產(chǎn)品開發(fā)過程協(xié)同管理技術(shù)研究

全球經(jīng)濟(jì)正從稀缺經(jīng)濟(jì)發(fā)展為過剩經(jīng)濟(jì),用戶要求越來越高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越猛烈。在這種情況下,企業(yè)為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,主動(dòng)采取大規(guī)模定制、全球化、外包和協(xié)作等策略,以取得更短上市時(shí)間、更低成本,來更靈敏滿足用戶不停改變需求。Internet技術(shù)發(fā)展,使得跨企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)平臺(tái)成為可能。所以,協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)是企業(yè)全球化和協(xié)作策略與Internet技術(shù)結(jié)合肯定結(jié)果。產(chǎn)品協(xié)同商務(wù),是繼ERP、CRM、SCM以后一個(gè)新興信息管理軟件。

1、中國(guó)外關(guān)鍵協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)（CPC）產(chǎn)品

1.1

TeamCenter系統(tǒng)

EDS企業(yè)經(jīng)過收購UGS企業(yè)和SDRC企業(yè),將這兩家企業(yè)原有產(chǎn)品線組合成新CPC

產(chǎn)品—TeamCenter系統(tǒng),它包含Engineering

(I-man產(chǎn)品),Manufacturing

(E-factory

server),Visualization(Vis

產(chǎn)品),Project(Inovie),Community(E-vis),

Requirements(Slate),Enterprise

(Metaphase),Solution

Name

(OOTB

Express

solutions),

Integrator(Accelis)系統(tǒng)。

IMAN在中國(guó)用戶包含沈陽航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所、上汽泛亞汽車技術(shù)中心、上汽奇瑞、科龍、

柳州五菱、長(zhǎng)虹、康佳、海爾、華寶、春蘭、上海飛機(jī)制造廠、沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)所、北京人民印刷機(jī)械廠、上海汽車齒輪廠、上海離合器廠、上海汽輪機(jī)廠等。Metaphase

產(chǎn)品用戶:航天二院204所、上海日立、哈爾濱電機(jī)總廠。

1.2

Windchill系統(tǒng)

Windchill系統(tǒng)是PTC企業(yè)CPC產(chǎn)品,也是現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)擁有率最高PDM及CPC產(chǎn)品。Windchill

產(chǎn)品包含Windchill

Foundation、Windchill

PDM、Information

Modeler、Windchill

Info*Engine、ProductView等套件。PTC企業(yè)Windchill產(chǎn)品用戶:一汽轎車、航天17所、信產(chǎn)部29所、信產(chǎn)部38所、上海大眾汽車、華為企業(yè)、中興通訊、廣州地鐵企業(yè)、聯(lián)想集團(tuán)、航天二院四部、航空640所、齊齊哈爾鐵路車輛廠。

1.3

EMatrix系統(tǒng)

MatrixOne產(chǎn)品eMatrix系統(tǒng)是全球第一個(gè)為產(chǎn)品開發(fā)及管理工作團(tuán)體提供廣泛電子業(yè)務(wù)(e-Business)處理方案。它使用Web來連接工作團(tuán)體、過程和數(shù)據(jù)信息,系統(tǒng)包含工程中心、團(tuán)體中心、需求中心、供給商中心、軟件中心、配置中心、信息中心。eMatrix是一個(gè)完整產(chǎn)品開發(fā)過程電子業(yè)務(wù)軟件和服務(wù)系統(tǒng),適適用于多種產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、需求管理、產(chǎn)品研制、變更管理、試驗(yàn)管理、制造過程、技術(shù)創(chuàng)新和程序管理等等。使用行業(yè)包含航空航天、汽車機(jī)車、能源動(dòng)力、機(jī)電制造、家用電器、IT產(chǎn)品、娛樂用具以及建筑和商業(yè)等。eMatrix自面市以來,已經(jīng)有300余家世界性企業(yè)使用,eMatrix產(chǎn)品中國(guó)用戶:上海匯眾、上海貝爾。

1.4

SmarTeam系統(tǒng)

SmarT

Solution企業(yè)成立于1995年,專注于PDM市場(chǎng),為企業(yè)提供了從工作組到企業(yè)級(jí)乃至于供給鏈級(jí)不一樣處理方案SmarTeam

PDM產(chǎn)品。SmarTeam是專門為Windows環(huán)境而設(shè)計(jì),SmarTeam優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施快速、學(xué)習(xí)周期短,以降低實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)成本,同時(shí)又提供一定功效。SmarTeam可擴(kuò)展性,能夠從簡(jiǎn)單工作組起實(shí)施PDM方案,從而過渡到整個(gè)企業(yè)級(jí)。但因?yàn)镾marTeam是從圖紙文檔管理系統(tǒng)發(fā)展過來,它在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹和產(chǎn)品配置方面功效較弱。SmarTeam產(chǎn)品中國(guó)用戶:上海煙機(jī)、廈門ABB、南京高速齒輪箱廠。另外IBM企業(yè)Enovia、PM產(chǎn)品用戶有西安飛機(jī)設(shè)計(jì)所、昌河飛機(jī)工業(yè)企業(yè)、成都飛機(jī)企業(yè)等。

現(xiàn)在中國(guó)企業(yè)還無法提供較完整CPC產(chǎn)品,但有不少廠商能夠提供從部門級(jí)到企業(yè)級(jí)PDM產(chǎn)品:艾科斯特XTPDM系統(tǒng)、開目IntePDM系統(tǒng)、上海思普企業(yè)SIPM/PDM系統(tǒng)、清華英泰企業(yè)TiPDM系統(tǒng)和歐磊科技SmarGroup系統(tǒng),這些企業(yè)產(chǎn)品得到了中國(guó)大中型企業(yè)和設(shè)計(jì)單位廣泛應(yīng)用。

2、產(chǎn)品開發(fā)過程協(xié)同需求

20世紀(jì)80年代,企業(yè)普遍關(guān)注點(diǎn)在于怎樣經(jīng)過降低成原來獲取利潤(rùn),這個(gè)時(shí)期企業(yè)普遍采取CAX技術(shù)。到了20世紀(jì)90年代,企業(yè)發(fā)覺經(jīng)過降低成本獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)時(shí)間僅能維持很短一段時(shí)間（假如設(shè)計(jì)效率10%-20%,取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)只能連續(xù)1年多）,這個(gè)時(shí)期企業(yè)紛紛將注意力集中在怎樣縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,期望經(jīng)過開發(fā)周期降低獲取更高市場(chǎng)份額,企業(yè)縮短開發(fā)周期手段實(shí)施是并行工程。進(jìn)入二十一世紀(jì)企業(yè)發(fā)覺,只有主動(dòng)地采取大規(guī)模定制、全球化、外包和協(xié)作策略,快速地開發(fā)出獨(dú)特個(gè)性化產(chǎn)品才能為企業(yè)帶來更為持久競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)CPD正是這種認(rèn)識(shí)產(chǎn)物。

CPD蘊(yùn)含了這么一個(gè)信念:協(xié)同發(fā)明價(jià)值。協(xié)同范圍伴隨空間擴(kuò)大分為企業(yè)內(nèi)部協(xié)同和企業(yè)之間協(xié)同,從對(duì)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)支撐而言,CPD是企業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制戰(zhàn)略、外包戰(zhàn)略、全球化戰(zhàn)略使能工具,沒有CPD支撐,就無法有效地實(shí)現(xiàn)這些戰(zhàn)略。越來越多企業(yè)將產(chǎn)品研發(fā)和制造一部分外包出去,自己僅保留最具關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)力部分,在這種模式下,產(chǎn)品開發(fā)全生命周期過程是由供給鏈中一群企業(yè)所負(fù)擔(dān),企業(yè)在產(chǎn)品上競(jìng)爭(zhēng)也轉(zhuǎn)換成不一樣供給鏈在產(chǎn)品上競(jìng)爭(zhēng)。真正協(xié)同是將整個(gè)供給鏈看成一個(gè)就產(chǎn)品而言“虛擬企業(yè)”,將CPD標(biāo)準(zhǔn)利用到整個(gè)供給鏈,不一樣企業(yè)在這個(gè)“虛擬企業(yè)”就象是不一樣業(yè)務(wù)單元,企業(yè)和企業(yè)之間界限很模糊,這就是協(xié)同研發(fā)與制造。

本文著重研究了產(chǎn)品開發(fā)過程中需求協(xié)同、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、供給商協(xié)同、協(xié)同設(shè)計(jì),協(xié)同范圍從企業(yè)內(nèi)部協(xié)同擴(kuò)展到企業(yè)與用戶、供給商、合作伙伴之間協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)。經(jīng)過對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程中協(xié)同活動(dòng)分析,取得協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)功效需求,指導(dǎo)CPD產(chǎn)品開發(fā)。

2.1

需求協(xié)同

在產(chǎn)品開發(fā)過程中首先包含到需求協(xié)同。產(chǎn)品供給商經(jīng)過需求協(xié)同系統(tǒng)搜集并取得來自用戶具體需求,包含產(chǎn)品訂單設(shè)計(jì)規(guī)范、價(jià)格、數(shù)量、材料、關(guān)鍵工藝、交貨時(shí)間地點(diǎn)等,這些信息組成用戶詢價(jià)單。產(chǎn)品供給商經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)給用戶提供產(chǎn)品報(bào)價(jià)單,確定產(chǎn)品加工、產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、交貨時(shí)間地點(diǎn)等。在訂單簽定協(xié)議前,交易企業(yè)與用戶往往需要就技術(shù)細(xì)節(jié)和產(chǎn)品價(jià)格進(jìn)行數(shù)次網(wǎng)上交流和討論,最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上下訂單。

2.2

項(xiàng)目管理

對(duì)于面向訂單生產(chǎn)企業(yè),當(dāng)需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)或改善設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)部門需要建立產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)體,根據(jù)項(xiàng)目管理模式對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行開發(fā)進(jìn)度、任務(wù)分配、開發(fā)人員、項(xiàng)目成本等方面管理。對(duì)于跨企業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目,需要將合作伙伴、供給商納入到項(xiàng)目管理中,統(tǒng)一進(jìn)行開發(fā)任務(wù)分配和開發(fā)進(jìn)度管理。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,項(xiàng)目組組員需要頻繁地交流信息,所以項(xiàng)目管理系統(tǒng)應(yīng)該提供實(shí)時(shí)消息公布和電子郵件功效。

2.3

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理:

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM作為CPC（協(xié)同產(chǎn)品商務(wù)）以及CPD基礎(chǔ)和關(guān)鍵,它是產(chǎn)品為關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理技術(shù),PDM是企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理框架和CAD/CAM/CAPP/CAE等應(yīng)用軟件集成平臺(tái)。PDM系統(tǒng)根據(jù)軟件功效模塊劃分,可分為電子倉庫和文檔管理、工作流與過程管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、零件分類管理、工程變更管理、項(xiàng)目管理、電子協(xié)作、集成工具、瀏覽和圈閱,但PDM系統(tǒng)中項(xiàng)目管理功效較弱。在產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程中,PDM系統(tǒng)提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)集中管理和發(fā)放,方便開發(fā)團(tuán)體中每個(gè)組員（包含合作伙伴和供給商）都能夠依據(jù)其權(quán)限訪問產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)（設(shè)計(jì)要求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品數(shù)字模型、產(chǎn)品工藝規(guī)化等）。

2.4

協(xié)同設(shè)計(jì)及協(xié)同工作環(huán)境

多年來,制造企業(yè)經(jīng)過使用CAD/CAM/CAE技術(shù)提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造水平和效率;但現(xiàn)在,越來越多大型企業(yè)要求其供給商參與產(chǎn)品開發(fā),所以這種跨區(qū)域設(shè)計(jì)團(tuán)體需要協(xié)同設(shè)計(jì)工具來幫助設(shè)計(jì)人員查閱產(chǎn)品零件或裝配模型、運(yùn)動(dòng)仿真,交流設(shè)計(jì)思想。協(xié)同工作環(huán)境應(yīng)含有以下功效:

1）

提供協(xié)同工作環(huán)境和集成工具,設(shè)計(jì)人員能夠?qū)崟r(shí)、跨地域進(jìn)行協(xié)同工作;

2）

提供可視化工具,查閱和操作產(chǎn)品模型;

3）

提供圈閱和標(biāo)注功效,方便保留評(píng)閱者意見。

目前協(xié)同CAD/CAM系統(tǒng)有Weld、3D

–Syn、WebSPIFF、CollIDE、CyberCut、DOME等系統(tǒng),協(xié)同工作環(huán)境有UGS企業(yè)DesignKNet和eVis、達(dá)索企業(yè)Enovia及DMU、CoCreate

OneSpace、Centric

Software

Innovation等

2.5

供給商協(xié)同:

為了愈加好地管理供給商,讓供給商盡早參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程,企業(yè)經(jīng)過供給商協(xié)同能夠進(jìn)行供給商設(shè)計(jì)任務(wù)分配、外購件采購詢價(jià)、采購管理、供給商基礎(chǔ)資料管理;一樣,供給商利用供給商協(xié)同取得供貨需求,提供產(chǎn)品報(bào)價(jià),供貨統(tǒng)計(jì)管理。

3、協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)CPD框架及協(xié)同技術(shù)

如圖1所表示,協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)體系架構(gòu)能夠采取SUN企業(yè)J2EE、微軟.NET、Browser/Server或傳統(tǒng)Client/Server技術(shù)架構(gòu),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠使用Oracle,

DB2,SQL

Server等。協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)由產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)門戶、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、需求協(xié)同、項(xiàng)目管理、協(xié)同設(shè)計(jì)工具、供給商協(xié)同組成。

需求協(xié)同提供一個(gè)網(wǎng)上產(chǎn)品詢報(bào)價(jià)系統(tǒng),它要遵照傳統(tǒng)商業(yè)模式,能夠提供多用戶對(duì)一個(gè)廠商（N:1）或多用戶對(duì)多廠商(N:N)服務(wù)。需要依據(jù)產(chǎn)品或行業(yè)特征制訂對(duì)應(yīng)詢價(jià)和報(bào)價(jià)模板,而且系統(tǒng)應(yīng)提供對(duì)詢價(jià)單和報(bào)價(jià)單查詢和更改。供給商協(xié)同類似于需求協(xié)同,提供產(chǎn)品零部件外包設(shè)計(jì)和采購,并管理與供給商相關(guān)業(yè)務(wù)信息。

項(xiàng)目管理:當(dāng)企業(yè)完成需求協(xié)同,有了明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)后,就要開啟項(xiàng)目管理,采取工作流系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)步驟定義,經(jīng)過項(xiàng)目管理對(duì)項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)進(jìn)行分配,制訂開發(fā)進(jìn)度。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,隨時(shí)掌握產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)展。同時(shí),項(xiàng)目管理系統(tǒng)應(yīng)提供產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)體相互溝通通訊機(jī)制,經(jīng)過消息和電子郵件來傳輸信息。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM是協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)基礎(chǔ)和關(guān)鍵。作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)中心,PDM系統(tǒng)將提供產(chǎn)品開發(fā)過程中產(chǎn)品幾何模型、產(chǎn)品加工模型、產(chǎn)品仿真數(shù)據(jù)、產(chǎn)品工藝計(jì)劃等數(shù)據(jù)管理。同時(shí),PDM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)CAX與PDM集成,以及PDM與ERP系統(tǒng)進(jìn)行集成,方便將產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、零部件基礎(chǔ)信息傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)中。為了使企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)之外用戶、合作伙伴和供給商能夠訪問產(chǎn)品數(shù)據(jù),這需要PDM系統(tǒng)能夠支持瀏覽器訪問,或者PDM系統(tǒng)是基于B/S或J2EE體系架構(gòu),如PTCWindchill,Enovia產(chǎn)品。而IMAN,Metaphase等部分傳統(tǒng)PDM產(chǎn)品采取C/S體系架構(gòu),無法滿足協(xié)同數(shù)據(jù)管理要求,這就需要對(duì)原有C/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造,增加Web服務(wù)和Web訪問。

因?yàn)楫a(chǎn)品開發(fā)團(tuán)體組員可能不在同一地點(diǎn)工作,相互所用CAD軟件也可能存在差異,用戶、供給商、合作伙伴經(jīng)過協(xié)同設(shè)計(jì)工具能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域?qū)崟r(shí)或非實(shí)時(shí)瀏覽和操作產(chǎn)品幾何模型、運(yùn)動(dòng)過程仿真,取得產(chǎn)品部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù),并進(jìn)行標(biāo)識(shí)或填加意見。協(xié)同設(shè)計(jì)工具能夠識(shí)別主流CAD軟件模型數(shù)據(jù)格式,將其轉(zhuǎn)化為中立數(shù)據(jù)格式,再經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮和簡(jiǎn)化,以較小數(shù)據(jù)量經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩舳孙@示。

因?yàn)椴簧倨髽I(yè)PDM系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)工具、項(xiàng)目管理是基于不一樣技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器,或者是收購不一樣企業(yè)產(chǎn)品組合而成,每個(gè)系統(tǒng)都有自己用戶管理和權(quán)限管理。假如不能將這些系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理和集成,每套系統(tǒng)都要建立一份用戶組、角色、用戶、權(quán)限。用戶進(jìn)入不一樣系統(tǒng)時(shí)需要反復(fù)登陸,面對(duì)各自系統(tǒng)界面,很多信息和資料在不一樣系統(tǒng)之間不能共享和交換。所以,產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)平臺(tái)需要一個(gè)產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)門戶,將這些不一樣“結(jié)構(gòu)”應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成,提供統(tǒng)一系統(tǒng)訪問入口、系統(tǒng)管理和用戶管理。

4、

應(yīng)用實(shí)例

數(shù)據(jù)存放工程與制造協(xié)同門戶（Data

Storage

Engineering

&

Manufacturing

Collabo-

ration,.com

）是新加坡國(guó)立大學(xué)并行工程與后勤學(xué)試驗(yàn)室（LCEL）與新加坡數(shù)據(jù)存放研究所(DSI)合作開發(fā)面向硬盤行業(yè)設(shè)計(jì)和制造過程協(xié)同工作平臺(tái)。它采取圖一所表示體系結(jié)構(gòu),PDM選擇EDS企業(yè)TeamCenter中Metaphase系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上做了Web層用