（机械电子工程专业论文）pdm工程变更管理中的成本评估.pdf

摘要 摘要 成本评估是企业进行成本管理和成本控制的有效方法。在产品数据管理( p d ) 中，工程变更频繁，而变更过程中涉及到成本变化的因素相当繁琐，具有模糊性、 不确定性、时间性、市场性等特性，造成变更成本建模过程复杂，成本管理和评 估困难。论文以p d m 项目产品设计的变更为研究对象，结合产品的成本定义和标 准变更流程c m 进行产品设计的变更成本评估研究，以期探索出进行变更成 本评估有效的方法。本论文主要研究内容包括： 1 、本文根据配置管理协会( i c m ) 的c m ( 变更管理的标准) ，结合家电产品 生产特征及变更特征，建立一个面向家电产品生产企业的变更模型。 2 、对家电产品变更前的产品成本进行了分析在制造业的企业中，计算产 品成本是要严格按照国家规定的成本开支范围办理。 3 、以相似成本理论为基础，将模糊层次分析法应用于产品成本特征因素相应 权值的确定，建立面向家电产品的变更产品成本估算模型( c e m h p c ) 。通过计算 来确定产品特征相似度，并按相似度将产品成本排序，应用指数平滑法有效解决产 品变更成本评估问题，保证了产品变更成本评估结果的准确性。解决目前工程变 更成本难于预测，通常是人为的进行变更成本评估而没有系统的变更成本评估的 问题。 4 、对微波炉的编码进行了分析、设计，针对微波炉生产变更，应用面向家电 产品的变更产品成本估算模型进行成本评估。 论文将c e m h p c 模型应用于微波炉的产品设计的变更成本评估实践中，得到变 更产品成本，符合工程实际。模型的完善必将为工程变更提供强有力决策支持， 提高决策的科学性。 关键词：p d m ：e c ：c m ；成本评估 广东工业大学硕士学位论丈 a b s t r a c t l ti sa ne b e n v em e 也o dt l a t e n t e 【p n s e s c o n t r o l 孤dm a r l a g ec o s tt oc o s e l u a t i o n i np d m ，e n g i n e e r i n g c h a n g el l a p p e n 丘e q u e u y ，i ti sq u i t ec o m p l i c a t e dt h a t c o s tm a n a g e m e n to f e n g i n e e r i n gc h a n g em a l l a g e m e n t i i lp d m ，q u i t eal o to fc o s tf 她t o r t h a ti n v 0 1 v e d ，al o to fl 】n c e n a i nf h c t o r s ，t i m e l i n e s s ，m a r k e 协b i l i t ye x i s ta g a 氓c a u s 证g 也ec h a l l g ec o s tm o d e l i n gc o l l r s et ob ec o m p l i c a t e d ，i ti sd i m c u hf o r t h ec o s tt om m g e a 1 1 de v a l u a t e 1 m sp a p e rr e g a r d sp r o d u c td e s i 驴迦c h a g ei i lp d ma st h er e s e a r c h o b j e c t ，l m k i n gm ep m d u c t c o s td e 劬ga n ds t a n l a r do fc m ，t or e s e a r c ht h ec o s t e v m u a t i o no f p r o d u c td e s i 曲gc h a n g e ，i no r d e r t oe x p l o r eak i i l do fe f r e c t i v em e 也o d t oe v a l u a t ec h a n g ec o s to f p r o d u c t s t h em 血c o n t e n t l a tn l i sp a p c rs n l d i e si n c l u d e s ： 1 ) a c c o r d i n g t ot h es t a n d a r do fi c m s c m ，c o m b i n i n gt l l ep r o d u c t i o n c h a r a c t e fa i l dc h a 工1 9 ec h a r a c t e r 曲o u th o u s e h o l de l e c 砸c a lp r o d u c t ，ac h a n g em o d e l o r i e m e dh o u s e h o l de l e c 订i c a lp m d u c t m a n u f a c t i l r i n ge n t e r 砸s e si ss e tu p 2 ) t h e c o s to f t l l eh o u s e h o l de l e 曲i c a lp 删u c th a v eb e e na m l y z e db e f o r ec h 孤g e i ne n t e i p r i s e so f t h em 删f k t u r 主n gi i l d u s t 啦c a l c u l a t i n g 也ec o s to f p m d u c ts h o u l db e l m d l e d a c c o r d i n g t ot h ec o s t sm g em a t 也ec o m l t r y s t i p u l a c es t r i c t l y 3 ) b a s e do nt h e o r yo f 也es i m i l a rc o s tt h ef u z z ya n a l y d ch i e r a r c h yp r o c e s si s 印p l i e dt oa s c e r 七血也ev a l u eo f p r o d u c tc l m n g e c h a r a c t e r i s 廿cf a c t o r ，m ec o s ce s t i m a t e m o d e l so ft h ch o u s e h o l de l e c 仃i c a lp r o d u c t c h a i l g e ( c e m 瑚1 c ) i s f o u l l d e d c o i l f i m i n gt l l es i m i l a rd e g r e e o f c h a r a c t e r i s t i co f t l l ep r o d u c t s 也m u g h c a l c u l a t i n 舀a n d a m n g i i l gm 吼o r d e r c o s to f p r o d u c ta c c o r d i n gt om es i i r d l a rd e g r e e ，t h ee x p o n e n t i a l s m o o 廿曲gi s u s e dt os o l v et h ee o s te v a l u a t i o no ft h ep r o d u c t sc h a l l g ep r o b l e m e 位c t i v e l y t h ea c c u r a c yo f 廿l ec o s te v a l u a t i o no ft h ep r o d u c t sc h a l l g eh a v eb e e n g u a m n t e e d i ta i m sa ts o l v i i l gt h eq u e s t i o n sa tp r c s e m t 1 1 a ti ti st l l ed i m c l l l t t op r e d i c t c h 孤g ec o s t ，c o s te 、哪l l a _ t i o ni su s u a l m a n - m a d ea n di sn o t s y s t e m a t i c 4 ) c o d ei n1 1 1 i c r o 、) l ，a v eo v e ni sa n a l y z e d ，姐dd e s i 孕l e d ，也ep r o d u c ec h a n g ef o r n l i c r o 啪v eo v e ni sa i n l e d 板a n dm ec o s te s d m a t em o d e l so f t h eh o u s e h o l dc i e c t r i c a l p r o d u c tc h a n g ei su s e dt oa s s e s st h ec h 孤g ec o s t i i t h ec e m h p cm o d e l i sa p p l i e dt ot h ee n g h l e e r i n gc h a n g em a l l a g e m e n to fm e m i c r o w a v eo v e n ，g e tt h ec h a l l g ec o s ta n da c c o r d i n g 谢mt 1 1 e e n g i n e e r i n g f a c t c o n s u m m a t i n gm em o d e lm u s tp r o v i d et h ed e c i s i o n m a k i n go fe n g i n e e r i n gc h a n g e ； i m p r o v e t h es c i e n c eo f m e c h a n g ed e c i s i o n o f t h ee n g i n e 甜n g k 哪y o r d ：p d m ；e c ；c m ；c o s t e v a l u a t i o n n 第一章绪论 1 1 课题的研究背景 第一章绪论 在市场瞬息万变的今天，制造型企业面临更多、更频繁、更复杂的工程变更， ”j 这些工程变更始于不同的原因，比如客户需求的改变、供应商或合作伙伴的改 变、零部件制造和装配发生困难、产品原型测试和产品制造质量不合格、产品生 产制造过程中出现偏差时、产品版本升级或新产品的引入等【2 】。针对家电产品生 产的主要特点( 离散为主、流程为辅、装配为重点) 且其工程变更频繁、涉及面 广、工程变更影响的传播深。对这些工程变更进行有效管理并加快响应速度，能 提高企业产品开发过程的敏捷性。因此，工程变更管理( ecm ) 是制造企业生产 经营活动中的一项重要业务。 产品数据管理( p d m ) 以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息( 包括 电子文档、数字化文件、数据库记录等) 和所有与产品相关的过程( 包括工作流程 和更改流程) 的技术。p d m 技术最早出现在2 0 世纪8 0 年代初期，它的出现主要是 由于下面二个方面的原因，一方面是由于全球运筹模式的兴起，对传统企业的经 营方式产生了重大的冲击，企业在海外相继设置生产经营点，却由于现行的资料 管理作业无法满足于如此大量产品资料运作和管理上的需求，造成了企业经营上 的困难。另一方面，计算机辅助技术c a d c a m c a e c a p p 等在企业中得到广泛应用， 对提高企业的产品研发能力，增强企业在现代市场下的竞争力发挥了积极的作用， 但是由于缺乏整体性资源整合的构思，造成信息沟通与协调障碍，很自然地出现 所谓的“信息孤岛”问题。然后逐渐发展到企业的应用集成等领域，现在的p d m 技术则向着基于w e b 、集成各种异构系统发展。 工程变更管理是产品数据管理的一个十分重要的功能模块，通过有效的工程 变更管理和控制工程变更可以达到减少工程变更次数、缩小工程变更影响范围和 降低工程变更成本。有效的工程变更管理的一个重要手段是应用成本评估，成本 是企业决策者最为关心的问题，是先进制造技术得以出现、发展的最直接推动力。 对制造过程的经济性进行准确、及时的评估是先进制造技术的必然要求。 降低成本是企业的永恒主题 4 】，成本管理是企业管理的一个重要组成部分。 广东工业大学硕士学位论文 成本管理就是通过对这些成本的发生进行预算、估算、计划、计算、控制、监督、 考核与分析来促使企业加强管理，优化资源利用，降低成本，提高经济效益【5 。 成本评估是成本管理的重要方法之一，系统的成本评估可以更有效的进行成本控 制，但实际p d m 的工程变更管理中的成本管理流于形式，工程变更成本难于预测， 通常是由人为的进行成本评估。在这种背景下，我们提出将系统的成本评估应用 到p d m 的工程变更管理中。 1 2 国内外研究的发展过程、研究现状与方法 1 2 1p d m 的发展过程 p d l 技术的发展阶段说法不完全一致，有些将p d m 的发展分为三个阶段，而 比较认可的是将第三个阶段分开而划分为以下四个阶段。【6 j 1 、结合c a d 使用的第一代p d m 产品 2 0 世纪8 0 年代初，各c a d 厂家为了解决大量电子数据的存贮和管理问题并 配合自己的c a d 软件推出了第一代p d m 产品。第一代p d m 产品的功能不强，而且 其集成性也较差，给人们普遍的看法是“产品数据管理p d m 就是图档管理”。 2 、专业产品数据管理 为了解决第一代p d m 产品功髓不强、集成性差的问题，许多新的功能不断添 加到p d m 中，p d m 开始走向专业化的道路。专业化的p d m 产品9 0 年代开始出现， 如s d r c 公司的m e t a p h a s e 、e d s 公司的i m a n 、i b m 公司的附、s 0 1 u t i o n 公司的 s m a r t e a m 等。第二代p d m 产品在走专业化的同时，也开始迈向市场化。 3 、p d m 标准化阶段 1 9 9 7 年2 月，硼g 组织公布了p d me n a b l e r 标准草案，此草案是由许多p d m 领域的主导厂商( i b m 、s d r c 、p t c 等) 参与制定。其中比较典型的是由p t c 公司 和m a t r i x o n e 公司提出的c p c 解决方案。 4 、以产品创新为焦点的p d m 客户追求产品质量的同时，对产品的个性化也提出了越来越来高的要求。产 品的创新能力为主导着经营组织管理，将产品整个生命周期的所有数据收集并有 效地组织起来，通过提供一个统一的入口让产品开发工程师随时能够共享、访问 并重复利用这些企业财富，在短时间内开发出高质量、满足用户个性化要求的产 第一章绪论 品成为众多企业追求的目标。这也使得协同产品定义管理( c o l l a b o r a t i v e p r o d u c td e f i n i t i o n m a n a g e m e n t ，c p d m ) 进一步演化为( p r o d u c tl i f em a n a g e m e n t p l m ) ，并成为企业参与竞争的一种战略性方法。 1 2 2p d m 的工程变更管理的研究现状 p d m 从诞生到现在只有二十年的时间，但它的发展突飞猛进根据国际咨询 公司美国的c i m d a t a 在2 0 0 1 年发布c p d m 市场研究报告，在2 0 0 1 年，p d m 市场有 4 0 亿美金的资产，并预测从2 0 0 1 年到未来的五年内，将以4 3 的速度递增。在国 内，大多数制造企业对p d m 并不陌生，9 0 的被采访者都对p d m 有所了解。 目前，全球范围内商品化p d m 软件有近百种，已进入中国市场的主要是pd m 系统，如s d r c 公司的m e t a p h a s e 、p t c 公司的w i n d c h i l l 、i b m 公司的 p r o d u c t m a n a g e r 等。【2 1 p t c 公司在p d m 产品的开发上投入了很大的精力并取得成功，其产品p d m l i n k 在中国应用比较广泛。 2 0 0 2 年，pik o szp 和m al m q vistj 应用瑞士的三家工程公司 的工程变更实例，进行比较研究。【6 j 2 0 0 1 年，hu a ngg q ，yeew y ，m a k kl 等提出了基于w e b 的工程 变更管理。1 欧洲的配置管理协会i n s t i t u t eo fc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ( i c m ) 为工程 变更工作流也制订了一套规范c m 如图卜1 所示【7 “，在c m 中更多的引用了 董事会的讨论，这套标准并不一定能适用我国的企业。 在国内方面的研究与应用得也比较多，1 9 9 7 年1 2 月，国家高科技研究中心 开始了p d m 商品化项目的招标，目前国内也有很多单位开发了适合我国应用的p dm 系统，如武汉华中软件的i n t e p d m 、清华同方p d m 、东北大学p d m 、北京高华 公司的g h pd ms 、浙江大田公司的g s p d m 等。 1 9 9 9 年，同济大学的丁士昭、董春山等结合国内的实际情况探讨业主方的工 程变更管理。结合多个在现场进行工程项目管理的实践体会，对工程变更对项目 的影响、工程变更确认程序、工程变更控制措施和工程变更价格计算等进行了系 统性的阐述。 广东工业大学硕士学位论文 图1 。1c m 标准【9 】 f i g 1 - 1c m s t a n d a r d 华中科技大学的朱海平博士、李培根院士等人在2 0 0 2 年给出了p d m 的工程变 更管理的综述，并给出了e c 的基本过程框架和基于u m l 描述的e c 的对象模型。 华中科技的杨煜俊博士则对基于产品结构的工程变更管理进行了研究。 1 。】 2 0 0 4 年，浙江大学的胡斌、陈刚对p d m 工程变更管理中的工程变更信息管理 机制进行了研究。 但是目前，国内企业的工程变更管理主要存在以下问题： 企业的现状 1 、有许多企业的工程变更流程缺乏计算机支持。工程变更请求和工程变更单 第一章绪论 多数仍采用纸介质，在不同部门之间传递，更改过程耗时长，并且经常造成数据错 误。 2 、工程变更工作流流程不封闭。过程中信息流不连贯，也缺乏反馈，各参与角 色无法确定工程变更问题的来源，工程变更启动者启动流程后，往往收不到工程变 更结果反馈，整个流程无法形成封闭环。 3 、工程变更工作流流程缺乏监控和评审环节。缺少必要的评审环节来决定是 否真正需要工程变更。因而有些工程变更是盲目的，缺乏计划和审核措施，更改频 率高，甚至出现错误的工程变更。 4 、工程变更工作流流程易造成产品信息的不一致。工程变更工作流活动往往 影响面很大，如在物料清单( b0m ) 的更改中，由于同一零件可能在同一bo m 和不同bom 中使用多次，零件和文档之间也存在多种关联，如果缺乏分析和检 验，更改将可能造成不一致。 p d m 中工程变更管理的难点 工程变更管理中成本评估相当复杂，涉及到的成本因素相当多，又存在许多 不确定性因素，因此工程变更管理中没有系统的成本评估，一般都是由人来进行成 本评估。工程变更管理c m 规范标准如图卜1 所示，但其成本评估也是由工程变 更的管理者之一来进行评估的，没有系统的成本评估。有些p d m 系统中存在评估 环节，但一般是人为的，而且方法单一，缺少分析。【l 。”1 1 2 3 成本评估在制造业中的现状 制造业中进行成本评估研究的比较多，本节列举了以下几个有代表性的评估 模型： w e i 和e g b e l u 【1 4 】提出了利用a n d 。r 工艺选择树来评估最低制造成本的框架结 构，其主要缺点是只考虑了工艺和搬运成本，并没有考虑其它成本。 v e n k a t a c h a la i i l 等【坫1 开发了一个面向对象和基于规则的专家系统，用以对铸 造和锻造件进行工艺选择和成本评估。l u o n g 和s p e d d i n g l l6 j 开发了一个孔加工工 艺的工艺选择和成本评估通用知识系统，其主要适用于中小型企业a a 1 1 e n 和s w i f t 【1 7 l 开发了一个适用于工艺设计早期阶段的制造工艺选择和成 本评估的专家系统。这个系统被应用于自动鼓风工艺中。 广东t 业大学硕士学位论文 f r e n c h 【1 8 】提出了利用函数来对成本进行建模的思想，以期找出节约成本的途 径。这些成本函数涉及直接利用技术细节对成本的评估、对类似产品工艺的比较 等。 精确的成本数据是成本评估模型得以成功应用的关键要素。s h e l d o n 【1 9 l 等提 出了建立中间数据库的思想，此数据库将成本账目和d f c ( d e s i g nf o rc o s t ) 系 统联系起来。通过对成本账目的分析，对不同的d f c 用户提供合适的成本计算模型。 f e n g 【2 0 等建立了一个基于操作的成本数学模型来确定使成本最小的设计，基 于操作的成本模型是最早的制造成本评估模型之一。但由于信息获取的困难性， 此模型只能用于设计的最后阶段。 s h e h a b 【2 l 】等开发了一个用于早期设计阶段的智能成本评估模型，利用知识的 模糊集表达来建立成本模型，所评估的成本包括材料、工艺、机器构造成本及非 生产性成本等。 对制造业成本评估的研究已成为一个热点，而对变更成本评估的研究则丰富 了p d m 中工程变更管理的内容，并指导工程变更，提高工程变更决策的科学性。 1 2 4 研究方法 总的来说，目前专门针对p d m 工程变更的成本评估的研究工作很少，但成本 评估的方法有很多，例如：实际成本法、标准成本法、计划成本法、a b c 成本法、 相似成本法，通过这些方法应用p d m 中已有的数据来计算工程变更成本。当然， 评估p d m 的工程变更不仅仅只有成本这一个方面，还有工期、客户满意度、工 程变更所涉及的范围等。 实际成本法( a c t l l a lc o s tm e t h o d ) 。它是按历史成本计算产品的一种方法， 历史成本是过去交易活动产生的成本。如采购成本、支付的工资、提取的折旧、 支付的差旅费用、电话费用、应酬费用等等，均是历史成本。这种方法所需要的 历史数据可以从p d m 系统中获得，但是它对于工程变更过程中未发生的费用无 法计算。【2 2 】 标准成本法( s t a l l d a r dc o s tm e 山o d ) 。是一种成本计算与成本控制相结合的成 本算方法。它可以与变动成本法结合使用，也可以与完全成本法结合使用。 计划成本法( p l 锄i n gc o s tm e 吐1 0 d ) 。是对材料成本按计划成本计价，计划成 第一章绪论 本与实际成本差异分摊计入生产成本之中的一种方法。 a b c 成本法( a c t i v i t yb a s e dc o s t i n g ) 。8 0 年代末，由r c o o p e r 与r s k a p l a n 提出了作业成本法。此后，对a b c 给予明确解释的是哈佛大学的青年学者罗宾库 珀( r o b i nc o o p e r ) 和罗伯特卡普兰( r o b e r t s k a p l a n ) 。1 9 8 8 年，库珀 在成本管理杂志上发表了，一论a b c 的兴起：什么是a b c 系统? 。库 珀认为：“产品成本就是制造和运送产品所需全部作业的成本的总和，成本计算 的最基本对象是作业”。a b c 所赖以存在的基础是：“作业消耗资源，产品消耗 作业”。作业会计的出现，是对传统管理会计的缺陷做出的反应，也是传统管理 会计走向增值管理会计的重要步骤。“它以作业为中心，通过对作业成本的量化 和统计，对作业活动动态地追踪，一方面可以合理的进行间接费用的分摊，从而 提高成本核算精度；另一方面，尽可能消除不增值作业，改进可增值作业为成本 优化及时提供有用信息，促使损失、浪费减少到最低限度，提高决策、计划、控 制的科学性和有效性，促进企业管理水平的不断提高。” 相似成本法。在相似性理论的指导下，我国著名的相似理论专家张光鉴研究 员给相似论的定义是：“相似论是思维科学的理论之一。它的目的在于研究自然、 社会和思维领域中广泛存在的相似运动、相似联系与相似创造规律。”【2 3 j 它也是 指导我们在工程领域中研究相似性及其应用的理论依据。变更成本评估的实质是 估算变更后产品的成本。产品在变更前后会存在很多的相似点，这些相似会在编 码上体现出来，在对已有产品按类型和特征进行分类编码的基础上，编码的相似 程度可以体现产品成本的相似程度。相似成本计算的方法具有可行性，但变更前 后产品的相似性只是一种基于人的经验的判断，要依靠计算机来实现相似度的判 断，必须要事先对相似程度进行定性和定量分析。当标准产品成本库的内容足够 丰富时，采用相似成本估算的方法，不必进行复杂的产品制造费用计算，就可以 比较准确地估算出变更后产品的生产成本。在此基础上，加上变更的期间费用和 其它成本就得到变更后产品的总成本，从而实现快速、准确的产品变更成本评估。 本论文采用的成本计算方法即相似成本法。 1 3 本课题研究的目的与意义 p 删是一门管理所有与产品相关的信息和过程的技术，可保证把正确的信息 广东工业大学硕士学位论文 在正确的时刻，采用正确的方式传递给正确的人，它是现代化企业进行信息化建设 的极其重要的平台，而产品工程变更管理是p d m 系统中十分重要的一个功能模块。 其目的有： l 、使生产系统工程变更过程规范化，避免工程变更过程产生差错和新的问题， 以保证系统的安全性和稳定性。 2 、妥善保管工程变更资料，为后续工程变更积累方案和实施步骤等方面的经 验，提高工程变更的整体效率。 3 、降低改动生产环境的随意性和出错率。 4 、对工程变更进行成本控制。 产品工程变更管理是制造企业生产经营活动中的一项重要业务。通过研究工 程变更的起因，理顺工程变更与产品开发、生产管理等方面的关系，通过有效管 理和控制工程变更达到减少工程变更次数、缩小工程变更影响范围和降低工程变 更成本。 在工程变更管理中引入系统的成本评估可以： 1 、提高工程变更决策的科学性； 2 、有利于企业进行决策； 3 、提高决策的速度。 1 4 课题的来源及研究内容 1 4 1 课题来源 本论文获得8 6 3 计划项目( 项目编号：2 0 0 3 a a 4 1 4 0 2 3 ) 和广东省科技攻关项 目( 项目编号：2 0 0 4 a 1 0 4 0 5 0 0 1 ) 联合资助。 1 4 _ 2 主要研究内容 本文根据的c m 的标准，并在已有的产品成本模型基础上，建立以相似成本 理论为基础的变更产品成本估算模型。最后给出了微波炉设计、生产变更成本评 估实例。主要研究内容如下： 1 、根据c m 的标准，分析了工程变更及变更特性，结合家电产品生产及变 第一章绪论 更特征，深入调研，建立一个面向家电产品生产企业的变更模型。 2 、对家电产品变更前的产品成本进行了分析在制造业的企业中，计算产 品成本是要严格按照国家规定的成本开支范围办理。哪些支出和费用可以列入成 本，哪些支出和费用不能列入成本，国家有统一规定的开支范围，企业不能自行 变更。 3 、定义( f 艘= ( t 置e 百- f 矿f 砌) 这一问题公式，并依据相似性理论和 特征识别的思想，建立了面向家电产品的变更产品成本估算模型( c e 姗p c ) 。由 于工程变更存在很大的不确定性，有些成本只能通过预测，因此产品变更成本的 估算与e r p 、m r p i i 中的产品成本计算方法、计算范围都不一样。在已有的产品成 本的基础上，我们探索一种进行产品变更成本评估的方法，旨在解决目前工程变 更成本难于预测，通常是人为的进行变更成本评估而没有系统的变更成本评估的 问题。 4 、对微波炉的编码迸行了分析、设计，结合模糊层次分析法应用于产品成本 特征因素相应权值的确定，针对微波炉设计、生产变更，应用面向家电产品的变 更产品成本估算模型进行成本评估。 1 5 论文结构 本文坚持理论联系实际的原则来阐述问题，遵循提出问题、分析问题和解决 问题的思路。各个研究的问题紧密结合生产实际，做到理论切实可行性。全文共 分五章，结构如图1 2 所示。 9 广东工业大学硕士学位论文 图1 2 论文的结构 f 嘻1 2c o n 最g u r a t i o no f p a p e r l o 薹二耋：呈竺星竺三堡圣墨坌堡 第二章p d m 中的工程变更分析 2 1 工程变更概念 在协作环境中，工程变更可以表现为人员的调整、设备或工具的更新、项目 的推进、文档的更改等等。协作环境中的工程变更指的是系统中对象结构或状态 的改变，其中对象结构的改变指对象属性的数量、类型或功能的改变；对象状态 的改变指对象属性值的更改。本文研究的工程变更是在p d m 中的，p d m 是一门管 理所有与产品相关的信息( 包括电子文档、数字化文件、数据库记录等) 和所有与 产品相关的过程( 包括工作流程和更改流程) 的技术，因此，p d m 中的工程变更落 到实处就是产品的变更，工程变更管理也就是产品变更管理。 p d m 系统应用相当广泛，常应用于制造生产型企业中，特别是在航空、航天、 汽车、大型家电等领域中。p d m 中的工程变更是由相关人员按一定的流程对预发 布或发布状态产品数据的更改，且更改可能影响到其它产品数据和使用这些数据 的人员和组织。产品数据在其整个生命周期中要经历三种状态的转变：设计状态、 预发布状态、发布状态。设计状态是指正在设计中的产品数据的状态；预发布状 态是指已完成设计但尚未归档的产品数据的状态：发布状态是指己归档的产品数 据的状态。u 删 在p 删中，对工程变更阶段的划分各有不同，从流程的角度来考察工程变更， 工程变更也是一种流程，该流程由五个阶段组成：工程变更问题的提出、工程变 更请求、工程变更评估，工程变更执行、工程变更影响的传播a 2 2 工程变更管理( e c m ) 2 2 1 家电产品生产及变更特征 家电产品生产的主要特点是：离散为主、流程为辅、装配为重点。 工业生产基本上分为两大方式：离散型与流程型。离散型是指以一个个单独 的零部件组成最终产成品的方式。因为其产成品的最终形成是以零部件的拼装为 主要工序，所以装配自然就成了重点；流程型是指通过对于一些原材料的加工， 广东工业大学工学硕士学位论殳 使其形状或化学属性发生变化最终形成新形状或新材料的生产方式，诸如冶炼就 是典型的流程型工业。家电产品生产业传统上被认为是属于离散型工业，虽然家 电产品中诸如压铸、表面处理等是属于流程型的范畴，不过绝大部分的工序还是 以离散为特点的。所以，家电产品生产业不是绝对的离散型工业，其中还是有部 分的流程型的特点。具体有以下几个特点： 1 、生产方式以按订单生产为主，按订单设计和按库存生产为辅： 2 、产品结构( b o m ) 复杂，工程设计任务很重，不仅新产品开发要重新设计， 而且生产过程中也有大量的设计变更和工艺设计任务，设计版本在不断更新； 3 、制造工艺复杂，加工工艺路线具有很大的不确定性，生产过程所需机器设 备和工装夹具种类繁多。 家电产品生产的工程变更的主要特征是：变更频繁、涉及面广、工程变更影 响的传播深。 家电行业产品结构复杂，设计任务很重，且工程变更频繁。如果以手工作业 方式处理b o m 时经常会存在“料表更新不及时”，“各部门数据不一致”的现 象，容易发生错误而导致生产秩序混乱，影响交货等问题。另外，如果工程变更 缺乏科学规范的管理，经常出现一些物料的呆滞，造成企业的库存积压。 2 2 2 工程变更管理的基本流程 在变更流程中，不仅要修改待变更产品数据的流程，以提高变更效率和减少 变更错误，更重要的是正确决定待变更产品数据的使用期限、变更后的产品数据 的生效日期，以及对制成品、在制品和零部件库存的处理意见并进行成本评估， 优化变更流程，还需对变更后产品的成本进行估算，以尽可能的降低变更成本。 因此，变更成本的管理是工程变更管理中关键因素之一。 根据c m 的标准，结合国内家电产品生产行业的实际，分析了工程变更及变 更特性，结合2 2 1 节阐述的家电产品生产特征和变更特征，建立一个面向家电 产品生产企业的标准变更流程模型，模型如下图2 1 。 第二章p d m 中的工程变更分析 图2 1工程变更管理模型 f i g 2 - 11 1 1 em o d e io f e n g i i l e e m gc h a n g em a n a g e m e n t 在图2 1 中，“产品数据库”既是工程变更的开始也是工程变更的结束，工程 变更从“产品数据库”中提取有问题的信息( 如：因功能方面的要求或制造方面 的原因更改零部件设计、设计产品中的错误、零部件的用途发生了变化、产品的 零部件结构发生变化、用户需求发生变化或错误地理解了用户的需求、产品存在 质量问题、开发新产品新功能的需要) 开始，这步就是工程变更流程中的工程 广东1 二业大学工学硕士学位论文 变更问题的提出( 提取一个“操作副本”) ，如果工程变更问题的提出一旦确认( 授 权操作) ，并提交工程变更请求e c r ( e n g i n e e r i n gc h a l l g em a l l a g e m e n t ) ，接下来 是成本评估，通过工程变更活动、执行并实施计划后，再审查、文档升级归档， 包括更改零部件属性、参考文档属性和b o m 结构，以及发送至e r p 、m r pi i 等。 根据实际的工程变更需求，可以将e c m 的过程分为请求、评估、实旌三个基 本环节( 如图2 2 ) 左边是一个简单的变更流程，中间是一个复杂而完整的e c 流 程；首先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( 比如产品 制造) ，或者企业外部，比如产品销售或用户反馈，然后根据问题的大小和紧迫 程度，决定是否提交正式的e c 请求；重要的e c 请求在实施之前需要进行评估。 评估包括问题调查、原因分析、成本评估、解决方案分析和变更建议五个步骤。 即将问题调查单和问题描述一起发给技术人员来定位问题起因，组织专家进行讨 论，统一各方面的意见，并探讨问题的解决方案。如果达成一致，且方案可行， 则提出解决建议单，并向相关的部门和技术人员发出正式的变更实施单。变更实 施单的提出，表明正式开始变更活动，通过一系列的更改流程，最终完成产品信 息的更改。在图2 2 中右边的标注表明通过创建相应的变更对象可以实现复杂的 变更流程( 变更对象将在2 2 2 中介绍) 。 1 4 第二章p d m 中的工程变更分析 e c 请求 e c 评估 e c 实施 l 发起正式变更请求 l发布正式变更单 i 上 l 实施产品信息更改 图2 2e c 的基本流程框架 f i g 2 2b a s i cp r o c e d l l r e 丹锄eo f e c 2 2 3 面向对象的工程变更管理建模 1 、u 札简介 u m l 是在面向对象建模方法的基础上发展起来的新一代标准图形化建模语 言。它具有非常丰富的表达能力，是目前最为流行的建模语言。 广东工业大学工学硕士学位论文 u m l ( 统一建模语言，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 是一种用于对软件系统制 品进行规格化、可视化、文档化以及构建的新一代建模语言，具有表达能力丰富， 表达清晰，应用广泛，不但可以应用于对软件系统进行建模，也可以应用于对商 业架构和商业过程等非软件系统建模，而特别是适用于为大型复杂的、需求不明 确的系统建模等特点。u m l 用模型来描述系统的静态结构和动态行为特征。 2 、面向对象的e c m 建型 在分析了e c 基本过程的基础上，我们设计出e c 的对象模型，并给出了u m l 描述，如图2 3 所示。 工程变更问题e c i ( e n g i n e e r i n gc 1 1 a n g ei s s u e ) ：变更问题单用于记录注释、 建议、问题或问题的症状，它们可能会引起产品数据版本的更改。 工程变更请求e c r ( e n g i n e e r i n gc h a n g er e q u e s t ) ：变更请求对象用于启动 一个工程变更，组织与变更请求相关的各种信息如变更原因优先级以及和变更请 求相关的描述文件变更请求也用于将其它的变更对象组织在一起包括变更评估变 更分析活动变更单以及实际的变更活动。 工程变更调查e c s ( e n g i n e e 血gc l l a i l g es u r v e y ) ：变更调查对象用于调查在特 定变更请求中所确定问题的产生原因。它可能包括提供更多详细信息的一个或多 个分析活动。 工程变更建议e c p ( e 1 1 9 i n e e r i n gc h a i l g ep r o p o s a l ) ：变更提议对象用于提出在特 定变更请求中所确定问题的解决方案。它可能包括提供更多详细信息的一个或多 个分析活动。 工程变更成本评估e c c e ( e n g i n e e r i n gc h a n g ec o s te v a l u a t i o n ) ：变更成 本评估对象用于变更相关的成本信息，作用于工程变更分析活动e a a 和e c p 上并 为其提供与变更成本相关的数据，提高e c p 的科学性，本文将其重点放在变更成 本评估上。 工程变更分析活动e 从( e n g i n e e r i n gc h a n g ea n a l y s i sa c t i v i t y ) ：变更分 析活动e a a 是在变更成本评估e c c e 的基础上为了进一步的细化分析活动而用 的。 工程变更单e c 0 ( e n g i n e e r i n gc h a n g eo r d e r ) ：变更单组织具体的变更活动 并在配套的变更对象更改完成后向制造环境发布相关的变更信息。变更单授权对 第二章p d m 中的工程变更分析 图2 3e c 对象模型 f i g f 2 31 1 l eo b j e c tm o d e l o f e c 现有产品数据版本进行变更，或授权创建新的产数据版本来解决在特定变更请求 中确定的问题。它可能包含一个或多个变更活动，以及有关如何进行变更的详细 说明。 广东工业大学工学硕士学位论文 工程变更活动e c a ( e n g i n e e r i n gc h a n g ea c t i v n y ) ：变更活动对象用于管理 对某个部件或文档的具体变更。变更活动提供要执行的步骤，以完成变更单并解 决在特定变更请求中所出现的问题。此活动还可以确定产品数据版本，它们必须 进行变更以便解决问题。 变更管理是通过“变更对象”起作用，通过图2 2 中右边的标注，表明应用相 应的“变更对象”来实现变更流程中相应的步骤。图2 3 中的八个e c 对象之间存 在各种联系( 聚集和关联) ，可以看出e c r 、e c o 和e c a 是e c 过程的核心，对于 任何e c 过程都必不可少，它们之间存在一对多的聚集联系，即e c r 可以包括多个 e c 0 ，e c 0 也可以包括多个e c a 。e c s 、e c p 与e a a 之间也是一对多的聚集联系， 即在变更调查和变更建议时，均可以启动多个分析活动。 e c r 表明正式的变更进程已经开始，它用于组织与特定变更进程相关的信息， 是工程变更的主要对象，引起的e c i 可在确认后和e c r 对象建立联系，用于变更 请求的接受、评审和分类。在变更请求提出后，e c r 负责人对变更请求进行评审， 以确定是直接进行变更( 启动e c o ) ，还是先进行评估( 启动e c s 、e c p 和e c c e ) ， 或者放弃e c r 。如果问题复杂，在实施e c s 和e c p 的过程中，均可以采取更完备 的e a a 和e c c e 。e c o 用于进行变更的实施，当e c r 经过评审，确定需要进行变更 时e c r 处于实施状态，此时用e c o 组织具体的变更活动，并批准对现有产品数据 进行更改，e c a 负责给工程师接受更改具体数据的权利，并提供相应变更后的评 审和发放等相关工作，包括更改零部件属性、参考文档属性和b o m 结构，以及发 送至e r p 、m r p i i 等。 2 2 4 工程变更管理的关键技术 变更成本评估 变更成本评估就是从成本的角度来评价工程变更，系统的成本评估可以更有 效的进行成本控制。p d m 的工程变更管理通过有效管理和控制工程变更达到减少 工程变更次数、缩小工程变更影响范围和降低工程变更成本，但实际p d m 的工程 变更管理中的成本管理流于形式，工程变更成本难于预测，通常是由人为的进行 成本评估。在这种背景下，我们提出将系统的成本评估应用到p d m 的工程变更管 理中。 第二章p d m 中的工程变更分析 变更成本评估将分析下述三个主要方面的成本： 1 、c m ( 变更前产品的成本) ： 2 、c ( 变更过程中的费用) ； 3 、c i ( 变更后产品的成本) 。 提出( c 艘产c 蔓妒c m 矿c z m 珈) ( 2 1 ) 这一问题公式，式( 2 1 ) 中的c 妞是指变更成本，c 瑚瑚砌是指用变更过程中的费用除以变更后生产产品 的计划数量疗，如果变更后生产产品