福建龙溪轴承股份有限公司(以下简称为“龙轴公司”)是一家上市公司;是设计和制造关节轴承的专业厂家,销量、质量和效益指标皆居全国同行业前列。公司拥有国家唯一的关节轴承研究所和关节轴承实验中心,建有一个博士后工作站,致力于关节轴承的基础理论和应用研究,具有较强的创新能力和关节轴承的研发能力,产品已达到国际同类产品的先进水平,品种数居世界前列。近年来,随着轴承市场竞争的加剧,客户对产品的质量要求越来越高,交货时间要求越来越短,这对产品研发提出了更高的要求。为了缩短新产品开发周期,提高工作效率和技术管理水平,增强企业的核心竞争力,公司决定实施ERP项目,并把实施PDM(产品数据管理)作为信息化建设的突破口。
一、公司实施PDM(产品数据管理)系统的背景
龙轴公司已通过QS-9000、VDA6.1、ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系认证,在技术管理方面做得比较规范,但由于手工管理的局限性,存在以下的问题:
(一)检索与产品研发相关的文件不方便
1. 由于产品种类繁多,相关的技术资料都是按种类归档管理,而没有按产品进行管理,只有经验相当丰富的工程师才能找到所需的图纸。
2. 与产品研发相关的采购、客户反馈等信息保存在不同部门,查阅起来很不方便。
(二)图纸变更与版本管理困难,各人的设计成果和经验无法及时继承
1. 图纸更改手续烦琐且不规范,没有版本管理,时间长了就很难查找图纸的更改原因。
2. 公司使用CAD已多年,电子文档与一部分手工描图的纸质文件存在不一致现象。
3. 没有建立一套规范的知识管理手段,老设计人员几十年来所积累下来的设计方法和工作经验,离开设计岗位后不能很好地传给其它设计人员。
(三)信息共享程度低,影响产品设计、开发进度
1. 设计人员的信息无法交流,设计部门与其他部门交流仅靠发放有限的纸质文件,技术文件采用手工签批的形式,存在很多重复劳动。
2. 缺乏项目监控手段,对设计人员的工作进度难以实时监控。
3. 与研发有关的采购、产品设计、工艺设计、工装设计、检测、设备准备等无法实现同步并行。
为了从根本上解决上述问题,提高工作效率,龙轴公司有必要寻找一种有效的管理模式,使我们设计所用的Office文档、二维CAD、三维CAD、CAPP、CAE图纸集中在一个先进的管理系统之中,从而提高公司的技术管理水平。
二、PDM系统的实施过程
(一)成立项目实施小组
由于PDM系统的实施对象主要是设计部门,因此我们成立了由龙溪轴承研究所(以下简称“轴研所”)和信息中心为主要成员的项目实施小组,由总工程师担任组长。
(二)项目选型与实施规划
我们通过对国内外的PDM软件进行广泛的了解,同时根据我公司使用的CAD软件的特点,选择了由IBM代理的Smarteam PDM软件,并做了总体规划,分两期实施。第一期购买了10个节点,实施的部门有技术中心和销售部门,第二期购买了20个节点,实施的部门包含了与产品研发相关的所有部门和生产车间。
(三)系统定制培训
软件商的项目实施人员对本公司实施小组主要成员进行系统定制培训,让每个成员了解PDM数据库的定制方法和软件的操作方法,项目实现了交钥匙工程。
(四)系统的客户化定制
根据“生信公司”项目实施人员对我公司总体的调研并同公司相关部门反复讨论后,项目组提出了PDM系统解决方案,经总工程师批准后,由公司实施人员进行系统的客户化定制,生信公司的实施人员仅做指导,定制的内容如下:
1. 数据结构的定义,按产品管理相关内容。
2. 属性卡片(书签)的定义,每种文件都有相关的属性卡片(书签)。
3. 流程的设计,定义了产品开发的各项工作并按系统要求优化的流程。
4. 权限管理,对每个用户的使用权限进行分配。
5. 应用程序的集成,如CAD的属性映射等等。
(五)系统测试及其试运行
系统定制完成后,由PDM实施小组成员进行反复的测试,模拟实际产品设计过程,测试各部分功能是否正常,对系统进行修正,确保系统不存在大的失误。接着,我们在“轴研所”启用了客户图纸确认数据库,经过半年的运行,设计人员和销售部门人员已熟练掌握了Smarteam PDM系统的操作方法,并对信息化流程的高效运转方式有了深刻认识。
(六)组织信息化培训
培训在PDM实施过程中是至关重要的,根据每个用户的工作特点,我们编制了不同的操作指导说明书,采取集中培训和单独培训相结合的方法,使每个用户能真正了解PDM是做什么的、该怎样操作。
(七)数据整理
通过实施PDM,我们制定了统一的CAD制图操作规范,并对原有的图纸进行整理和修改,经管理流程审批后统一保存在服务器,设计人员的电脑客户端不保留图纸。对于新产品,全部在PDM系统上完成设计过程。
(八)二次开发
Smarteam PDM是个很成熟的商业化软件,基本上能满足要求。我们所进行的二次开发主要有:借用设计,邮件提醒,汇总报表,操作记录,流程监控,物料管理等等,大部分的程序由本公司程序员完成。由于数据库结构是由PDM实施小组成员定制的,无论在ERP实施中需要什么数据,我们都能自己开发程序提取所需的数据。
(九)运行情况
从2003年6月第一期完成至今,系统一直正常运行,并不断扩大运用范围,并在应用中不断完善。经过一年多的磨合,PDM系统发挥着越来越大的作用。
三、PDM系统所实现的功能
(一)图文档管理
设计过程中,图文档管理实际上是构建一个统一的数据仓库,数据仓库中应包含两方面的信息,一是有关产品基本信息的数据库,一是包含各类电子文档数据的电子仓库。Smarteam PDM管理的是产品整个生命周期内所有与产品相关的信息和过程。这些信息包括:产品图、作业指导书、标准、物料、产品定单、设备、外协外购图纸、工装、采购、反馈等信息。
对于产品结构关联的信息,可以将它们之间的关系分别存入数据库中,同时给用户提供图形化的界面,用结构树的形式来表达不同产品之间的结构。
文档管理同时提供对文档状态的控制,实现档案管理的功能。在Smarteam中,每个文档都有对应其生命周期阶段的状态标识,如新建、检入、检出、发布、归档等。Smarteam软件提供图纸的新建、检入、检出、编辑、复制等操作。系统提供内嵌的浏览器,该浏览器可以实现对AutoCAD、Solidwork等CAD软件以及DOC文件、XLS文件、TXT文件、BMP文件、JPG文件、PDF文件等文件的浏览。
在Smarteam PDM系统中,用户可针对系统中所有的文档和数据进行查询检索,系统提供多种灵活的查询方式。系统中管理的内容包括产品、零件、版本、文档、图纸、用户等信息,这些不同种类的文档具有各自的属性。查询时系统首先选择对象类型,然后,用户可按对象的任何一项属性或相关属性进行查询。查询时系统提供对逻辑表达式的支持,用户可指定多个属性的值作为限制条件;支持精确查询及模糊查询方式;查询范围可在一个产品或多个产品范围内进行。PDM系统另外提供对象间关系的查询。企业各产品下的零部件存在借用、参照等关系,通过查询,可以快速确定原件和其对应的所有借用件。
(二)变更与版本管理
图文档管理能够对一个文件从新建到归档的整个过程进行维护,这里主要是对图纸的版本控制和状态维护。图纸及工艺文件等数据从设计、审核到最后归档的各种状态下对应的操作不同。
版本由工作版本组成,工作版本是记录一个版本不同工作阶段的信息,保存设计时的历史记录。系统对文档的每一次出/入库进行的修改都需要记录下来,以维护数据的完整性。每次修改结果可用一个工作版本来表示。在一个版本的多个工作版本中,只有一个是有效的,有效版本由用户指定,有效版本也可以重新指定。
变更管理是借助于变更工作流程来实现的。变更的内容包括变更请求、变更、变更通知,它们分别用来描述一个变更从发起到实施再到通知的三个主要阶段。
(三)流程管理
流程管理是Smarteam PDM系统功能的另一个重要方面。在Smarteam中,按项目方式对数据进行管理,项目管理的实现与流程管理密不可分。通过工作流服务器进行任务调度,任务流程能预先定义,工程师能查看到自己的任务列表,任务完成后能进行任务提交。在过程控制中,提供内部邮件功能。实现对文档的审批过程的跟踪与控制,实现对更改过程的跟踪与控制。
Smarteam系统内拥有一个邮件系统模块,它用于系统内部的邮件收发。用户只要登录系统,便可随时收发邮件。该系统和工作流系统以及项目管理进行了集成,以便接受工作任务和传递信息。
(四)安全和数据备份管理
系统能够提供全方位安全控制手段,从以下几个方面对系统中的安全性加以控制:
1. Smarteam在权限管理中对相关人员担任的岗位或角色(如设计、审核、归档等)进行定义。
2. 设置每个相关人员对具体图纸或文档的操作权限(如图纸或文档的浏览、创建、编辑、删除、拷贝、查询等操作)。
3. 通过对用户、角色、产品信息数据的维护实现多维权限管理。
4. 系统管理员通过备份工具对数据库中的内容进行备份,备份的内容包括数据库中的数据和有关的各种电子文档。在系统出现错误时,能根据备份文件及时恢复。
(五)与二、三维CAD系统的集成
Smarteam PDM系统可以从AutoCAD图纸的标题栏和明细栏中自动提取信息,并把这些信息保存到系统相应的数据结构中,创建产品零部件和产品结构树。
Smarteam可以管理三维模型。对于三维的数据模型,系统实现动态拖放浏览;对于三维模型中的装配信息,系统也可以提取并自动建立起模型间的装配关系;同时对于所有三维模型的通用信息,如名称、图号、设计人、设计时间、版本、重量等信息,可以与Smarteam描述零部件的信息建立对应关系。
四、PDM系统实施效果
(一)在企业建立基于PDM系统的信息集成平台,增进部门间的交流合作,实现了企业级的产品数据和资源共享,建立起并行工程的工作环境,提高工作效率。
(二)在产品开发中建立了以流程为中心的目标管理制度,方便了项目管理和项目进度监控。
(三)PDM系统的实施规范了产品数据。在建立系统和数据的录入过程中,对设计数据进行了规范整理,为以后设计工作对数据的重复利用打下了基础。
(四)实现了CAD/OFFICE等应用软件与SmarTeam PDM系统的无缝双向集成。集成化应用,使得用户在不离开应用环境、不改变当前工作条件下应用SmarTeam系统进行文档和业务管理。
(五)实现了文档的版本管理。SmarTeam强大的版本管理功能,使文档的版本管理变得简单易行。
(六)实现了文档和数据的安全管理。全部文档都存放在服务器的电子仓库中,并通过严密的系统权限控制,保证了文档和数据的安全性。
(七)实现了设计数据和设计文档的快速查询。
(八)实现了设计报表的快速生成。
(九)内嵌浏览器的使用,实现了不同格式文档的直接浏览,文档资料的查阅非常方便。
五、PDM实施的经验
(一)选择一个合适的软件和实施公司是至关重要的。根据本公司使用软件的特点、实施PDM要达到的目标和经济实力,在前期进行广泛的调研是很有必要的,同时,软件是否能由企业自己定制和修改也是很重要的。
(二)PDM实施成功的关键在于实施的企业自身。是否得到领导支持、有没有组成一支强有力的实施队伍、技术管理是否制度化、流程是否优化、组织结构是否扁平化等因素,制约着PDM项目的进展和实施深化程度。
(三)要加强培训。使用PDM系统人员不仅有技术人员、管理人员,还有工人,计算机使用水平参差不齐,要经过反复耐心的培训,才能使他们熟悉操作,并能逐步参与到PDM系统的完善中来。否则,再好的系统,别人不用或者用行政命令强逼使用都是不能产生效果的,甚至于PDM系统会成为一个企业沉重的负担。
(四)通过Smarteam在龙轴公司的成功实施,提高了企业的技术管理水平,缩短了新产品的开发周期,使企业进入知识管理阶段。
今后,龙溪轴承公司除了做好PDM系统与ERP的集成外,还应根据管理水平的不断提高,不断优化产品开发流程,使企业在产品研发管理方面能达到国际先进水平。
本文作者:福建龙溪轴承股份有限公司轴承研究所副所长 何国辉