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數字化文章-淺析PLM產品個性化定制研發及配置管理應用 [ 2022-1-15] 點擊數量:40 [ 打印此文章 ]

淺析PLM產品個性化定制研發及配置管理應用

  來源:互聯網    作者:李戰鋒      
關鍵字:個性化定制  配置管理  BOM  
本文闡述了PLM系統配置管理的應用價值和策略方案等,為企業解決快速為客戶“量身定做”,并最大程度上滿足“客戶第一”生產營銷理念,獲得較高的市場占有率和滿意度。
1 企業產品個性化應用價值及特點
       隨著科學技術的迅猛發展以及用戶需求的多樣化,個性化定制生產成為適應新的市場環境的生產方式?;赑LM(Product Lifecycle Management)系統的配置管理為客戶個性化定制提供了全新的數據平臺,也突破了傳統開發模式的溝通方式,整合了企業外部需求與內部數據實際融合。通過個性化的數據管理、項目管理、配置管理、工藝管理、流程管理等模塊,將系統數據庫的技術信息與供應商、制造商、經銷商以及客戶緊密的聯系在一起。精準分析客戶的個性化定制需求,并為其“量身定做”,能夠最大程度上滿足“客戶第一”生產銷售理念,獲得較高的市場滿意度和占有率。從而贏得競爭主動權,提高公司的核心競爭力。個性化配置管理也是將信息技術不斷滲透到設計研發與經營管理中的又一突破,是企業科技制造水平從低級到高級的一個進化過程。PLM系統的配置管理也是一種將企業信息化數據管理轉化為的戰略競爭力一種先進手段。
       1.1 市場對產品個性化定制需求
       “個性化”和“多元化”的價值觀念及消費需求,促使企業不得不改變以流水線為標志的大批量產品制造生產模式,客戶不再接受被動的選擇消費,在選擇產品時將個性化需求提到了前所未有的高度,促使企業進行產品市場化策略有了重要轉變:首先是從以產品設計為中心的生產模式向以客戶需求為中心的模式的轉變;其次是企業生產管理的視角從“內視型”向“外視型”轉換。PLM系統配置管理恰恰能夠滿足多樣化市場需求,且快速的響應市場的變化。
       1.2 PLM系統配置管理特點
       PLM系統配置管理是企業基于形成刺激客戶消費的新的增長點,滿足客戶對產品個性化功能、質量等方面的需求,引導消費者對產品需求的想象力,吸引潛在的消費人群,其特點為:
       (1)以客戶驅動設計制造、快速響應為新的生產經營理念,實現企業向“以客戶為中心,以市場為龍頭”的生產經營模式轉變;
       (2)打破產品的“訂、產、供、銷、售”的時間、地域限制,采用主動式客戶服務,拓寬企業市場領域和客戶群體;
       (3)以訂單為核心的生產模式大幅度壓縮供應鏈和庫存量,降低業務流程及財務管理成本;
       (4)客戶直接參與設計選配方案的確定,跟蹤生產過程,提升了客戶的滿意度;
       (5)以“需、產、供、銷”一條龍服務,實現信息化數據中心互聯融合,推動企業信息化環境優化發展,是信息技術與生產制造過程的結合應用;
       (6)實現公司范圍內(包含經銷商)的全面數據共享,信息實時監控,最大限度地減少設計研發和經營管理過程中重復勞動,發揮信息技術的綜合效益,提升企業核心競爭力,實現整個產品生命周期數據的管理。
2 配置方案策略
       2.1 個性化定制思路
       PLM系統配置管理是利用信息數據技術進行產品個性匹配的一種嶄新生產營銷模式,其核心思想是將客戶作為企業最重要的資源,通過收集客戶需求信息到客戶自己模糊的語言表達,將從客戶需求信息與產品零部件特征之間一系列復雜的映射中導出能滿足客戶的唯一產品結構。最終形成系統平臺化的超級配置BOM訂單。PLM系統通過對客戶這種動態變化的、離散的數據匹配需求分析,在企業信息平臺進行定制訂單的搭建生成,并通過細分市場、生產流程柔性化,重點突破模塊化設計技術(例如:部件共享、可替換、主件適應、添加減少、組合的方便性)、零部件標準化(非關重零部件最大限度的標準化)和協同控制技術(協同研發決策、工種細分、統一數據庫網絡等)??焖俚南蚩蛻籼峁﹤€性化的產品,很好的迎合了客戶化的“特殊”需求(圖1),目前,企業引入模塊化設計管理思想,以模塊為對象組織產品設計,將產品某一具體功能所需要的零部件進行特定的組合,通過相應的選擇和組合來構成不同的產品族。其中包括產品配置結構確定策略和產品分類標準化,建立約束邏輯關系,但這些模塊的產品數據及配置規則數據量較大,需要依賴信息化系統進行管理,實現設計模塊的有序性和結構化排序,從而保證數據的準確性和知識的重用性。簡化了客戶個性化定制的效率。在客戶管理上也形成客戶需求分類管理。

客戶需求數據分析

圖1 客戶需求數據分析

       2.2 配置方案及方法
       2.2.1 配置方案
       PLM系統中超級BOM是基于模塊-變量-約束-實例化進行搭建的,首先,配置方案是由維護人員通過在配置管理內部建立分類并設置屬性信息,系統中配置BOM是從上到下的一個結構搭建過程,新建一個根節點為產成品類型的物料,根節點創建好后,就要搭建配置BOM的第一層子節點掛的是虛擬子部件層例如:動力系統,傳動系統,轉向系統等,在虛擬子部件層下面掛是模塊或零部件,第三層(虛擬子部件的子層)下面的一層掛的是一個實體物料。配置BOM的結構搭建完成之后,就需要設置每一層配置變量的物料,選配界面加載了定義在根節點以及一級子節點上的所有配置變量,可以通過選配的變量生成配置方案,最終得到需要的實體BOM。配置方案的保存邏輯是采用方案不存在既新增的方式,提供類似創建功能解決相似方案的新增。一個根節點上可以創建多個不同的配置方案。
       配置管理相關數據對象及關系(圖2):
       (1)配置變量可以獨立存在,并統一被引用于配置BOM根節點,一個配置BOM可以引用多個配置變量。
       (2)一個模塊可以對應多個配置帶選項,其為替代關系,模塊被待選項一對一的進行替代。
       (3)模塊、虛擬子系統、普通物料共同組成配置BOM結構。
       (4)配置BOM生成多個配置實例,一個配置實例將通過配置方案進行區分,二者為一一對應關系。
       產品型號可以由幾個關鍵參數構成變量選項,通過選配不同的變量,得到想要的配置BOM??蛻舭凑者x項變量配置BOM,可使客戶個性化定制變得更加容易實現,對配置BOM的變量值選擇后,構成配置BOM選配后的實例描述。而不同的型號產品中又存在許多共同的零部件,配置結果可以生成標準(精確)BOM。產品或零部件的標準BOM配置文檔可以自動生成并作為物料對象的產品資料屬性,用于配置BOM的存檔與維護管理以及模塊化、平臺化產品族設計模式管理,只需要修改圖紙參數,生成與最終產品一致的零部件圖紙信息(如圖3)。PLM系統配置管理支持傳統模式(直接選料品)與參數模式(模塊特征)的配置,為企業ERP系統產品交付期與報價提供支持,通過PLM、ERP企業資源規劃系統及其接口實現BOM數據的傳遞,在ERP中進行生產調整生成MBOM(Manufactunng BOM制造物料清單)。實現對各業務板塊進行控制、指導協調和資源共享的重要手段。PLM系統配置BOM主要來自于新產品開發(即產品結構)和配置訂單處理(也即生成訂單),促進制造過程的智能化提升和改造,催生高端制造先進的生產模式。

配置管理相關數據對象及關系

圖2 配置管理相關數據對象及關系

客戶需求信息描述

圖3 客戶需求信息描述

       2.2.2 配置過程要素特性
       (1)首先,配置編碼規范必須遵循完整性、唯一性、擴展性、易用性、穩定性的原則,保障每一種物料都有唯一編碼,編碼對象的分類既不重疊交叉,又沒有遺漏缺失的特征,編碼系統應有足夠的資源,以保證新編碼對象擴展,編碼規則應充分考慮效率與規范的兼顧,同時提高人員識別使用便利性;編碼應適用于研、產、供、銷、服的產品全壽命過程,所以應具有高度的穩定性,不得隨意更改。對配置產品可用大類、中類和流水碼組成,編碼應清晰簡化,復雜的變量編碼也可添加字母來區分。
       (2)配置模塊代表的是一系列零部件的共同特征。是產品按照模塊化設計思想拆分與組合,建立全功能模塊的“超級BOM”,如一個系列產品所有可能的功能模塊組成的BOM。然后,為這個產品定義選項,選項相當于某個功能模塊可能的變化集合定義,例如:發動機、電控系統、作業裝置、液壓系統等。再為每個選項定義選項值,選項值將確定具體選擇的內容,一般是多個值,例如:發動機選項定義了大功率發動機、小功率發動機、進口發動機、國產發動機等選項值。將需要變化的零部件與相應的選項值建立關系式,對產品設計中系列產品配置實現模塊化管理,解決了企業同一個主機產品由于配置的變化而產生了大量的主機BOM的數據冗余問題,減少了因配置變化產生的設計及生產圖紙的變更過程,提高了產品模塊化管理水平。
       (3)具體的產品或部件通過變量與其值對的集合來描述,可新增變量可選值擴大配置值范圍,被引用的配置變量也支持修改,針對具體的配置BOM直接從配置變量池中查詢引用,建立與配置BOM的關系。變量約束的新增有兩種類型:模塊內約束:定義在同一個節點的變量之間的約束;父子模塊約束:定義在父子節點的變量之前的約束,且只能是父節點中定義的變量去約束子節點中定義的變量。配置變量可以獨立存在,并統一被引用于配置BOM根節點,一個配置BOM也可引用多個配置變量,其為替代關系。變量的若干值,經過條件約束(與或非)運算,使結果變量輸出符合條件約束的值。多個變量共同約束一個變量時選擇后出現混亂,采用多個變量的值混合變化條件約束一個變量,保證只有一條約束決定某個變量值不需要多個約束共同決定,保證每條約束條件、結果的獨立性。約束較為混亂時,建立約束前按照提供的模板表全部列出具體各個變量、變量之間約束。遇到變量引用層次混亂問題時,應規劃好變量在配置bom中作用范圍:配置變量條件的規則:在條件設置存在復合條件時,將復合條件分開設置為2條(只有And或者只有Or)。在條件設置存在復合條件時,例如:有多個or,只有一個and:將多個or設置在第一條,將只有and的條件設置在最后。
       (4)配置條件是用于在配置BOM預覽以及實例化時加載規則的依據。配置條件的新增是針對配置BOM上的鏈接來定義的,所以在同一個零部件上可針對EBOM和PBOM定義不同的配置條件。要正確預覽出或實例化BOM,配置條件的定義也不是唯一的,可以通過定義多個配置條件或是通過從一個配置條件中定義多個表達式,只要滿足實際業務邏輯即可。為保證配置結果的正確性,可定義一些選項約束,即不同功能模塊之間的依賴關系或者互斥關系,例如:選擇大功率發動機必須選擇相應的配套電氣系統,選擇小功率低端發動機不必要選擇高端座椅,如果用戶的配置結果違背了這些選項約束,系統將提示用戶,以保證配置結果的正確性。
       (5)配置實例化時需要以配置方案為依據,當前沒有生成具體的配置方案的需要生成配置方案,當配置方案已經生成實例的需要直接采用該實例。實例化后,可以將實例化零部件放入到自己有權限的文件夾中方便查找和管理。生成多個配置實例后,一個配置實例將通過配置方案進行區分,二者為一一對應關系。產品個性化定制從‘賣方市場’演變成為‘買方市場’,在這種環境下,小批量個性化定制生產模式已成為主流,既在滿足客戶個性化需求的同時,又使企業保證了較低的生產成本和較短的產品開發周期??蛻艨梢愿鶕陨黹L期或短期工作環境來判定評估。企業利用PLM系統配置管理的模塊、變量、約束信息分類,在一個可通用、可共享的產品(PLM系統)平臺上通過匹配功能、特征屬性等的方法定義模塊,建立覆蓋客戶需求范圍的一系列產品,如礦山與城鎮改造用裝載機在動力和鏟斗容量上有很大區別,還如高原區域的環境受氣壓、溫度影響與中部地區需求又有很大的差異,對發動機的工作效率要求也不同,其最終目標是實現產品的完整性、一致性、可控性,使產品極大程度地與用戶需求相吻合。系統還對產品設計數據進行分析,關聯工藝數據,直接影響產品成本(采購、運輸、制造、倉儲、配件等)數據,形成精準的數據結構模型,通過一定時期的數據積累,未來市場可以通過大規模個性化定制實現邊際成本(庫存和采購量)遞減效應。
 



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