PLM已經(jīng)是一個(gè)廣為接受的概念。從字面意思可以看出,PLM系統(tǒng)的核心任務(wù)是進(jìn)行“產(chǎn)品生命周期管理”。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(shí)施PLM系統(tǒng)過程中的一個(gè)主要任務(wù),就是定義零部件的生命周期構(gòu)成及演進(jìn)規(guī)則。
二、過短的零部件生命周期
PLM系統(tǒng)對于零部件的“生命周期”管理應(yīng)用,很容易被實(shí)施得過于簡單,其“生命周期”過程往往是指零部件的“設(shè)計(jì)周期”管理過程,零部件的發(fā)放實(shí)際指的是“設(shè)計(jì)完成”,而非投入生產(chǎn)。
圖1 過短的生命周期過程管理
如上圖是某公司PLM系統(tǒng)中定義的零部件生命周期過程管理圖。當(dāng)零部件創(chuàng)建出來時(shí)即處于“擬制”狀態(tài),這時(shí)研發(fā)工程師對零部件進(jìn)行各方面的詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成之后,研發(fā)工程師將啟動(dòng)一個(gè)審批流程,提交流程后,審批流程進(jìn)入到“審核”環(huán)節(jié),零部件的生命周期狀態(tài)處于“流程中”;如果審核人員發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有誤,則駁回給研發(fā)工程師,研發(fā)工程師根據(jù)審核意見進(jìn)行修改,然后再提交,如此往復(fù)。
如果審核通過,則將進(jìn)入到“批準(zhǔn)”環(huán)節(jié),“批準(zhǔn)”環(huán)節(jié)的簽審過程與“審核”一樣,只是簽審人員不同。如果批準(zhǔn)通過,則將進(jìn)入放到“發(fā)放”環(huán)節(jié),此時(shí),零部件的生命周期提升到“歸檔”,零部件被凍結(jié);批準(zhǔn)后的“發(fā)放”環(huán)節(jié)主要是將零部件圖紙及技術(shù)資料發(fā)放給生產(chǎn)制造部門,過程提交通過之后,審批流程完成。
上述整個(gè)過程都發(fā)生在研發(fā)部門內(nèi)部,工藝和制造部門則不參與。當(dāng)零部件被發(fā)布后,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(huì)通知研發(fā)部門,于是研發(fā)工程師將零部件修訂一個(gè)新版本(申請變更或申請取消歸檔),然后根據(jù)下游或現(xiàn)場反饋的情況在新版本上進(jìn)行修改,修改完成后再次進(jìn)行上述的審批流程,然后發(fā)放一個(gè)新版本,完成變更。
按照這個(gè)模式,零部件的一個(gè)生命周期實(shí)際上指的是零部件在研發(fā)部門的一段生命期,如果零部件通過了研發(fā)部門的審核,即代表生命周期走到了終點(diǎn)。當(dāng)下游部門提出零部件有缺陷時(shí),零部件需要“重生”一次(修訂一個(gè)新版本),然后經(jīng)歷一個(gè)新的生命周期。我們來看一下一個(gè)零部件的一般開發(fā)過程。一個(gè)零部件從概念階段到批量生產(chǎn),一般要經(jīng)歷如下階段:
圖2 零部件設(shè)計(jì)開發(fā)基本過程
可以看出,零部件設(shè)計(jì)階段只占全部生命周期的一半,后面還有大量的驗(yàn)證工作需要進(jìn)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(gè)角度看,設(shè)計(jì)階段的完成實(shí)際連整個(gè)生命期的一半都不到。這個(gè)時(shí)候宣布零部件“發(fā)布”實(shí)際上不合適,就如同一個(gè)大學(xué)生剛完成本科學(xué)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,F(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(fù)責(zé)產(chǎn)品研發(fā),制造部門負(fù)責(zé)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(jì)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,而在零部件設(shè)計(jì)階段他們參與得很少。
而PLM系統(tǒng)的實(shí)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,對零部件的生命周期的定義就只定義到設(shè)計(jì)階段,而一般不會(huì)從整個(gè)過程的角度去定義。同時(shí),一些企業(yè)“甩過墻”式的設(shè)計(jì)習(xí)慣也加強(qiáng)了這種情況。所謂“甩過墻”的設(shè)計(jì)是指“我這個(gè)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”。
三、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——零部件實(shí)際上沒有完整的生命周期。零部件在設(shè)計(jì)階段被“歸檔”后,下游部門提交的變更只能在新版本上進(jìn)行,這就扭曲了版本本身的作用。
在PLM系統(tǒng)中,版本信息一般由版本和版次構(gòu)成。版次標(biāo)記一次修改,版本標(biāo)記一次發(fā)放。這里的發(fā)放是指零部件已經(jīng)“歸檔”,即:完成設(shè)計(jì)驗(yàn)證并投入生產(chǎn)。從標(biāo)記修改的角度看,版本可理解為:版次標(biāo)記投入生產(chǎn)之前的修改,版本標(biāo)記投入生產(chǎn)之后的修改。由于生產(chǎn)前的驗(yàn)證和準(zhǔn)備投入了大量的時(shí)間和成本,因此對零部件在生產(chǎn)之前和生產(chǎn)之后的變更處理是不同的。
在零部件投入生產(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(shí)零部件處于設(shè)計(jì)或驗(yàn)證階段,目標(biāo)之一就是盡可能地發(fā)現(xiàn)和消除零部件的缺陷,使零部件具備高質(zhì)量,因此這時(shí)發(fā)生的修改應(yīng)該是即時(shí)生效的。
而零部件一旦投入生產(chǎn),則大量成本已經(jīng)發(fā)生,對修改的處理變得謹(jǐn)慎。并且投入生產(chǎn)的零部件一般是經(jīng)過驗(yàn)證的,這時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題往往是改進(jìn)性質(zhì)的,因此修改一般不會(huì)即時(shí)生效,而是有可能等到下一款產(chǎn)品才實(shí)現(xiàn),或等現(xiàn)有供貨耗完后才使用新設(shè)計(jì)。當(dāng)然,也不排除一些致命缺陷需要及時(shí)修復(fù),而這在投入生產(chǎn)后一般要少得多。因此,二者處理的主要問題一個(gè)是糾錯(cuò)型,一個(gè)是改進(jìn)型。直接的不同就是修改是否要即時(shí)生效。
在一般的PLM系統(tǒng)中,零部件在未歸檔之前的修改只增加版次,并且新的版次會(huì)即時(shí)生效,即部件會(huì)馬上自動(dòng)引用新版次,而版本的增加一般不會(huì)即時(shí)生效。一般是當(dāng)部件未歸檔時(shí),新版本的零件歸檔后部件會(huì)自動(dòng)引用新版本零件。當(dāng)然,如果部件也已歸檔時(shí),則新版本的零件歸檔后部件不會(huì)自動(dòng)引用新版本零件,如果要引用,則需要將部件修訂一個(gè)版本,然后再一起歸檔。這與產(chǎn)品投放生產(chǎn)后的改進(jìn)是一致的。不過,當(dāng)零部件的生命周期僅代表其設(shè)計(jì)周期時(shí),就打破了上面的規(guī)則。
試想,當(dāng)某一部件設(shè)計(jì)完成,研發(fā)部門將其一起“歸檔”。而后下游部門發(fā)現(xiàn)部件或零件存在問題,并提交給研發(fā)部門修改。這時(shí)研發(fā)工程師需要將部件修訂一個(gè)新版本然后進(jìn)行修改,這意味著之前“發(fā)放”的版本實(shí)際并未進(jìn)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下的零件(實(shí)際上大部分情況都是修改零件),那么新版本的零件發(fā)放后該部件不會(huì)自動(dòng)引用新版本,這樣就必須修訂該部件。如果部件有父級(jí),則需要依次往上修訂,這樣一次修改就會(huì)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“即使父項(xiàng)處于發(fā)放狀態(tài),子項(xiàng)修訂新版本后,父項(xiàng)也會(huì)自動(dòng)引用新版本子項(xiàng)”。這樣做產(chǎn)生的問題是:部件永遠(yuǎn)處在新狀態(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(gè)角度考慮,一旦零部件走出了設(shè)計(jì)階段,這個(gè)生命周期過程圖就無法再準(zhǔn)確描述其生命周期階段和狀態(tài)。
四、零部件生命周期管理的一般性建議
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(jì)階段完成,而零部件后面的演進(jìn)則超出了這個(gè)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(gè)問題,需要將產(chǎn)品的生命周期管理延伸到設(shè)計(jì)驗(yàn)證和制造階段。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的完成只能定義為“設(shè)計(jì)凍結(jié)”,而不能定為“發(fā)放”。真正的“發(fā)放”定義在產(chǎn)品驗(yàn)證完成后,批量生產(chǎn)之前。如下圖:
圖3 零部件長生命周期過程管理
上圖中,在“設(shè)計(jì)凍結(jié)”之前,零部件處于設(shè)計(jì)階段,研發(fā)工程師可以對零部件進(jìn)行修改,所有的修改完成后,便可提交審核,并進(jìn)入“設(shè)計(jì)凍結(jié)”環(huán)節(jié)。零部件審批流程進(jìn)入到“設(shè)計(jì)凍結(jié)”環(huán)節(jié),在此該階段,研發(fā)工程師無權(quán)再進(jìn)行修改。
“設(shè)計(jì)凍結(jié)”環(huán)節(jié)表示零部件設(shè)計(jì)階段的完成,但尚未“歸檔”。當(dāng)下游部門發(fā)現(xiàn)問題時(shí),便提交給研發(fā)部門。研發(fā)工程師接到修改意見后,可將回退流程到“創(chuàng)建”環(huán)節(jié)進(jìn)行修改,修改完成后零部件增加一個(gè)版次,其父級(jí)也自動(dòng)引用新版次子項(xiàng)。提交審批流程經(jīng)簽審人員批準(zhǔn)通過后,零部件審批流程再次進(jìn)入到“設(shè)計(jì)凍結(jié)”環(huán)節(jié)。所有對反饋問題的處理都遵循這個(gè)模式。當(dāng)驗(yàn)證階段反饋的所有問題都被妥善處理并經(jīng)過項(xiàng)目組評審?fù)ㄟ^后,產(chǎn)品數(shù)據(jù)(包含零部件及關(guān)聯(lián)圖紙)便可以提交“歸檔”。
一旦產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)入“歸檔”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,則需要將提交變更審批流程,將其修訂新的版本,然后在新的版本上進(jìn)行修改操作。
對于一些特殊情況,即在生產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)的一些嚴(yán)重缺陷因而不得不進(jìn)行的修改。這時(shí)需要提出變更申請(ECR)審批流程,經(jīng)由相關(guān)部門會(huì)簽通過后方可進(jìn)行修改與下發(fā)(ECN)。這種情況必須嚴(yán)格控制,因?yàn)樯a(chǎn)之后的修改必然伴隨這高昂的成本。
表面上看,圖3相比與圖1中的生命周期管理過程只增加了兩個(gè)生命周期階段,但實(shí)際上卻有很大的不同。在圖1的生命周期中,設(shè)計(jì)完成即表示產(chǎn)品“歸檔”,產(chǎn)品驗(yàn)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(gè)長生命周期過程圖則將產(chǎn)品設(shè)計(jì)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)品只有等全部數(shù)據(jù)驗(yàn)證通過后才能夠“歸檔”并“發(fā)布”。
現(xiàn)在,咨詢機(jī)構(gòu)和廠商更愿意把PLM管理的生命周期延伸到銷售、生產(chǎn)和售后階段,從這個(gè)角度看,要實(shí)現(xiàn)零部件的全生命周期管理依然任重道遠(yuǎn)!這里面不僅僅只是增加若干個(gè)生命周期階段的問題,而是這些階段之間是如何演進(jìn)及需要遵循哪些基本規(guī)則。
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