产品数据管理(PDM)系统的实施策略研究

摘要:从企业实施PDM的必要性和适应性,实施中应该注意的问题,实施特点和应用重点,实施方法和实施步骤四个方面探索PDM系统的实施策略,与业界同仁一道商榷,也希望能为企业制

    摘要:从企业实施PDM的必要性和适应性,实施中应该注意的问题,实施特点和应用重点,实施方法和实施步骤四个方面探索PDM系统的实施策略,与业界同仁一道商榷,也希望能为企业制定有效的实施策略有所帮助。
 
    随着市场经济的发展和全球经济一体化的到来,各国制造和设计行业都同样面临这一个紧迫的问题——企业生存与发展的问题。为此,就必须想方设法缩短企业中产品的研制和生产制造周期,降低成本,提高质量,改善性能,使新产品尽快尽早地进入市场,以赢得竞争的主动权和优势。
 
    近年来产生了很多先进制造理念和技术,如MIS、CAD、CAPP、CAM、MRPⅡ、CIMS等,从不同程度上使企业的竞争能力得到了一定提高。但是,这些理念和技术仍未能完全解决企业在研制开发、生产过程中出现的以下问题:信息共享程度低、数据传递速度慢、业务数据难以集成、管理水平落后等。因此,产品数据管理(PDM)技术应运而生,从而找到了一条能够真正集成化管理产品数据和过程、有效地提高企业市场竞争能力的渠道,使企业的综合实力真正落到了实处。
 
    PDM系统适用于以下企业:设计制造复杂产品的企业;设计制造系列产品的企业;跨地区;跨国的异地设计制造企业;各类专业设计院;一般的中、小型企业。然而在实施PDM的过程中应该注意什么,实施的特点以及应用的重点是什么,用哪些方法实施,按照什么样的步骤实施等问题,成为业界探讨的一个热门而且非常现实的课题。为此,笔者查阅了大量资料,就此问题阐述如下。
 
1 PDM在企业实施中应注意的问题
1.1 企业面临的主要问题

    ①开发周期长:对已有数据的利用率低,重复修改较多,数据的一致性差;

    ②设计手段差:数据的共享程度不高,参照、类比设计少,设计中各阶段工作的连贯性差;

    ③管理落后:人员组织、资料管理、项目协调、过程控制等由人工管理;

    ④设计周期长:数据复用率低,材料清单、报表人工统计多,审批、更改、发放等管理制度不健全;

    ⑤工艺准备慢:对CAD的数据的利用率低;

    ⑥计划管理难:工程进度不清,不能并行开展工作;

    ⑦生产管理难:采购、加工、装配数据不准,更改频繁、返工多;

    ⑧成本管理难:设计、加工、销售成本难控制。




 
1.2 PDM在企业所起的作用
    (1)PDM是CAD/CAPP/CAM的集成平台。在PDM工作环境下工作,3C之间的数据交换通过PDM传递,它们都从PDM系统中提取各自所需要的信息,各自应用的结果也放回到PDM中去,从而实现了3C的集成。

    (2)PDM是产品信息传递的桥梁。PDM系统作为3C的集成平台,提供了一个包含整个产品信息的产品结构树,它能为MIS和MRPⅡ提供所需的产品信息,如BOM等

    (3)PDM是CIMS的集成框架。所谓“集成框架”是指在异构、分布式计算机环境中能使企业内各类应用实现信息集成、功能集成和过程集成的软件系统。
 
    随着CIMS技术的不断深入发展,应用规模的不断扩大,企业集成信息模型越来越复杂,对信息控制和维护的有效性、可靠性和实用性要求越来越高,迫切需要寻求更高层次上的集成技术。能够提供高层次的信息集成管理机制,从而提高CIMS运作效率。
 
     PDM支持并行工程,而且不仅向MIS系统和MRPⅡ系统传递所需的产品信息,而且ERP中生成的与产品有关的生产、经营、维修服务等信息,也由PDM系统来传递,因此PDM在突出产品数据的管理基础上,正逐步完善其作业制造领域框架的功能。




 
2 PDM的实施特点和应用重点
2.1 PDM的实施特点

    (1)PDM系统属于管理范畴软件。不仅涉及到设计、工艺部门,还与经营管理各部门有关,实施PDM必须站在整个企业管理的高度,采用系统分析的方法,制定具体的策略。PDM项目的实施所涉及到的人员有工程设计人员、数控机床操作人员、财务人员、物资管理人员、销售人员等,那种把PDM认为仅仅是解决工艺部门的图纸文档管理任务的观点显然太片面。 

    (2)信息涉及范围广、类型多。PDM管理产品整个生命周期内全部数据,包括企业各部门产生和使用的产品信息,有图形、文字、表格、数据和指针等类型,要将原来孤立分散的数据转变成相互关联的有机整体,需要做大量的分析整理工作。

    (3)PDM的实施过程是一种新的管理模式的建立过程,也就是管理制度科学化的过程。例如,将原有的信息资料管理方式转变为PDM模式时,相关部门之间的信息传递关系也发生了改变。因此,既要兼顾原有的管理习惯,又要考虑信息集成的要求,如果没有企业级的统一规划和指挥,就不可能实现管理模式的调整,也就不可能真正实施PDM。

    (4)PDM实施周期长,技术服务投资所占比例大。
 
    基于上述四个特点,显然PDM的实施决非是少数几个人经过几天或几周的培训就可以投入使用的。实施PDM是对整个企业的信息管理做一次大的手术,无论是设备的投资,还是人员的培训投资,都远远超过一般应用程序的推广费用,根据美国TIREKICHER公司的调查显示PDM的投资中,PDM软件只占30%,而PDM的系统集成和咨询服务的投入占70%。
 
2.2 PDM的应用重点
    PDM技术是在CAD及其相关技术应用有了一定基础后产生的一种更高层次上的需求,是现代企业管理信息化、规范化、集成化的基础。企业在制定信息集成规划方案时,既要有一定的前瞻性,又要与企业实际相结合,保证企业获得效益。以下这些方面是企业应用和实施PDM技术时,应该重点注意的问题。
 
2.2.1 继续深化CAD应用!推进三维建模方法在产品开发中的应用
    与二维设计方法相比较,三维方法的优势不仅在于其设计阶段的虚拟装配、干涉检查功用,而且还在于其丰厚的后期回报。设计阶段的三维模型可以直接被CAE用来做模拟分析,还可被CAPP用来做工艺分析,被CAM用来产生NC代码,直接进行加工。这样一来,企业在CAD方面的投资就能获得充分回报,同时可以实现CAD/CAE/CAPP/CAM的有效集成,这正是实现PDM的最终目的。
 
2.2.2 建立先进的工程更改机制!确保文档(纸质文档和电子文档)的一致性和安全性
    工程更改是产品开发过程的重要组成部分,它从侧面反映了设计开发过程的合理性和设计行为的规范性,设计更改过程中反映的真实原因是企业的宝贵资源。基于PDM的并行设计环境中,可以定义工程更改单用审批流程,也可设专人批准工程更改单发放。产品图纸发放后需要对图纸进行修改时,设计人员必须提出书面表达的正当理由,所填写的更改通知单需经过专用审批流程或专人批准后,由授权人员将对象所处的流程退回到工程更改阶段。
 
    设计师进行3D模型或2D电子文档的更改工作,再经过审批后更改才能生效。与此同时,纸质更改通知单下发到各有关部门供更改原图纸用,这样既可使公共数据区内的共享产品数据保持最新,保证产品开发、借用、工艺分析、模拟分析的3D模型正确和一致,又可满足企业现有纸质文档和电子文档共存的状况,保证纸质文件的正确修改,确保生产组织的正常进行。
 
    PDM系统的版本管理,可以将文档的每一次变化设置为不同的版本,建立不同版本间的对应关系,以保证在特定的时间阶段对应特定有效的数据。同时,PDM将文档置于不同的电子仓库中,对不同用户赋予不同的操作权限,保证了文档不被非法盗用和修改。
 
2.2.3 确认PDM的实施周期和实施效果
    PDM属于管理类软件,与CAD、CAPP等应用软件有本质的不同。它必须满足企业的个性化需求,必须经过需求分析、方案设计、实施和二次开发的过程。因此,软件公司和实施企业是否具备经验丰富的实施人员,是否能够管理好PDM的实施和二次开发过程,是PDM成功实施的关键。
 
    另外,PDM实施周期长,技术服务投资所占比例大,从设备的投资到人员的培训投资,都远远超过一般应用程序的推广费用。美国TIREKICHER公司的调查显示PDM的投资中,PDM软件只占30%,而PDM的系统集成和咨询服务的投入占70%。PDM的实施,是对整个企业的信息管理进行的一次大调整和大变革,不是几个人经过短时间培训就可以投入使用的。应该说,到目前为止,我国真正成功实施PDM并取得明显效益的制造业企业并不多见。
 
2.2.4 企业所选择的PDM软件应该满足企业对配置管理功能的个性化需求
    不同行业的制造业企业,对配置管理的需求差异化很大。例如,上海三菱电梯公司在考察了众多PDM以后,选择了自行开发配置管理系统。
 
2.2.5 建立柔性的工作流管理机制
    PDM系统提供了一个控制并行工作流程的计算机环境,利用PDM系统的图视化工作流编辑器,可以在PDM中建立符合企业习惯的并行的工作流程。但是往往在实施过程中,要使工作流管理能够真正用好,提高效率,就要求工作流具有很高的柔性,能够适应各种条件。如多人中某一个人审核均可,如果某个人在一段时间内不响应,则自动把工作流信息传递给另一个人等。此类功能做得太细,势必导致工作流定义复杂;而如果功能太简单,又满足不了企业的实际需求。




 
3 PDM的实施方法和实施步骤
3.1 PDM的实施方法

    (1)实施PDM的基础
    CAX应用已有相当规模;计算机网络已经建立;工程图档管理的基础已经形成;OA环境已经具备。

    (2)实施PDM的目标
    目标应包括产品信息的完整性、产品信息的规范化、管理制度科学化等方面的内容。企业在实施目标的确立过程中,还要注意对企业原有的计算机设备、网络资源、数据库系统、MRPⅡ系统、办公自动化系统、CAD工具、图象处理工具等信息化投资的保护。同时PDM的实施也应当考虑到企业未来的发展,在数据管理数量,数据管理方法,业务管理方法等方面留有余地,保留充分的灵活性。

    (3)细化PDM实施方案
    PDM系统实施本质上是量体裁衣的过程,“量”的是企业业务过程这个“体”,“裁”出PDM系统这个“衣”。“量”的过程包括企业建模过程和PDM系统定制应用过程。
 
    模型的作用就是使复杂的信息关联变得简单易懂,易于发现原始数据背后的规律,并能有效地将系统需求映射到软件结构上。企业建模要对信息系统进行需求分析,同时还要刻划出企业的整体需求。
 
    为了实施PDM,企业模型分为:
    ①功能建模:把企业组织成互动的良好定义的单元集合;描述企业并行的业务过程及其执行的触发条件;

    ②信息建模:为PDM管理产品数据建立正确的数据对象和数据之间的使用逻辑;

    ③组织建模:为PDM系统的实现建立现实的用户组织和管理依据,同时也为PDM中的项目和工作管理模块提供基础数据。
 
    在企业建模的基础上,通过对功能模型、信息模型和组织模型的分析,确定PDM系统解决的主要问题和主要方法,并根据企业现实要求分阶段、分层次地实施PDM系统。

    (4)建立一种新的思维
    PDM的实施不是拿来就用的简单过程,它与CAD/CAM有本质的区别,它涉及面广,参与人员多,实施周期长,是一个全新的概念和内容,企业实施PDM是一个拜师学艺的过程。PDM是一个系统工程,应以实施系统工程的思想为指导,用整体化的观念,站在整个企业管理的高度,制定具体的方法和策略。
 
    实施PDM系统是对整个企业的信息管理作一次大的手术,无论是设备的投资,还是人员的培训,都远远超过一般应用程序的推广应用。对于实施力量较薄弱的企业,在实施中引入监理应是必要的,监理的选择:

    ①实施PDM成功的同行企业;

    ②参与过PDM的整个实施过程;

    ③在整个项目中承担决策角色。
 
    监理的作用:

    ①帮助企业制定实施方案;

    ②把握实施方向和进度;

    ③发现实施中存在的问题;

    ④辅助企业规划实施机构;

    ⑤实施期间为企业提供技术咨询。
 
    (5)建立一个强有力的实施组织,建立一个在厂长、总工程师领导下的强有力的组织机构,负责PDM项目的实施,并协调各个有关参与部门的工作。
 
    (6)选择一个好的开发商,从以下几个方面考虑:尽量采用厂校、厂所(研究院、研究所)结合的方式;有否建立长期合作的基础;对方是商家还是开发商;服务体系是否完善,发展前景如何;系统的完善程度、可定制性、开放性如何。

    (7)培养企业的应用开发人员,PDM的实施是“三分技术、十分数据、十二分管理”,PDM产品仅为企业提供产品数据定义,需要针对企业的生产经营状况进行实施开发工作。可以由系统开发商企业一道完成,但还有相当一部分开发工作有待企业在应用中逐步完成,随着企业的发展和业务范围的变化,管理工作也会对PDM提出更多的要求,企业必须注重应用人员的培养。

    (8)实施中应重视的几个问题:实施中应重视调研与咨询;避免将PDM简单化为图档管理;学会“量体裁衣”,避免“眼高手低”现象的发生;重视宣传贯彻、基础培训;解决好与其他系统的集成;确保企业已有资源的整理和利用;做好实施中的定期沟通;掌握好统一规划、有效目标、分步实施、突出重点的原则。
 
3.2 PDM的实施步骤

    整个实施可以分三个阶段进行:
    第一阶段:理清企业内部所有工程数据的管理功能,建立起科学合理的明细数据、工程技术文件等数据的管理框架。

    第二阶段:建立起各部门(设计、工艺部门)内部的并行工作环境,包括进行项目管理、工作流程管理、任务评审、更改管理、版本管理等,使得网络化环境下的工作效率能尽可能地提高。

    第三阶段:建立起企业级的并行工作环境,提供设计人员、工艺人员间并行工作的环境(如工艺性审查等)、各相关部门人员访问工程数据等。




 
4 结束语
    PDM作为一种使能技术,主要在企业中组织、存取、控制所有的产品数据。它是企业重构和发展的一项必不可少的重大基础结构技术,企业的各项先进管理计划的实施如企业经营过程的重构、并行工程、ISO9000国际质量体系认证等等也都离不开PDM。
 
    企业要实施PDM首先必须要做好硬件平台的构建和基础软件(3C)的应用,使PDM系统有路可走,有数据可识,有对象可管。同时也要做好管理组织的建设及管理制度的建立和后备开发力量的培养,以保障PDM系统的实施及应用。
 
    通过实施和应用PDM,在企业内建立起所有产品完整的数据模型(包括基准产品设计数据、工程产品设计、工艺数据和管理数据等),在此基础上逐步建立起企业级的数据共享、协同工作平台,总体提高产品设计开发效率,缩短产品制造所需的技术准备时间。
 
 

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