造階段和售后后服務(wù)階段數(shù)據(jù)的支持和反饋問題。有關(guān)維修BOM的轉(zhuǎn)化過程、維護計劃的建立和維修派工等方面的問題，筆者將在后續(xù)的研究中將給出相應(yīng)的解決方案。

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本文標題：以PLM為基的船舶行業(yè)售后服務(wù)數(shù)據(jù)模型的研究

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