PLM已經(jīng)是一個廣為接受的概念。從字面意思可以看出，PLM系統(tǒng)最核心的任務是進行“產(chǎn)品生命周期的管理”。在PLM系統(tǒng)中，零部件也有生命周期，反映零部件的階段和狀態(tài)。而企業(yè)實施PLM系統(tǒng)過程中的一個主要任務，就是定義零部件的生命周期構(gòu)成及演進規(guī)則。

過短的零部件生命周期管理

    我曾參與過一些公司PLM系統(tǒng)實施，發(fā)現(xiàn)方案中零部件所謂的“生命周期”往往是指零部件的“設(shè)計周期”；零部件的發(fā)放實際指的是“設(shè)計完成”，而非投入生產(chǎn)。

    圖1 過短的生命周期圖

    如上圖是某公司PLM系統(tǒng)中定義的零部件生命周期圖。當零件創(chuàng)建出來時即處于“創(chuàng)建”階段，這時工程師對零件進行各方面的詳細設(shè)計。一旦完成，工程師將零件的生命周期狀態(tài)提升到“審核”，這時啟動一個審核流程； 如果審核者發(fā)現(xiàn)設(shè)計有誤，則駁回給工程師，工程師根據(jù)審核意見進行修改，然后再提交，如此往復。如果審核通過，則零件生命周期狀態(tài)提升到“批準”階段，同時觸發(fā)一個批準流程。批準流程的簽審過程與“審核”一樣，只是簽審人不同。如果批準通過，則零件生命周期提升到“發(fā)放”，零件被凍結(jié)。若需要修改，則需要將零件修訂一個新版本，然后在新版本上進行修改。

    上述整個過程都發(fā)生在研究部門內(nèi)部，工藝和制造部門則不參與。當零件被發(fā)放后，工藝和制造部門才在此基礎(chǔ)上展開工作。如果工藝或制造部門在后面發(fā)現(xiàn)了問題，他們會通知研發(fā)部門，于是工程師將零件修訂一個新版本，然后根據(jù)下游或現(xiàn)場反饋的情況在新版本上進行修改，修改完成后再次進行上述的簽審流程，然后發(fā)放一個新版本，完成變更。

    按照這個模式，零件的一個生命周期實際上指零件在研發(fā)部門的一段生命期，如果零件通過了研發(fā)部門的審核，即代表生命周期走到了最終點。當下游部門提出零件有缺陷時，零件需要“重生”一次（修訂一個新版本），然后經(jīng)歷一個新的生命周期。

    我們來看一下一個零件的一般開發(fā)過程。一個零件從概念階段到批量生產(chǎn)，一般要經(jīng)歷如下階段：

    圖2 零部件的開發(fā)過程

    可以看出，零件設(shè)計階段只占全部生命期的一半，后面還有大量的驗證工作需要進行。而研究表明，產(chǎn)品80%的修改是在制造階段以后完成的。從這個角度看，設(shè)計階段的完成實際連整個生命期的一半都不到。這個時候宣布零件“發(fā)放”實際上不合適。就如同一個大學生剛完成本科學業(yè)就宣布他已經(jīng)成才一樣。

    這種情況的發(fā)生并非偶然。現(xiàn)在很多制造企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)仍然是行政式的，研發(fā)部門負責產(chǎn)品研發(fā)，制造部門負責試制生產(chǎn)。 工作流程也一般是串行的。研發(fā)部門將設(shè)計簽審后的圖紙交到下游部門試制生產(chǎn)，出現(xiàn)問題再向上游反饋，而在零件設(shè)計階段他們參與得很少。而PLM系統(tǒng)的實施則往往從研發(fā)部門開始，然后再延伸到制造部門。有的甚至只局限在研發(fā)部門內(nèi)部。這樣在系統(tǒng)部署之初，對零件的生命周期的定義就只定義到設(shè)計階段，而一般不會從整個過程的角度去定義。同時，一些企業(yè)“甩過墻”式的設(shè)計習慣也加強了這種情況。所謂“甩過墻”的設(shè)計是指“我這個部門完成我的工作后就把結(jié)果甩給隔壁的部門，然后沒我的事情了”。

零部件生命周期過短的影響

    無論這種情況是如何產(chǎn)生的，帶來的影響卻是相同的——零件實際上沒有完整的生命周期。零件在設(shè)計階段被"發(fā)放"后， 下游部門提交的變更只能在新版本上進行，這就扭曲了版本本身的作用。

    在PLM系統(tǒng)中，版本(revision)一般由大版本(version)和小版本(iteration)構(gòu)成。小版本標記一次修改，大版本標記一次發(fā)放。這里的發(fā)放是指零件已經(jīng)完成設(shè)計驗證并投入生產(chǎn)。從標記修改的角度看，版本可理解為：小版本標記投入生產(chǎn)之前的修改，大版本標記投入生產(chǎn)之后的修改。由于生產(chǎn)前的驗證和準備投入了大量的時間和成本，因此對零件在生產(chǎn)之前和生產(chǎn)之后的變更處理是不同的。

    在零件投入生產(chǎn)之前，模具尚未開模，采購訂單尚未下發(fā)，大量成本尚未發(fā)生。這時零產(chǎn)品處于設(shè)計或驗證階段，目標之一就是盡可能地發(fā)現(xiàn)和消除零件的缺陷，使零件具備高質(zhì)量。因此這時發(fā)生的修改應該是即時生效的。

    而零件一旦投入生產(chǎn)，則大量成本已經(jīng)發(fā)生，對修改的處理變的謹慎。 并且投入生產(chǎn)的零件一般是經(jīng)過驗證的，這時發(fā)現(xiàn)的問題往往是改進性質(zhì)的。因此修改一般不會即時生效，而是有可能等到下一款產(chǎn)品才實現(xiàn)，或等現(xiàn)有供貨耗完后才使用新設(shè)計---當然，也不排除一些致命缺陷需要及時修復，而這在生產(chǎn)后一般要少得多。

    因此，二者處理的主要問題一個是糾錯型，一個是改進型。最直接的不同就是修改是否要即時生效。

    在一般的PLM系統(tǒng)中，零件在未發(fā)放之前的修改只增加小版本，并且新的小版本會即時生效，即父級會馬上自動引用最新小版本；而大版本的增加一般不會即時生效。一般是當父級未被發(fā)放時，新版本的子級發(fā)放后父級會自動引用新版本：如果父級已發(fā)放，則新版本的子級發(fā)放后父級不會自動引用新版本。如果要引用，則需要將父級修訂一個版本，然后再發(fā)放新版本的子級。 這與產(chǎn)品投諸生產(chǎn)后的改進是一致的。如下圖：

    圖3 零部件版本管理

    但當零部件的生命周期僅代表其設(shè)計周期時， 就打破了上面的規(guī)則。

    試想，當某一部件設(shè)計完成， 研發(fā)部門將其及子項悉數(shù)“發(fā)放”。而后下游部門發(fā)現(xiàn)部件或子項存在問題，并提交給研發(fā)部門修改。這時工程師需要將部件修訂一個新版本然后進行修改。這意味著之前 “發(fā)放”的版本實際并未進行生產(chǎn)，這就扭曲了“發(fā)放”的本意。

    不僅如此，若需要修改的是部件的子項（實際上大部分情況都是修改子項），那么新版本的子項發(fā)放后該部件不會自動引用新版本。這樣就必須修訂該部件。如果部件有父級，則需要依次往上修訂。這樣一次修改就會產(chǎn)生大量的修訂，勢必使變更效率變慢。如果不想層層往上修訂，則必須把系統(tǒng)開發(fā)成“即使父級處于發(fā)放狀態(tài)，子項修訂新版本后，父項也會自動引用新版本子項”。這樣做產(chǎn)生的問題是：部件永遠處在最新狀態(tài)下，這樣失去了對歷史狀態(tài)的追溯功能。

    因此，無論從那個角度考慮，一旦零部件走出了設(shè)計階段，這個生命周期圖就無法在準確描述其生命階段和狀態(tài)。

建議

    上述問題的產(chǎn)生，是由于零部件的生命周期圖只描述到設(shè)計階段完成，而零部件后面的演進則超出了這個階段。即用較短的生命周期圖描述較長的生命期。要解決這個問題，需要將產(chǎn)品的生命期延伸到驗證和制造階段。產(chǎn)品設(shè)計階段的完成只能定義為“設(shè)計凍結(jié)”，而不能定為“發(fā)放”。真正的“發(fā)放”定義在產(chǎn)品驗證完成后，批量生產(chǎn)之前。如下圖：

    圖4 零部件生命周期管理

    上圖中，在“設(shè)計凍結(jié)”之前，零部件處于設(shè)計階段，研發(fā)部門工程師可以對零部件進行修改；所有的修改完成后，便可提交審核，并最終進入“設(shè)計凍結(jié)”。零部件提升到"設(shè)計凍結(jié)"需要做一個校驗:只有當所有子項被提升到"設(shè)計凍結(jié)"后，父項才能提升到"設(shè)計凍結(jié)"。 在該階段，研發(fā)部門部門工程師無權(quán)再進行修改。

    “設(shè)計凍結(jié)”表示零部件設(shè)計階段的完成，但尚未“發(fā)放”。當下游部門發(fā)現(xiàn)問題時，便提交給研發(fā)部門。研發(fā)部門工程師接到修改意見后，可將零部件降級到"創(chuàng)建"狀態(tài)進行修改。修改完成后零部件增加一個小版本，其父級也自動引用新的小版本。然后零件被提交簽審，簽審通過后，零件再次提升到“設(shè)計凍結(jié)”，系統(tǒng)收回工程師的修改權(quán)限。 所有對反饋問題的處理都遵循這個模式。當驗證階段反饋的所有問題都被妥善處理后，產(chǎn)品便可以提交發(fā)放。同“設(shè)計凍結(jié)”一樣， 產(chǎn)品發(fā)放時也要遵循一個原則：只有當所有的子項發(fā)布后， 父項才能被發(fā)布。

    一旦產(chǎn)品進入“發(fā)放”階段，系統(tǒng)便將其凍結(jié)，作為歷史查詢記錄。用戶若要修改，則需要將其修訂新的大版本，然后在新的版本上進行修改操作。 當然，新的版本發(fā)放后，其父級不會自動引用。

    對于一些特殊情況，即在生產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)的一些嚴重缺陷因而不得不進行的修改。這時需要提出修改申請，然后由具有管理員權(quán)限的賬戶執(zhí)行對發(fā)布后的修改。 這種情況必須嚴格控制。因為生產(chǎn)之后的修改必然伴隨這高昂的成本。

    表面上看，圖4與圖1中的生命周期只增加了兩個生命周期階段，但實際上卻有很大的不同。在圖1的生命周期中，設(shè)計完成即表示產(chǎn)品“發(fā)放”，產(chǎn)品驗證和批量生產(chǎn)前的階段被排除在零部件生命周期之外；而這個生命周期圖則將產(chǎn)品設(shè)計完成后，批量生產(chǎn)前的階段也囊括到產(chǎn)品生命周期內(nèi)，產(chǎn)品只有等全部驗證通過后才被認為能夠“發(fā)放”，因此是將設(shè)計和工藝制造視為一個流程內(nèi)。

    現(xiàn)在，咨詢機構(gòu)和廠商更愿意把PLM管理的生命周期延伸到銷售和售后階段，從這個角度看，要實現(xiàn)零部件的全生命周期管理任重而道遠！這里面不僅僅只是增加若干個生命周期階段的問題，而是這些階段之間是如何演進及需要遵循哪些基本規(guī)則。 

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本文標題：談零部件的生命周期管理

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