韓曉明

（石家莊天遠科技集團，河北 石家莊 050035）

1 前言

產(chǎn)品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)在計算機中給每一個虛擬的產(chǎn)品、部件、零件、毛坯、材料等對象賦予唯一的設計號。隨著設計、仿真、試驗等設計工作的不斷改進與完善，每一個設計號附帶的版本和版次號也隨之變化。在工廠進行產(chǎn)品樣機、小批生產(chǎn)、批量生產(chǎn)和改進升級等不同生產(chǎn)階段中，PLM 系統(tǒng)都會將特定版本和版次的設計號發(fā)布到ERP 系統(tǒng)進行生產(chǎn)。

在企業(yè)資源管理(ERP)系統(tǒng)中，每批產(chǎn)品的生產(chǎn)階段可能不同，接受到設計號的版本或版次也可能不同，加上不同供應商提供相同的產(chǎn)品或零部件之間也會有所差異，所以在生產(chǎn)過程中ERP 必須給每一個物理的產(chǎn)品、部件、零件、毛坯、材料等對象規(guī)定唯一的物料號。比如同一批1 萬個產(chǎn)品，每個零部件的設計號各自關聯(lián)了1 萬個零部件的物料號。如果由多個供應商參與生產(chǎn)，則每一個物料號分別帶有相應供應商的信息。

從開始設計到產(chǎn)品停止改進的設計生命周期中，PLM 系統(tǒng)的設計號有效地管理虛擬產(chǎn)品的各類數(shù)據(jù)。從開始試制樣機到完全停止該型號產(chǎn)品生產(chǎn)的生產(chǎn)生命周期中，ERP 系統(tǒng)的物料號有效地管理物理產(chǎn)品的各類數(shù)據(jù)。PLM 設計號與ERP 物料號的集成，打通虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)和物理產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的雙向追溯，解決了設計生命周期和生產(chǎn)生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理問題，大幅度提高產(chǎn)品設計與制造質(zhì)量。

然而，一旦產(chǎn)品銷售出廠后便出現(xiàn)很多不盡人意的事情。例如，制造商無從了解用戶如何使用產(chǎn)品、產(chǎn)品在不同環(huán)境下的真實性能和故障、操作人員有什么習慣和新的需求等。使用商的新員工不能迅速掌握產(chǎn)品的操作特點，能耗高，效率低，同類故障頻發(fā)，生產(chǎn)力低于行業(yè)的平均水平。維修部門不了解設備實際健康狀態(tài)，不是過度保養(yǎng)，就是保養(yǎng)不足。在產(chǎn)品臨近壽命終點前，沒有準確的數(shù)據(jù)說明它的剩余價值，無法采取合理的維修或報廢措施，造成工程上的重大隱患或事故。維修商無法根據(jù)產(chǎn)品實際消耗進行合理保養(yǎng)、儲備合理的備件、維修不同批次稍有差異的產(chǎn)品時，服務人員跑了上百公里發(fā)現(xiàn)帶來的備件不合適。銷售商不了解用戶使用產(chǎn)品的具體情況，很難發(fā)現(xiàn)新的商機。融資商無法監(jiān)控移動資產(chǎn)的金融風險，不可能開展工程機械融資業(yè)務。由此可見，只有把用戶使用產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進行有效管理，為使用商、維修商、銷售商、制造商和融資商等五類用戶創(chuàng)造新的價值，才算是真正做到產(chǎn)品全生命周期管理。

2 機號管理

圖 1 產(chǎn)品使用生命周期管理模型

產(chǎn)品出廠后，用戶給它賦予一對一的標識號。不管這個產(chǎn)品轉(zhuǎn)戰(zhàn)經(jīng)過多少用戶的手，這個標識號在使用生命周期中都不會變。產(chǎn)品唯一的標識號稱之為“機號”。以機號為核心，統(tǒng)一管理相關的制造商、銷售商、使用商、維修商、融資商在使用生命周期中數(shù)據(jù)的系統(tǒng)稱之為機號管理。機號管理的產(chǎn)品使用生命周期數(shù)據(jù)模型見圖1。

挖掘機作為工程機械的典型代表，機號管理的核心層包括機號、人號和項目號三大類數(shù)據(jù)。管理層關聯(lián)核心層對應的全部銷售與運維、人員、工程等數(shù)據(jù)類型。執(zhí)行層以工單為主要形式對產(chǎn)品使用生命周期全部數(shù)據(jù)實施管理。機號管理的最終目標是降低成本層中各項經(jīng)濟指標，提高利潤層的各項經(jīng)濟指標。傳統(tǒng)設備管理以成本為核心，機號管理變成利潤為核心，為使用生命周期服務商實現(xiàn)良性循環(huán)提供持續(xù)的動力。

機號管理要記錄挖掘機每天工作地點、工作時長和工作負荷、挖掘機工作時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、扭矩，挖掘與旋轉(zhuǎn)速度、實時工作油耗、水箱溫度、報警等工況的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。還要記錄挖掘機每一次保養(yǎng)，故障發(fā)生的時間、地點和具體現(xiàn)象，詳細記錄每一次維修時間、人員、地點和零部件替換的過程，登記各式各樣改裝的時間、地點、改裝人員、改裝內(nèi)容和檢驗結(jié)果等健康狀態(tài)數(shù)據(jù)。由此可見，機號管理相當于為每一臺挖掘機建立一份詳細的健康檔案，記錄下該臺設備從出廠后到最終報廢的整個使用生命周期都干了些什么活，性能如何，出了哪些故障，如何進行保養(yǎng)和維修，每一個維修保養(yǎng)零部件和整機的剩余價值等信息。最后，利用大數(shù)據(jù)技術，從成千上萬的挖掘機檔案中可以挖掘出在不同地點、不同負荷、不同季節(jié)、不同操作習慣下各類型號挖掘機的運行與健康狀態(tài)特點；挖掘出不同年代、不同地域、不同季節(jié)、不同工程項目的開工規(guī)律；還可以挖掘出不同操作手、不同挖掘任務的操作習慣和節(jié)能減排的技巧，等等。

每一臺挖掘機在使用生命周期會涉及不同客戶和人員。機號管理把有關的客戶、工程項目、機手、銷售、維修等各類員工信息記錄在案。在轉(zhuǎn)手的時候，挖掘機作為二手機的殘值，歷史上曾經(jīng)轉(zhuǎn)讓的記錄，以及每次故障的詳情、替換的備件等一一記錄在案。如果該挖掘機作為租賃方式供客戶使用，則詳細記錄每一次租賃的時間、地點、工程項目等使用情況。如果該挖掘機采用非全額付款的銷售模式，機號管理還需要跟蹤債權(quán)設備的融資情況，并根據(jù)挖掘機實時運行的工況數(shù)據(jù)，管控租賃挖掘機的工作負荷，保障設備的安全。在管理層記錄了每個產(chǎn)品在使用生命周期的時間序列數(shù)據(jù)及其相互聯(lián)系，參見圖2。

圖 2 產(chǎn)品使用生命周期時序數(shù)據(jù)

3 “六”號管理體系

單純的機號管理不能創(chuàng)造明顯的價值，必須將產(chǎn)品使用生命周期的數(shù)據(jù)管理和各項業(yè)務活動有機結(jié)合起來，為各種用戶提供增值服務，才能把大數(shù)據(jù)技術轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益。天遠科技集團在2003 年初開發(fā)以機號管理為核心的人號管理、件號管理、工程號管理、故障號管理、債權(quán)號管理等“六”號管理系統(tǒng)。經(jīng)歷十多年的不斷建設，構(gòu)造起工程機械大數(shù)據(jù)服務平臺，給五類合作伙伴帶去信息化的豐碩成果，參見圖3。

圖 3 工程機械大數(shù)據(jù)服務平臺

3.1 人號管理

在產(chǎn)品使用生命周期，針對每一臺挖掘機關聯(lián)的各方面人員都設置唯一的ID 號，詳細記錄該人員相關的每一項業(yè)務?，F(xiàn)場生產(chǎn)操作和維修服務人員通過智能頭盔采集、識別、傳輸各項業(yè)務活動數(shù)據(jù)。人號管理能夠隨時開展某項業(yè)務指標或綜合業(yè)務指標的精準評價。基于人號相關信息，維修商可以評價服務人員的業(yè)績，銷售商可以評價銷售人員的業(yè)績，使用商可以評價操作手的油耗和工程量等生產(chǎn)業(yè)績，等等。再從單個人員的評價推廣到對部門、品牌、工程項目的綜合評價。人號管理基于精準評價可以做到明碼標價、公開透明，實現(xiàn)差別對待、合理獎懲。圖4 給出一線服務人員的12 項考核指標及獎勵范圍，員工根據(jù)實時完成比例（顏色代表完成的等級）可以自行計算出全部收入。系統(tǒng)極大地調(diào)動每個員工的積極性。

圖 4 服務一線人員收入實時計算

3.2 件號管理

機號管理收集和管理每一臺挖掘機的維修保養(yǎng)結(jié)構(gòu)。每個需要維修保養(yǎng)的零部件都賦予唯一的標識，稱之為件號。件號包括類型、型號、規(guī)格、供應商、出廠日期，倉儲位置、運輸工程和維修歷史等信息。針對全部消耗件、易損件、備用件等零部件分別建立相應的進銷存管理系統(tǒng)，詳細記錄每一個零部件從設計、生產(chǎn)、各級倉庫庫存，直到安裝到具體機號的全生命周期信息，參見圖5。制造商根據(jù)件號管理追溯每個零部件的質(zhì)量，精準指向需召回零件的ID。維修商利用件號管理，結(jié)合機號管理及時發(fā)現(xiàn)維修商機，合理制訂零部件預定和備貨計劃，在零件周轉(zhuǎn)上精準地實現(xiàn)先進先出的管理。

3.3 工程號管理

針對設備施工的工程項目設置唯一ID 標識的工程號，搭建能夠記錄和追溯工程名稱、總投資、資金來源、投資方、項目負責人、承包方負責人、工程類別、工程所在地、開工日期、總工期、剩余工期、設備需求量、已進場設備數(shù)量、缺口設備類型、缺口設備數(shù)量、屬具等信息的工程號管理系統(tǒng)。利用工程機械的GPS 信息和工作負荷數(shù)據(jù)，系統(tǒng)實時顯示項目擁有的工程機械數(shù)量，識別工程項目的進展狀態(tài)。圖6 是河北省全部挖掘機的地理位置及施工量分布圖。項目投資方從工程號管理系統(tǒng)中可以隨時了解指定工程項目的大致進度。銷售商利用實時工況信息來甄別市場商機，擬定合適的商務政策。維修商結(jié)合實時工況數(shù)據(jù)，協(xié)助做好施工設備的日常維護保養(yǎng)及故障修理。使用商不僅可以看到設備在此工程施工的收益，同時可以及時進行合理的調(diào)配。制造商則可以獲知不同型號的設備在不同工程項目中的能力表現(xiàn)，融資商可以隨時查看債權(quán)設備的分布與工作狀態(tài)，評估金融風險。

圖 5 件號管理

3.4 故障號管理

針對每臺設備每一次故障，詳細記錄機號、故障發(fā)生時間、故障現(xiàn)象、故障代碼、故障部位、故障診斷記錄、故障修理記錄等信息，構(gòu)建故障號管理系統(tǒng)。圖7 展示不同部位故障發(fā)生次數(shù)與工作時間的統(tǒng)計、圖8 在地圖上展示故障處理記錄、圖9 展示不同規(guī)格不同部位首次故障發(fā)生的平均時間。結(jié)合機號管理可以收集故障發(fā)生前、故障排除后設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和健康數(shù)據(jù)，找尋故障發(fā)生的規(guī)律，開展故障預測分析，合理安排維修保養(yǎng)服務。使用商從故障號管理找出機手異常操作的問題，易發(fā)故障的工程項目，主動配合維修商的服務，提高設備出勤率。維修商不斷提升預防式服務水平、協(xié)助制造商對產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)進行精準的改善。制造商可以發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的規(guī)律，有利于不斷改進產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

圖 6 挖掘機在河北省的施工工程分布

3.5 債權(quán)號管理

針對非全款購機合同設置對應的債權(quán)號，搭建機號、合同號、應收期數(shù)、時間、應收金額、實收期數(shù)、實收時間、實收金額等債權(quán)號管理系統(tǒng)，詳細記錄設備每一次交易的債權(quán)信息。使用歷史信用度及當前信用度構(gòu)建客戶信用度評估模型，詳見圖10。系統(tǒng)利用機號管理提供的設備運行狀態(tài)、移動位置等數(shù)據(jù)，結(jié)合客戶信用度可以發(fā)現(xiàn)什么類型工程的用戶極易發(fā)生逾期。圖11 展示每輛債權(quán)設備每次移動的距離。對于有還款意愿但缺乏資金的客戶，系統(tǒng)主動匹配相應的工程信息，幫助他們承接工程項目。對于信用度低的客戶，系統(tǒng)會進行主動提醒、警告、鎖機等處理。

圖 7 一級部位故障次數(shù)與服務工單

4 信息服務的效益

信息服務商利用互聯(lián)網(wǎng)技術采集、傳輸、存儲、分析產(chǎn)品使用生命周期的各類數(shù)據(jù)。針對使用商、銷售商、維修商、制造商、融資商等用戶的不同需求，將收集到的機號數(shù)據(jù)，加工成人號、件號、工程號、故障號和債權(quán)號等五號管理數(shù)據(jù)產(chǎn)品，為使用生命周期的各類用戶提供增值服務。

使用商利用工程號管理實時掌握工程進度，及時將合適的設備調(diào)配到合適的作業(yè)面，充分發(fā)揮每一臺設備的效能。必要時使用商可以從信息服務商得到更多的工程項目信息，擴大工程項目的商機。使用商利用人號管理掌握每一個設備操作員的實際操作習慣，例如知道哪個挖掘機駕駛員比較省油，哪個駕駛員容易發(fā)生過載操作等。人號管理規(guī)范各類操作習慣的評價方法和衡量指標，獎勵先進，教育后進，提高全員工作效率，從而降低生產(chǎn)成本，提高安全生產(chǎn)能力，防止違規(guī)事件發(fā)生。使用商利用故障號管理，提高設備無故障工作時間，降低維修成本，避免突發(fā)事件造成的停工損失。物流行業(yè)接受信息服務商提供的六號管理服務，生產(chǎn)成本降低5% 以上，業(yè)務增加10% 以上，故障和重大事故降低80% 以上。

銷售商利用工程號管理實時掌握管轄區(qū)域工程項目的分布及其工程進度狀態(tài)，分析和預測各個工程項目對設備的需求或閑置信息，挖掘不同類型的商機，制訂相應的銷售策略。例如長期跟蹤和短期交易的合同，在工程號管理系統(tǒng)的輔助下，降低長期跟蹤項目的成本。通過人號管理分別給予不同比例的銷售提成，從而提高整體銷售團隊的競爭能力。同時，利用債權(quán)號管理信息擬定老客戶再次采購的商務條件，獎勵誠信客戶，有效降低銷售商的債務風險。挖掘機銷售商利用六號管理的數(shù)據(jù)服務，銷售成本降低50%，市場占有率提高10%，在同行業(yè)中實現(xiàn)零債務風險的奇跡。

圖 8 服務工單查詢

維修商利用機號管理系統(tǒng)實時了解每一臺設備的運行與健康狀態(tài)，按照實際運行的負荷與設計標準，提出合理的保養(yǎng)計劃，避免設備突發(fā)故障時維修保養(yǎng)業(yè)務的流失。維修商從機號管理中發(fā)現(xiàn)設備操作異常，一方面提醒使用商改變錯誤的操作方式，減少對設備的損害，同時也給銷售商提供有關索賠事件的旁證材料。在故障號管理中，維修商能夠找到設備的維修歷史，結(jié)合多年積累的維修案例，快速診斷故障原因，適當合并維修與保養(yǎng)服務項目。再從故障號管理中選派使用商評價好的服務人員，參照最佳的維修案例提供服務。在人號管理中詳細記錄每次維修的路程、時間、次數(shù)和評價，給一線服務人員進行服務水平排隊，提供透明的獎勵，不斷提升服務能力，降低服務成本。通過故障號和工程號管理，維修商每季度可以更準確地預測未來各類備件和消耗件的需求量，避免資金的長期積壓。以挖掘機維修商為例，利用上述六號管理的服務，維修業(yè)務增加10%，成本降低10%，客戶的忠誠度提高80%。

圖 9 首次停機故障發(fā)生工作小時數(shù)（平均）

融資商利用債權(quán)號管理信息，分析首次逾期發(fā)生在第幾期、是否月月有回款、逾期發(fā)生次數(shù)與頻率、逾期鎖車后多長時間回款及回款比例、逾期鎖車頻率、是否發(fā)生過以設備故障為由拒絕還款等信息。利用工程號管理收集該工程機械所施工的工程信息，準確評估貸款客戶的還款意愿和還款能力，及時制定幫助、鎖車或回收等有效控制金融風險措施，保障資金的絕對安全，推動融資業(yè)務在移動資產(chǎn)領域順利開展。同時，融資服務促進銷售業(yè)績增加50%以上。

制造商獲取單純的設備運行工況數(shù)據(jù)，只能做有限的改錯分析，很難做出精準的改進與優(yōu)化決策。信息服務商在提供設備運行工況數(shù)據(jù)時，附加設備的運行地理位置、負荷、時長、操作員的習慣、故障發(fā)生時間、故障排除方法、故障前后的工況數(shù)據(jù)等等。制造商根據(jù)設備在不同地域、不同季節(jié)、不同工作對象、不同負荷、不同操作習慣、不同故障排除方法等因素下的實際運行工況數(shù)據(jù)，對比實驗室不同測試環(huán)境下的工況數(shù)據(jù)，找出真正可以改進產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新產(chǎn)品功能的解決方案，從而在同行業(yè)中開發(fā)出無與倫比的優(yōu)秀產(chǎn)品。物流車和挖掘機的制造商為了獲取帶有運行狀態(tài)和健康狀態(tài)的設備工況數(shù)據(jù)，寧愿付出高昂的代價。

圖10 客戶信用度評估模型

信息服務商用機號管理推動制造商加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏、使用商持續(xù)實現(xiàn)節(jié)能減排的目標、銷售商用租賃服務實現(xiàn)制造服務業(yè)的華麗轉(zhuǎn)身、維修商加快預測維修的步伐、融資商進一步擴大移動資產(chǎn)的金融服務，在新一輪工業(yè)革命中扮演越來越重要的角色。

圖 11 債權(quán)設備位移監(jiān)測