李大鵬　郭建超　李鵬　朱登偉

[摘要]研發(fā)項(xiàng)目管理平臺是現(xiàn)代制造業(yè)保持技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)競爭力的基礎(chǔ)，本文分析了離散型煤機(jī)制造業(yè)面臨的難題，指出研發(fā)項(xiàng)目管理中存在的主要問題，借助于先進(jìn)的信息技術(shù)、制造技術(shù)及項(xiàng)目管理知識，解析基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺構(gòu)建的關(guān)鍵因素，并提出基于PLM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型，并最終實(shí)現(xiàn)研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的構(gòu)建，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，使企業(yè)信息化管理水平更加科學(xué)高效。

[關(guān)鍵詞]研發(fā)項(xiàng)目管理；離散型煤機(jī)制造業(yè)；PLM系統(tǒng)

1、 引言

上世紀(jì)，科學(xué)管理之父泰勒提出的大規(guī)模生產(chǎn)模式給制造業(yè)帶來了長期的繁榮，但隨著經(jīng)濟(jì)全球化一體化的發(fā)展，以加工制造為重心的傳統(tǒng)制造企業(yè)運(yùn)作模式已很難滿足用戶需求，其主要原因在于管理層決策缺乏有效的工具指導(dǎo)，決策參考困難，導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重。對于離散型的煤機(jī)制造行業(yè)而言，存在同客戶群體的戰(zhàn)略協(xié)調(diào)性差，造成交貨周期短，生產(chǎn)過程變化大，導(dǎo)致企業(yè)按時交貨率不高[1]等現(xiàn)象的發(fā)生。

為了能夠快速響應(yīng)市場需求，煤機(jī)制造業(yè)必須要在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造和銷售服務(wù)等環(huán)節(jié)提供強(qiáng)大的信息化技術(shù)支持，因此，研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的構(gòu)建就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)（如ERP、CRM、SCM等）因其業(yè)務(wù)側(cè)重點(diǎn)不同，很難實(shí)現(xiàn)企業(yè)知識財(cái)富的積累，極易形成信息孤島。PLM系統(tǒng)能將產(chǎn)品的開發(fā)流程與ERP、CRM、SCM等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，建立一個統(tǒng)一的、集成的、規(guī)范的、共享的、交互式強(qiáng)的數(shù)字化綜合研發(fā)平臺[2]，實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品維護(hù)到管理信息的全數(shù)字化，為企業(yè)提供問題解決方案，提升企業(yè)研發(fā)項(xiàng)目管理水平和突破性創(chuàng)新能力。

2、研發(fā)項(xiàng)目管理存在的問題

項(xiàng)目管理通常是指在既定的約束條件下，利用有限的資源，在項(xiàng)目管理過程中綜合運(yùn)用相關(guān)的知識、技術(shù)、工具等以最佳的方式達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。但研發(fā)項(xiàng)目管理存在較多不確定性因素，如用戶需求的不確定性、項(xiàng)目整體進(jìn)度的不確定性、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的不確定性等都會影響研發(fā)項(xiàng)目管理的執(zhí)行效率。歸根結(jié)底，這些不確定性因素為：

1）、項(xiàng)目評審問題。主要是指項(xiàng)目立項(xiàng)前的需求分析，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性和業(yè)務(wù)盈虧可能性展開的可行性綜合評估。需關(guān)注的問題有：該項(xiàng)目在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上是否存在較大難度，分解的項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)是否易于控制等；該項(xiàng)目業(yè)務(wù)盈利能力如何，通過市場分析和定位，能否找到新的盈利點(diǎn)，能否快速投放具有競爭性的差異化新產(chǎn)品，并獲得較高收益。

2）、數(shù)據(jù)管理問題。主要是指研發(fā)項(xiàng)目過程中的結(jié)構(gòu)化流程管理，如何實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)間的信息交換，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的重用問題，如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的同步性和有效性，提高研發(fā)項(xiàng)目和批量產(chǎn)品計(jì)劃達(dá)成率，如何規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙中物料信息與生產(chǎn)信息的一致性，如何解決設(shè)計(jì)過程中的各種變更問題，評審流程的控制及項(xiàng)目歸檔數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理問題等。

3）、時間管理問題。主要是指項(xiàng)目實(shí)施階段的計(jì)劃節(jié)點(diǎn)監(jiān)督，通過量化數(shù)據(jù)的方式來檢查關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，使項(xiàng)目相關(guān)人員能夠通過圖表的呈現(xiàn)方式對項(xiàng)目整體進(jìn)展情況進(jìn)行評估。該問題直接關(guān)系著項(xiàng)目進(jìn)度的監(jiān)督、項(xiàng)目交付物的管控、項(xiàng)目過程中的變更管理，以及項(xiàng)目運(yùn)行的甘特圖查看及各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表[3]，為研發(fā)項(xiàng)目管理后期的各項(xiàng)綜合考核提供最直觀的數(shù)據(jù)支持。

4）、質(zhì)量管理問題。主要是研發(fā)項(xiàng)目管理中利用先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型技術(shù)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)研發(fā)項(xiàng)目各個階段的動態(tài)模擬，通過三維軟件對產(chǎn)品進(jìn)行模擬分析，及干涉檢驗(yàn)，減少產(chǎn)品樣機(jī)設(shè)計(jì)差錯率，大大縮短產(chǎn)品研發(fā)時間，減少重復(fù)性勞動，降低研發(fā)成本，為項(xiàng)目質(zhì)量管理提供有效的技術(shù)保障。

本文提出基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺構(gòu)建，旨在利用PLM系統(tǒng)有效整合及集成各種信息資源，提供產(chǎn)品全生命周期相關(guān)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)重用機(jī)制，并對異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，集成數(shù)字化管理平臺，提高現(xiàn)有設(shè)計(jì)知識的重用率，從而減少項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)量，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本，增加產(chǎn)品市場競爭力。

3、 基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺構(gòu)建

3.1 構(gòu)建的關(guān)鍵因素分析

基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺構(gòu)建的關(guān)鍵因素主要包括業(yè)務(wù)流程、組織方式及數(shù)據(jù)模式三個方面。

1）、業(yè)務(wù)流程。以煤機(jī)制造行業(yè)為例的離散型企業(yè)因其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件較多且存在自制件與外協(xié)件并存的情況，設(shè)計(jì)及工藝過程經(jīng)常發(fā)生變更請求等都是影響研發(fā)項(xiàng)目管理的制約因素。以PLM系統(tǒng)為依托的業(yè)務(wù)流程管理能夠徹底改變傳統(tǒng)管理模式中過程管理隨意性大、協(xié)同能力差的情況，規(guī)范設(shè)計(jì)過程中的各種變更問題（如設(shè)計(jì)更改、工藝變更、標(biāo)準(zhǔn)化審查等），評審流程規(guī)范、執(zhí)行嚴(yán)格，各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)BOM結(jié)構(gòu)等配置管理更加科學(xué)，保證了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和正確性。

2）、組織方式。煤機(jī)制造行業(yè)保持著客戶驅(qū)動型的訂單生產(chǎn)模式，必須按客戶需求進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，通常產(chǎn)品研發(fā)周期較長，已無法采用人工干預(yù)的形式對研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行管理，因此必須對項(xiàng)目進(jìn)行階段性分解。特別是在虛擬結(jié)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)中更需要清晰界定產(chǎn)品研發(fā)流程，建立項(xiàng)目責(zé)任制，調(diào)動各智能部門的資源投入到研發(fā)項(xiàng)目管理中去。

3）、數(shù)據(jù)模式。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是PLM系統(tǒng)的主要功能之一，它以數(shù)據(jù)為中心，多個應(yīng)用為目的，最終實(shí)現(xiàn)研發(fā)項(xiàng)目的統(tǒng)一管理。對于離散型煤機(jī)制造業(yè)而言，因企業(yè)或部門間業(yè)務(wù)模式的不同，其工作側(cè)重點(diǎn)和數(shù)據(jù)管理模式均存在差異，這種差異化是造成異構(gòu)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的主因。因此，基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺必須從數(shù)據(jù)模型的底層結(jié)構(gòu)采用相關(guān)技術(shù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，在研發(fā)項(xiàng)目過程中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，杜絕因設(shè)計(jì)及工藝性修改等問題帶來的材料變動而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息傳遞的滯后性和數(shù)據(jù)的不唯一性。

3.2 體系結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

面向產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新的PLM系統(tǒng)是一種具有知識管理和流程優(yōu)化功能的數(shù)字化集成管理工具，借助于Web Services相關(guān)技術(shù)及特定的建模語言及轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，可構(gòu)建具有多層模型結(jié)構(gòu)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺。基于PLM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，該模型共分為4層：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、管理規(guī)劃層、技術(shù)應(yīng)用層和用戶服務(wù)層。

1）、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層?；A(chǔ)數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)源主要由Web數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)性數(shù)據(jù)、零部件信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、CAD文檔等工程數(shù)據(jù)以及各種不同功能的數(shù)據(jù)庫信息組成。這些海量的數(shù)據(jù)源信息可采用UML作為建模語言，借助Rational Rose等圖形建模工具對其進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，再利用STEP標(biāo)準(zhǔn)中的Express描述語句進(jìn)行表達(dá)，最終以XML實(shí)現(xiàn)中間文件的格式轉(zhuǎn)換，滿足不同用戶的使用需求，同時也使具有虛擬結(jié)構(gòu)和團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)的組織企業(yè)方便異構(gòu)數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)共享和解析。

2）、管理規(guī)劃層。管理規(guī)劃層按照項(xiàng)目管理中時間管理、成本管理及質(zhì)量管理三大領(lǐng)域?qū)ρ邪l(fā)項(xiàng)目進(jìn)行整體規(guī)劃布局。時間管理能有效記錄項(xiàng)目生命周期內(nèi)所跟蹤數(shù)據(jù)和事務(wù)的活動狀態(tài)，可作為計(jì)劃調(diào)整的重要參考依據(jù)；成本管理實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目資源的有效評估，從根本上控制了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。質(zhì)量管理通過對研發(fā)項(xiàng)目過程的優(yōu)化和協(xié)調(diào)，結(jié)合產(chǎn)品配置信息實(shí)現(xiàn)EBOM和MBOM的一致性，避免了因變更問題帶來的信息傳遞滯后性問題，通過工程變更管理使系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息與圖紙信息保持高度一致性。

3）、技術(shù)應(yīng)用層。技術(shù)應(yīng)用層是研發(fā)項(xiàng)目的具體執(zhí)行層，通過前期任務(wù)的分解及規(guī)劃到借助CAD、CAM、CAE等設(shè)計(jì)工具和PDM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)，CAPP軟件可滿足工藝規(guī)劃的要求，編制出詳細(xì)的工藝路線信息，把零部件加工、裝配中需要使用的工序、車間班組、加工中心、定額等數(shù)據(jù)反映到工藝路線中[4]。研發(fā)和工藝部門的緊密聯(lián)系能夠快速生成虛擬樣機(jī)，并實(shí)現(xiàn)各階段的動態(tài)模擬，及早發(fā)現(xiàn)并解決問題。生產(chǎn)制造部門借助APS高級計(jì)劃系統(tǒng)編制更為優(yōu)化的生產(chǎn)計(jì)劃，而MES制造執(zhí)行系統(tǒng)可采集和記錄生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)時檢測，兩者的有效結(jié)合，使零部件的生產(chǎn)達(dá)到了快速成型的目的。利用PLM系統(tǒng)的集成技術(shù)使研發(fā)部門、工藝部門和生產(chǎn)制造部門按照不同的職責(zé)要求，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)產(chǎn)品的數(shù)字化制造。

4）、用戶服務(wù)層。實(shí)現(xiàn)了PLM系統(tǒng)與ERP、CRM、SCM的有效整合。通過ERP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部資源的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)了物流、信息流和資金流的有效管理，提供ERP數(shù)據(jù)與PLM數(shù)據(jù)的共享渠道，使設(shè)計(jì)、工藝過程更加清晰、便于控制，保證獲取信息的一致性；通過CRM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與客戶間的交流互動，利于信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析用戶實(shí)際需求，準(zhǔn)確把握客戶需求動向，細(xì)分用戶群體，有針對性的開拓用戶市場，形成概念化設(shè)計(jì)并指導(dǎo)詳細(xì)設(shè)計(jì)；通過SCM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)庫存信息的查詢，實(shí)時掌握庫存件利用動態(tài)，合理選用物料狀態(tài)，可有效降低采購成本，結(jié)合供應(yīng)商群體，可做到實(shí)時信息的共享及快速響應(yīng)客戶需求。

4、 基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的實(shí)現(xiàn)

基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺實(shí)際上可分為直接的有形可見的效益和間接的無形感知的效益兩種[5]。本文以PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理功能和業(yè)務(wù)流程管理功能為切入點(diǎn)，結(jié)合研發(fā)項(xiàng)目管理中的時間管理和進(jìn)度管理，對直接效益的整體情況進(jìn)行闡述。

PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理對象主要包括研發(fā)設(shè)計(jì)過程中的部件、CAD文檔、規(guī)范文檔、基線和升級請求等。本文將資料存儲管理劃分為產(chǎn)品庫及存儲庫兩大類。產(chǎn)品庫是研發(fā)項(xiàng)目產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲地，而存儲庫里的相關(guān)規(guī)范數(shù)據(jù)可供產(chǎn)品設(shè)計(jì)時選用，并通過模糊或高級搜索、Parslink分類檢索的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用PLM系統(tǒng)中的基于Windchill的ProjectLink可實(shí)現(xiàn)研發(fā)項(xiàng)目的過程管理，通過項(xiàng)目數(shù)據(jù)存儲和項(xiàng)目計(jì)劃的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)分發(fā)及反饋，設(shè)計(jì)活動與交付物實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)管理，其流程示意圖如圖2所示：

在項(xiàng)目跟蹤階段，領(lǐng)導(dǎo)或項(xiàng)目經(jīng)理能夠以可視化的方式查看工作進(jìn)展情況，可利用量化數(shù)據(jù)的方式來檢查關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并能在生成的時間表中直觀地看到項(xiàng)目整體完成情況，如圖3所示。通過明確項(xiàng)目成員的設(shè)計(jì)任務(wù)和工作指令，在PLM系統(tǒng)工作任務(wù)頁面給予成員任務(wù)的提醒，如圖4所示。

項(xiàng)目計(jì)劃的創(chuàng)建及任務(wù)分發(fā)、反饋問題，可由PLM系統(tǒng)的研發(fā)管理員創(chuàng)建設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)劃，成立研發(fā)項(xiàng)目小組，創(chuàng)建子項(xiàng)目計(jì)劃并分發(fā)任務(wù)給各項(xiàng)目成員，各項(xiàng)目的任務(wù)負(fù)責(zé)人根據(jù)子項(xiàng)目進(jìn)展情況，及時按要求完成交付物并更新任務(wù)完成率，如圖5所示。

設(shè)計(jì)項(xiàng)目完成后通過各級圖紙審核請求并根據(jù)不同部門的要求，提交相應(yīng)的打印基線（處于已發(fā)布狀態(tài)）將最終設(shè)計(jì)圖紙傳遞給不同的部門，如圖6所示

以上所述內(nèi)容僅為基于PLM系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的冰山一角，研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的構(gòu)建不僅要實(shí)現(xiàn)有形的可見的直接效益，而且要通過構(gòu)建真正實(shí)現(xiàn)諸如企業(yè)形象、客戶滿意度等間接效益。借助于PLM系統(tǒng)，企業(yè)產(chǎn)品架型標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化工作進(jìn)展順利，研發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期（以新產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例）從2014年的6.5天/套圖提高到2015年的5.2天/套圖，設(shè)計(jì)周期提高20%，產(chǎn)品模塊化率可達(dá)到60%，標(biāo)準(zhǔn)架型覆蓋率達(dá)到50%，大大減少了設(shè)計(jì)任務(wù)量，由于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件及通用件的大量使用，同時設(shè)計(jì)開發(fā)套用標(biāo)準(zhǔn)架型及成熟架型，減少支架壓架費(fèi)用，提高了產(chǎn)品套用煤安證的比例，從而降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)競爭優(yōu)勢。

5、 結(jié)語

在全球市場經(jīng)濟(jì)激烈競爭的時代背景下，信息化水平的提高是實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤最大化的有效途徑，是企業(yè)獲得長遠(yuǎn)發(fā)展的根本。基于PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的構(gòu)建，不僅提高了企業(yè)研發(fā)項(xiàng)目管理水平，而且也從根本上使研發(fā)項(xiàng)目管理平臺的成功實(shí)施提供了可靠性的借鑒。因此，以河南機(jī)械裝備投資集團(tuán)為重要契機(jī)，轉(zhuǎn)型為投資+制造的新型制造業(yè)，借助PLM系統(tǒng)的研發(fā)項(xiàng)目管理平臺，加強(qiáng)煤礦智能化開采裝備技術(shù)的研究和應(yīng)用，淘汰落后的開采方法和裝備，將現(xiàn)代自動化、信息化、智能化技術(shù)及先進(jìn)制造技術(shù)等信息化集成技術(shù)與煤炭開采技術(shù)深度融合，全面提升產(chǎn)品品質(zhì)，真正實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)品的智能化和國際化，走高端制造、綠色開采之路，才是企業(yè)長盛不衰的根本。

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