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      PLM是什么之二PLM产生背景

      PLM可以帮助企业家解决哪些问题?在现代制造企业中,产品开发、生产制造、供应商以及用户之间的依赖程度不断增加,需要充分利用社会上的制造资源。因此,制造企业不仅需要管理



      1企业产品信息管理的现状

          各种计算机辅助设计、分析与仿真工具在制造企业中的广泛应用,使得产品设计与生产的效率得到大大提高。但同时也带来了产品生命周期中相关数据与信息的管理问题。有统计数据表明,产品设计、生产管理、产品支持的有关技术人员大约有30%的时间花费在对所需图纸、技术资料的查词上。产品生命周期中的相关信息无法得到有效的组织和管理,这一问题在制造企业中普遍存在。
       

          ①产品模型、工程图样、工艺过程卡片以及零部件的材料定额数据,这些数据是企业进行产品设计与生产制造活动的核心。目前,在我国大多数的制造企业中,以纸质形式存在的工程图纸少则成千上万张,多则数百万张,长年累积在企业的技术资料室里。采用计算机绘图和三维设计以后,又积累了一批2D图档和3D模型的电子文档,这些电子文档没有进行统一、有效的管理,数据的重复使用率很低,一致性难以保证。同时,企业小身缺乏统一的数据资源规划,企业内部的图库、图档库、数据库和模型库难以建立,无法实现数据资源的再次利用。对于这些不断积累的大量工程设计图档进行有效管理不但十分重
       

      要,而且是一项非常艰巨的任务。因而需要对这些设计图纸和CAD文档进行清理,然后加以统一管理。

          ②在我国的很多制造企业中,与产品生命周期信息相关的设备数据、工装数据、班组工序能力数据,以及零部件的材料和工时定额数据等,这些数据是平衡生产作业计划的关键数据,它们往往由不同的部门归口管理,且缺乏计算机网络环境的支持,从而使各类信息的表达没有统一的规范,生产计划的编制部门与实际生产制造部门脱节。

          ③企业信息管理要求企业内部采用信息交换标准,制定统一的编码体系,这是企业信息化工作的基础。例如,所有的物料、工装、设备、部门、人员、技术术语等都必须按统一的标准和规则进行编码。由于企业缺乏统一的编码体系,从而使产品生命周期相关信息的管理难度加大。
       

          制造企业的产品数据管理主要存在以下问题。

          ①电子文档管理落后。目前,很多企业的电子文档都是分散存储管理,主要保存在技术人员的个人计算机中,由此带来了一系列的问题,如电子文档与纸介质文档的版本不统一,数据分散,不能反应数据之间的关联性,没有按零部件的特性进行分类,等等。这等数据没有得到安全保护,可以随意地复制和删除,或因计算机的故障而永远

      丢失。

          ②数据查找困难。对于一般企业来说,很多设计工作都是在原有设计的基础上进行改型设计,全新的产品设计极少。这种设计必然要利用原有的设计结果。由于企业中设计图纸数量众多、cAD图档数量庞大、时间跨度大、管理人员变动等因素,使图档管理部门对图纸与图档的查找非常困难。如果单靠人工查找,则人力资源消耗量大,速度慢。对于制造企业而言,采用产品生命周期管理系统,对企业的技术资料进行清理、规范、入库和管理,然后通过网络环境进行共享。

          因此,需要对制造企业进行统一的数据资源规划,通过实施产品生命周期管理,提高产品数据的管理水平,保证产品电子数据的完整性、高效性和安全性。


      2.PLM需要解决的问题
          在现代制造企业中,产品开发、生产制造、供应商以及用户之间的依赖程度不断增加,需要充分利用社会上的制造资源。因此,制造企业不仅需要管理自身的产品生命周期信息而且需要通过企业基础信息平台与外部环境进行信息交流。现代制造企业不但要求管理产品整个生命周期的数据,便于产品数据的检索和管理;而且还需要利用Internet技术,把产品计生产、采购、销售、物流、服务以及用户紧密结合在一起,保证企业各种业务信息的共享。

           类似于以往对纸质技术文档的管理,制造企业必须对各种数据资源进行有效的管理,就像图书馆编制图书目录一样,需要为所有的电子文档编制统一的分类目录,以方便地查阅、快捷地检索和可靠地复用每一条数据记录和每一份电子文档,使得每一个与产品形成过程有关的人员,都可以按照规定的权限访问企业的相关信息资源。总之,制造企业对产品生命周期信息管理的需求可以归纳为以下几个方面。

          (1)企业电子文档的查询、复制与利用
          制造企业在产品生命周期的各个过程中都使用了各种计算机工具。实际上,这些不同的计算机应用系统在企业中形成了一个个信息孤岛,如图1—5所示,由于各个应用系统没有被集成,缺乏统一的数据库,各种产品模型和电子文档分别存放在不同的计算机应用系统中,产品模型、技术资料及其说明文档之间缺乏逻辑联系。因而,企业难以进行有效的数据资源管理,也不具备跨系统的信息查询能力。
      图1-5  企业产品形成过程中的信息孤岛

      PLM解决企业产品形成过程中的信息孤岛问题

          一个企业每天都要产生大量的异构产品数据。如果用手工管理和维护这些数据会占用大量的人力资源和空间资源,用户也很难查找所需的相关数据和信息。因此.要求将制造企业产品生命周期中所产生的产品描述、生产准备、生产控制的数据和文档及其所依附的应用系统,有机地集成在一起,形成一个完善的产品数据和技术信息管理系统。这样,就可以借助计算机把大量的图纸和技术资料有效地管理起来,能够方便、快捷地查询和获取所需的技术资料。当用户需要使用某一文档时,不必知道该文档保存在何处何人手里,只需通过企业统一的系统用户界面,就能够根据项目、设计人、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的各种参数,如材料、重量、加工方法等进行查询,不仅可以查到当前的资料,还可以查到过去的或者类似项目的相应资料。通过对整个数据资源进行有效的管理,达到设计模型和技术数据重用的目的。

          (2)跨部门的信息传输与数据共享
          在很多制造企业中,生产制造部门的上游过程的T作结果都是数字化产品信息,如文档、2D文件、3D模型、仿真模型和分析结果等。从产品规划、设计开发、工艺规划、生产计划与控制一直到加工制造、部件装配和产品质量保证,几乎所有的任务都可以借助计算机工具完成。

          在产品开发的整个生命周期中,企业各个部门的开发小组需要共享所有的相关资料,以及支持各开发小组之间及时地进行信息交流。因此,产品开发小组的所有成员,包括工程设计、工艺编制、生产制造、市场营销、供应厂商等的相关人员,都可以在同一信息环境下,进行跨部门的信息传输与数据共享,保证所有成员能得到最新、最准确的产品设计信息。

          (3)异构环境的数据交换与信息集成
          复杂产品由成百上千种零部件组成,面对数量如此之多的零部件,如果用手工管理,那么在原材料的采购、生产计划的安排和装配线上的发料等工作中,很难获得准确的数据。另外,不同部门有不同形式的材料清单(BOM),企业经常要花费大量的人力和时间才能完成这些报表,而且还要不断维护BOM的一致性,如果设计和制造的材料清单不一致,就会产生返工和浪费。再者,企业的新产品开发要承袭老产品的一些零部件,使不同版本产品之间的管理难度加大。对这些种类繁多的异地异构数据的管理,是目前自动化程度较高的企业亟待解决的问题。

          (4)网络环境下的异地数据通信
          制造企业的全球化布局,出现了跨地域的分工和协作模式。为了确保有效的产品协同开发和生产制造,需要有高性能的信息和通信技术支持,将产品模型、数据和技术文档,安全、可靠地进行远距离传送。例如,飞机设计与制造往往是由多个厂、所联合完成的,这样就存在着不同厂、所之间产品数据的管理、数据之间的协调及一致性问题。
          如图l-6所示,一个跨地域的信息集成支撑环境必须能够支持企业进行异地的协同设计与生产制造,满足企业之间大量数据通信的需要。

       

         一个企业每天都要产生大量的异构产品数据。如果用手工管理和维护这些数据会占用大量的人力资源和空间资源,用户也很难查找所需的相关数据和信息。因此.要求将制造企业产品生命周期中所产生的产品描述、生产准备、生产控制的数据和文档及其所依附的应用系统,有机地集成在一起,形成一个完善的产品数据和技术信息管理系统。这样,就可以借助计算机把大量的图纸和技术资料有效地管理起来,能够方便、快捷地查询和获取所需的技术资料。当用户需要使用某一文档时,不必知道该文档保存在何处何人手里,只需通过企业统一的系统用户界面,就能够根据项目、设计人、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的各种参数,如材料、重量、加工方法等进行查询,不仅可以查到当前的资料,还可以查到过去的或者类似项目的相应资料。通过对整个数据资源进行有效的管理,达到设计模型和技术数据重用的目的。

          (1)跨部门的信息传输与数据共享
          在很多制造企业中,生产制造部门的上游过程的T作结果都是数字化产品信息,如文档、2D文件、3D模型、仿真模型和分析结果等。从产品规划、设计开发、工艺规划、生产计划与控制一直到加工制造、部件装配和产品质量保证,几乎所有的任务都可以借助计算机工具完成。
          在产品开发的整个生命周期中,企业各个部门的开发小组需要共享所有的相关资料,以及支持各开发小组之间及时地进行信息交流。因此,产品开发小组的所有成员,包括工程设计、工艺编制、生产制造、市场营销、供应厂商等的相关人员,都可以在同一信息环境下,进行跨部门的信息传输与数据共享,保证所有成员能得到最新、最准确的产品设计信息。

          (2)异构环境的数据交换与信息集成
          复杂产品由成百上千种零部件组成,面对数量如此之多的零部件,如果用手工管理,那么在原材料的采购、生产计划的安排和装配线上的发料等工作中,很难获得准确的数据。另外,不同部门有不同形式的材料清单(BOM),企业经常要花费大量的人力和时间才能完成这些报表,而且还要不断维护BOM的一致性,如果设计和制造的材料清单不一致,就会产生返工和浪费。再者,企业的新产品开发要承袭老产品的一些零部件,使不同版本产品之间的管理难度加大。对这些种类繁多的异地异构数据的管理,是目前自动化程度较高的企业亟待解决的问题。

          (3)网络环境下的异地数据通信
          制造企业的全球化布局,出现了跨地域的分工和协作模式。为了确保有效的产品协同开发和生产制造,需要有高性能的信息和通信技术支持,将产品模型、数据和技术文档,安全、可靠地进行远距离传送。例如,飞机设计与制造往往是由多个厂、所联合完成的,这样就存在着不同厂、所之间产品数据的管理、数据之间的协调及一致性问题。
          如图l-6所示,一个跨地域的信息集成支撑环境必须能够支持企业进行异地的协同设计与生产制造,满足企业之间大量数据通信的需要。

       企业异地的产品协同开发环境

       

      图1-6  企业异地的产品协同开发环境

          在多企业的协同开发环境下,各组成企业单元往往具有相对的独立性和自主性,为了使产品数据能够得到共享,保持产品开发过程中不同协作单位之间数据管理业务流程的通畅同时保证数据的完整性和一致性,是比较困难的,需要视具体情况进行解决。
       

       

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