产品开发过程的协同管理技术研究

产品开发过程协同管理技术研究

全球经济正从稀缺经济发展为过剩经济,用户要求越来越高,市场竞争越来越猛烈。在这种情况下,企业为了增强竞争力,主动采取大规模定制、全球化、外包和协作等策略,以取得更短上市时间、更低成本,来更灵敏满足用户不停改变需求。Internet技术发展,使得跨企业产品研发平台成为可能。所以,协同产品商务是企业全球化和协作策略与Internet技术结合肯定结果。产品协同商务,是继ERP、CRM、SCM以后一个新兴信息管理软件。

1、中国外关键协同产品商务（CPC）产品

1.1

TeamCenter系统

EDS企业经过收购UGS企业和SDRC企业,将这两家企业原有产品线组合成新CPC

产品—TeamCenter系统,它包含Engineering

(I-man产品),Manufacturing

(E-factory

server),Visualization(Vis

产品),Project(Inovie),Community(E-vis),

Requirements(Slate),Enterprise

(Metaphase),Solution

Name

(OOTB

Express

solutions),

Integrator(Accelis)系统。

IMAN在中国用户包含沈阳航空发动机研究所、上汽泛亚汽车技术中心、上汽奇瑞、科龙、

柳州五菱、长虹、康佳、海尔、华宝、春兰、上海飞机制造厂、沈阳飞机设计所、北京人民印刷机械厂、上海汽车齿轮厂、上海离合器厂、上海汽轮机厂等。Metaphase

产品用户:航天二院204所、上海日立、哈尔滨电机总厂。

1.2

Windchill系统

Windchill系统是PTC企业CPC产品,也是现在中国市场拥有率最高PDM及CPC产品。Windchill

产品包含Windchill

Foundation、Windchill

PDM、Information

Modeler、Windchill

Info*Engine、ProductView等套件。PTC企业Windchill产品用户:一汽轿车、航天17所、信产部29所、信产部38所、上海大众汽车、华为企业、中兴通讯、广州地铁企业、联想集团、航天二院四部、航空640所、齐齐哈尔铁路车辆厂。

1.3

EMatrix系统

MatrixOne产品eMatrix系统是全球第一个为产品开发及管理工作团体提供广泛电子业务(e-Business)处理方案。它使用Web来连接工作团体、过程和数据信息,系统包含工程中心、团体中心、需求中心、供给商中心、软件中心、配置中心、信息中心。eMatrix是一个完整产品开发过程电子业务软件和服务系统,适适用于多种产品概念设计、需求管理、产品研制、变更管理、试验管理、制造过程、技术创新和程序管理等等。使用行业包含航空航天、汽车机车、能源动力、机电制造、家用电器、IT产品、娱乐用具以及建筑和商业等。eMatrix自面市以来,已经有300余家世界性企业使用,eMatrix产品中国用户:上海汇众、上海贝尔。

1.4

SmarTeam系统

SmarT

Solution企业成立于1995年,专注于PDM市场,为企业提供了从工作组到企业级乃至于供给链级不一样处理方案SmarTeam

PDM产品。SmarTeam是专门为Windows环境而设计,SmarTeam优点在于实施快速、学习周期短,以降低实施产品数据管理系统成本,同时又提供一定功效。SmarTeam可扩展性,能够从简单工作组起实施PDM方案,从而过渡到整个企业级。但因为SmarTeam是从图纸文档管理系统发展过来,它在产品结构树和产品配置方面功效较弱。SmarTeam产品中国用户:上海烟机、厦门ABB、南京高速齿轮箱厂。另外IBM企业Enovia、PM产品用户有西安飞机设计所、昌河飞机工业企业、成都飞机企业等。

现在中国企业还无法提供较完整CPC产品,但有不少厂商能够提供从部门级到企业级PDM产品:艾科斯特XTPDM系统、开目IntePDM系统、上海思普企业SIPM/PDM系统、清华英泰企业TiPDM系统和欧磊科技SmarGroup系统,这些企业产品得到了中国大中型企业和设计单位广泛应用。

2、产品开发过程协同需求

20世纪80年代,企业普遍关注点在于怎样经过降低成原来获取利润,这个时期企业普遍采取CAX技术。到了20世纪90年代,企业发觉经过降低成本获取竞争优势时间仅能维持很短一段时间（假如设计效率10%-20%,取得竞争优势只能连续1年多）,这个时期企业纷纷将注意力集中在怎样缩短产品开发周期,期望经过开发周期降低获取更高市场份额,企业缩短开发周期手段实施是并行工程。进入二十一世纪企业发觉,只有主动地采取大规模定制、全球化、外包和协作策略,快速地开发出独特个性化产品才能为企业带来更为持久竞争优势。协同产品开发CPD正是这种认识产物。

CPD蕴含了这么一个信念:协同发明价值。协同范围伴随空间扩大分为企业内部协同和企业之间协同,从对企业战略目标支撑而言,CPD是企业实现大规模定制战略、外包战略、全球化战略使能工具,没有CPD支撑,就无法有效地实现这些战略。越来越多企业将产品研发和制造一部分外包出去,自己仅保留最具关键竞争力部分,在这种模式下,产品开发全生命周期过程是由供给链中一群企业所负担,企业在产品上竞争也转换成不一样供给链在产品上竞争。真正协同是将整个供给链看成一个就产品而言“虚拟企业”,将CPD标准利用到整个供给链,不一样企业在这个“虚拟企业”就象是不一样业务单元,企业和企业之间界限很模糊,这就是协同研发与制造。

本文着重研究了产品开发过程中需求协同、项目管理、产品数据管理、供给商协同、协同设计,协同范围从企业内部协同扩展到企业与用户、供给商、合作伙伴之间协同产品开发。经过对产品开发过程中协同活动分析,取得协同产品开发平台功效需求,指导CPD产品开发。

2.1

需求协同

在产品开发过程中首先包含到需求协同。产品供给商经过需求协同系统搜集并取得来自用户具体需求,包含产品订单设计规范、价格、数量、材料、关键工艺、交货时间地点等,这些信息组成用户询价单。产品供给商经过网络给用户提供产品报价单,确定产品加工、产品检验标准、交货时间地点等。在订单签定协议前,交易企业与用户往往需要就技术细节和产品价格进行数次网上交流和讨论,最终实现网上下订单。

2.2

项目管理

对于面向订单生产企业,当需要对产品进行创新设计或改善设计时,设计部门需要建立产品开发团体,根据项目管理模式对产品开发过程进行开发进度、任务分配、开发人员、项目成本等方面管理。对于跨企业设计项目,需要将合作伙伴、供给商纳入到项目管理中,统一进行开发任务分配和开发进度管理。在产品开发过程中,项目组组员需要频繁地交流信息,所以项目管理系统应该提供实时消息公布和电子邮件功效。

2.3

产品数据管理:

产品数据管理PDM作为CPC（协同产品商务）以及CPD基础和关键,它是产品为关键,实现对产品相关数据、过程、资源一体化集成管理技术,PDM是企业产品数据管理框架和CAD/CAM/CAPP/CAE等应用软件集成平台。PDM系统根据软件功效模块划分,可分为电子仓库和文档管理、工作流与过程管理、产品结构与配置管理、零件分类管理、工程变更管理、项目管理、电子协作、集成工具、浏览和圈阅,但PDM系统中项目管理功效较弱。在产品协同开发过程中,PDM系统提供产品数据集中管理和发放,方便开发团体中每个组员（包含合作伙伴和供给商）都能够依据其权限访问产品开发数据（设计要求、产品结构、产品数字模型、产品工艺规化等）。

2.4

协同设计及协同工作环境

多年来,制造企业经过使用CAD/CAM/CAE技术提升了产品设计和制造水平和效率;但现在,越来越多大型企业要求其供给商参与产品开发,所以这种跨区域设计团体需要协同设计工具来帮助设计人员查阅产品零件或装配模型、运动仿真,交流设计思想。协同工作环境应含有以下功效:

1）

提供协同工作环境和集成工具,设计人员能够实时、跨地域进行协同工作;

2）

提供可视化工具,查阅和操作产品模型;

3）

提供圈阅和标注功效,方便保留评阅者意见。

目前协同CAD/CAM系统有Weld、3D

–Syn、WebSPIFF、CollIDE、CyberCut、DOME等系统,协同工作环境有UGS企业DesignKNet和eVis、达索企业Enovia及DMU、CoCreate

OneSpace、Centric

Software

Innovation等

2.5

供给商协同:

为了愈加好地管理供给商,让供给商尽早参与产品设计过程,企业经过供给商协同能够进行供给商设计任务分配、外购件采购询价、采购管理、供给商基础资料管理;一样,供给商利用供给商协同取得供货需求,提供产品报价,供货统计管理。

3、协同产品开发平台CPD框架及协同技术

如图1所表示,协同产品开发平台体系架构能够采取SUN企业J2EE、微软.NET、Browser/Server或传统Client/Server技术架构,数据库系统能够使用Oracle,

DB2,SQL

Server等。协同产品开发平台由产品协同开发门户、产品数据管理、需求协同、项目管理、协同设计工具、供给商协同组成。

需求协同提供一个网上产品询报价系统,它要遵照传统商业模式,能够提供多用户对一个厂商（N:1）或多用户对多厂商(N:N)服务。需要依据产品或行业特征制订对应询价和报价模板,而且系统应提供对询价单和报价单查询和更改。供给商协同类似于需求协同,提供产品零部件外包设计和采购,并管理与供给商相关业务信息。

项目管理:当企业完成需求协同,有了明确产品设计任务和指标后,就要开启项目管理,采取工作流系统对产品开发步骤定义,经过项目管理对项目开发任务进行分配,制订开发进度。在产品开发过程中,随时掌握产品开发进展。同时,项目管理系统应提供产品开发团体相互沟通通讯机制,经过消息和电子邮件来传输信息。

产品数据管理PDM是协同产品开发平台基础和关键。作为产品数据中心,PDM系统将提供产品开发过程中产品几何模型、产品加工模型、产品仿真数据、产品工艺计划等数据管理。同时,PDM系统能够实现CAX与PDM集成,以及PDM与ERP系统进行集成,方便将产品设计结构、零部件基础信息传输到ERP系统中。为了使企业内部网之外用户、合作伙伴和供给商能够访问产品数据,这需要PDM系统能够支持浏览器访问,或者PDM系统是基于B/S或J2EE体系架构,如PTCWindchill,Enovia产品。而IMAN,Metaphase等部分传统PDM产品采取C/S体系架构,无法满足协同数据管理要求,这就需要对原有C/S结构进行技术改造,增加Web服务和Web访问。

因为产品开发团体组员可能不在同一地点工作,相互所用CAD软件也可能存在差异,用户、供给商、合作伙伴经过协同设计工具能够实现跨地域实时或非实时浏览和操作产品几何模型、运动过程仿真,取得产品部分关键结构参数,并进行标识或填加意见。协同设计工具能够识别主流CAD软件模型数据格式,将其转化为中立数据格式,再经过数据压缩和简化,以较小数据量经过网络传输到用户端显示。

因为不少企业PDM系统、协同设计工具、项目管理是基于不一样技术架构、数据库、应用服务器,或者是收购不一样企业产品组合而成,每个系统都有自己用户管理和权限管理。假如不能将这些系统进行统一管理和集成,每套系统都要建立一份用户组、角色、用户、权限。用户进入不一样系统时需要反复登陆,面对各自系统界面,很多信息和资料在不一样系统之间不能共享和交换。所以,产品协同开发平台需要一个产品协同开发门户,将这些不一样“结构”应用系统进行集成,提供统一系统访问入口、系统管理和用户管理。

4、

应用实例

数据存放工程与制造协同门户（Data

Storage

Engineering

&

Manufacturing

Collabo-

ration,.com

）是新加坡国立大学并行工程与后勤学试验室（LCEL）与新加坡数据存放研究所(DSI)合作开发面向硬盘行业设计和制造过程协同工作平台。它采取图一所表示体系结构,PDM选择EDS企业TeamCenter中Metaphase系统,并在此基础上做了Web层用