張一心　司步超

結(jié)合作者主導(dǎo)的非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備廠商的SOLIDWOBKS PDM系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)施，以及作者在企業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)，分析了非標(biāo)自動(dòng)化制造廠商在企業(yè)信息化管理方面存在的問(wèn)題及實(shí)施PDM項(xiàng)目的重要性，并討論了在此行業(yè)PDM實(shí)施的一般目標(biāo)。

非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備是根據(jù)用戶要求定制，非市場(chǎng)流通的自動(dòng)化系統(tǒng)集成設(shè)備，由若干行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格制造的單元設(shè)備組裝，根據(jù)實(shí)際的客戶需求進(jìn)行開放、設(shè)計(jì)和制造的設(shè)備。由于非標(biāo)設(shè)備用途廣泛，產(chǎn)品特點(diǎn)是典型的“多品種，小批量”，主要應(yīng)用的行業(yè)有以下幾類。

（1）汽車制造行業(yè)的零部件制造廠商對(duì)汽車零部件的批量生產(chǎn)及其生產(chǎn)線裝配需求。

（2）電子電氣廠商在生產(chǎn)線上的物料輸送需求。

（3）物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備廠商對(duì)包裹的輸送、搬運(yùn)需求。

（4）食品生產(chǎn)行業(yè)中的生產(chǎn)運(yùn)輸和包裝需求。

目前，我國(guó)中小型非標(biāo)制造設(shè)備廠商發(fā)展迅猛，大部分廠商的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)備行業(yè)來(lái)說(shuō)較為優(yōu)秀，大部分廠商已經(jīng)應(yīng)用了三維設(shè)計(jì)工具來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和仿真，但企業(yè)內(nèi)部的信息化水平尚停留在比較原始的階段，基本上還在采用二維圖紙的管理手段來(lái)管理研發(fā)數(shù)據(jù)，本文結(jié)合PDM的主要功能，分析特定行業(yè)的企業(yè)在信息管理方面存在的問(wèn)題以及建立PDM系統(tǒng)的重要性，并討論在此行業(yè)實(shí)施PDM的一般目標(biāo)和步驟。

SOLIDWORKS PDM是SOLIDWORKS的企業(yè)級(jí)PDM解決方案。作為一種軟件環(huán)境，SOLIDWORKS PDM以產(chǎn)品為中心，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，把企業(yè)產(chǎn)品形成過(guò)程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過(guò)程集成起來(lái)統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致和安全，為工程技術(shù)人員提供一個(gè)協(xié)同工作的環(huán)境。在典型的多產(chǎn)品小批量的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)模式中，從表面上看，該行業(yè)的PDM需求主要源于對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量圖紙和表格數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，但實(shí)際上的PDM需求主要源于公司內(nèi)部業(yè)務(wù)上的需要，譬如提高生產(chǎn)率和對(duì)市場(chǎng)需求響應(yīng)能力的需要。企業(yè)需要進(jìn)一步發(fā)展，那么依靠PDM系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的使用情況、使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的傳遞更加準(zhǔn)確、使產(chǎn)品開發(fā)流程更加完善、降低成本、提高生產(chǎn)率，進(jìn)而使提高市場(chǎng)占有率和增加企業(yè)收益成為可能。

一、中小型非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備廠商在信息管理方面的困境

1.產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息在企業(yè)內(nèi)部難共享

大部分非標(biāo)自動(dòng)化廠商在設(shè)計(jì)中使用了三維軟件，因此也產(chǎn)生了大量的三維模型數(shù)據(jù)，而這類包含了產(chǎn)品信息的三維數(shù)據(jù)僅僅在設(shè)計(jì)部門使用，設(shè)計(jì)部門傳遞信息的方式一般為紙質(zhì)圖紙和明細(xì)表（自制件、外購(gòu)件明細(xì)），工藝部門按照紙質(zhì)圖紙和明細(xì)表來(lái)制作工藝文件，同技術(shù)部門一樣，工藝部門和車間產(chǎn)生的電子工藝文檔也僅僅存在于工藝部門和車間。這些關(guān)鍵的電子數(shù)據(jù)以不同的文件格式保存在不同部門的計(jì)算機(jī)中，所以無(wú)法在各個(gè)部門之間有效地實(shí)現(xiàn)信息共享；在設(shè)計(jì)和工藝等部門內(nèi)部，數(shù)據(jù)也分別存儲(chǔ)在不同人員的計(jì)算機(jī)中，部門內(nèi)部對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享程度也很低。

2.產(chǎn)品數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部傳遞速度慢

設(shè)計(jì)部門和工藝部門的信息傳遞方法為紙質(zhì)圖紙和明細(xì)表；工藝部門與車間的工藝文件、派工單等數(shù)據(jù)也是依靠紙質(zhì)文檔；車間發(fā)布的變更等信息，也是依靠紙質(zhì)文件對(duì)相關(guān)部門進(jìn)行反饋；企業(yè)管理層了解項(xiàng)目信息也主要是依靠紙質(zhì)的報(bào)表。紙質(zhì)數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)比較慢，所以各個(gè)部門對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行“等、蹲、討”的現(xiàn)象非常明顯，通過(guò)輔助手段比如電話，QQ群、微信群反饋的數(shù)據(jù)也不夠完整，導(dǎo)致了目前產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)部門無(wú)法及時(shí)了解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)度情況；產(chǎn)品在制造的過(guò)程中，研發(fā)部門無(wú)法及時(shí)收集產(chǎn)品的變更需求信息；管理層也不能隨時(shí)跟蹤整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的詳細(xì)信息。

3.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理觀念落后

在非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)，設(shè)計(jì)過(guò)程中使用三維模型進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、方案評(píng)審及仿真分析等高端的設(shè)計(jì)手段，但是在對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的認(rèn)識(shí)上還相當(dāng)落后，通常采用檔案管理人員來(lái)管理這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)。以往采用紙質(zhì)文檔（藍(lán)圖）放入文件庫(kù)歸檔，采用三維設(shè)計(jì)后，企業(yè)僅僅是通過(guò)增加服務(wù)器硬盤，將電子數(shù)據(jù)按年或者季度進(jìn)行備份，這樣的數(shù)據(jù)冗余程度相當(dāng)高，在多個(gè)部門中控制和同步這些數(shù)據(jù)是非常困難的。

同樣的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在企業(yè)的不同部門定義和修改，因此不能形成一致的正確版本，是主要的困難之一。如設(shè)計(jì)部門審批通過(guò)的圖紙下發(fā)到工藝部門組織編寫工藝文件，在此過(guò)程中設(shè)計(jì)部門接到客戶需求變更的通知需要修改圖紙，那么工藝人員很容易混淆設(shè)計(jì)部門提交的圖紙版本，車間和工藝部門之間的數(shù)據(jù)鏈接也存在上述的問(wèn)題。不良設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的組織和管理模式會(huì)使企業(yè)多個(gè)部門花費(fèi)時(shí)間來(lái)查找所需圖紙的版本或已有圖紙的最新版本，設(shè)計(jì)人員往往將大量時(shí)間花費(fèi)在查找圖紙版本和核對(duì)正在使用的正確版本上，進(jìn)而可能耽誤設(shè)計(jì)進(jìn)度，或者設(shè)計(jì)人員在查找圖紙困難的情況下，設(shè)計(jì)出與檔案室?guī)齑娈a(chǎn)品圖紙中功能相似的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步花費(fèi)大量的時(shí)間。所以預(yù)留給設(shè)計(jì)部門的時(shí)間往往會(huì)不足，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員趕進(jìn)度的情況經(jīng)常出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員在趕進(jìn)度的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)將錯(cuò)誤的信息傳遞給同部門或者其他部門負(fù)責(zé)上下游銜接的工程師，有些情況下會(huì)導(dǎo)致車間生產(chǎn)的零件不符合最新版本的圖紙，車間的加工進(jìn)度也受到影響，車間受到企業(yè)考核的壓力盡量希望設(shè)計(jì)部門對(duì)有加工差錯(cuò)的零件產(chǎn)品進(jìn)行妥協(xié)，更改與之相鄰的零件尺寸以期能正常裝配，進(jìn)一步擠占原本所剩無(wú)幾的研發(fā)時(shí)間，形成惡性循環(huán)。

4.產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中研發(fā)效率低下

非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)就是“多品種，小批量”，研發(fā)周期比較緊張，但是大部分企業(yè)還是沿用串行工程設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)的早期不能全面考慮制造、裝配和調(diào)試等多種工況情況，使制造出來(lái)的樣機(jī)，甚至成品不可避免地存在各種缺陷。這樣產(chǎn)生的變更非常多，經(jīng)常進(jìn)行從概念設(shè)計(jì)（方案更改）到設(shè)計(jì)修改的循環(huán)，而這樣的循環(huán)可能多次重復(fù)，造成產(chǎn)品的交付延期，成本居高不下。

二、SO LIDWORKS PDM的主要功能

SOLIDWORKS PDM作為SOLIDWORKS公司的PDM解決方案，功能較全，下文中主要討論非標(biāo)自動(dòng)化行業(yè)適用的一些功能。

1.電子倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)同步功能

傳統(tǒng)的文件檔案室和簡(jiǎn)單的服務(wù)器硬盤存儲(chǔ)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，這些文檔管理方式已經(jīng)嚴(yán)重落后于快速設(shè)計(jì)和研發(fā)非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品的實(shí)際需要，在實(shí)際的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)計(jì)部門、工藝部門、項(xiàng)目部門、財(cái)務(wù)部門和制造部門需要將所有數(shù)據(jù)集中按規(guī)定存放在電子倉(cāng)庫(kù)中，再將數(shù)據(jù)的副本以“只讀”的模式，同步到需要訪問(wèn)的工程師計(jì)算機(jī)上，保證電子倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)具有唯一性。圖紙和其他文檔只能被有相關(guān)權(quán)限的賬戶進(jìn)行讀取或修改，當(dāng)需要被修改時(shí)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的編輯權(quán)限才由PDM服務(wù)器釋放至客戶端，同時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)被修改的歷史版本和版本評(píng)論也會(huì)被存儲(chǔ)在電子倉(cāng)庫(kù)中，以備查詢。

SOLIDWORKS的最大特點(diǎn)就是易學(xué)易用，其PDM產(chǎn)品也秉承了這一優(yōu)點(diǎn)，SOLIDWORKS PDM將電子倉(cāng)庫(kù)與Windows資源管理器結(jié)合起來(lái)，如圖1所示。

如圖1所示，SOLIDWORKS PDM使用Windows資源管理器作為用戶界面，類似于在本地硬盤中建立一個(gè)強(qiáng)制同步的文件夾，該文件夾中的子文件夾結(jié)構(gòu)由具備相關(guān)權(quán)限的管理人員添加，所有人訪問(wèn)的文件夾結(jié)構(gòu)都保持一致（需要相關(guān)的訪問(wèn)權(quán)限）。

2.自動(dòng)讀取產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)功能

在由三維模型描述的產(chǎn)品信息中，零件按裝配關(guān)系組成裝配體；零件與零件的工程圖；裝配體與裝配體工程圖，這些信息都是相互關(guān)聯(lián)的。在SOLIDWORKS PDM中，可以直接讀取裝配體結(jié)構(gòu)。PDM讀取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)后，以鏈接的形式表達(dá)裝配體和零件之間的關(guān)系，選中裝配體文件，可查看該裝配體的“包含”信息，即該裝配體下屬的零件和子裝配體；選中零件或裝配體后，可查看它們的“使用處”信息，獲知該零件或裝配體被引用或借用的信息。選擇裝配體后還能自動(dòng)計(jì)算出物料清單（材料明細(xì)表），如圖2所示。

3.設(shè)計(jì)過(guò)程記錄和產(chǎn)品流程管理功能

從非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)開始，到方案審核、圖紙會(huì)簽及設(shè)計(jì)變更等，為保證設(shè)計(jì)過(guò)程按照設(shè)計(jì)流程，確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程符合相關(guān)的規(guī)范，PDM系統(tǒng)中的產(chǎn)品圖紙和相關(guān)報(bào)表，需要強(qiáng)制性執(zhí)行設(shè)計(jì)校核和簽審的設(shè)計(jì)流程。SOLIDWORKS PDM中實(shí)現(xiàn)的流程樣例如圖3所示。

在上述的流程中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)必須通過(guò)研發(fā)部門主管的各項(xiàng)審批才能發(fā)布，審批通過(guò)后，變更（ECN）也需要根據(jù)相關(guān)的流程來(lái)執(zhí)行。而且審批的過(guò)程（歷史記錄）也必須和產(chǎn)品數(shù)據(jù)綁定，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的信息全紀(jì)錄，如圖4所示。

4.數(shù)據(jù)分類和檢索功能

完整的產(chǎn)品信息可能包含多類型的文件，比如二維和三維模型、圖紙和明細(xì)表、工藝文件及說(shuō)明書等，SOLIDWORKS PDM可以識(shí)別不同類型的文件，并將不同的文件類型納入不同的設(shè)計(jì)流程。如三維模型和圖紙納入復(fù)雜的設(shè)計(jì)簽審流程，而工藝圖紙進(jìn)入專門的工藝審查流程；對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中涉及到的標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件也需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，在電子倉(cāng)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排序。為提高設(shè)計(jì)重用，SOLIDWORKS PDM提供了方便快捷的數(shù)據(jù)檢索功能，可以方便設(shè)計(jì)人員根據(jù)圖號(hào)、物料號(hào)、名稱、代號(hào)和項(xiàng)目名稱等條件進(jìn)行模糊搜索。在搜索到需要的零部件后，設(shè)計(jì)人員可以方便地將其拖到新的項(xiàng)目中去，無(wú)需將借用的零件復(fù)制到本地的項(xiàng)目文件夾即可借用或參考。

5.版本控制功能

對(duì)于非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品而言，研發(fā)過(guò)程中可能包含非常多的設(shè)計(jì)修改，零件和部件可能會(huì)產(chǎn)生非常多的版本，其總裝配體也會(huì)誕生比較多的版本，這其中的版本鏈接可能非常復(fù)雜，比如C版本的總裝可能需要借用A版本的零件，而D版本的總裝需要借用F版本的零件，如5圖所示，“6/7”代表PDM中保存了該部件的7個(gè)版本，現(xiàn)在激活的是第6個(gè)版本，工程人員可以輕松識(shí)別不同的部件版本下，借用或引用的零件版本。SOLIDWORKS PDM可以直接讀取、處理不同版本之間的零件和部件的差異。

6.提高效率的自動(dòng)化工具（宏任務(wù)）和二次開發(fā)功能

在SOLIDWORKS PDM中可以定義一系列的自動(dòng)化工具來(lái)完成繁瑣的軟件操作任務(wù)，這類型的任務(wù)可以定時(shí)（比如設(shè)計(jì)人員下班后）、定點(diǎn)（固定計(jì)算機(jī)上執(zhí)行）來(lái)完成，也可以根據(jù)工作流程觸發(fā)，如圖6所示。比如設(shè)定經(jīng)過(guò)審核過(guò)后的圖紙批量加入審核的水印，也可以設(shè)定下班之后計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行高質(zhì)量的圖紙打印工作，如圖7所示。用戶也可以根據(jù)需要進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)靈活的擴(kuò)展功能。

三、實(shí)施SO LIDWORKS PDM的主要目標(biāo)

凡事預(yù)則立，不立則廢，實(shí)施PDM這類型項(xiàng)目，必須要預(yù)先定義實(shí)施的整體目標(biāo)與收益，然后分階段來(lái)完成，對(duì)于中小型的非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備廠商而言，在實(shí)施PDM時(shí)應(yīng)達(dá)到如下目標(biāo)。

1.整理歷史產(chǎn)品信息，規(guī)劃出常用的零件庫(kù)

實(shí)施PDM是企業(yè)梳理歷史產(chǎn)品信息的良機(jī)，借此機(jī)會(huì)將公用的專用件庫(kù)、設(shè)備庫(kù)、外購(gòu)件庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，歸檔入PDM的電子倉(cāng)庫(kù)后由專人維護(hù)，刪除多余的零部件，在標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)庫(kù)中盡可能地避免一碼多物，多碼一物的情況。并且對(duì)存檔的標(biāo)準(zhǔn)零件模型、部件模型進(jìn)行完整的物料描述，補(bǔ)充相對(duì)應(yīng)的屬性信息，便于后期的設(shè)計(jì)重用。歷史數(shù)據(jù)的整理是PDM實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)，也是企業(yè)實(shí)施PDM耗費(fèi)人力、物力最多的環(huán)節(jié)，歷史數(shù)據(jù)整理分成兩個(gè)步驟，第一個(gè)步驟是數(shù)據(jù)的匯總控制。實(shí)施團(tuán)隊(duì)需要將各部門的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，篩選出無(wú)效的、過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)，重復(fù)的零件模型、三維組件和圖紙也需要剔除，確保系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是完備和精確的。第二個(gè)步驟是數(shù)據(jù)的分類，若要更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的重用，除了定義完備的查詢卡片外，最好的辦法是在數(shù)據(jù)整理的過(guò)程中引入數(shù)據(jù)的分類，建立企業(yè)設(shè)計(jì)庫(kù)，如常用外購(gòu)件庫(kù)、常用自制件庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備型號(hào)庫(kù)等，這些庫(kù)下面還可以細(xì)分子庫(kù)，如外購(gòu)件庫(kù)下面再分常用氣動(dòng)元器件庫(kù)、減速電機(jī)庫(kù)等。

2.保證電子倉(cāng)庫(kù)中項(xiàng)目產(chǎn)品信息的完整性

在PDM中應(yīng)該包含其產(chǎn)品的全部設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔，僅僅包含設(shè)計(jì)和工藝圖紙是完全不夠的，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的報(bào)表，設(shè)計(jì)簽審的會(huì)議記錄，用戶使用說(shuō)明及維修服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的存檔和管理。

3.保證項(xiàng)目文檔規(guī)范化

實(shí)施PDM最重要的一點(diǎn)就是打破部門壁壘，消除信息孤島，要消除不同部門之間對(duì)產(chǎn)品信息的定義和使用方面的差異，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部對(duì)產(chǎn)品信息的描述具有唯一性和一致性。項(xiàng)目文檔規(guī)范化后可以完整、科學(xué)性地描述項(xiàng)目進(jìn)度，如圖8所示，方便各個(gè)部門實(shí)現(xiàn)工作上的交接，徹底避免相關(guān)部門對(duì)于數(shù)據(jù)的“等、蹲、討”的現(xiàn)象。

4.制定符合PDM管理規(guī)范的企業(yè)管理制度

PDM是非標(biāo)自動(dòng)化廠商的研發(fā)、項(xiàng)目和制造等部門的核心系統(tǒng)，因此要求在PDM實(shí)施之初就要定義好相關(guān)部門、人員的權(quán)限問(wèn)題，并且制定出相對(duì)應(yīng)的企業(yè)管理制度，要求操作人員在使用PDM時(shí)均按照指定的程序和規(guī)范來(lái)完成工作。

四、結(jié)語(yǔ)

PDM實(shí)施是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，非標(biāo)自動(dòng)化的設(shè)備廠商在不斷的發(fā)展過(guò)程中，隨著行業(yè)的變化，外部競(jìng)爭(zhēng)加劇，那么企業(yè)的考核和激勵(lì)等管理手段、管理流程也是動(dòng)態(tài)變化的，企業(yè)內(nèi)部的PDM項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)該主動(dòng)去適應(yīng)企業(yè)對(duì)管理的需求，時(shí)時(shí)修正PDM系統(tǒng)，進(jìn)一步改進(jìn)企業(yè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高數(shù)據(jù)的重用，并更好地支持新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短產(chǎn)品交貨期、降低產(chǎn)品成本并提高設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)的效率，才能更好地給企業(yè)帶來(lái)管理上的收益。