基于PLM的产品平台方案
产品平台技术不是单项技术的使用,而是PLM体系多项技术以及平台战略思想的集成。因此,产品平台的合理规划和有效利用有赖于相关技术的支持。此报告研究了产品平台需要的工程基础以及
2.1产品平台支撑技术
产品平台技术不是单项技术的使用,而是PLM体系多项技术以及平台战略思想的集成。因此,产品平台的合理规划和有效利用有赖于相关技术的支持。此报告研究了产品平台需要的工程基础以及PLM体系功能。所述的工程基础从产品平台应用的角度提出了建设产品平台需要的相关技术实现。所述的PLM体系框架及功能则从产品平台的开发和应用两个层面描述了对产品平台的支持功能。
2.1.1支持产品平台的PLM体系框架
产品平台必须具备一个完备的技术框架,用来规范和描述基于PLM系统的解决方案应该包含哪些组成元素,以及如何组织这些组成元素,以使它们作为一个整体有效运行,协同完成产品平台的各项功能。因此,对PLM体系结构的研究是能够顺利开发产品平台的关键基础。
产品平台对PLM体系结构的技术主要需求如下:
1)PLM系统在功能上应该包括零部件管理、文档管理、产品结构管理、配置管理、状态管理、流程管理、项目管理、知识管理等。这要求PLM系统必须实现多种跨平台协议和多种用户界面接口。在每一类功能中应该包含若干相对独立的功能单元,这些单元可能表现为一种工具(如可视化、CAD)。
2)在设计PLM体系结构时需要考虑横向和纵向各个层次和模块之间的集成性、可替换性和耦合性。PLM体系结构涉及到多个垂直划分的技术层次和水平划分的功能模块,不同的子系统可能使用不同的平台、不同的接口技术。一个设计良好的PLM体系结构应该具有良好的可维护性,层与层之间是一种松祸合,模块构件的可替换性强。这样可以充分利用原有的构件或者第三方构件来充实整个系统。
3)PLM体系结构需要从根本上保证企业一切有用信息的安全性。企业信息化之后的信息安全是企业正常运行的保障,在设计PLM体系结构时,需要通盘考虑数据存取的安全性,保证运行过程中信息不丢失、不被非法拷贝、删除、修改。同时在个别子系统出现问题的时候不影响其他系统的运行,出错后数据能得到及时有效的恢复。
PLM体系结构为产品平台提供了一个结构、行为和属性的高级抽象,体现了各个构件之间的相互关系、以及构件与环境之间的相互关系。PLM体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构。并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系,提供了一些设计决策的基本原理,还包括指导系统设计和进化的原则。
PLM体系结构是描述PLM系统结构的实体及其特性,以及决定PLM系统结构之间关系的集合。这些指导原则共同构成一个软件系统或一组软件系统的基本特性和约束。在J2EE组件技术和XML技术的基础上,并针对PLM系统对信息服务的动态性、实时性和交互性等要求,构建一个多层B/S的PLM体系结构,包括资源层、数据层、Web层和客户应用层,如图2所示。
1)客户应用层
客户层是显示信息(如数据检索,输入输出,信息浏览发布等)的端,负责处理用户与中间层应用程序交互以及显示界面。客户层采用J2EE分布式体系结构的客户端技术实现。Web客户端通过SOAP协议向Web服务器发出请求,服务器对该请求进行安全验证后,从Web服务器上下载静态页面,或由JSP或Java Servlet生成动态的Http/XML页面,然后返回给客户端。
客户应用包含的应用程序可细分为文档管理、产品管理、项目管理、过程管理、系统集成等。应用程序实现PLM系统的核心功能,对产品生命周期中的数据进行管理。公用商业服务构件包括可视化、工作流、企业联盟、安全管理。公用商业服务构件既可以作为PLM系统的一部分,也可以作为单独的构件提供给有需要的用户和企业。每个功能构件相对独立,完成特定的功能。
2)Web层
Web层利用J2EE的组件和容器技术构建PLM系统的各个功能构件和封装对象。中间层的主要目的是实现PLM系统核心功能,屏蔽信息处理的实现细节和环境的异构性,保证信息处理的安全和高效。并且通过会话Beans和实体Beans将业务逻辑与数据逻辑分开:会话Beans用来表示PLM系统的所有业务逻辑:实体Beans则用来表示数据逻辑。
将业务逻辑与数据逻辑分开后,维护和编程时只需考虑业务逻辑和相关的事务处理,而不必专门考虑数据逻辑,因为数据逻辑提供了数据访问的接口和访问语言规范。这样就大大减少了系统开发的复杂程度,把复杂PLM系统的开发简化。
Web层提供Web服务和EJB服务。PLM系统通过TCP/IP、IIOP、NETBIOS和H1TP等局域网和广域网标准协议进行通信,并且也可以通过JMS(JAVA消息通知机制)进行通信,EJB服务技术是实现J2EE架构PLM系统的核心技术,也是保证PLM中间层实现的关键技术。
3)企业层企业层为整个企业及其应用提供数据、文件服务或基础框架服务,如邮件传输、消息服务等。企业层的各系统分布在异构环境中,并且存储着大量的数据和文件,使用XML中的DTD和Schema定义各行业内数据标准,使数据能够方便地被各种符合行业数据结构标准的应用程序解析和处理。
数据的处理采用统一的数据模型。PLM系统的运作与执行涉及到产晶设计、生产与使用等各个方面,与企业资源、产品数据、管理模式、供应商以及客户等信息密切相关。因此,需要通过统一的数据模型对产品信息进行统一规划,实现产品全生命周期的信息集成。支持PLM系统的统一数据模型表示需要解决的关键问题有:具有规范语义的元模型;图形化建模环境;存储模型信息的知识库;对知识库的访问和管理;通用模型与应用系统数据模型的映射等。
其中,知识库及相应的元模型是统一数据模型的核心,元模型与知识库通过各种接口与前、后端应用系统进行交互。企业层在整个结构体系中以实体Bean来表示,并在需要时被调入EJB数据共享池供查找、更新、删除。由于每个数据表、甚至每条记录都是一个实体Bean,而且都在数据共享池中存在,因而数据访问的速度比较快。
4)资源层
资源层主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络以及通信协议、数据库支持环境等。数据库负责存储产品生命周期内产生的所有数据,包括产品数据库、过程数据库、企业资源库与知识库等。
由于企业数据库具有数据量大,性能要求高等特点,因此底层数据库几乎都集中在Oracle、SQLServer、Sybase等大型数据库。底层平台层在原有PDM系统数据库基础上进行结构扩展并充实其中内容,为PLM集成平台提供数据存储支持。此外,通信协议都支持TCP/IP、IIOP、NetBIOS和HTrP等局域网和广域网标准。此报告研究的体系结构采用基于J2EE平台和XML技术,使产品平台所依赖的PLM系统具有如下特点;
1)客户端个性化。
基于角色访问,使得用户基本不需要系统管理员的支持。只要确认角色便拥有相应的权限。通过Web浏览器便可访问和操作分布在异地的系统。
2)基于J2EE标准。
采用J2EE技术使系统具备开放性和平台无关性,其标准可支持多家供应商和开发伙伴,为虚拟企业的协同工作提供了有力的技术支持。
3)互操作性好。
应用XML技术处理数据,增强了系统和数据的互操作性,并且可以快速配置组件以适应新的系统和应用。4)松耦合集成。J2EE的多层结构和
XML格式的数据(通过HTrP或者SOAP协议传输)穿过防火墙的机制,减少了很多集成问题和安全问题,易于系统扩展。
2.1.2支持产品平台的PLM体系功能
由于PLM是对PDM系统的继承和发展,因此在PLM系统基本上覆盖了PDM系统的主要功能,为构建产品平台提供了必须的基础功能。从产生生命周期角度,PLM系统涵盖了需求与计划、概念设计、产品设计、制造工程、产品测试和质量保证、批量生产、销售和分销、维护大修、循环再利用等整个生命周期的所有环节,如图3所示。
PLM系统是一个最为完整的解决方案平台,该PLM系统提供了系统工程与需求管理、组合与项目管理、工程过程管理、BOM管理、符合性管理、供应商关系管理、机电一体化过程管理、制造过程管理、仿真过程管理、维护与大修管理、全生命周期可视化管理、企业知识管理,如图4所示。
从业务功能这个角度上讲,综合各类PLM系统的功能特点,通常包括文档管理、过程管理、项目管理、产品管理、系统集成、系统配置与功能扩展。
一、产品管理功能
产品管理以数据仓库为底层支持,以材料清单BOM为核心主线把产品的所有工程数据和文档联系起来,从而实现对产品数据的有效组织、控制和管理。
(1)产品族管理
产品族是企业在开发出的产品架构的基础上,利用事物特性表,通过变量来获得一系列的在功能、结构和制造方面具有差异化的产品集群。利用重用和自动配置技术使企业在产品设计、制造、维护等方面提高效率、降低成本。产品族管理的基础是产品分类,产品分类的方法有层次分类法和非层次分类法。层次分类法的基础是树状结构,从某个层次的分类元素出发,可以向下划分任意多个层次,每个层次可以包括任意多个元素。分类树上的所有分类元素都可以被定义任意多个与形状和功能相关的特性。
而非层次分类是利用零件主属性表的分类属性隐性地划分层次结构。通过产品分类,可以使得产品形成过程中所需要的知识快速被查询得到,加速产品形成各个步骤的速度。市场和客户的需求总是处于不断的变化之中,因此产品架构也应随之发生变更。产品架构的变更包括两个方面,一是构成产品架构的零部件族类型发生变化,二是零部件族的属性发生变化。
这两种变化均导致产品架构的版本发生变更。产品族中的产品具有内在联系,下一代产品通常是以前一代产品为基础进行修订和改进。从产品族全局的角度对产品族内所有产品进行整体管理,便于相关人员清晰地掌握产品族内各个产品的结构以及产品的演变过程。因此PLM系统应该能够对产品族进行有效的维护。
(2)零件库管理
零部件主属性表单和事物特性表提供的各种特性和属性作为分类元素,利用。分类元素作为虚拟文件夹。分类元素与特性对象之间存在一个N:M的联系,在一个零件的特性可以顺着分类路径与这些分类元素相关联,因此可以通过一个或者多个特性来建立检索入口。如果按照零部件本身的层次来分类,分类路径的最末端是一些利用事物特性表进行描述的零件类,其与相应的事物特性表和模型属性表相关联。
(3)配置管理
配置标识包括为了对产品构成进行识别所采取的各种措施,其中包括了虚拟产品模型的构建以及利用零部件的文字和图形形式的文档对产品进行明确描述等。由于在产品的生命周期中进行了很多次更改,存在各种不同的产品配置,因此必须对所有的零件、部件及其文档按照产品模型加以明确的标记在客户需求个性化日益增加的情况下,产品配置设计己经成为PLM系统的重要功能之一。
产品配置设计是在产品架构的基础上,根据客户订单为客户快速生成特定的产品结构,常见的产品配置设计方法有基于规则、基于实例等方法。合同订单管理可以采用虚拟文件夹的方法,把配置的结果所有相关的文档、产品零部件主属性表单、事物特性表、工程图形、产品结构归纳到一个以合同订单为名的文件夹中,而合同订单文件夹之间也可以根据共同的特征进行分类,建立起产品合同订单的树型结构便于查询和检索。
配置历史管理的任务是在产品整个生命周期内对产品的全部文档的所有更改状态进行记录,以便在需要的时候能够回溯到生命周期内任一状态的产品数据。配置评价是评价某种产品配置满足设计要求的情况,借助与配置标识和配置历史记录对配置产品的功能做正确的描述。配置评价帮助产品设计人员获得及时的反馈,及时改变自己的配置。
二、文档管理功能
文档管理是PLM系统的基础管理手段。文档可以分成工程图纸、模型和一般资料等。文档记录了产品形成过程中的阶段性成果,提供给相关人员进行及时交流,以便形成下一阶段更加具体的产品文档。
通过在产品生命周期中逐渐形成的产品文档序列,文档管理可以为产品全生命周期模型提供一个完整的文档视图。通过PLM系统的文档管理功能应该能够支持各种录入、修改,查询等功能,并且允许迅速地访问企业的各种产品信息。由于PLM系统使用数据库管理工程数据文档,所以保证了数据的一致性,提高了数据处理能力和安全可靠性。在管理功能上,实现了版本管理、文档分类、视图管理、状态管理以及文档分析等功能。
(1)版本管理
由于产品的设计和制造过程是一个分阶段、分层次并逐步完善的过程,因此产品数据和文档也是反复修改,出现多个版本。如果没有文档的时效管理,就会出现许多混乱。一般而言,同一文档的不同版本具有不同的时效,对应不同版本的零件、部件与产品。版本管理可以维护产品数据在时间维度上的时效性和可追溯性。
与版本管理相联系的基本过程包括文档的注册、修改、审核等等,文档只有在PLM系统中注册以后才是合法的。如果要进行文档的修改,必须按照PLM系统中更改管理的要求,进行修改权限的验证,然后将文档从PLM数据库中签出到用户的工作区中进行修改,修改完成后重新签入到PLM数据库中。
(2)签入与签出
在产品生命周期的各个阶段,用户在完成自己的工作后,都可以将自己的工作结果签入到PLM数据库中,由PLM系统进行统一管理。用户也可以将PLM数据库中已有的文档签出到自己的工作空间中进行修改。
修改完成后,重新签入到PLM系统中,此时,可以选择是否覆盖原有的文档。PLM系统应该允许用户同时签入多个文档,即允许批量签入。签出与签入相对,签出是将PLM数据库中的文档签入到用户的工作空间中。在将文档对象签出时,必须确定是否将与该对象相关联的对象一起签出。
(3)发布与冻结
各种产品信息主要是在交互式的产品开发过程中形成的,各种各样的数据和文档需要经历很多不同的处理过程才达到成熟的状态。此时,可以在系统中发布这些数据,以供项目的相关人员使用。在文档的发布阶段,不允许对数据进行无控制的更改。对于一些不希望用户进行修改的文档数据,可以将它们冻结起来。所谓冻结,就是给这些文档对象添加一个标记,从而保证用户不能进行签出操作。对于冻结的对象,若需要签出则需要经过审核或由系统管理员帮助解决。
(4)状态管理
PLM系统的所有文档都具有阶段性,这是由于PLM系统是基于产品生命周期的流程而运作的。文档的状态一般包括形成阶段、审核阶段、发放阶段和修改阶段等。在这几个阶段,应该对浏览和操作该文档的人规定各种角色和相应的权限,以保护文档信息的安全有效。产品规划、设计、试制、制造、销售维护等阶段都必须利用上一个阶段的文档作为基础产生新的文档。
此时,文档的准确和一致性的维护就相当重要。而且,产品生命周期中,PLM系统中的产品数据模型会反复进行修改和完善,因此必须利用状态来对文档进行管理。此外,文档的状态也包括文档的版本号,以及版本管理中的发布和冻结状态等。状态管理的策略主要是根据产品项目管理的要求,追踪项目进展,及时发现项目进行中的问题,如:延迟、经费不足等等。根据项目状态合理分配、调整资源。因此必须能够即时访问流程文档和项目模板。
(5)文档分类
经过分类的文档分别存放到不同的虚拟文件夹中。与普通的文件夹不同,虚拟文件夹不是用来保存文档,而是对文档进行分类的工具,侮一个虚拟文件夹还可以包括其它虚拟文件夹。根据这个原理,就可以实现按主题对文档进行结构化分类的目的。
(6)视图管理
根据用户的不同需求,’一可以生产不同的产品结构视图o-应该说明的是,系统并不需要保存这些视图,所有的视图均是在统一的产品数据的基础上,通过不同的转化方法适时生成。这样就能够保证所有的数据的一致性和准确性。
(7)文档分析
在产品的生命周期过程中,产品的数据模型由一系列相关的文档组成,包括来自生命周期不同阶段的文档。这些文档之间通过零件主属性表、模型属性表以及文档主属性表相互关联,形成完整的数据链。此外,一份文档也可能包括多个文件或者多页文件。因此,需要对PLM系统中的文档进行分析,分析其完整性、关联性、准确性和一致性等。
完整性分析是指检查文档是否包括了规定的内容,是否能够作为下一步工作的基础,以及保证文档的易追溯性和可理解性,这时可能需要一定的人工检查以保证文档的质量。关联性分析是指通过检查文档数据链,发现文档之间的相互关联属性,并且进行标记。当文档需要更新或更改时,可以选择是否更新或更改所有与其相关的文档,从而保证数据的一致性,并提高工作效率。在PLM系统中制定一些规则,对文档的准确性进行分析。
由于PLM系统管理产品全生命周期的文档,所以在PLM系统中保持生命周期各个阶段的文档一致性显得尤为重要。为了保持数据的一致性,可以通过PLM系统管理对象建立链式的数据结构,使文档之间通过指针进行关联。对文档一致性的分析,可以通过数据链进行查找,确保在产品生命周期中的数据保持一致。
三、过程管理功能
过程管理用来定义和控制数据操作的基本过程,控制数据的流向、数据的创建和更改过程。PLM过程管理的作用是实现对产品设让与更改过程的跟踪与控制。可以根据工作需要建立串行或并行的工作流程,使得审核、批准工作能够高效、协调地执行,使得审批记录能够入库保存以各查询。此外,PLM系统还可以保证,只有被授权的人员才能访问过程中的有关文档。
(1)过程模板管理
在通过PLM系统进行过程管理以前,首先应该建立过程模型.可以利用一个图形编辑器来定义各个过程步骤,并根据具体的需要将这些过程步骤链接起来。过程步骤的链接确定了过程的结构。每一个过程步骤都有一个入口和至少两个出口,其中一个或几个出口用来表示活动的成功,一个出口用来表示活动的失败。如果过程结构己被确定,则可以将过程步骤与功能对象联系起来,后者被用来对工作流中的各个活动进行控制。
利用功能对象库可以加快过程建模的速度。在功能对象库中存放着各种各样可重复使用的标准对象,调用有关的对象并将其链接起来就可以很方便地构建所需要的过程模型。在PLM系统中,执行过程任务时,必然需要相应的文档。任务文档关联就是指将过程和数据关联起来,将数据和过程进行集成管理。例如,检验人员在执行~检验任务时,系统除了下达任务以外,还需要将相应的文档传送给检验人员。
(2)更改管理
在制造企业中,更改可以理解为当某个零部件或文档已经处于发布状态时,对该零部件或文档进行的修改.产品更改是一个不断重复的业务过程,该过程覆盖了企业的多个部门。对一个零件的更改除了涉及产品设计部门以外,还与工艺装备设计、工艺过程规划、制造、成本核算、采购、销售以及用户服务等部门有关。基于PLM系统的更改过程管理模块应该具备一个包括以下组成:
1)更改建议:更改过程的发起者可以是某个员工、某个小组或某个部门。此时,需要编制一份更改建议书,在更改建议书中,对建议的更改内容或更改原因进行了详细的说明。
2)更改评审:过程管理模块将更改建议书发给相关的PLM系统用户,由相关主管人员进行评审。如果该更改建议得到了主管人员的肯定,更改发起者就可以提出一份更改申请。
3)更改申请:填写一份正式的更改申请表,并将与更改申请表有关的产品数据填写在另一张申请表中。通过过程管理模块,提交给下一个步骤。
4)更改许可:检查更改申请表的格式,并将所提交的文档资料送交有关职能部门进行检验和批准。然后根据各职能部门的意见评估是否允许修改。
5)更改任务单:更改许可评审通过后,填写更改任务单。更改任务单的内容包括编号、更改原因、更改描述等,以及相关的文档。
6)更改说明:更改说明需要进行因果分析,即研究如果对产品数据表中的某些数据进行了修改以后,将会对其它的产品信息产生怎样的影响。将这些信息汇总成一张表格,以便对更改要求进行更加详细的说明。
7)更改执行:将更改任务单发放给执行者,执行者找到所需更改的对象对其进行修改。
8)更改发放:更改工作结束以后就需要执行检验和发放过程。在对产品检验一一以后,过程管理模块赋予被更改对象一个新的更改标记i重新将其存入档案库并打上标记“冻结"状态。
9)更改通知:分发更改通知书或发放通知书。
四、项目管理功能
项目是由一组有起止时间的、相互协调的受控活动所组成的特定过程,该过程要达到符合规定要求的目标,.包括时间、成本和资源的约束条件。
(1)项目任务分解
在项目规划阶段,需要确定项目结构。将一个项目划分成一些相对独立的、小规模的任务单元。项目分解是项目管理中不可或缺的过程,是项目计划和实施控制的基础。
通常采用项目工作分解结构(Wrok Breakdown Srtucture,WBS)技术对项目进行分解。项目工作分解结构是把项目(目标、任务、工作范围、合同要求)按照系统原理和:要求分解成相互独立、相互影响、相互联系的项目单元,将它们作为项目的计划实施控制和信息传递等一系列项目管理工作对象,通过项目管理将所有的项目工作单元合并成一个整体,以达到综合的计划和控制要求。
通常可以根据项目的实施过程进行分解,也可以根据项目的交付物进行分解。在进行项目工作分解时,应确定项目所需的资源,制定资源计划。资源计划应说明项日需要什么资源以及根据进度表什么时候需要资源,从何处及如何得到和分配资源。对于项目中任务的定义,应该尽可能详细,对于一些要求应该尽可能地形成文件。
在产品的生命周期和项目的生命周期中都有许多任务,应明确项目任务的内部关系,并评审其一致性。为了利用以前的有益经验,只要可能,就应使用标准的或经过验证的项目网络图。应由对活动负责的人员来估算活动的周期,对各项任务的时间进行划分。如果是根据过去经验作出时间估算,则要对其正确性及对当前项目条件的适用性进行核查。任务时间的划分应形成文件并可可追溯。
在PLM系统中,应尽早指定项目经理。项目经理是经指定的负有责任:权限和职责管理某一项目的人。授予项目经理的权限应与其职责相当。其它项目人员角色的指定需要根据其专业特长进行指定。应规定项目中工作人员的学历知识和经验方面的必要资格,并制定岗位说明书。
(2)资源管理
资源管理旨在策划和控制资源,识别任何在资源方面可能产生的问题。资源包括计算机软件、设备、设施、资金、信息系统、材料、人员、服务和场地等。首先需要确定在整个产品生命周期中所需的资源,并将资源按照一定标准进行分类。同时,应该指明从何处及如何得到资源。此外,还需要注意资源的制约条件,其中包括可获得性、安全性、环境和文化背景、国际协议、劳动协议、政府法规、资金以及项目对环境的影响。
资源利用分析资源利用分析应识别、分析资源计划的偏离,明确过剩资源的处理方法。应制定资源评审时间表并规定数据收集和预报的频次。在产品生命周期中,当出现资源不足或过剩的情况时,应该采取措施进行综合平衡。这时。应该考虑对项目其它过程和目标可能产生的潜在影响。影响项目目标的更改在实施前应该通过评审。
(3)成本控制
在支出成本前,应规定成本控制体系中遵循的程序,形成文件,并告知确定分配工作量或支出的人员;应建立成本评审的时间表,并规定数据采集及预报频次;应检查后续工作能否在预算内完成;应识别任何与预算的差异,如果超出了预算的规定,则应进行分析并对其采取措施。应清楚地识别项目的所有成本(包括活动、产品和服务)。根据工作分解结构制定项目的成本分解结构。成本分解应形成文件并可追溯。
如果项目成本中有重要的不确定性因素则应评估并减小风险;应考虑对后续工作给予适当补偿:应对项目成本趋势进行分析,并评审后续工作计划,以预测风险和机会;应识别预算偏异发生的根本原因,包括有益和无益两种偏异;应采取措施以确保无益偏异不会影响项目目标,有益和无益偏异都应作为持续改进的依据。
(4)进度监控
为了确保对项目活动及其相关信息进行适当控制,应确定进度表修订的时间及数据收集的频次。应识别、分析与进度表的差异,如果差异太大,则应对其采取措施。在PLM系统中,需要对活动状态的属性进行定义,以供项目相关人员进行查询。适时了解项目的进展情况。应该将项目管理与过程管理结合起来,通过过程的仿真模拟实现进度可视化。
项目管理者应按项目计划的规定,定期实施项目进度评审;应识别发生进度偏离的根本原因,包括有益偏离和无益偏离:应采取措施确保无益偏离不会影响项目目标,有益和无益偏离的原因均应作为持续改进的依据。应确定进度更改可能对项目预算和资源及产品质量的影响;应在考虑到可能对其他项目过程和目标的潜在影响后,再做采取措施的决定。影响项目目标的更改在实施前应该通过评审。
当需要采取措施防止项目的延期时,应规定所需的人员及其作用。进度表的修订应与后续工作计划中的其他项目过程相协调。系统应该指定一些规则来帮助解决活动冲突。也可以将冲突提交给企业的相关部门进行评审解决,此时系统应该规定冲突解决的流程。
五、系统集成功能
为了使不同的应用系统之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统一的管理。就必须把外部应用系统封装到PLM系统之中,并可在PLM环境下运行。例如集成多CAD系统、ERP系统等。
六、系统配置功能
(1)用户管理
用户角色定义PLM系统的用户种类很多,为了保护系统数据的安全性.;,PLM系统设立了各种权限来管理用户。由于一个用户可能以多种方式使用PLM系统,或者多个用户以同样的方式使用系统。
为了降低复杂性,PLM系统设计了角色的概念,用户权限与用户角色关联在一起,现实的使用者也因扮演各种角色而被间接授予权限。这种安排增加了灵活性,使得用户的角色可以转移以适应现实情况的变化。用户是一个基本类,用户的基本信息包括与系统相关的信息,如:D号、口令、被分派工作区等等;也包括用户的个人信息,如:姓名、职业、专门知识、经验等。
这些信息在PLM系统进行项目管理时非常有用。根据用户属性PLM系统为每一位用户分配用户组和角色,进而分配权限进行管理。PLM系统根据用户的属性、被分配的任务以及在项目组中的角色,·用权限管理系统来动态为用户分配权限和工作区,使得用户具有完成任务相应的权力,又限制了用户执行超出其权限的活动。
(2)访问管理
PLM系统管理的活动非常多,每个活动都需要不同的角色管理和权限管理。为了降低这种管理的复杂性,PLM系统采用根据用户类型和角色类型来分配权限类型的方法以简化工作,同时也规范了权限的发放。使得权限管理可以用规则的形式明确的加以定义。
(3)PLM偏好设定
不同行业、不同企业以及不同的产品在实施PLM时具有不同的特点。例如有些制造型企业可以比较侧重于设计阶段的数据管理,对其余阶段则需求不明确。又如,有些流程行业不强调对产品需求、概念设计和产品服务等的管理。因此在实施时需要对PLM系统中相关参数进行预先设定。这些参数包括PLM阶段、PLM状态、PLM变迁过程、变迁策略等。
(4)数据字典
PLM系统中的所有数据类、过程类、联系类以及这些类中包含的各种属性、方法、接口都应该有一个无歧义,公认的定义,这对于PLM系统的开发、维护以及系统的正常使用是非常重要的。PLM系统的数据字典明确定义了系统中出现的所有数据类型,提供了最终的解释。在PLM系统的开发过程中和使用过程中,数据字典规范了新的数据类的产生和使用,防止了数据类的随意组合和添加,维护了系统基本概念体系的一致性。
七、系统扩展功能
PLM系统应该向其用户和系统管理员提供一系列配置的可能性,这是PLM系统客户化的重要工作。因为对于用户来说,更关心系统能否提供满足其个人要求的个性化工作环境。个性化的工作环境的内容包括菜单的形式、会话过程的标准化以及输出报告格式的配置。关于菜单的形式,可以预先设置颜色、字体和语言;对于表浏览器,可以对查询结果的格式进行配置。
对于PLM系统这样的大型企业信息管理系统,安全性非常重要。PLM系统用维护安全的审核策略来管理系统登陆、帐户登陆以及服务器访问等的发生。如果这些事件成功,PLM系统将事件记录到安全日志文件中,以便将来给系统管理员分析、查询。而一些非法的登陆和访问也会被及时记录。 无论是物料清单、主属性表还是使用说明等,都可以按照用户定义的格式生成各种各样的对象数据。另外,对于系统管理员来说,PLM系统必须提供各种配置的可能性以便于根据企业的不同需求进行裁剪。
2.1.3产品平台工程基础
产品平台技术不是单项技术的使用,除了上述PLM多项IT技术支持以及业务支持外,产品平台的有效性依赖于有效的工程支撑基础,即标准化、自动化、验证以及协同,如图5所示。标准化不仅指设计及工程索引、设计及工程标准库,还包括产品标准化、模块化的成熟度等。自动化是实现基于平台快速创新、提供个人工作效率的基础,包括产品设计模板、设计及工程向导、基于配置的设计。
验证则是确保基于平台创造出型号产品的合理性和可制造性等方面的检验技术。包括设计质量验证、机械电子集成验证、可制造性验证、数据管理、设计人员CAE、干涉分析、布局验证等。协同是多个team或者team中多人协同创新、提升组织生产力的基础,实现该基础需要项目信息接口、设计和工程问题管理、机械电子集成管理、工业设计与工程设计集成管理、协同管理、零件设计与模具集成管理等。显然,PLM系统为产品平台提供了很好的支撑基础,PLM系统框架及体系功能将在后续小节中分别介绍。
2.2基于PLM的产品平台系统框架
如前所述,产品平台的规划、优化与产品规划、产品组合管理等业务密切相关。因此,基于平台技术的模块化产品研发系统应该建立在包含产品规划或产品组合管理系统的整个PLM系统之上,其系统框架如图6所示。
对于复杂产品的研发,此产品平台系统架构包括四大核心功能系统,即:平台及模块架构管理(Platform&Module Architecture Management)、平台及模块数据管理(Platform&Module Data Management)、平台优化(Platform Optimization)、基于平台的模块化设计自动化(Platformbased Modular Designwith Design Automation)。
(1)平台及模块架构管理
平台及模块架构管理是实现产品平台规划、模块化以及型号规划的功能子系统,要求前期市场调研、概念设计以及企业战略和市场策略的协同。因此该子系统需要PLM系统提供需求管理(Requirement Management)、产品概念管理(Product Concept Management)、型号配置/特征选项管理(Model Configuration Feature&Option Management)、零件标准化/通用化管理(Part Standardization Commonality Management)。
(2)平台及模块数据管理
平台及模块数据管理是对当前正在使用的平台数据及其架构数据的管理,该子系统需要PLM基本的零部件管理、版本管理、状态管理之外,还需要生产型号数据管理(Production Model Data Management)、产品结构管理(Product Structure Management)。
(3)平台优化
平台优化是对当前应用的平台进行更改的过程,该功能需要PLM系统提供集成的变更管理(Integrated Change Management)。变更管理确保平台优化前后的可追溯性。
(4)基于平台的模块化设计自动化
基于平台的模块化设计自动化子系统基于PLM系统的系统工程管(Systems Engineering Management)、机械设计过程管理(Mechanical Engineering Management)、电子设计过程管理(Electronics Engineering Management)、软件设计过程管理(Software Engineering Management)等过程自动化管理系统。这是提高产品零部件、软件以及机电一体化设计效率、个人生产力的必备功能。
除了上述四个核心系统之外,基于PLM的产品平台还包括以下三个子系统:
(1)制造工程支持系统(Manufacturing Engineering Support System)
制造工程支持扩展企业在一个统一的环境中进行各种产品加工前期的工艺设计,从而优化企业的产品加工操作。它为建立和管理产品、工艺资源信息提产,其中程数据、产的产品知识。它使用产品/工艺配置、变更控制和有效性、工作流和过程管理功能来管理变更,并消除整个产品生命周期中因变更所造成的影响。这些功能支持企业在产品配置的不断演变过程中管理产品变更,并维护它同工艺规划、工作指令以及其它报表的直接关联。
(2)战略采购支持系统(Strategic Sourcing Support System)
战略采购支持系统包括三个核心功能:
A.供应商协同:与供应商战略联盟,充分采用供应商的建议和创新;减少供应商低附加值的劳动,以持续提高供应商在成本和绩效上的表现。
B.开支管理:开支管理就是将公司对外部商品或服务的所有开支提供采购部门掌握,并对它们进行分析。开支透明能更好的帮助采购团队制订或改善采购策略;
C.集成采购:将采购和产品相关信息联系起来,并使之在整个供应链上信息互通,从而提高整个价值链上的表现。
(3)质量管理系统(Quality Management System)
质量管理系统集成了质量功能配置工具,从顾客需求管理模块取得的质量需求信息转化为产品的具体设计和制造指标,以指导产品生产,实现质量需求驱动的产品设计与开发目标。除此之外还集成产品生产质量管理、辅助质量管理、产品服务质量管理、质量体系管理、质量统计分析工具等。
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