PLM在装备制造业应用新挑战

　　随着新能源战略的兴起，各国汽车厂商纷纷投入电动汽车的研发和制造。锂离子电池因具有比能量高、自放电小、循环寿命长、重量轻和环境友好等优点成为电动汽车电源首选，从而拉动锂动力电池行业高速发展，也为电池制造装备厂商提供了前所未有的机遇。该行业特点是产业链长、发展前景广阔、与国外同行先进企业差距不大，国内外企业有机会同台竞争。存在的问题是基础核心技术比较落后，产品设计和工艺技术不成熟，需求多变，安全性和一致性要求高。

　　SZB公司是锂离子电池和超级电容器生产装备及自动化生产线的专业制造商，强调产品实用性，致力于使客户产品达到高品质、高效、低成本和绿色生产。自成立以来，销售额连年翻番，产品组合不断优化，目前具有核心技术的锂离子动力电池和储能电池制造装备已占到全部产品的80%，成功应用到国内各大动力电池生产厂家并出口到海外。

　　一、实施PLM项目是企业业务发展的客观需要

　　从发展的角度，SZB公司希望未来10年实现几何级数增长，服务对象包括新能源、汽车电子和机器人应用等高新技术产业。而企业的业务模式也将是以客户为导向，关注客户使用过程，使客户产品制造更轻松，创造锂动力电池制造装备产品创新和服务创新紧密结合新模式。

　　为了达成自己的的发展目标，SZB巳公司采取了一系列优化自身业务的举措：

　　(1)针对锂电池材料、型号和品种不断变化以及质量要求不断变化的特点，把设备做成模块化、系列化，可以灵活组合，在各个环节精密设计，以适应不同产品的要求；

　　(2)站在客户的角度去熟悉和提高锂电产品的制造工艺，时刻关注锂电池的技术创新和发展，自主开发具有核心技术的关键制造装备，为客户提供整体解决方案；

　　(3)对已有的产品和技术进行优化升级；

　　(4)将客户服务做到“完全方案，完美服务”，在实践中发现问题，解决问题；

　　(5)管理提升：2008年引入产品研发管理咨询，2008年通过ISO9001质量体系认证，2010年开始TS16949质量体系认证；

　　(6)企业信息化建设：2007年实施ERP系统应用于财务、仓库和采购部门；2009年实施项目管理系统RDM和OA系统；2009年开始PLM项目选型，2010年6月开始实施，2011年1月完成。

　　其中，为了实施PLM系统，SZB公司为自己的PLM项目设定了详细的业务目标：

　　①借助PLM使先进研发管理体系和质量管理体系“落地”；

　　②建立机电产品协同设计开发平台，推行模块化系列化设计；

　　③实现包括图文档在内的所有产品数据有序管理和信息共享；

　　④减少后期设计变更；

　　⑤提高产品质量和可靠性；

　　⑥提高整体解决方案及其成套产品交付能力；

　　⑦提高售前售后客户服务能力；

　　⑧增强行业知识经验积累和利用，促进行业标准化；

　　⑨建立支撑企业分布式组织架构和保障未来发展。

　　二、项目实施过程

　　1.第一期实施内容

　　经过目标分解和详细需求分析，项目实施闭队制定了SZB公司PLM项目总体解决方案，其中第一期的目标是打基础，关键是实现产品结构协同设计、提高模块化系列化程度、产品数据管理和信息共享。

　　第一期项目实施的内容，主要包括以下几个部分。

　　(1)产品数据一体化管理与可视化。包括：

　　①对设计图文档、产品零件、研发过程、问题和缺陷跟踪记录等所有产品数据实现统一管理和控制；

　　②版本管理；

　　③制定细致、灵活和严谨的访问规则，实现有效的权限控制；

　　④工程师可正确、快速地查询所需的信息；

　　⑤建立快速产品数据重用机制，在订单设计时可以快速找到相关产品的完整数据以高效重用；

　　⑥通过浏览器实现可视化查看、浏览和标记等功能，可浏览的数据包括3D/2D, PDF和Office等图文档，将3D模型转换成轻量化格式，加快数据的传输，方便协同设计评审，节省企业软件投入；

　　⑦通过缩微图功能实现比浏览器更为快捷直观的可视化。

　　(2)优化与固化研发管理流程。包括：

　　①对产品研发流程进行整理和优化，再在PLM系统中固化；

　　②图形化的工作流管理支持任务指派、条件判断、状态设定、E-mail通知、定时执行任务和流程同步等操作；

　　③流程任务与图纸关联，确保所有参入者看到的都是同一份图纸。

　　(3)评审流程。包括：

　　①根据SZB公司的业务需要对不同类型的产品划分不同的评审业务，从总体方案评审到工程图评审；

　　②为不同的评审业务分别定制评审流程，确定评审工作节点、评审参与者、评审工作指南或评审要点，以及评审不通过的处理机制等；

　　③评审时参与者能够万便地查询到关联的对象，提高评审效率。

　　(4)变更管理。包括：

　　①根据SZB公司的业务流程特点和变更活动的特征和所处阶段，定义简单变更及复杂变更两种的变更管理万法，兼顾变更活动的严谨与效率；

　　②定制变更单流程，实现设计研发变更信息与计划、采购部门的业务衔接；

　　③对变更活动的过程进行流程的设计，并以电子流进行固化。

　　(5)产品结构和BOM管理。包括：

　　①以零件为核心，建立零件与图样及文档的关联关系，真正实现数字化的产品管理；

　　②根据产品结构特点和专业，建立整机BOM、结构BOM和电气BOM的产生及管理规范；

　　③支持变更前后BOM差异比较和报表导出；

　　④实现基于BOM报表的ERP初步集成，消除手工重复录入错误和工作量。

　　(6)标准件、外购件、通用件和通用模块等公共资源的管理。包括：

　　①在PLM系统中建立外购件库、通用件库和通用模块库等通用设计资源库；

　　②根据SZB公司的业务特点定制相关导入流程，支持标准化审核万法；

　　③建立外购件、通用件和通用模块的权限管理规范及变更管理流程；

　　④通过编码申请流程和编码器，对外购件、组件、零件和成品进行受控的自动编码，实现严格高效的编码管理。

　　(7)MCAD协同设计。包括：

　　①结构设计环境标准化；

　　②MCAD与PLM集成；

　　③模块化设计和管理；

　　④规范设计工程师的设计过程，强制要求设计工程按照规范的方式在集成环境中使用3D CAD进行设计，保证产品结构、零件与模型文件和工程图的关联性，完整性；

　　⑤要求支持大批量快速打印，自动标记打印状态和操作。

　　(8)问题跟踪流程。包括：

　　①定义问题的类型及属性字段，如客户需求变更、设计不良变更和性能优化变更等；

　　②对问题的信息进行详细的描述，如提出部门、严重级别、问题详细描述和发生频率；

　　③定义问题的归档、审批和关闭流程，以便实现对问题及时、完整和持续的记录和跟踪，并持续对流程进行改善。

　　2.第一期实施成果

　　第一期PLM项目的实施，为企业贯彻落实T516949和研发管理体系提供有效工具和平台。建立了一体化产品数据管理和研发协作管理平台，实现了对研发数据、流程管理能力的提升，提高了研发对客户与市场的响应能力。同时，建立了统一的CAD设计标准及设计环境，规范了CAD数据的管理，从源头保证了数据的准确性和一致性。更重要的是，优化与固化了研发管理流程，实现产品数据审批流程电子化，管理了设计变更过程。

　　根据SZB公司的业务流程特点和变更活动所处阶段，第一期项目还定义不同级别的变更管理方法，兼顾变更活动的严谨与效率。同时，建立了外购件、通用件和公共模块等通用设计资源的物料库，促进标准化模块化设计，提高零件重用率，实现了产品结构与BOM管理。同时，以部件为核心，建立了数据之间的逻辑关系管理，为下一步实现报价管理、配置管理、工艺管理和ERP深度集成打下基础。

　　第一期项目的主要应用部门和用户：研发中心研发一部(结构设计和电子设计)、标准化和工程技术中心技术部、工艺部、品质部、生产制造中心生产计划与采购部和文控中心。

　　3.项目实施成功因素和难点

　　项目成功的原因在于，在项目的实施过程中，研发总监亲自担任项目经理，始终把住PLM项目服务于企业发展战略的大局，排除阻力。同时，乙方深刻理解SZ8公司研发管理体系，项目团队稳定，项目经理具有丰富经验和良好的沟通协调能力。另外，项目也遇到一些困难，例如，SZB公司公司订单趋于饱和，研发和生产任务非常重，涉及到的部门和用户没有足够时间和精力配合项目实施。但是从另一个角度讲，企业生产经营状况良好也是PLM项目实施成功的最大保证。另一个方面，SZB公司的公司文化比较温和，以前多个管理咨询项目和信息化项目都没有完全推开，遇到困难习惯等待观望。PLM项目实施过程中经历至少两次组织结构调整、TS16949认证和子公司成立等大事件，因此需求和方案也都随之调整。

　　三、案例分析

　　1.PLM客户面临的挑战

　　锂电池产业发展迅猛市场不等人，SZB公司不能等体系建立完善了再发展，只有一边发展一边建立。从一开始管理层就意识到：必须建立整套的先进管理体系，必须实施信息化。在成立后短短3年时间内先后导入ISQ9001、研发管理体系和TS16949质量管理体系等，目前TS16949认证还在进行中。这些做法着眼点高，直接针对企业突出矛盾，希望一年上几个台阶。但是任何事物都有规律性。项目初期，咨询顾问进驻半年首先普及概念，把体系框架搭建起来，然后交给企业自己落实到日常工作中，进一步细化完善。这些工作一要有决心，二要有工具和平台，三要有一定的时间发酵。

　　信息化建设解决的是工具和平台问题，在战略上，管理层对此看得很准，但是在战术上，信息化整体规划、实施策略和步骤存在不足。无论是管理还是信息都没有抓住真正的源头——产品研发管理系统和产品数据管理，导致再好的管理体系和流程都难以落实或者落实的时候走样。另外，面临的问题还包括：项目管理系统与研发交付物脱节，无法真正用起来；ERP应用效果打折扣。结果人财物投入不少，但是在市场响应能力、产品质量、交货期、产品标准化模块化设计和变更管理等方面依然存在大量问题，离市场要求和行业发展要求有差距。

　　另外，从技术和产品创新角度看，动力电池厂商自身都可能失去方向，作为制造装备厂商，期望全新的、一步到位的创新以满足客户需求简直就是无的放矢，潜藏巨大风险。因此现实的做法更多是改进型创新：在已有基础上创新，“领先一小步”。这需要具备可重用机制和知识源。

　　2.PLM供应商面临的挑战

　　10年来，PLM行业越来越成熟，成功案例越来越多，但是无论是理念、功能还是市场格局相对于用户的变化几乎没有变化，作为供应商到底怎样“以不变应万变”，为快速变化中的客户迎接挑战提供实实在在的价值，正是所有PLM供应商此时面临的挑战。笔者认为关键在于全面的需求把握、灵活而又扎实的应用方案和PLM文化传播几个方面。

　　关于应用方案，现在已经从成功案例中提炼出各种被广泛认可的典型应用，有些已经预定义到PLM系统软件产品中，以便“开箱即用”(如按照CMII规范定义的变更管理)。但是客户现场每个应用点都是人、技术和传统各种因素混合体，没有完全相同的，好的应用方案一定是经过“解构-结构”的产物(如简单变更和复杂变更)，加入到已有的混合体中，使快公司更快，慢公司更稳，使每个客户都稳步快速发展。因此，对于应用方案同样需要全面把握和认真兑现。

(本文不涉密)
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