基于plm系统的精益设计管理研究.pdf

陕西科技大学 硕士学位论文 基于plm系统的精益设计管理研究 姓名 林志福 申请学位级别 硕士 专业 设计艺术学 指导教师 杨君顺 裴继刚 20070501 基于p l m 系统的精益设计管理研究 摘要 本论文在对设计管理的现状进行研究后提出一个本领域较为新颖的概 念一一精益设计管理 并对精益设计管理进行深入研究 对促进国内设计 管理理念具有一定的积极作用 同时 本文结合新时代企业发展的现状 把精益设计管理建立在企业信息化的基础上并与p l m 系统结合 具有一定 的可靠性 从一定程度上有助于企业和统筹与资源整合 目前国内多数企业都存在设计及管理上较为混乱的问题 很多企业对于 设计还没有正确及系统的认识设计 在对产品设计开发的流程及管理上有 很多笼统的地方缺乏先进的方法 致使开发效率不高 浪费资源 所以根 据现代企业信息化发展的趋势及现状实施相应先进设计管理手段是非常必 要的 本论文内容主要分为四个部分 分别是 设计管理现状研究 p l m 系统 研究 精益设计管理内容的研究及精益设计管理实施的研究 设计管理现状的研究主要包括了设计管理的发展历史及中国设计领域 的发展历程 国内设计领域的发展经历了2 0 世纪5 0 7 0 年代的萌芽期 2 0 世纪8 0 年代的普及期及2 0 世纪9 0 年代之后的发展期 p l m 系统研究部分对p l m 的发展历史及其概念方法等进行较为全面的研 究 p l m 系统最初兴趣于西方的汽车产业 如福特汽车等都是p l m 应用的先 驱 p l m 系统是企业信息化及精益生产思想的延续 也是精益化发展的更高 阶段 本论文中把p l m 定义为 产品生命周期管理 p l m 是一个集成的 信息驱动的方法 它由人 过程 实践和技术组成 应用于从设计 制造 配置 维护 服务到最终处理的产品生命周期的所有方面 通过利用产品 信息来减少整个企业乃至供应链中时间 能量和物质的浪费 p l m 代表了下 一代的精益思想 精益设计管理的内容研究包含五大部分 分别是 设计咨询 设计策 略 设计组织 设计稽核及设计沟通 这五个部分可以说涵盖了精益设计 管理的大部分 设计咨询着重了产品设计开发前期的准备工作 通过调查 分析进行产品诊断 制定战略 设计 再造 整合 为客户提供有价值的 设计 设计咨询运用相关知识 以实际 客观为前提 设计策略则注重于 从全局及市场的角度制定企业总体的设计计划及方针 设计组织部分研究 了企业内的组织形式 对各种现存的及具有代表性的设计组织形态进行研 i 究并分析各种组织形态的优缺点及适用范围 设计稽核部分则说明了企业 内部稽核的程序及方法 设计沟通部分研究了组织形态与精益设计管理下 的沟通模型 精益设计管理实施的研究部分分析了现今企业在实施精益设计管理时 需要进行的评估及可靠性研究 精益设计管理是一种高阶的管理手段 需 要企业具备一定的基础条件 如 市场及企业发展阶段评估 基础设施的 评估 人员状况的评估 企业文化的评估 最后本论文还提出了精益设计 管理的模型 充分利用p l m 的信息系统的基础上把企业软硬件层面整合起 来 对促进企业设计管理的发展具有一定的指导意义 关键词 精益设计管理 p l m 产品生命周期管理 精益化 产品设计 h r e s e a r c ho fl e a nd e s i g nm a n a g e m e n t b a s e do np l ms y s t e m t h ea r t i c l ei n t r o d u c ean e wc o n c e p t l e a nd e s i g nm a n a g e m e n tb a s e do n r e s e a r c ho fc u r r e n td e s i g nm a n a g e m e n t a n dm a k ef u r t h e rr e s e a r c ho nt h i s s u b j e c t r 1 1 l en e wc o n e 印ta n dr e s e a r c hm a k eg o o dc o n t r i b u t i o nt ot h ef i e l do f d e s i g nm a n a g e m e n t t h ea r t i c l ei n t e g r a t e sl e a nd e s i g nm a n a g e m e n tw i t hp l m s y s t e mo nt h er e s e a r c ho ft h es t a t u so fd e s i g nm a n a g e m e n ti nc o r p o r a t i o n s 皿e r e s e a r c hi sf e a s i b l eb e n e f i tf o ro p t i m i z a t i o no f c o r p o r a t i o nr e s o u r c e t h e r ei sc o n f u s i o ni nm a n yc o m p a n i e si nm a k i n gd e s i g nm a n a g e m e n ti n c h i n a n e ye i t h e ra r el a c ko fk n o w l e d g ea n dm e t h o d so fd e s i g nm a n a g e m e n to r m a k en o tp r e c i s er u l e s 1 1 l a tc a u s el o we f f i c i e n c ya n dw a s t i n go fr e s o u r c e s o i t sn e c e s s a r yt oc a r r yo na d v a n c e dm a n a g em e t h o d si nc o m p a n i e sb a s e do n i n f o r r n a t i z a t i o ni nc o m p a n y n ec o n t e n to ft h ea r t i c l ei n c l u d e sf o u rp a r t s r e s e a r c ho fc u r r e n td e s i g n m a n a g e m e n t r e s e a r c ho fp l ms y s t e m r e s e a r c ho ft h ec o n t e n to fl e a nd e s i g n m a n a g e m e n ta n dr e s e a r c ho fm e t h o d so fm a k i n gl e a nd e s i g nm a n a g e m e n t t h er e s e a r c ho fc u r r e n td e s 远nm a n a g e m e n t m a i n l yd i s c u s s e st h eh i s t o r yo f d e s i g nm a n a g e m e n ta n dt h ed e v e l o p m e n to fd e s i g nm a n a g e m e n ti nc h i n a n l e d e v e l o p m e n to ft h i sf i e l dc o u l db em a i n l yd i v i d e di n t ot h r e ep e r i o d s t h e g e r m i n a t i o np e r i o d p o p u l a r i z a t i o np e r i o da n dr a p i dd e v e l o p m e n tp e r i o d t h er e s e a r c ho fp l ms y s t e md i s c u s s e st h eh i s t o r ya n dt h ec o n c e p to fp l m s y s t e m p l ms y s t e me m e r g e df r o mc a ri n d u s t r yi nw e s t e r nc o u n t r i e s f o r d m o t o ri so n eo ft h o s ep i o n e e r st oc a r r yo u tp l ms y s t e m p l mi st h eh i g h e rl e v e l o fi n f o r m a t i z a t i o na n dl e a np r o d u c t i o n t h ea r t i c l ed e f i n e st h ep l m s y s t e ma s p l mi ss o m em e t h o d sw h i c ha r ec o m p o s i t i v ea n di n f o r m a t i o nd r o v e a n di ti s c o m p o s e db yp e o p l e p r o c e s s p r a c t i c ea n dt e c h n o l o g y p l md e a l sw i t ha l lt h e p r o b l e m sf r o mp r o d u c td e s i g nt os c r a po p e r a t i o n p l mr e d u c e st h ew a s t eo f t i m e e n e r g ya n dr e s o u r c et h r o u g hp r o d u c ti n f o r m a t i z a t i o n p l mi st h en e x t g e n e r a t i o n o fl e a nt h i n k i n g t h er e s e a r c h o fl e a nd e s i g n m a n a g e m e n ti n c l u d e sf i v ep a r t s d e s i g n c o n s u l t a t i o n d e s i g ns t r a t e g y d e s i g no r g a n i z a t i o n d e s i g na u d i t i n ga n dd e s i g n c o m m u n i c a t i o n d e s i g nc o n s u l t a t i o nm a i n l yr e f e r st op r e p a r a t i o n sf o rp r o d u c t n i d e v e l o p m e n t m a k i n gp l a n sf o rp r o d u c td e v e l o p m e n ta n dp r o v i d i n gv a l u ef o r c u s t o m e r st h r o u g hm a r k e tr e s e a r c ha n dp r o d u c td i a g n o s i s d e s i g nc o n s u l t a t i o n m u s tb eb a s e do nk n o w l e d g ea n do b j e c t i v e d e s i g ns t r a t e g yi sm a i n l ya b o u tm a k i n gc u r r e n to rf u r t h e rp l a n sw i t h r e s e a r c ho fm a r k e tf o rp r o d u c td e v e l o p m e n t t h ep a r to fd e s i g no r g a n i z a t i o nr e f e r st od i f f e r e n tt y p e so fo r g a n i z a t i o n sa n d t h es t r o n g p o i n t w e a k n e s sa n da p p l i c a b i l i t y t h ep a r to fd e s i g na u d i t i n gm a i n l yr e f e r st ot h ep r o c e s sa n dm e t h o do f m a k i n gd e s i g na u d i t i n g d e s i g n c o m m u n i c a t i o nr e f e r st ot h er e l a t i o nb e t w e e ns t r u c t u r eo f o r g a n i z a t i o na n dd e s i g nc o m m u n i c a t i o n a n da l s os t u d yt h em o d u l eo fd e s i g n c o m m u n i c a t i o no fl e a nd e s i g nm a n a g e m e n t t h ep a r to fl e a nd e s i g nm a n a g e m e n te x e c u t i o nm a i n l yr e f e r st ot h e e v a l u a t i o na n dm o d u l eo fc a r r y i n go u tl e a nd e s i g nm a n a g e m e n t l e a nd e s i g n m a n a g e m e n ti s ak i n do fh i i g hl e v e lm a n a g i n gm e t h o d i tr e q u i r e ss o m e f o u n d a t i o n ss u c ha s m a r k e ta n d c o r p o r a t i o nd e v e l o p m e n te v a l u a t i o n f u n d a m e n t a lf a c i l i t ye v a l u a t i o n h u m a nr e s o u r c ee v a l u a t i o na n dc o r p o r a t i o n c u l t u r ee v a l u a t i o n t h em o d u l eo fl e a nd e s i g nm a n a g e m e n tf u l l yu s e st h e i n f o r m a t i z a t i o no fc o r p o r a t i o na n di sh e l p f u lt oc u r r e n td e s i g nm a n a g e m e n ti n c o r p o r a t i o n k e y w o r d s d e s i g nm a n a g e m e n t p l m l e a nt h i n k i n g p r o d u c td e s i g n j v 陕西科技大学硕士学位论文 原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导下 独立进行研究所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方 式标明 本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担 论文作者签名 稚血迅 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留 使用学位论文的规定 同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权陕西科技大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用 影印 缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文 保密论文在解密后应遵守此规定 敞储娩避抽叛够哞 基于p l m 系统的精益设计管理研究 1 绪论 1 1 引言 本论文主要分为三个部分 p l m 的发展及精益设计管理的提出 p l m 下 的设计管理研究 精益设计管理的实现 本课题的的提出因应了现今快速发展 及日益普及的精益思想在制造及管理业中的应用 p l m 的发展及精益设计管理的提出一一这部分主要从p l m 的发展及其定 义 主旨思想 特征 环境 要素等各个方面去研究p l m 及其对现今中国制 造及管理领域的意义 同时 在这些研究的基础上着重于p l m 模式对产品设 计开发方面的影响 研究精益思想如何在改进旧有的设计管理手段 进而提出 精益设计管理的概念 p l m 下的设计管理研究一一这部分从多个方面研究企业的产品开发及设 计管理 如 设计咨询与设计策略 设计组织与设计审核 设计沟通等 这部 分的研究着力于p l m 系统下的精益设计管理模式 精益设计管理的实现一一这部分主要从技术 组织等各个方面研究精益设 计管理在企业中实施的可行性并提出精益设计管理的实现模式 1 2 研究背景 1 2 1p l g 的概念及目前研究现状 p l m 产品生命周期管理 产生于西方的汽车工业 近年来更是在全世界 掀起一轮企业信息化改革的新浪潮 在亚洲发展国家中 p l m 的研究及普及更 是以迅猛的速度发展 作为精益思想进一步发展的产品生命周期管理 p l m 是实现企业信息化 的关键技术之一 p l m 应用横跨整个企业的 集成的和信息驱动的方法 来减 少产品生命周期各环节的浪费和低效 推动产品创新 p l m 是精益思想的产物 是精益制造哲理的延续 与精益制造不同 p l m 消除的是产品生命周期所有方面的浪费和低效 而不仅仅局限于制造方面 p l m 强调使用信息和计算机技术来有意识地消除产品从设计 制造 支持到最 终处理中的低效率 精益制造是制造业中一个发展较为成熟的系统 而p l m 刚着力于产品从规划到消亡的全过程 这与设计管理的目标是不谋而合的 可 以说精益化的设计管理既是p l m 的一种手段 亦是p l m 的一个目的 1 2 2 设计管理的发展 设计管理 一词的提出始于1 9 6 5 年英国皇家艺术学会 t h er o y a ls o c i e t y 陕西科技大学硕士学位论文 o fa r t s 简称r s a 颁发 设计管理最高荣誉奖 籍以鼓励企业设计活动 经由广泛性 合理性 计划性的步骤 使顾客 公司员工及相关人员对公司有 整体品质的认同 英国设计师f a r r 于1 9 6 6 年提出设计管理是作为解决设计问题的一项功能 而存在 他认为 设计管理是界定问题 寻找最合适的设计师 且尽可能地使该设 计师能在同意的预算中准时解决设计问题 这一定义与r s a 的定义几乎相同 在此基础上 设计师钟 c h u n g 则提出设计管理的具体层级 在操作层级 的设计项目管理 在战术层级的设计组织管理 包括公司内部设计组织与外 部的设计顾问公司 在策略层级的创新管理 包括公司形象识别 公司设计 策略 公司产品识别与色彩计划等 1 5 1 1 2 3 中国工业设计的发展 2 0 世纪5 0 7 0 年代 国内的设计以全国第一所设计类的专业院校中央工艺 美术学院的建立为开端 其后陆续在美术院校乃至综合性院校建立工艺美术 装潢设计 产品造型设计等专业 同时国内已有少部分企业开始建设自己的设 计部门 但这个时期的设计 主要还是以产品的美化或者产品的结构设计为主 还不具备当今意义上的工业设计 2 0 世纪8 0 年代是中国改革开放的革新时期 传统的设计教育亦逐渐转型 同时 国内的许多工科院校及综合性院校相继开办艺术设计专业 形成了当今 设计教育的格局 企业也开始重视设计 如c l 等各个方面亦被企业广泛运用 但这个时期国内的设计主要以模仿国外设计为主 尚未形成自己的风格 2 0 世纪9 0 年代后 国内经济腾飞 企业亦开始接触各种先进的经营及管 理思想 并认识到设计是企业策略能和发展的工具 而不是单一的营销的工程 服务 同时国内学界对设计各种思想的研究及革新呈现百花争鸣的状态 各种 设计机构如雨后春笋般出现 但迄今为止 国内的设计还处在摸索阶段 尚未 形成具有中国特色的设计风格及理论 各种设计的研究亦多以中西结合为主 但国内的各种设计风格的尝试已渐渐取得可喜的效果 1 3 0 1 1 2 4 设计管理的重要意义 经济全球化是当今无法抵挡的浪潮 国内亦以加入w t o 为标志逐步融入 到全球化中 国内的企业必然面对来自世界各地的竞争者 提高自身的核心竞 争力 运用先进的管理理念是企业必须面对的问题 同时 新的营销方式亦在 发展 如何使企业的资料及策略完美整合也是企业改革的关键 因此 引进并 实施合适的设计管理对企业乃至整个国家的发展具有巨大的作用 1 2 5 设计程序与设计管理 设计程序与设计管理的流程应以人为中心来展开 一般来说设计程序与管 基于p l m 系统的精益设计管理研究 理由以下几个环节组成 分别是 设计咨询 设计策略 设计组织 设计稽核 设计沟通 设计咨询主要是完成定义消费者需求 包含概念的产品 选择 发 展及设计设计规格等前期内容 设计策略则是作为设计人员创新设计与设计新 产品的指导方针 设计组织包括企业各种情况下如何建立合适的方式或体系以 高效地完成设计 设计稽核是对所有设计活动进行合理性的检查 也可以说是 对设计相关业务进行客观检视及意见表达 并提出检讨与改进意见 设计沟通 是设计管理中的重要组成部分 对产品开发过程中的各种信息进行高效的沟通 进而推动设计开发活动顺利进行并促进创新 见图1 1 图卜l 设计管理内容 f i g l 1c o n t e n to fd e s i g nm a n a g e m e n t 1 3 本课题的研究方法 1 质量化研究方法 记录观察法 在考察的基础上形成分析结论 观察的内容包括 频率 程 度 结构 过程 成因及结果等 质化访谈法 访谈法在本质上由调查者确立对话方面 再针对由受访者所 提出的若干特殊主题加以追问 较理想的情况是由受访者负责大部分的谈话 调查研究法 分为以实地调研的方式及分析二手数据的方法 如从市场上 专业机构中购买的信息等 1 2 j 2 从系统管理学的剖析设计程序与设计管理 系统管理学是运用系统科学的理论 范畴及一般原理 全面分析组织管理 活动的理论 系统学的主要论点是 组织是一个由相互联系的若干要素组成 的人造系统 组织是一个为环境所影响 并反过来影响环境的开放系统 系 统管理学理论构架包含系统管理学 系统分析 系统理论 其理论认为 工商 企业是一个由相互联系而共同工作的各个要素所组成的以便达到一定目标的 系统 企业是一个开放的系统 它周围的环境之间存在着动态的相互作用 并 具有内部和外部的信息反馈网络 能够自行调节以适应环境与自身的需要 有 陕西科技大学硕士学位论文 学者认为 设计程序与设计管理延续系统管理学的观点而发展 在整个设计的 过程中是由不同的部门相互联系与动作 不同的子系统 企划 营销 制造 设计 人力资源 财务 等所组成的系统 而周围有环绕着的期货系统的存在 实质上也就是运用系统管理学重新建构设计程序与管理 以达到预想的研究目 的 1 9 l 1 4 课题来源及意义 本课题来源于作者读研究生期间对国内外设计管理学科的学习及对目前 设计管理现状的研究及思考 作者曾在广东多家企业实习 对目前国内设计管 理的现实及理想之间的差异有一定的认识 这些差异可以说是多种因素综合作 用的结果 其中有企业发展层次的制约 文化因素的制约 技术因素的制约等 在全球化发展越来越迅猛的新时代 如何使设计管理能真正应用到中国企 业中并产生其应有的作用是一个迫切的课题 本课题的研究以企业信息化为基础 并提出在企业信息化基础上搭建的精 益设计管理方法及平台 目前国内大部分制造企业都己完全不同程度的信息化 建设 在信息化的浪潮中 研究如何利用已有的信息化基础以改进设计管理的 手段 提高设计制造的效率对每个企业都具有重要的意义 相信本课题对新时 代的设计管理具有一定的参考意义 1 5 研究内容 1 5 1 本论文研究内容 探索p l m 理论的构成其现实意义 研究企业设计管理流程及系统 探索p l m 系统下精益设计管理的方法 研究精益设计管理的实现方法 1 5 2 论文的组织结构 本论文的组织结构可用图1 2 表示 4 基于p l m 系统的精益设计管理研究 图1 2 论文组织结构图 f i g1 2s t r u c t u r eo ft h ea r t i c l e 1 6 本章小结 本章介绍了本课题研究的一些基本概况 其中包括课题的研究背景 研究 方法 课题的来源及意义 本论文的主要研究内容及论文组织结构图 本章亦 对设计管理的概念及设计在中国的发展作了一些基本的陈述 s 陕西科技大学硕士学位论文 2p l m 的发展及精益设计管理的提出 2 1 精益化浪潮 在过去多年中 精益思想的应用之一一精益生产在世界范围内取得卓越的 成就 使得企业渴望将其推广到其他部门 但是 为了做到这些 精益思想还 必须辅以一种针对产品信息 工具和技术的集成化方法 p l m 产品生命周期 管理 正是顺应这种时代发展的要求而旦生的 p l m 对生产力水平提升的幅度 是巨大的 这一点已被在短时间内就能引起极大的关注所证明 f z l p l m 吸引了全世界的广泛关注 它不仅仅是美国或欧洲的创新 而且正被 世界各地的企业所采纳 中国 印度 马来西亚等国家的企业已不仅仅是p l m 的接纳者 更成为了p l m 的创新者 p l m 能够为提高生产率开通渠道 因为它能将与某一产品或服务有关的所 有内部和外部的事物全部集成到生产该产品或提供该服务的企业中去 p l m 是 用信息技术和企业的实践与过程来改进职能领域内及各职能领域之间的效率 将工作按照职能领域来划分 如工程 制造 销售和服务 是企业为了简化复 杂性采用的一种方法 过去 企业在提高职能领域内部的效率上做了大量的努力 虽然总能做出 一定的改进 但是这些努力受到了收益递减法则的制约 高回报项目被确认并 实施 特别是对有六西格玛项目组的公司 内部效率的改进不断地进行着 事实上 p l m 创新项目正在成为六西格玛项目组用于寻求改进的选择 由 于p l m 通常开始于一个特定的部门领域 因此p l m 很自然地被简单视为一个 职能领域的创新项目 p l m 项目通常开始于工程领域 国为那里是产品信息的 源头 通过更好地组织产品信息 可以有大量实施改进的机会 然而 就像本 书后面章节中介绍的那样 企业更大的机会则是来自于跨越整个企业的产品信 息的流动 而这一点可以通过p l m 来实现 各个职能领域很容易缺乏沟通和协作 就像是一个个孤立的单元 而在这 些单元内部进行性能优化的种种尝试实际上去可能导致整个企业和相关供应 链的低效率 利用产品信息 p l m 通过跨职能领域的方法来保证生产力的提高 通过共 享产品信息来连接不同的职能领域 p l m 能够帮助企业突破孤立单元 即部门 各自为政的做法 并提高生产率 因为各职能领域能从信息共享中获益 随着 供应链变得更集成 p l m 还将影响整个供应链而不仅仅是企业内部 并且能够 获得聚焦在单个领域上所不能获得的高生产率和绩效 p l m 的另一个吸引力在于 它不仅仅从简单地降低成本的角度提高效率和 生产率 而且从增加收入的角度来实现这一目标 从本质上来说 增加成本并 古 基于p l m 系统的精益设计管理研究 不是件干事 如果收入增长了 成本几乎不可能不提高 而提高利润的关键是 不让成本的增长率高于收入的增长率 通过地组织和利用企业的智力资源 p l m 能够在其框架内提高产品的创 新 功能和质量 用相同地劳动量开发和生产创造性 更有用和更好的产品 的能力不仅能够提高 而且比成本削减具有更好的可持续性 p l m 是一种具有宏大的理念的信息技术 类似于企业资源计划 e r p 项 目 p l m 最大的承诺不在于它是影响一个职能领域的基础项目 而在于它是跨 职能领域 跨越整个企业甚至整个供应链范围的更大的战略应用 2 2p l m 的发展及其定义 2 2 1p l m 的发展 p l m 出现于2 0 0 0 初 乍看似是一个突然出现的全新概念 事实上并不是 这样 就像e r p 一样 p l m 是作为一些存在了一段时间的概念和技术的更宽 泛观点出现的 这些概念和技术沿着它们自己的轨迹发展了许多年 当它们发 展并变得更有影响而且更加成熟时 就出现了以一种新的方式来综合和重组这 些概念和技术的机会 以强调解决一类更宽泛的问题 这些概念和技术被编织 在一直而形成了p l m p l m 的前身是几个已比较成熟并在企业中广泛应用的技术 它们是 计算 机辅助设计 c a d t 程数据管理 e d m 产品数据管理 p d m 和计算 机集成制造 c i m 2 2 2p l g 的定义 首席信息官 杂志上曾刊登一个关于p l m 的定义 产品生命周期管理 是一个集成的 信息驱动的方法 它涵盖了从设计 制造 配置 维护 服务 到最终处理的产品生命周期的所有方面 p l m 系列软件能够存取 更新 处理 和推理由臂章的和健在环境中产生出来的产品信息 p l m 的另一个定义是用于 管理产品生命周期的所有业务系统的集成 i l l l 这个定义描绘出一幅宽广的画面一一 从设计 制造 配置 维护 服务 到最终处理 这是一个大胆的主张 p l m 不仅仅是一个工程 制造或者服务 领域的创新项目 而是涵盖产品整个生命周期的方法 这个定义避免了面向一 个职能领域 采用了一个跨职能领域的方法 这个定义不是局限于一个企业 而是意味着p l m 管理跨企业的产品 不 论企业怎么垂直整合 现在很少有企业会在自己内部完成一个产品的设计 采 购 制造 服务和处理回收产品的全过程 从长期来看 p l m 还是一个开放性问题 但p l m 定义中的另一方面则缩 小了焦点的范围 p l m 是关于产品的 不是关于供应链 员工知识管理或领域 7 陕西科技大学硕士学位论文 专业知识的 p l m 涉及的完全是关于产品及其相关信息的 尽管上述其他方面 可能非常重要 并且也与p l m 紧密相关 但它们并不是p l m 直接关心的问题 这就意味着 单独聚焦于p l m 并不能解决企业的所有问题 公司需要规 划和处理有关客户需求和信息 员工知识库 自然科学领域的专业知识和供应 商信息等问题 上述正义中还使用了 信息驱动的方法 这个词 p l m 不仅仅是一个应用 甚至不仅仅是一人完整的软件系统 不仅仅是一个企业实践的支撑系统 也不 仅仅是一个策略以及组织信息的哲理 p l m 包含了所有这些内容 另一个关于p l m 的定义的观点 p l m 代表产品生命周期管理 它是一组 用于工程 采购 市场 制造 研发和新产品开发与引入中其他工作的软件应 用系统的总称 这个定义也反映了p l m 最普遍的观点之一 这个观点认为 尽管p l m 是 跨职能领域的 用于工程 采购 市场 制造 r d 和其他职能 但它局限 于新产品的开发和引入 虽然这与p l m 领域的一些重要人物所持的更为宽泛 的观念不一致 但还是具有一定价值的 福特汽车公司 f o r dm o t o r 是较早采用p l m 和其前身技术的公司 福特 公司在2 0 世纪9 0 年代中期通过成立一个名为c 3 p 办公室来明确这方面的努 力 在c 3 p 中有3 个c 代表计算机辅助设计 计算机辅助制造和计算机辅助 工程 c a d c a m c a e 而p 指的是产品信息管理 p i m 这个词看起来似 乎会发展成p l m 但却失于必要的支持 福特一直对开发p l m 软件的解决方 案供应商以及期望得到福特经验以发展自己的p l m 方法的其他p l m 用户有着 重要的影响 福特关于p l m 的描述是 产品生命周期管理是关于那些用于从 产品开始到它服务寿命结束的过程 方法和工具 是将这三个方面连接起来 构造一个可以创建 更新 存取和最终删除产品数据的环境科学 它拓展了传 统边界 产品开发至制造 企业内部至外部 北美至欧洲等 p l m 不是c a d c a e 或任何其他已有的授权或者分析产品数据的子集的学科 1 6 1 这个定义进一步强调了p l m 不是计算机辅助设计 c a d 计算机辅助工 程 c a e 或任何其他产品数据子集思想 如上所述 虽然这是一个大胆的陈 述 开发p l m 愿景的参与者也非常一致地认为p l m 需要处理产品整个生命周 期的信息 但这一点还不能确切地保证能在现阶段得到真正的实现 福特的定义涉及过程 方法和工具三个最重要的要素 这与人 过程和技 术布点相似 工具和技术是完全可以相互替换的 同时 这个定义也强调边界 的范围 了两个边界 职能边界和地理边界 我们将会看到 这是p l m 强调 的一个重点 通过应用p l m 来协调职能领域甚至地理区域 以阻止由于工作 分工带来的信息割据的产生 基于p l m 系统的精益设计管理研究 综合以上关于p l m 的定义及描述 我们可以这样理解p l m 一一产品生命 周期管理 p l m 是一个集成的 信息驱动的方法 它由人 过程 实践和技 术组成 应用于从设计 制造 配置 维护 服务到最终处理的产品生命周期 的所有方面 通过利用产品信息来减少整个企业乃至供应链中时间 能量和物 质的浪费 p l m 代表了下一代的精益思想 2 2 3p l m 的技术基础 p l m 是在最近几年才完全成型的 然而 由于需要如此复杂的技术才能使 其成为可能 因此在一夜之间突然形成是不太可能的 实际是p l m 利用了一 些已有概念和技术 然后将它们整合在一直形成了这个新的概念 这些技术包 括 计算机辅助设计 c a d 工程数据管理 e d m 产品数据管理 p d m 和计算机集成制造 c i m 1 计算机辅助设计 c a d c a d 技术起步于5 0 年代后期 进入6 0 年代 随着在计算机屏幕上绘图变 为可行而开始迅速发展 人们希望借助此项技术来摆脱繁琐 费时 绘制精度 低的传统手工绘图 此时c a d 技术的出发点是用传统的三视图方法来表达零 件 以图纸为媒介进行技术交流 这就是二维计算机绘图技术 在c a d 软件 发展初期 c a d 的含义仅仅是图板的替代品 即 意指c o m p u t e ra i d e d d r a w i n g o rd r a f t i n g 而非现在我们经常讨论的c a d c o m p u t e ra i d e dd e s i g n 所 包含的全部内容 c a d 技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到7 0 年代 末期 以后作为c a d 技术的一个分支而相对单独 平稳地发展 早期应用较 为广泛的是c a d a m 软件 近十年来占据绘图市场主导地位的是a u t o d e s k 公 司的a u t o c a d 软件 在今天中国的c a d 用户特别是初期c a d 用户中 二维 绘图仍然占有相当大的比重 1 2 9 1 进入2 1 世纪 c a d 造型技术在理论上并没有出现人们期待已久的重大突 破 但是在应用和实用技术方面还是取得了不少的进展 这表现在以下几个方 面 图形交互功能改进 c a d 软件是产品创新的工具 既为工具 则务求易 学好用 得心应手 形成一个友好的 具有某种智能化的工作环境 这样的工 作环境可以开拓使用者的思路 解放其大脑 让其集中精力于设计创作 而并 非软件的操作次序或使用规则 智能化的图标菜单 多层次的弹出式或下拉式菜单己不能满足使用者的需 求 良好的菜单结构可以使设计周期提前2 0 5 0 智能化的图标菜单结构 是c a d 软件今后的发展趋势 好的菜单结构是 用户在图形操作区和菜单区之间移动光标的次数要尽量 少 菜单层次要尽量少 菜单要直观 简洁 明了 菜单项排列要根据使用频 9 陕西科技大学硕士学位论文 率自动组合 调节位置 操作指令结构要十分简化 拖放式造型 设计就是灵活的修改 直观地 实时地对三维实体进行 拖 放式 的设计与修改一直是设计人员追求的目标 在变量化技术的支持下 利 用形状约束和尺寸约束可以分开处理的灵活性 已经实现了对零件上的常见特 征直接以拖动方式直观 实时地进行图示化编辑修改的功能 今后的发展方向 是实现智能化的 完全的 拖放式 造型 动态导引器 目前在某些软件中 伴随光标而随时随地弹出菜单的操作模 式已经越来越多 随着光标的移动 动态导引器自动拾取 判断所有的模型元 素的种类及空间相对位置 理解使用者的设计意图 记忆常用的步骤 并提示 使用者下一步可能要做的工作 这是软件智能化的一个很好的应用范例 应用功能改进 发展功能高度集成化的c a x 体系 在c a d 软件中 软件 改进主要有两种途径 一是改进整体性能 优化内部数据结构和算法 改进易 用性 一是改进功能集成性 在一个软件体系结构下实现更多的应用功能集成 即用一个c a x 软件来快捷地 一路畅通地开发出客户所需要的产品 预计在 市场上形成完善 强大的c a x 体系只需3 5 年的时间 例如 从工业设计到结构设计一体化 即c a i d 与c a d 的集成 以确保 设计人员可以完全自由地表达自己的意图 从产品外观到内部结构 来自由流 畅地进行技术创新 性能或结构改进以及高级渲染着色 知识融合技术 知识融合技术是能够进行自动化过程设计 管理可能性因 素和实践性因素的一门技术 它让用户能够创建和保存自己的规则和过程 物 理 化学或者在其它领域创建的工程规则都可以被集成 例如装配材料的花费 加工公差的极限 冲压的工序和模具注射过程等项目都可以保存和评估 并且 大量实现自动化过程处理 用户可以方便地选择他们所需要的方案 就如同现 在建造参数化特征一样简单 大量的过程自动化可以为工业界带来可重复利用 过程的革命 特定工业过程的智能向导 过程向导融合了业界特有的过程知识 把设计 技术中复杂的因素连接到了自动的过程当中 例如e d s 的n x 软件有许多智能 化的过程向导 注塑模具向导 级进模具向导 齿轮工程向导 冲压工程向导 焊接助理 加工专家顾问 强度向导 优化向导等 这些过程向导将极大地改 进工作流程的效率 生产率可以成倍提高 系统化造型 使用系统化造型 设计者能够通过改变产品中的任何零件 进行各种变型 来查看完整的产品及其生产过程 新一代的c a d 软件将参数 化造型技术提升到了更为高级的系统和产品设计的层面上 系统级的设计参数 可以由产品向下驱动其子系统 装配以及最终的零件 对于产品定义模板的修 改将通过自动化的途径 控制并映射到所有相关的子系统和零部件之上 1 0 基于p l m 系统的精益设计管理研究 c a d 技术一直处于不断的发展之中 应用c a d 技术可以提高企业的设计 效率 优化设计方案 减轻技术人员的劳动强度 缩短设计周期 加强设计的 标准化等作用 越来越多的人认识到c a d 是一种巨大的生产力 不断加入到 c a d 用户行列之中 c a d 技术已经广泛地应用在机械 电子 航天 化工 建筑等行业 并行设计 协同设计 智能设计 虚拟设计 敏捷设计 全生命 周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向 随着人工智能 多 媒体 虚拟现实 信息等技术的进一步发展 c a d 技术正朝着集成化 智能 化 协同化的方向发展 c a d 技术在企业的技术进步和产品创新的过程中将发 挥越来越大的作用 2 工程数据管理 e d m 虽然c a d 规范是p l m 的核心 但是关于产品的其他一些关键数据元素和 信息也同样重要 工程数据管理是沿着与c a d 系统相反的方向发展的 是专 门的 订制的构造的 集成的应用系统 虽然有许多用于e d m 数据收集 跟 踪和报表的专用程序 但工程师们使用的主流程序过去和现在一直都是一个标 准和通用的应用程序 这个标准应用程序是微软的电子数据表一一e x c e l 它 允许按无限种不同的格式组织数据 因此 当工程师在相同的应用系统中维护 工程数据时 格式相同的可能性微乎其微 i i 物料清单 b o m 是e d m 的一个应用 它显示了与基于数学表达相同的 结构 组成和关系 介它是以一种抽象的方式来静态的 只需有限的处理能力 就可以操作 如图2 1 电水壶的物料清单 最底层的是物料 零件或部件 电热水 壶盖 一开盖键 一连接件 壶身 一壶身金属 一水尺 一开关 底座 一电源线 一发热盘 图2 1 电热水壶b o m 范倒 f i g2 1b o m o fk e t t l e 3 产品数据管理 p d m 产品数据管理 p d m 应用系统是为了在数据库中组织异构的c a d e d m 数据面形成的 p d m 系统是企业为了对不断增加的c a d 文件进行组织和分类 1 l 陕西科技大学硕士学位论文 而产生的 把c a d 系统 实际图纸里的产品看成是最终产品已不再可靠 甚 至不再有用 因为c a d 设计本来就是一个智力资产 把它反映在纸上只是所 胡可能中的一种 对大部分情况而言 p d m 应用系统仅仅是一个信息仓库 它需要用户开发 手动的过程来利用其存储的信息 虽然一些系统开始将工作流应用到一些过程 中 但是大多数系统主要还是集中在产品数据和管理上 我们从它的名字上就 可以看出这一点 p d m 系统的一个主要目的就是将企业存储在纸质的和缩微胶片中的文档 转换成电子文档 在p d m 开发和应用之前 大多数企业仓库里存有几屋子的 纸质和缩微胶片图纸 就算面对的需求完全是本地的 手工存储 获取和维护 这些纸质文档也是非常低效和昂贵的 另外 一旦产品信息转移到电子领域 将纸质版本归档到中央数据库的要求在一些企业中就降低了 也就是说电子版 本在于c a d 工作站或一些备份中 p d m 是十分有用的技术 它构成了p l m 的基础 而p l m 已经取代了p d