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基于中小企业的PLM系统工程变更管理的优化研究

2021-07-05马燕萍

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本文基于中小型企业探讨了中小型企业在工程变更管理中存在的问题,结合中小型企业的特点,提出了灵活配置的工程变更机制、快速的影响分析、规范有效的数据状态管控的解决方案。
       在企业的生产经营活动,由于产品的产品结构、设计和生产流程复杂等因素,产品的工程变更对于产品的开发和生产会造成很大的影响,尤其在面临日益激烈的市场竞争环境下,谁能抢占先机,谁就能占领更大的市场,赢得更大的利润。所以,缩短开发周期,降低开发成本成为决定企业成败与否的关键,而能够有效的进行工程变更管理更是制胜的关键。

       目前,国内外已有许多著名的PLM软件都有工程变更管理模块,如PTC公司的Winchill、西门子公司的TeamCenter等,它们基本上代表了国内外在PLM技术上的最高水平。经过对市场的调研发现,此类厂商的解决方案的面向对象主要是资源较为丰富的大企业,对于中小型企业的适用性却并不是那么友好。因此,中小型企业在产品的工程变更管理中存在更多的挑战。

       本文基于中小型企业探讨了中小型企业在工程变更管理中存在的问题,结合中小型企业的特点,提出对基于PLM系统的工程变更管理的优化方案。

基于PLM系统的工程变更管理的意义

       工程变更管理

       工程变更,发生在产品生命周期管理的整个过程中。从市场需求调研到产品设计的过程中以及生产,到产品入市的产品营销过程中,都可能出现需要对产品进行变更的问题。工程变更的过程可看成一个“提出问题”,“分析问题”,“解决问题”的过程。在发生变更前,需要获得详细的产品缺陷问题描述,这些问题可以来自企业内部或企业外部,在进行问题分析后,决定是否提交正式的变更请求;分析问题的过程即为问题调查、原因分析、解决方案分析的过程,此过程通常是变更请求的过程。在变更请求通过后,则开始解决问题,即为相关的部门和人员发出正式的变更通知。变更通知开始变更活动,最终完成产品的变更。

       工程变更是一项不可避免,经常且反复发生的重要活动,贯穿了从产品的设计到产品的退出市场的整个生命周期的。工程变更管理的目的不是消除变更,而是有效管控变更。PLM系统是产品生命周期管理的有效系统,工程变更会涉及到企业的组织、产品的设计生产以及产品的结构、关联的文件等,涉及到产品的整个生命周期,而这些正是PLM系统的管理范畴,所以,工程变更管理是PLM系统的重要组成部分,而PLM系统是工程变更管理的有效的管理平台。基于PLM系统的工程变更管理,可以保证数据和流程的完整性、一致性、安全性,减少变更错误,降低变更成本,从而提高产品开发的效率及经济效益。

中小企业的工程变更管理现状及问题

       目前市场上成熟的PLM产品,也存在工程变更模块,如PTC公司的windchil、西门子的TeamCenter等。据调研,中小型企业在使用这些系统时,也存在困难和问题,比如大多数效率低、速度慢,整个变更经常会卡在某个环节而停止。以下几个方面,是基于成熟的PLM产品的工程变更管理在中小企业的使用中发现的问题:

       现有的PLM系统的工程变更的模式过于固化标准,不能适应所有企业。尤其中小型企业的产品存在个性化、小批量等特点,对于不同的产品变更会存在不同的管理要求,所以工程变更与企业的实际情况和企业的产品特性密切相关,在一个企业行之有效的方法到另外一个企业可能行不通。产品特点决定了产品变更流程的复杂程度,尤其是中小型企业为了适应市场的发展,灵活、高效的工程变更的模式显得更为重要。

       不便的变更影响分析手段,使得变更繁琐效率低、变更不彻底。通常情况下,变更流程需要多个部门参与,一个问题会导致一个或多个产品数据的更改,一个零件可能被用作在同一产品和不同产品中,所以变更一个产品,可能会需要对一个或多个产品的BOM进行变更,还需要变更相对应的产品或零件相关联的设计文件、工艺文件和制造文件,产品变更的影响牵涉的部门可能是设计部门、工艺部门或生产部门等,变更活动的影响面很大,而人都是具有局限性的,相关变更的负责人可能只了解自己负责的零件和文档的状况,无法获得完整的变更信息,人的缺陷引起的错误就会影响到变更的完整性。所以,影响分析在工程变更的过程中显得格外重要。在对现有的成熟产品的工程变更的影响分析进行调研,发现虽然现有的影响分析能够一键分析所有受影响的产品,但是对于企业用户来说,并不符合满足协同工作环境中的工程变更管理的要求。所以,对工程变更管理的影响分析进行优化。

       难以控制产品数据变更版本。由于产品一般是由多个零部件组成,也可能在其他产品的BOM组成中,所以,一个产品的变更可能引起其关联的设计文件或者工艺的变更,也可能引起其他产品BOM的变更。如果产品的变更中途发生错误,比如一个产品在变更过程中被其他产品引用,在变更后可能会数据版本不一致,引起生产错乱。所以需要借助变更管理对产品数据的变更进行有效管理,使得产品版本一致、全面、有效、可追溯。

基于PLM系统的工程变更管理的优化

       基于PLM系统的工程变更管理模型分析

       从面向对象的思想出发,在PLM系统中将整个变更管理系统的业务对象主要抽象为以下五个:PR(Problem Report)问题报告,ECR(Engineering Change Request)工程变更请求、ECP(Engineering Change Proposal)工程变更建议、ECN(Engineering Change Notice)工程变更通知、ECO(Engineering Change Order)工程变更指令。所有的对象类都继承PLM中的任务基类。这样在变更流程运行中。各个对象都会以任务的形式在各操作者之间传递相关的数据。其具体变更管理系统的业务对象类图如下图1:

变更管理系统的业务对象类图

图1 变更管理系统的业务对象类图

       图1中,PR(Problem Report)问题报告是用于描述产品问题或提出产品改进建议。ECR(Engineering Change Request)工程变更请求是详细描述产品缺陷或提议的改进措施,以便能够作出业务决策。ECP(Engineering Change Proposal)工程变更建议是在ECR时提出的改进措施建议。ECN(Engineering Change Notice)工程变更通知,是指制定用于实施已批准ECR的工作计划。ECO(Engineering Change Order)工程变更指令,ECN的一部分,就完成ECN需要实现哪些内容提供详细的步骤。

       基于PLM系统的工程变更管理流程分析

       工程变更的过程是一个闭环过程,主要涉及三个对象,即问题报告、变更请求,变更通知;第一,产品设计发布后,如果发现问题,需要创建问题报告,将问题报告提交审核,审阅的过程也是发现问题,分析问题的过程;第二,当确认问题且需要发出变更时,变更的负责人需要提出变更请求,此时就进入变更请求阶段,在变更请求阶段,由于产品的变更可能会影响其他产品如上级的产品的变更,所以需要不同部门参与到此过程中,不同部门的人,进行变更的影响范围和可行性的分析,可能会提出新的变更建议,以便保证变更的完整性;第三,变更请求审批通过后,变更的责任人创建变更通知,实施变更计划,将变更任务任务的进行分配;进入实施变更阶段,相关人员执行变更任务;最后,通过变更通知发布变更对象。图2是标准的工程变更管理流程:

工程变更管理流程

图2 工程变更管理流程

       对于不同场景下的工程变更,变更的起点可能是不同的,需要根据变更的场景不同选择不同的变更模式,有效的影响分析能保证变更的完整性、有效的数据版本控制能保证变更的一致性。

基于中小企业的PLM系统工程变更管理的优化方案

       基于对中小企业在做工程变更管理中遇到的问题,现提出其对应的解决方案:

       灵活的工程变更模式代替固化的变更流程

       中小型企业的产品存在个性化、小批量等特点,对于不同的产品变更会存在不同的管理要求,为了应对不同的管理要求,需要能够灵活定制适应各种场景的工程变更模式,以应对市场的敏锐性要求,PLM系统的工程变更管理提出了三种工程变更模式来应对:

       第一种:完整模式,从PR环节出发,涉及ECM的PR、ECR及ECN的完整流程。在问题发生时,问题提出者并不能够准确定位问题,问题的发生可能会影响很多产品部件或关联文档等,但由于人的局限性,需要经过多个部门来共同分析问题,发现问题,分析影响。这就需要完整的变更模式来规范变更。

       第二种:标准模式,此种模式一般是在已经提出问题,并且确定了需要变更的产品的情况下发起,此流程在ECN创建后,启动“ECN标准变更流程”,通过审阅后,进入执行阶段,在ECO执行完成后,提交将ECN,ECO及变更对象发布,在发布前进行审批,审批通过后发布;

       第三种:快速模式,此种模式为适应快速响应市场变化而设置的,此种模式一般情况下,产品涉及的产品变更影响范围较小而且较明确,此模式在ECN创建后,启动“ECN快速变更流程”,不需要经过审批,直接进入执行阶段执行ECO,在ECO执行完成后,提交将ECN,ECO及变更对象快速发布。

       便捷的工程变更及影响分析

       影响分析的功能方便易行能保证变更的完整性,缩短变更周期,提升工作效率。由于工程变更的影响分析是多个部门、多个变更环节都需要的操作,只有保证能够将所有的变更影响到的产品都分析出,才能保证变更更完整,在优化方案中提出以下几方面的优化:

       首先,在工程变更的创建、审阅等环节加入影响分析,比如在创建环节,在ECR的创建环节,在创建ECP的时候,可以对ECP进行影响分析,在ECN的创建环节,可以基于ECP生成ECN的变更对象,并对ECN的变更对象进行影响分析;在审阅环节,审阅人员可以继续对变更对象进行影响分析;

       再次,从用户体验出发,设计出更符合用户思维的功能,提升用户体验,提高工作效率和满意度。简化影响分析的功能界面如图3所示。

影响分析功能界面

图3 影响分析功能界面

       从变更对象影响的结构分析出发,变更对象的影响对象一般为该变更对象的关联对象,包括BOM关系(含组成和用在,均指单层结构)、关联关系、被关联关系,所以在做影响分析,将该对象的关联对象、关联关系、被关联关系作为影响分析的重要分析维度,影响分析需要分析出变更对象的关联关系及被关联关系的关联对象,将关联、被关联关系进行分类显示;

       从选择变更对象影响分析的操作习惯出发,用户选择变更对象的关联对象(关联对象或被关联对象),可以将该受影响对象加载到变更对象中,将自动生成对应“变更对象”的变更建议;

       从影响分析的完整性出发,变更对象的影响对象的变更也可能会影响其关联对象,因此,需要层层分析,所以,采用剥洋葱式的操作方式对变更对象及其影响对象进行多次影响分析,直至影响对象已经被加载到变更对象列表为止,保证了影响分析的完整性。

       数据的有效管控

       变更数据贯穿整个产品生命周期,一次变更会引起一些列数据发生变更。数据在流程中的状态是不同的,正确转换相关的变更数据的版本,保持变更过程中的数据的状态的正确性、一致性,是工程变更研究的重点。

       数据对象的变更原理遵循如下方式,变更过程中不影响数据版本。原数据对象执行变更动作,系统对数据对象进行锁定,根据变更内容自动生成变更项,自动产生数据对象的工作版本,通过审批后变更项生效,数据对象的工作版本并发布,生成数据对象新的发布版本,并解除对变更对象的锁定。

数据对象版本变化状态图

图4 数据对象版本变化状态图

       如图4数据对象版本变化状态图所示,数据对象的版本变化的方式,原数据对象(数据对象.A(已发布))添加到变更中,则变更锁定置为“是”原数据对象(数据对象.A(已发布))执行变更动作,系统生成数据对象的修订版本(数据对象.B(工作中)),并对修订数据对象进行变更锁定,在数据对象.B(工作中)上对数据进行编辑变更,系统自动记录变更记录(如修改属性,变更前属性值,变更后属性值),通过审批后变更记录生效,系统将产生数据对象的工作版本(数据对象.B(工作中))发布,生成数据对象新的发布版本(数据对象.B(已发布)),数据对象(数据对象.A(已发布),数据对象.B(已发布))变更锁定解除,如果变更取消,则数据对象.B(工作中)删除,在变更内容中可查看变更记录,原数据对象(数据对象.A(已发布))变更锁定解除,下次继续修订到B版本。

       因此,对数据对象的变更锁定是优化的关键,被锁定的数据对象,不能被其他变更添加,不能启动流程,不能废弃。

总结

       本文通过分析中小型企业在工程变更管理上的遇到的问题,提出了灵活配置的工程变更机制、快速的影响分析、规范有效的数据状态管控的解决方案。三种工程变更模式的提出使得各中小型企业能够结合企业产品特点、产品开发、业务流程等特性灵活配置适合企业自身的工程变更模式,影响分析的优化设计使得工程变更管理简便易行,规范有效的数据状态管控保障了产品变更的完整性、一致性、有效性。真正起到降本提速,提升中小型企业的竞争力的作用。
 
责任编辑:程玥
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