作者:吳軍花 天河智造(寧波)科技公司
來源:e-works
本文主要闡述在企業實施信息化過程中,如何通過PLM系統管理主數據在系統中的流轉和動向。
根據筆者多年實施PLM項目的經驗,深刻地體會到企業在實施PLM項目的過程中,配合業務流的數據流梳理以及數據流與企業整體信息化系統建設的合理關聯對項目建設成功與否幾乎起到了關鍵作用。這一環節的缺乏,并非PLM不能使用,而是大多數情況下只是使用了PLM的基礎功能,僅當做一個工具來使用,無法幫助企業研發部門(設計和工藝)實現協同設計。與工具類軟件相比,PLM更側重其管理功能,本文主要闡述在企業實施信息化過程中,如何通過PLM系統管理主數據在系統中的流轉和動向。
本文從廣義的角度來梳理企業主數據,企業的研發、生產制造、采購、銷售等都將圍繞這些數據展開,這些數據在企業信息化建設過程中本著一個原則:誰產生誰維護。維護結果共享給企業的各信息化系統,避免同樣數據在不同系統重復維護。基于這一原則,數據的源頭及如何流轉首先要在線下梳理清楚,然后才是線上各系統中的維護與流轉。
圖1是以PLM為中心梳理企業主要數據的關系圖,從圖中我們可以看出,數據流的有效流轉是企業信息化系統整體建設成功的保障。因此,企業在實施PLM初期,一定要和軟件商深入探討現有的業務以及將來想要實現的期望和愿景,實施顧問務必做到比企業還了解企業的業務流程,以便更好地協助用戶做出有效的方案,為后續實施周期的控制和上線后的應用打好基礎。
圖1企業信息化系統數據流關系規劃框架
企業信息化系統中管理的數據包括:
動態數據:隨著產品研發不斷新增的數據,如BOM以及與BOM相關的各類數據:2D\3D設計文件、工藝路線、工藝文件等。
相對靜態的數據:物料主數據、制造資源、工藝資源、企標件資源等,這些數據在信息化系統建設初期進行梳理,作為系統起初數據批量維護進入系統,后續少量動態增加。
在企業信息化整體建設的過程中,圖2中動態數據一般在PLM系統中維護并共享至后續的ERP、MES、質量等系統使用;相對靜態數據要整體看企業信息化建設的情況,如果ERP建設在前,可能會在ERP中維護,只需要在建設PLM系統時做好數據的共享即可,也可以視情況進行分類并遷移至PLM系統中。
其中BOM和工藝路線在企業上PLM之前如果已經實施了ERP和MES,為滿足MES的生產需求很有可能已經在ERP中進行了維護,由于這些數據是產品設計和工藝設計人員維護的,那么在上PLM時一定要遷移至PLM系統中。
接下來闡述由PLM、ERP、MES所組成的企業信息化系統,如何圍繞PLM系統進行數據管理。
圖2數據管理類型
2.1 BOM
隨著企業銷售訂單確認、研發、生產執行、裝箱交付活動的進行,每一個階段都會有不同BOM的需求,銷售階段的報價BOM→產品研發階段的設計EBOM→工藝設計階段的PBOM→生產制造階段的MBOM→大型設備裝箱交付時的裝箱BOM等。這些不同類型的BOM彼此關聯卻又不盡相同,一般系統建設時應考慮每一個階段的BOM繼承于上一階段的BOM并在本階段完成補充,同時,BOM還會輸出各種與BOM相關的清單。企業的一切生產經營活動幾乎全部是圍繞各種BOM在進行,因此,確保各階段BOM數據的準確性、一致性成為企業信息化建設的重中之重。一般情況下,報價BOM、設計BOM、工藝BOM均會在PLM系統中維護,其它BOM會通過PLM共享的BOM數據進行二次維護。
2.1.1銷售階段的報價BOM
對于模塊化設計制造做得比較好的企業,在產品銷售階段可以通過組合不同模塊來進行比較準確的銷售報價。這項工作可以在建設PLM系統時考慮放在PLM系統中進行,同時需要共享ERP系統的物料價格,ERP系統的物料價格可以通過原材料價格+設計成本+生產成本+其它分攤成本的方式來核算。成本價格的核算粗放的一般會包括人工成本、設備成本和分攤成本。ERP系統要獲取這些不同階段產生的成本需要實現PLM系統與MES系統的數據共享集成。PLM系統的項目管理功能可以提供研發設計階段的工時,MES系統可以提供生產制造階段的人工工時和設備工時,實際發生工時可以作為ERP核算成本的基礎。
2.1.2研發設計階段的EBOM
EBOM一般是以兩種方式組織:按裝配結構組織和按功能模塊組織。具體主要使用哪種則要根據企業設計模式來選擇,通常情況下,企業會按照產品的裝配結構來搭建EBOM。
一般軟件商在企業實施PLM時,會結合企業已有的設計工具來決定產品設計人員的主工作環境:一種是日常工作基于PLM開展,通過PLM的基本功能及CAD設計工具提供的接口實現EBOM搭建和圖紙標題欄明細表信息的同步;另一種情況是日常工作基本在CAD工具中進行,只是在需要審批協作時才將數據上傳至PLM,這種情況一般我們會使用CAD中的輕量化項目管理器管理使用者客戶端設計數據,并實現和PLM系統數據的交互,或者使用者只設計圖紙,然后通過PLM系統的批量工具上傳圖紙數據時實現BOM的自動搭建、圖紙自動掛接和更新,同時通過BOM清單導入的方式也歸為此類。
2.1.3工藝設計階段的PBOM
一般情況下,PBOM會和EBOM分開維護和使用,PBOM的維護可以繼承EBOM數據后做調整,同時要承接EBOM的變更處理。如果企業的EBOM是按照裝配結構搭建的,則PBOM承接EBOM會更順暢,尤其是不改變設計BOM結構只是增加坯料等結構的情況,有時企業也會選擇與設計共用一個大BOM。
這里更廣義的PBOM則包含了工藝路線中涉及到的內容,尤其裝配工藝中裝入件會細化到工序級別,但是這樣的工作量會比較大,企業需要酌情考慮使用。
2.2物料主數據
物料主數據在產品研發設計階段的使用場景主要是:CAD設計時編制明細表時的調用、PLM中搭建各種BOM時對物料的調用和工藝編制時對坯料的調用等。
通常情況下,物料數據的維護是ERP系統的任務,是其它各信息化系統物料數據的源頭。但是,對于新制造件來說,產品的研發設計人員在產品設計階段會給出相應的物料基礎屬性,包括代號、名稱、材料標準、制造標準、牌號、規格等(這些屬性各個企業也不一定都相同),這些屬性在圖紙設計或者PLM中搭建BOM時會維護一遍數據,這種情況下就不需要在ERP中再維護一遍,只要共享PLM中的物料數據即可。
物料主數據一般在實施PLM的時候會分為兩大類:制造件和采購件,當然每一類會在后續生產采購階段根據不同的需求進行詳細的拆分。在PLM中這兩大類的分類主要是為了區分數據的維護系統。需要重點關注處理的物料屬性就是物料編碼,因為后續生產出入庫、采購等活動都是基于物料編碼來處理實物與系統中數據的對應關系,實施PLM過程中,一般研發部門新增物料會有三種物料主數據檔案的維護模式。
第一種:物料檔案新增全部在ERP,但是統一經過PLM進行申請(主要是新增物料數據的屬性維護),研發設計人員不需要操作ERP。
圖3物料檔案維護流程1
第二種:物料檔案新增全部在PLM系統,然后同步到其它系統。
第三種:混合方式,制造件在PLM中直接賦碼新增,采購件在ERP系統直接通過ERP系統的物料維護界面進行維護,兩個系統之間對于物料編碼約定好碼段差異,然后兩個系統同步各自新增物料給對方。
以上這三種模式是在設計階段即引入物料編碼,以方便數據的后續流轉。有的偏研發的企業,可能在設計階段難以處理物料編碼,則可以在設計數據包審批結束后通過匹配ERP物料檔案賦碼流轉,此時需要處理新增物料的賦碼。
圖4物料檔案維護流程2
2.3工藝路線
本文所說的工藝路線包含的信息一般是結構化信息的數據組織模式,范圍比較廣泛,數據信息包含以下結構形式的數據:
物料(物料編碼+物料其它屬性)
∟工序1(工序號、控制或加工標識、工序名稱、工時、技術文件路徑)
∟裝入件(物料編碼、數量、備注等)
∟車間(生產車間)
∟設備(加工設備)
∟工具(工裝、夾具、刀具、量具、儀器儀表等)
∟檢驗規程(檢驗項目、檢驗內容及要求、標準值、上下限值等)
∟……
∟工序2
這個數據包就是MES系統能否運轉起來的關鍵,本文詳細的說明一下。
工序:每一道工序在MES系統中會對應一道工單,是MES派工的基礎,并且是ERP系統核算工序級成本的基礎。因此,在實施PLM系統時企業需要做整體規劃,最好是將工序標準化,盡量和車間工作中心、工位、工段等有一個對應關系,標準化的工序作為企業所有用到工序的系統的規范化數據使用。大中型制造業企業CAPP上線普遍比較早,當時作為一個工藝部門的工具并沒有和其它系統做數據上的共享,工序工步編制比較隨意,工步基本以工序級別編制,導致一份作業說明書能有上百個工序,這樣在MES系統和ERP系統建設時就會遇到麻煩。所以在PLM建設時,軟件商需要協助企業進行工序的標準化梳理,原來編制的工藝部分工序可降級為工步處理。
控制或加工標識:在ERP系統輸出工序級外協清單和車間加工需要特別處理的工序時需要工藝人員在編制工藝路線的過程中加以標識。
工序號:這個就不用多說了,就是決定了MES中制造的流轉順序,需要特別說明的一點是可以在工序上進行一些加工標識,如:并行標識、配做標識等等,作為在MES中執行階段調整順序或限制的依據。
工時:這個工時指根據以往經驗獲取的平均定額工時,粗放一點可能只有輔助工時(準備工時)和操作工時,細致管理的就會將人員工時和設備工時分開,尤其是機加工車間設備自動化程度相當高的情況下,一個人會同時管理多臺設備,因此會產生多種工時:人員定額準備工時、人員定額操作工時、設備定額準備工時和設備定額操作工時。工時的準確維護是MES系統能準確排產的基礎,同時MES系統采集到各種實際作業工時,則可以成為后續校正工藝定額工時的依據。但是大部分情況下,鑒于實作工時采集的難度,MES系統和ERP系統也會使用工藝中給出的定額標準工時進行相關的統計。但是企業在上MES系統時自動排程一直難以滿足排產目標的最根本原因也是定額工時的不準確。
技術文件:PLM管理的技術文件一般指設計圖紙及工藝作業指導書,對于文件的管理企業在規劃時統一至文件管理服務器數據庫,提供通用讀寫接口,實現增、刪、改、查功能。PLM系統在管理產品設計文件和工藝文件時將文件本體存入文件管理服務器,并獲取路徑存儲,外享數據時將對應于BOM的設計文件路徑和同時對應于工藝路線的工藝文件路徑一并共享,其它系統可以根據文件共享路徑至文件服務器獲取文件進行瀏覽,實現設計文件的無紙化,這將會大幅度降低企業的文件管理成本,只要PLM系統中設計階段的文件審批無誤,則生產時就會通過系統的角度確保使用的文件以及版本的準確性,減少了紙質文件打印、歸檔、借閱、換版和銷毀的工作量。
裝入件:有的企業對于物料出入庫管理及成本核算顆粒度要求比較高,對于裝配物料管理會細化到工序級,可以作為工序級齊套檢查及物料出入庫的依據。
車間\設備\工具:生產要素,很好理解,本文不做贅述。
檢驗規程:對于有的企業,檢驗規程是工藝部門編制,規劃時可一并合至PLM系統進行編制和管理。后續可以共享給質量系統或MES系統使用,共享給MES系統使用時結合MES系統的質量模塊則可以實現質檢過程的無紙化。
本文總結的是一般情況下企業在信息化建設過程中,主要數據流的通常規劃方案,有些企業會有特別需求,可根據實際情況調整制定合理的方案,但是一定要規劃好數據流轉以及維護系統和角色,這為企業整體信息化建設的成功將起到決定性作用。