從單一數(shù)據(jù)源將產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以多種形式傳輸?shù)蕉嘀仄脚_有人用CAD系統(tǒng)創(chuàng)建了3D零件和組件。這些工具會告訴你零件之間相互是否會有干擾，可以對結(jié)構(gòu)品質(zhì)進(jìn)行分析。有人使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）工具，從CAD系統(tǒng)中調(diào)用數(shù)據(jù)，創(chuàng)建材料清單，將數(shù)據(jù)傳輸給計劃系統(tǒng)，編制出機(jī)器操作工人需要遵從的工藝順序；將數(shù)據(jù)傳輸給采購系統(tǒng)，讓采買人員知道何時訂購更多零件。在設(shè)計和制造業(yè)里，對自動化和數(shù)字化互換操作，我們已經(jīng)習(xí)以為常。盡管如此，我卻常常遇到一個很突出的例外。

    當(dāng)某項設(shè)計需要某種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時，如一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，或材料規(guī)范要求的某種材料時，或者工藝規(guī)范規(guī)定某項工序時，我不得不離開數(shù)字世界，調(diào)出一份紙質(zhì)文件或查看一份PDF文件。所有的自動化都沒有了，我必須閱讀并手工解釋這些文件，并傳輸我手上需要的數(shù)據(jù)。

    問題是，如果標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)不是像其他設(shè)計和制造數(shù)據(jù)那樣實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和自動化，人們?yōu)槭裁匆�在乎呢？答案很簡單�?/p>

    在航空行業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)幾乎經(jīng)常構(gòu)成產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的一半。一半數(shù)據(jù)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，一半數(shù)據(jù)為紙質(zhì)數(shù)據(jù)，會產(chǎn)生問題。這有點(diǎn)像使用某種稅收軟件，軟件為你進(jìn)行一半計算，而將你的退稅的一半以電子文件的方式發(fā)送給你，讓你以手工方式進(jìn)行其余計算，并將退稅的另外一半用電子郵件的方式進(jìn)行發(fā)送。以手工方式將PDF標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字系統(tǒng)中，同時以手工方式維護(hù)數(shù)據(jù)和維護(hù)配置控制，不但成本昂貴，耗費(fèi)時間，而且容易出錯。我們需要能與其他系統(tǒng)進(jìn)行互換操作的數(shù)字形式的數(shù)據(jù)。

    有人會問，為什么不把標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)重新鍵入CAD、PDM、制造和采購系統(tǒng)中呢？同樣，答案也很簡單。

    這些產(chǎn)品壽命周期管理（PLM）系統(tǒng)里的產(chǎn)品專有數(shù)據(jù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)具有完全不同的壽命周期。正是標(biāo)準(zhǔn)的不同壽命周期賦予了這些標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)價值。每次標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改時，輸入設(shè)計系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)均需進(jìn)行修改。將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)既輸入到標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放系統(tǒng)，又輸入到設(shè)計系統(tǒng)，也將產(chǎn)生配置管理方面的問題。實(shí)際上，在以哪一個為準(zhǔn)和當(dāng)其不同步時，使用哪種數(shù)據(jù)方面，也會發(fā)生問題。獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)可容許人們進(jìn)行改進(jìn)，添加選擇方案，而不必修改產(chǎn)品設(shè)計。這有利于設(shè)計的重復(fù)使用，降低成本。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的維護(hù)和配置管理需要分開單獨(dú)進(jìn)行，但是，需要能夠與產(chǎn)品專有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化互換操作。

    圖1 產(chǎn)品壽命周期中產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

向數(shù)字化邁進(jìn)

    早些時候，隨著我們看著產(chǎn)品專有數(shù)據(jù)不斷地被數(shù)字化，我們在波音公司工作的許多人認(rèn)識到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品專有數(shù)據(jù)間的不同。在過去一二十年里，隨著PLM系統(tǒng)的成長，我們已經(jīng)經(jīng)手過幾個項目，在這些項目里，我們開始推動標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)向數(shù)字化的方向前進(jìn)，并以數(shù)字化的方式提供數(shù)據(jù)。其中，有一些頗值得關(guān)注的項目。

    我們開發(fā)了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)‘智能向?qū)?rsquo;，該向?qū)Ю�用工藝�?guī)范的邏輯數(shù)字解釋對其進(jìn)行自動引導(dǎo)和解釋。這些‘智能向?qū)?rsquo;非常好用，因?yàn)閺氖律�產(chǎn)的人們不必再閱讀和解釋規(guī)范本身了。‘智能向?qū)?rsquo;提出一些有關(guān)工序和具體工作區(qū)域的問題，然后，提供出簡短、具體的工作指令，僅只涉及到數(shù)值和完成任務(wù)所需之部分規(guī)范。

    圖2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)智能向?qū)?/p>

    我們開發(fā)了一種應(yīng)用程序，稱為一體化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)管理網(wǎng)關(guān)(iPSMG)，可將標(biāo)準(zhǔn)零件說明和CAD模型、材料說明以及工藝說明直接提供給CAD和PDM系統(tǒng)。設(shè)計工程師可以選擇單個的零件和說明，或者運(yùn)行知識庫，利用設(shè)計規(guī)則以及約束和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)自動地正確選擇相匹配的零件、材料和工藝說明。一旦選擇好之后， iPSMG將使用一個公用程序，自動創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)零件的CAD模型；然后，它將以正確格式將零件模型和零件、材料及工藝說明放置到CAD和PDM系統(tǒng)中的正確地方。

    圖3 一體化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)管理網(wǎng)關(guān)(iPSMG)

    我們開發(fā)了一個多種系統(tǒng)的綜合系統(tǒng)，稱為數(shù)字化數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(PSDD)。這個系統(tǒng)為波音編撰的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)數(shù)據(jù)提供數(shù)字化編撰、內(nèi)容管理和配置管理系統(tǒng)。當(dāng)一個新標(biāo)準(zhǔn)或經(jīng)過修改的標(biāo)準(zhǔn)出版時，它生成一個PDF文檔，并自動將來自標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化數(shù)據(jù)輸入到應(yīng)用系統(tǒng)中（如‘智能向?qū)?rsquo;和iPSMG）。PSDD為我們的標(biāo)準(zhǔn)提供了一個單一來源，因此，我們的標(biāo)準(zhǔn)可以與需要標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的我們的其他系統(tǒng)互換操作。

    圖4 數(shù)字化數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(PSDD)

單一戰(zhàn)略

    五年之前，事情變得清晰起來，我們以前創(chuàng)建的東西需要整合成單一策略。我們編制了波音產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)長期戰(zhàn)略規(guī)劃。該戰(zhàn)略的關(guān)鍵，是樹立一個目標(biāo)，讓標(biāo)準(zhǔn)使用者不需要通過PDF文檔對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存取。取而代之的將會是，當(dāng)需要時，最佳數(shù)量的規(guī)范信息將以基于角色的格式提供給使用點(diǎn)，只需要少量手工干預(yù)，或者無須手工干預(yù)。這項策略還派生出一些其他目標(biāo)：

    將產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)提高到產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)水平（CAD、PDM等等），并確保數(shù)據(jù)能夠與其他產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)和系統(tǒng)互換操作（使用面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)體系，便于數(shù)據(jù)互換操作。）

    從單一權(quán)威來源管理和提供產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并在出版時，自動將數(shù)據(jù)輸送給所有交付系統(tǒng)。

    無須重新鍵入數(shù)據(jù)。一次性編撰標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，即可從單一權(quán)威來源提取數(shù)據(jù)（不同標(biāo)準(zhǔn)可能來自不同的單一來源）。

    使用一種能夠讓標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（數(shù)字、公式、條件、邏輯等）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的模式編制標(biāo)準(zhǔn)，并可以用所有必要格式（PDF文檔、CAD模型、數(shù)字文件、智能系統(tǒng)的邏輯和條件釋義等）出版標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

    鼓勵并支持為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)一種政府和行業(yè)范圍的公用數(shù)據(jù)模型和層次結(jié)構(gòu)本體（hierarchical ontology）。

成本、節(jié)省

    我們已經(jīng)開發(fā)的與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)字系統(tǒng)尚未應(yīng)用于波音公司的所有標(biāo)準(zhǔn)或所有下游PLM系統(tǒng)；但是，所有這些與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)用于我們的某些標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)。所以，在我們已經(jīng)實(shí)施這些系統(tǒng)的地方，我們在我們的工作和投資上得到了些什么？從負(fù)面而言，編制標(biāo)準(zhǔn)的成本和復(fù)雜程度增加了。這是意料之中的事情。從正面而言，與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)而反復(fù)發(fā)生的制造和產(chǎn)品支持成本下降了。與增加的編寫成本相比，節(jié)省的數(shù)量級更大。我們減少了引導(dǎo)和解釋標(biāo)準(zhǔn)所需的時間。我們?nèi)∠�了�?shù)據(jù)的重新鍵入工作。我們減少了由于標(biāo)準(zhǔn)解讀錯誤而引起的返工工作量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。我們提高了使用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的互換操作性，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。效益延展至整個供應(yīng)鏈。

協(xié)同工作

    既然我們已經(jīng)完成了所有這些工作，我們希望說服業(yè)界的其他人也步入類似路徑。我們認(rèn)識到，為了獲得全面效益，我們不僅需要從我們自己的標(biāo)準(zhǔn)中獲取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，也需要從其他企業(yè)獲取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。我們使用政府和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們也需要讓那些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。由我們制作衍生標(biāo)準(zhǔn)作品，將來自其他來源的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，成本會非常高昂，而且可能引發(fā)版權(quán)方面的問題。最佳方案是讓所有標(biāo)準(zhǔn)擁有者使用共同的本體（ontology）提供數(shù)字形式的數(shù)據(jù)。在當(dāng)今的世界上，我們會采用來自于供應(yīng)商、合作伙伴和其他標(biāo)準(zhǔn)編撰組織（SDO）的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。我們會將這些數(shù)據(jù)與我們的數(shù)據(jù)整合，并將其用于我們的PLM系統(tǒng)上。另外一方面，我們也將給我們的客戶、供應(yīng)商和合作伙伴提供數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和服務(wù)。這樣，數(shù)據(jù)將會實(shí)現(xiàn)無縫移動。

    圖5 協(xié)同工作

    我們不可能單槍匹馬地完成這項工作。波音公司是行業(yè)連接網(wǎng)絡(luò)中的一個組成部分。我們正在努力說服其他企業(yè)讓他們了解，擁有與PLM系統(tǒng)數(shù)據(jù)同等水平的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可以降低成本，提高質(zhì)量。波音公司僅只編撰我們使用的那部分標(biāo)準(zhǔn)。我們正在努力說服其他SDO組織，讓其了解同時提供數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和PDF文本數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏著新的業(yè)務(wù)機(jī)遇。盡管我們的IT職員極其精明，但是，波音公司終究不是一家軟件企業(yè)。我們正在努力說服軟件解決方案提供商，讓其了解數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用軟件存在的機(jī)遇。

    現(xiàn)實(shí)情況是，我們并非唯一在進(jìn)行這項工作的企業(yè)，而且我們的方法也并非唯一的解決方案。還有其他人在努力解決同樣的問題，但是，問題是我們中的多數(shù)人都是僅僅在自己的世界中努力工作，而且可能正在向不同的方向前進(jìn)。我們并不想告訴每一個人，什么是解決方案，我們只想?yún)⑴c解決方案的確定工作。如果我們作為一個行業(yè)一起行動，而不是單打獨(dú)斗，我們將降低我們各自的成本，而同時增加我們的效益。僅僅我們的數(shù)據(jù)互換操作性的綜合成本這個項目，每年估計均在數(shù)十億美元。如果我們能開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型，如果我們能開發(fā)可以無縫分享數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，我們大家都可從中獲益。任何的改進(jìn)均會對（財務(wù)）底線產(chǎn)生立竿見影的效果。

    誰知道，或許有一天，我們的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)也會像我們的汽車和電話一樣實(shí)現(xiàn)智能化。

一個標(biāo)準(zhǔn)

    由于波音公司執(zhí)行了想在整個企業(yè)內(nèi)使用主要來源標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的雄心勃勃的計劃，PART解決方案被用于編撰、出版和在多重CAD/PDM環(huán)境中部署這些綜合標(biāo)準(zhǔn)。在PDM系統(tǒng)中管理標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)方法被證明是難于管理的，如果不是無法管理的話。PDM系統(tǒng)中，萬一要用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量大到難以管理控制的地步，當(dāng)需要時，幾乎不可能查找和重新使用這些零件標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)而言，設(shè)計工程師團(tuán)隊在其選用的CAD系統(tǒng)中，建造零件模型，而這些應(yīng)該由SDO標(biāo)準(zhǔn)組織在一個不可知的CAD平臺上創(chuàng)建和管理。這包括經(jīng)常統(tǒng)稱為標(biāo)準(zhǔn)件的供應(yīng)商零件，或商品類型的零件。同時，我們想到的還有全國電動機(jī)協(xié)會（NEMA）的電動機(jī)和全國流體動力協(xié)會（NFPA）的液壓缸。由于企業(yè)希望尋找新的方法，取消非增值的設(shè)計任務(wù)，減少市場目標(biāo)營銷所需的時間，如果能夠有一種及時的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，快速創(chuàng)造出零件，并隨后在PDM系統(tǒng)中對其進(jìn)行管理，那將是頗具吸引力的一種范式。 

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本文標(biāo)題：PLM系統(tǒng)：數(shù)字互換操作的必要性

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