配置化管理-.pdf

IBM产品生命周期管理解决方案 2001年2月 配置化的电子样机配置化的电子样机 作者作者 Steve Shoaf IBM PLM 解决方案解决方案 目录 1 产品开发 不要总是试图把错误 的事情作得更好 而要做正确的 事情 2 开发产品所面临的挑战 3 面对挑战 4 IBM工程电子商务解决方案 5 结论 产品生命周期管理 PLM 不要 总是试图把错误的事情做得更好 而是做正确的事情 很多现代企业 从来就没有检查过自己所做的事情 是否正确 以至于他们非常怀疑 作 正确的事情 会给他们的企业所带来 的好处 PLM是一种新的产品开发 理念 它应用先进的最新的电子工 具 对产品设计和开发流程进行重 组 使得企业不仅可以把事情作 好 而且还能保证作的是正确的事 情 产品生命周期管理 不要总是试图 把错误的事情作得更好 去做正确 的事情 产品生命周期管理 不要总是试图 把错误的事情作得更好 去做正确 的事情 在商界有一个很大的讽刺 即使你能把所有事情都 作好 但是还是要破产 为什么会这样呢 原因就是所 做的事情是不正确的 比如说 即使你可以生产出世界 上最出色的纽扣钩 可当所有人都穿运动鞋的时候 你 的纽扣钩也一定是卖不出去的 虽然纽扣钩并不是一个很精彩的例子 但事实上 大部 分现代企业 正在把错误的事情作的越来越出色 他们 从来就没有检查过自己所做的事情是否正确 以至于他 们非常怀疑 作正确的事情 会给他们的企业所带来的 益处 在产品开发阶段这种益处表现得最为明显 很多企 业已经花费了大量的金钱 通过企业资源计划 ERP 系 统来理顺企业的业务流程 很多系统也的确提供重新构 建企业工作流程的能力 但是 这些企业也无非是为他 们那些陈旧的产品开发过程实现了自动化 如果说存在 把错误的事情作的更好 的例子的话 那么这就是一 个 产品开发过程 把错误的事情作得更好产品开发过程 把错误的事情作得更好 在产品开发过程当中 把错误的事情作得更好 的现象随处可见 设计工程师和制造工程师都 拥有创建和保存三维CAD产品设计的成熟的软件系统 不幸的是 正象他们过去为零件 工艺 规划和加工工具等分别设置图纸文件一样 现在虽然他们为了管理零件 工艺规划和加工工具而 使用了电子系统 但还是分开管理的 为设计和加工分别配置一个这样的系统 工程师们也有很多成熟的电子系统来管理设计的版本更新 同样不幸的是 大多这样的系统不能 支持用户在第一次就把事情作正确 从而预防设计更改 与通过管理设计更新来优化设计过程相 比 消除设计更改将节省大量的金钱和时间 当设计人员和制造工程师分别拥有强大的设计系统和制造系统的时候 由于他们不能尽早的进行 交流 导致设计加工费用很昂贵 甚至不可能加工出来 为什么会这样 原因就是设计和制造系 统没有进行很好的集成和沟通 幸运的是 通过产品生命周期管理 PLM 解决方案的实施 所有这些都将得到改变 通过应 用新的电子工具和重新规划的产品开发过程 进而形成一个新的产品开发理念 将使我们不仅把 事情做正确而且保证作的是正确的事情 结果是公司跨越了 电子界线 e line 用电子技术 对业务流程进行了重组 而不是仅仅把旧的开发过程实现自动化 和那些仍然关注于 把错误的 事情作好 的企业相比 这些更加灵活的企业可以更快地 较低成本地设计和生产更具创新性的 产品 从而提高企业的市场竞争力 跨越跨越 e line 实现电子商务是一个渐进的过程 在这一进 程中 很多企业首先实现了静态网站 然后过渡 到通过e mail和网络会议来取代或加强电话和传 真的功能 少数企业甚至已经通过计算机到计算 机的连接与客户和供应商连通 许多例行任务可 以被自动执行 这样人员就被解放出来从事更有 价值的工作 但是仅有极少数的企业意识到要跨 越 e line 也就是利用电子协同来从根本上改 变业务模式 e line是一条分界线 它将利用Web 技术实现单项业务的企业和利用这些技术来实 现根本转变的企业区分开 e line之下的企业在现 有流程的基础上实现任务的自动化 而e line之上 的企业从根本上改变他们的业务流程 例如 仅仅将订单通过e mail发送给供应商的企业 是处在e line之下的企业 而允许供应商连续 访问企业市场预测和产品计划 来保障供应 商对装配线供应的企业是e line之上的企业 和供应商在线共享产品设计的企业是e line 之下的企业 而允许供应商作为动态的协作 团队 通过网络设计产品部件的企业是e line 之上的企业 使用基于Web的系统 根据市场预测来配置 产品然后将产品推向市场的企业是e line之 下的企业 而那些允许客户配置自己的产 品 然后将产品推向市场的企业是跨越了 e line的企业 可以从丰富的信息交流受益 包括三维的产 品信息和有效的流程管理工具 最重要的 跨越 了e line的企业可以共享丰富的创意 从与客户和 供应商的紧密关系 从便捷地随市场和客户偏好 变化而制定的设计和制造规划中受益 企业一旦跨越了 e line 它将从丰富的信息资源 中受益 这些资源包括三维产品信息 管理企业 流程的有效工具等 最重要的 跨越了 e line 的 企业可以从丰富的创意得到很大好处 这些创意 是同消费者 供应商的紧密联系的结果 另外 还包括那些容易进行修改甚至删除的设计方案 和生产计划 这些改变是为了适应市场变化和消 费者的爱好而必须做的 产品开发面临的挑战产品开发面临的挑战 在产品设计过程中跨越e line是很有 必要的 但并不容易 值得一做的事情 总是这样 出现以下现象不足为奇 在 数字经济条件下 企业为了使工作流程 更加顺畅而改变其产品设计过程将面临 着很大风险和挑战 让我们在了解产品 生命周期管理如何解决这些问题以前 首先花些精力来认识所面临的一些挑 战 产品数据的多个资源产品数据的多个资源 随着时间的推移 产品开发过程及 其参与者的更新变化将产生产品数据的 多个存储 每个数据包都与产品开发过 程的特定部分相关联 零件 工艺规划 和刀具分别存在单个的 分离的数据库 中 在这种情形下 应用传统的模式 虽然有可能为所有这些产品数据创建一 个单一的 全面的视图 但非常困难的 在整个产品设计过程中产品的数据量始 终都很大 另外 各种系统相互分离 使得设计工程师很难找到他们所需要的 信息 所有这些都将导致不必要的数据 备份甚至应用错误的数据 可以理解 研究表明仅搜索和获取相关信息的工 作 就占去了工程师们15 27 的时间 由于搜索数据让人感到沮丧并且浪 费时间 有时工程师们宁愿从草图开始 重新设计一个零件 而不愿意花时间来 寻找那些已经完成了零件 有一个企业 坚信如果能够杜绝这样的多份零件的 话 平均每个将节省120个小时的工作时 间和6000美元 因为在企业中有很多备份系统不能 相互通信 这使得很多企业的很多信息 存在多种不同的版本 想保持这些版本 与主模型同步 实际上是不可能的 这 些自动化 孤岛 很容易产生不协调的 版本 比如说 物料清单 BOM 的重 复输入会增加手工输入出错的机会 这 必然会导致数据冲突的现象发生 基于图纸的过程基于图纸的过程 现在 很多制造企业宣称他们已经为进入数字经济作好了准备 因为他们已经开始用计算 机存贮和表达设计信息了 虽然这是向正确的方向迈进的很重要的一步 但是 他们的设计过程 并没有从根本上改变 仅仅是把过去存储在纸上的设计数据存储到了很多各自分开的计算机系统 里 全部应用电子数据 可是 这些数据却是相互分离的 将基于图纸的过程实现数字化 从而实现所谓任务流的自动化 这样的变革 并不能从根本上提高设计效率 令人惊讶的是 现在大部分高科技企业仍然依靠图纸作为他们表达零件的主要方式 很不幸 创建和维护这些工程图将耗费工程师60 的时间 有一个企业发现为了创建一张适合加工的图 纸 需要反复修改六次 以上所述的设计过程由于延长了新产品的上市时间 同时提高产品的成 本 无疑会降低企业的竞争力 还要考虑到 一般80 的市场份额 会被最早把产品推上市场的 企业所占有 这也可以作为一个例子用来说明 如果作的事情不正确 即使把它作的更好 企业 还是会走向衰落 在设计决策的时候不能全面的考虑所有参与者的建议在设计决策的时候不能全面的考虑所有参与者的建议 在产品设计过程当中 必须设置一些对主要成本进行控制的人员 这些人员将为产品大部分 成本投入负责 不幸的是 即使在制造以前他们有机会进行一些干预 但是在产品开发的最初阶 段 一些设计方案就已经确定了 对于这些方案可能造成的成本增加 是很难控制的 事实上 研究表明 产品70 的成本是在产品生命周期的最初10 的阶段就已经决定了 制造企业需要一 种方法 使得制造工程师能从产品制造成本的角度来考虑问题 在对设计的修改花费不太昂贵的 情况下尽早对产品的设计提出修改建议 比如 一个企业发现 每一个成功的工程更改在产品开 发的过程当中将大概节约2000美元 这还不包括产品制造成本 因此 很多企业已经意识到以 扔过隔墙 的方式 在整个设计过程中把设计方案从一个部 门传到另一个部门 或者从一个企业传到另一个企业而不预先进行必要的交流 是很不正确的 这将导致对工作理解上的偏差 知识共享方面的不便 对设计变更管理的困难和高成本 以及较 长的开发周期 为了解决这些问题 许多企业已经成立了 集成的产品开发小组 IPTs 这个小组包括 在产品生命周期的各个方面 设计 制造 和维护 精选出来的有代表性的工作人员 这个小组 将保证在产品设计阶段 得到来自于各方对设计方案的意见 如果小组的成员都努力去平息别人 的不满 那么IPTs仅仅得到相对优化的设计 IPTs把错误的事情做得很好 他们为了减少给别 人造成的问题而采取并不很好的方案 而不是探索所有的选择而得到一个最好的设计 对供应商的利用和支持不够充分对供应商的利用和支持不够充分 现今的企业正在把越来越多的设计任务分发到供应商那里 以便得到和利用更大范围的 设计思路 供应商更适合设计整个部件 而不仅仅是一些简单的组合零件 但是这受到他们 对设计本身的理解的约束 主要是对他们所设计的部件在整个产品中的关联缺乏理解 如果 理解不充分 设计本身的创造力将受到限制 尤其对于那些希望依靠大量具有创新思想的 人来推动自身发展的企业来说 这点显得更加重要 因为供应商对设计缺乏连续性认识 就 只能单纯的满足原始设备制造商提出的设计需求 而不会探索任何其它可能真正会得到优秀 产品的设计方案 没有能力充分模拟产品本身性能及其可制造性没有能力充分模拟产品本身性能及其可制造性 数字化的设计数据 使已经成熟的仿真技术得到了进一步的发展 这种技术把创建昂贵的 物理样机的需求降到了最低 可是 自动化孤岛使得企业为产品设计和制造过程建立有效联结的 愿望不可能实现 而制造过程显然需要这些产品的设计数据 这样 仅能使很少的一部分设计进 行制造仿真 这会导致废品率的提高 制造过程麻烦 很多产品需要重新设计 又一个做错误 事情的例子 为了缩短产品开发周期 很多企业把注意力集中在对工程更改的快速响应上 使工程师在 46 以上的时间里 进行分析 测试 和进行工程更改 这是一个有益的投资 可是 在产品生 命周期的最初阶段 通过进行适当的产品性能模拟和加工过程仿真 将能使企业获得更大回报 并且这样将完全消除产品工程更改的必要 现在 消费者对产品种类的需求更加苛刻 如果想设计出一系列丰富多采的产品和产品配 置的话 就需要在产品设计的最初阶段有对产品变形建模的能力 并且确认每种产品变型都能适 应产品本身性能和可加工性两方面要求 现在许多高级的设计软件都集成了有限元分析及一些其它方面的性能仿真工具 这些应用 软件可以在产品开发的最初阶段支持产品设计的快速验证 应用这些软件对于工程师来说并不困 难 但是这些软件却不能保证有效的分析所有的产品系列和配置 那是因为设计软件虽然提供了 先进的装配管理功能 但是定义和管理复杂的产品配置并不是这些软件的特色 作为替代方案 这些事情只能通过PDM系统 在产品生命周期的后续阶段去做 实际上 到了那时已经太晚 了 已经不能根据实验和分析结果进行比较大的修改了 这是另外一个例子 在错误的时间把事 情做的很好 可是结果只有一个 做错了事情 面对挑战面对挑战 今天 在数字化经济中处于领先地位的企业 正在改造产品开发过程作为提升企业竞争力的 加速器 他们通过频繁地以较低的成本向市场推出更加具创新性的产品打败他们的竞争对手 他 们已经开始能够适应当今消费者对产品花样 交货日期以及产品质量等方面比较苛刻的要求 强化产品数据资源强化产品数据资源 为了能够很快的找到正确的 单一版本的产品数据 先进的企业正在努力强化他们的产品数 据源 他们并不是把所有数据从现有的系统 移到新的单一系统中去 他们正在把现有系统联接 起来 希望通过这种方式给用户提供一个单一的 全面的 有关整个企业产品信息的视图 这个 全面的视图 一般是由一个数据管理软件提供的 并且通过一个WEB浏览器把信息传递给用户 这个对企业综合信息的访问接口 已经把数据定位时间降到了最少并且保证数据存取的正确性 此外 它鼓励应用已有的设计数据 而不去创建一个使已有零件产生副本的新零件 数据管理应用软件还支持从CAD模型中直接得到物料清单 从而避免通过人工方式进行 BOM和数据输入时出现的冗余项和错误 通过在不同数据表达方式之间建立联接 使得产品设 计更改只发生在产品的主模型中 达索公司开发的ENOVIA VPM数据管理应用软件 就是一个为集成复杂数据资源提供架构 的例子 这个架构是基于网络的 它为现有的系统 提供了全面的索引 使得工程师可以很快的 找到最新的设计信息 物料清单可以从储存在CAD系统中的产品设计信息中直接生成 这将消 除重复数据的出现及系统数据间相关的错误 此系统还提供对企业数据资源的控制和访问 能够 减少产品开发的时间和成本 同时提高产品质量 这个系统是产品生命周期管理产品的重要组成 部分 对旧的业务流程进行重组对旧的业务流程进行重组 现在 先进的企业都在改造他们的产品开发过程从而能够利用已有的电子设计数据 他们不 是使现有的设计过程自动化 而是通过对那些在产品设计数据保存在纸上的时候采用的旧的设计 过程进行重组而跨越e line 第一步是消除对二维信息的需求 这就需要在三维建模系统中描述设计 更重要的是 需要 非常容易地把三维设计信息提供给产品开发过程的所有相关人员 其中包括管理人员和偶然的用 户 过去 显示三维设计数据的唯一方式就是应用本地的CAD应用软件 现在 企业应用基于网 络的显示技术 比如说ENOVIA Portal 3d com 在整个企业中 所有得到授权的用户可以仅仅利 用简单的网页浏览器就能显示复杂的三维设计模型 为了从基于图纸的方式转换成基于电子数据的方式 咨询服务通常是很有必要的 伴随着电 子商务的实施过程 会在很多领域出现很大的变化 所有这些都将给企业带来商业和文化上的挑 战 IBM的虚拟产品创新系统 Vertual Product Innovation 正是一个咨询过程的例子 它能够帮 助企业很好地适应这些挑战 它还能帮助企业选择和应用恰当的技术 用于帮助企业达到预期的 商业目标 IBM的 VPI系统 还可以为那些准备改变多年工作方式的用户提供适当的培训 增加所有成员的参与机会增加所有成员的参与机会 有一些企业能够以比竞争对手以更快的速度提供新的更具创造力的产品 很明显 这些企业 已经超过了 集成产品小组 IPT 的设计模式 并且很成功的实现了 上市时间 目标 这 些企业探索很多种产品设计方案 目的是优化整个产品的设计 而不仅仅是为了 安抚 小组中 的所有成员 而交付一个不太优化的方案 而且 他们把整个产品的价值链和产品设计的全过程 很好的结合在了一起 这样可以更有效的利用那些创造性的设计所带来的好处 产品生命周期管理是实现这些成就的基础 PLM在一个单一的集成数据库中 管理大量的产 品配置和设计方案 这就可以对每个设计方案 进行设计目标和约束两方面的评估 包括产品本 身性能的要求以及产品可制造性的要求 虽然大家应用不同的系统 但是所有的参与人员都有权 使用中心数据库中详细的产品信息 应用一个网络浏览器 他们可以探索各式各样的设计方案 并且在恰当的时候提出新的思路 达到如此高层次的合作效果 并不需要所有参与人员都在一个会议室 一个城市 甚至一个 公司中 通过应用基于网络的工具 可以集成各不相同的系统 这样 设计过程就可以在整个价 值链中分布进行 并且允许所有的成员参与并作出贡献 供应商的作用供应商的作用 汽车业的原始设备制造商 OEM 越来越关注他们各自的供应基础 首层供应商提供整个子 系统 而不是简单的零件 这些子系统可能包括数千个组合零件 这些子系统不能凭空设计 实 际上 设计人员必须明白他们需要设计的子系统和其它子系统之间的关系 这些子系统可能是许 多不同的公司开发的 在制造部门或到现场再来发现兼容性问题代价太昂贵了 设计人员需要对 整个产品有一个完整的大视图 产品生命周期管理就提供了这个大视图 通过管理系统之间的依赖关系 可以为设计过程建 立一种设计关联 这将使开发者了解他们的设计在几何关系及系统方面可能出现的各种冲突 设 计人员可以预先规定影响他们设计的相关元素 这样就可以确保当这些元素更改时他们能马上得 到通知 供应商的设计人员通过应用一个被称为电子样机 DMU 的技术来探索他们的设计方案 DMU允许用户利用三维产品信息在计算机中创建一个虚拟的产品电子模型 他们可以在没有物 理样机的情况下 模拟显示产品的状态 配合 运动学属性以及其它很多产品性能 DUM支持 在一个虚拟的数字化环境中 集合多种系统的数据 比如说 ENOVIA DMU 导航器就可以读取 多种格式 来自不同系统的数据 这样供应商就很容易相互应用设计数据 而不必关心他们各自 用的是什么开发系统 理解预测的产品性能和可制造性理解预测的产品性能和可制造性 那些把产品最早推向市场的企业 正是通过 第一次就把事情作正确 的方式 来缩短产品 的开发时间的 他们正在设计可以用最小余量进行加工的产品 他们正在努力减少工程更改的影 响范围 也就是说 在产品的概念设计阶段就注重产品的制造过程 从制造能力和制造条件的角 度来优化产品设计 而不是仅仅通过提高工程更改的响应速度来减少设计时间 他们并不是在一个单一的设计上实施这些分析 而是把这些分析应用在一系列方案中 所有 这些方案由一个单一的系统进行管理 这个系统可以从各自分开的资源中抽取数据 他们在产品 设计中尽早对各种方案从成本和性能等方面进行评估 因为这时修改设计花费最少 对产品定制 和设计方案的快速评估能力 使得这些企业能够高效地向广大市场的客户提供产品 当产品配置通过工程验证以后 就与客户关系管理 CRM 系统共享信息 这样 消费者就 有了对产品最大限度的选择权利 同时减少了消费者选择那些根本不能实现的配置方案的可能 性 IBM的工程电子商务解决方案的工程电子商务解决方案 产品生命周期管理 PLM 可以支持制造企业有效地利用企业知识资产 即使这些知识分散 存储在多个企业系统之中 它们可以为企业的整个业务流程提供帮助 从产品概念设计到产品维 护直至产品最终退役 产品生命周期管理通过把电子商务技术和产品开发和制造方面的应用软件进行联结 可以把 足够的产品信息提供给企业其它业务流程 IBM研究的产品生命周期管理解决方案是一个集成的 有关产品和服务的软件包 包括 1 基于IBM的虚拟产品创新 Virtual Product Innovation VPI 的专家与实用工业知识咨询系 统 2 达索公司的核心应用软件 用来支持和管理 产品创建 产品 过程 及资源模拟 产品直观显示 价值链集成 协同与知识 3 IBM公司提供的服务以及有效使用核心应用软件的方法 4 把达索公司的应用软件与其它IBM电子商务战略解决方案软件 CRM SCM BI ERP e Commerce 进行集成的服务 5 IBM电子商务的基础和服务包括 中间件 服务和存储 网络及集成 IBM的VPI咨询业务是IBM全球服务组织的一部分 它主要帮助企业评定 选择和实施一些关键 技术 这些技术能够使企业全面地应用电子商务 结论结论 互联网造成的科学技术大变革带来了巨大的商业挑战 也可以说是机会 这由不同的思维 方式所决定 这使得很多企业利用这个机会重新