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PLM一体化集成产品开发(IPD)项目管理
2017-03-01 17:27:52  作者:彭旭   来源:互联网
  •   集成产品开发(Integrated Product Development,简称IPD)是一套领先的、成熟的产品开发管理思想、模式和方法,是以产品运营为主线的流程管理解决方法。集成产品开发思想是根据大量成功的产品开发管理实践总 ...

  集成产品开发(Integrated Product Development,简称IPD)是一套领先的、成熟的产品开发管理思想、模式和方法,是以产品运营为主线的流程管理解决方法。集成产品开发思想是根据大量成功的产品开发管理实践总结出来的,它被IBM、波音、诺基亚、杜邦、思科、华为、方太、许继电气等国内外许多企业成功实施,被证明是一种高效的产品开发模式。

  集成产品开发思想在国内外许多企业的成功实施,使得国内其他企业逐步借鉴和推行集成产品开发思想。信息技术的进步为团队的管理和运作提供了有力的支持工具,随着PDM/PLM技术在企业研发部门的实施应用,越来越多的企业关注PLM如何更好的与IPD管理思想融合起来。本文介绍PLM技术与集成产品开发项目的一体化集成管理思想,阐述IPD管理过程,为企业实施IPD提供参考意见。

  一、现代企业产品研发面临的挑战和问题

  面对竞争激烈的市场和客户个性化需求的提升,客户对产品的要求越来越高。为了提升核心竞争能力,降低产品设计成本,许多企业采取提升产品创新能力来提升产品的附加值。所以,企业产品开发主要将眼光放在顾客的需求上,并把这种需求与公司的技术与技能结合起来,然后把机遇转化为产品,提升产品的附加值。在这种环境下,现代企业产品研发面临着巨大的挑战,分析如下。

  1)客户个性化需求越来越多,市场变化越来越快。客户个性化需求要求产品进行创新设计,开发符合客户个性化需求的产品成了企业产品研发面临的主要问题。此外,个性化需求的增加导致企业研发部门产品系列和规格逐步增加,导致开发的内容越来越多,给研发人员增加了大量的工作,也影响产品上市周期。其次,市场变化造成频繁地修改设计,产品设计变更如何与企业其他部门之间保持同步协同,并及时的通知现场生产人员或供应商等。

  2)产品更新换代速度快,产品生存周期越来越短。现代市场战略由资源经济转变为了知识经济,产品更新换代速度快,尤其在电子制造行业,这样要求制造企业进行技术革新和创新。如果产品没有事先规划,没有紧跟市场需求,没有及时推出新产品,就会失去市场。同样,企业产品规划不好,产品太超前或落后于市场,也会使得企业失去大量市场机会。

  3)产品由单一产品发展到多元产品,涉及到多学科和多领域。市场需求使得产品由单一学科发展到涉及多学科和多领域,各技术学科如何在产品研发过程中融合,使研发出来的产品成为客户真正需要的产品。多元化、技术集成化为研发增加了技术和管理难度。

  4)研发管理体系日趋庞大和复杂。制造企业市场链的增加和业务的扩展,使得企业的研发体系日趋庞大和复杂,研发内部以及市场需求、研发。生产、采购、工程和销售业务的集成管理和协同工作成了企业研发管理的主要问题。如何采取先进的产品开发设计思想,形成并行研发环境,从新产品研发项目的整体任务分解状况和进展状况来控制产品研发生命周期过程,提供项目的状态信息以便规划项目的优化路径,找到影响项目的障碍环节,进行相应的调整,以保证项目的进度,缩短产品研发周期、提高产品质量、降低产品成本。这些问题给企业有效的研发团队和工作管理带来了一定的挑战。

  二、基于PLM的IPD核心设计思想和框架

  IPD作为先进的产品开发理念,把新产品开发看作一项投资决策,基于市场需求进行开发设计,采取跨部门、跨系统的协同并行工作方式,提升产品模块的重用性,加强产品开发项目考核,并借助IT技术提升项目管控力度。PLM产品全生命周期管理能有效集成IPD设计思想,建立统一协同研发工作平台,对整个产品开发过程中各种开发活动所涉及的产品信息进行统一的描述和表达。PLM按照产品分类管理思想,建立完整的、确定的和统一的产品信息模型,实现产品开发过程各个子系统之间产品信息的共享和交换。

  PLM能有效集成IPD设计思想,为企业搭建集成产品开发项目环境,如图1所示,在统一的管理平台上,PLM提供CAD数据源头规范和集成化(MCAD和ECAD等)、统一重用研发知识资源环境、统一用户和权限、统一项目/订单设计、一体化业务协同工作流程、统一产品BOM管理、产品数据信息共享和协同及基于项目制的项目考核体系等解决方案。

  

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  图1 基于PLM的一体化IPD研发管理平台

  三、IPD过程管理和项目管理

  1.产品研发项目分类管理

  不同企业针对客户需求和产品线发展规划需要,按照项目模式划分产品开发类型,如表1所示,并基于PLM系统分类管理各类研发项目。产品研发项目是一个复杂的过程,由产品经理(LPDT)负责横向管理,各开发代表(RDPDT)负责纵向管理,整个产品开发过程需要市场、研发、生产、采购、销售和工程服务等人员的共同配合。PLM提供产品项目分类管理功能,基于项目管理的需要,按照产品系列对产品进行分类管理,建立产品分类模型和产品参数信息,根据产品开发项目不同类型,建立研发项目与对应产品关联数据视图。按照产品开发决策,统一管理项目组织和人员、项目结构化开发流程、项目阶段计划、项目质量定义和项目成本控制等,确保项目在统一协同的环境下开展。

  表1 基于IPD设计的产品研发项目类型

  序号开发类型说明

  1新产品研发项目1)全新产品研发,具有一定的试探性;2)已有产品升级研发。

  2产品改进设计项目对现有销售或正在生产的产品进行技术改进,主要由于客户新的需求、现场施工反馈、产品缺陷修改和技术改进等原因进行产品改进设计。

  3市场预研产品设计项目针对行业发展,提前预研具有挑战性产品,以便新产品提前上市,抢占市场先机。

  4产品变型设计项目针对需求变化及产品升级换代需要,在已有产品的基础上,对产品部分部件或技术平台进行版本升级设计,以便快速形成高性能的产品。

  5其他产品设计项目其他原因造成产品开发项目任务。

  2.产品研发项目过程划分

  为了更好的管理产品开发,产品开发必须成为结构合理、定义清楚的流程结构和研发过程。使得每项工作都应清清楚楚地明确规定出来,所有与产品开发有关的人应该清楚他们所参与的是什么工作,用什么方法去完成。如图2所示,IPD完整的产品研发项目一般由需求阶段、概念阶段、计划阶段、开发阶段、验证阶段和发布阶段等组成。在企业实际操作过程中,产品开发流程因产品类型、产品目标市场、产品复杂性、组织结构和文化的不同而做相应调整。这些过程在LPDP统一管理下,由不同的RDPDT组织完成,管理者负责整个项目的监控和风险控制。

  

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  图2 集成产品开发项目过程和阶段划分示意图

  3.结构化流程与项目管理

  在产品研发项目中,PLM项目管理和企业业务流程是紧密结合在一起的。PLM系统通过项目管理和业务过程管理,建立企业级协同项目管理平台,对项目资源、成本、预算和进度进行合理管理,为决策人员提供决策支持。项目管理主要由项目决策及管理层次、任务执行层次和流程管理层次组成。项目管理层次一般由项目管理人员或项目经理组成,主要进行项目立项、项目立项评审、组建项目团队、计划编制和项目信息发布等工作;任务执行层次负责项目任务的执行,项目组成员接收到任务后,根据项目任务的要求开展任务工作,并实时汇报任务执行情况;流程管理层次由基础业务流程组成,任务执行员提交项目交付物时需通过项目流程进行审批。

  PLM提供协同项目管理和工作流程管理,基于企业产品研发项目管理需要,建立基于IPD设计思想的完整研发项目过程管理平台,IPD结构化流程分析如下。

  1)产品研发规划节点。公司最高决策层根据客户的要求和市场预测确定新产品的发展方向,由产品研究中心收集资料,编制新产品研发规划,经决策层讨论通过后向产品开发部门下达产品设计任务书,并指定项目经理全面负责新产品的研发直至产品批量正式给客户供货。

  2)设计、试制、测试、试验和定型节点。从样件的方案设计、技术设计、试制、测试、试验到改进设计、试制、试验此阶段是一个反复的过程。如中间过程的评审不能通过,则需要反复进行改进设计、试制和试验直到产品鉴定确定小批试生产用图。对于研发体系庞大的企业,这个过程管理困难,难以形成协同设计过程管理体系。

  3)生产技术准备节点。在对样件进行改进设计的同时,对部分有把握的零部件可以提前进行生产技术准备。当改进设计、试制、试验结束,经评审通过后即可进行大规模的生产技术准备。主要包括工艺设计、公司内自制设备及工装的设计制造,公司外设备订货、协作件的配套选点,生产用原辅材料的采购等。

  4)小批试生产节点。在生产技术准备阶段完成之后即进行小批试生产。小批试生产一方面要验证工艺工装能否满足批量生产的需要,另一方面要对小批试生产的产品进行各种行为试验,以确定其产品质量与技术水平是否满足设计要求。小批试生产之后要递交给客户进行评审批准,评审通过之后,产品、工艺、装备等各项技术文件经修改后即可转为正式生产用文件。

  5)批量生产节点。在产品批量投产前必须完成售后服务的准备工作,包括新产品的各种技术文件、在上述各阶段工作完成之后,制作样机,经客户确认后即可批量生产。

  在以上研发项目节点中,企业决策者和产品经理负责项目策划、项目监控和风险管理,通过配置管理、质量保证、采购管理、度量与分析、生产管理、工程服务和市场营销等组织行为配套完成产品研发项目。

  4.产品开发质量控制

  产品质量管理不能只局限于制造过程,因为70%质量问题根源在制造过程之外。IPD结构化设计流程中的质量控制节点负责质量策划、质量控制和质量保证。PLM系统管理IPD结构化流程,LPDP在系统中制定项目计划、任务分解和发布任务、监控项目进度、协调和分配相关资源。子任务负责人也可以根据项目一级计划对子任务进行分解。在整个协同项目管理过程中,质量管理师(PQA)可以及时管理和监控开发过程,对产品开发质量进行控制。

  5.产品开发成本控制

  Munro and Associates统计认为产品设计仅占5%的企业成本,但影响产品70%的生产总成本。产品开发有关的成本包括开发成本和产品设计成本。开发成本是研发部门为开发产品而支出的期间费用,由公司级成本控制中心每月进行核算。产品的生产成本,主要是材料成本,如要考虑制造工艺(在设计中,产品的可制造性也是影响成本的一个重要因素),则加上制造费用,从而形成产品的生产成本。而影响产品生产总成本主要是产品设计成本,因此,需要从设计源头来控制产品设计成本。

  PLM系统在IPD结构化流程中增加产品设计成本控制点,并为企业建立基础共用模块,在不同产品、系统之间共用零部件、模块、技术及其他相关的设计成果。不同产品、系统之间,可以共用零部件、模块和技术,在开发中尽可能多地采用这些成熟的共用基础模块和技术,从而使质量、进度和成本得到很好的控制和保证,并降低产品开发中的技术风险,缩短产品开发周期和降低产品成本。对于不能通用的模块,PLM系统提供新增物料控制流程,对新增物料进行控制,最大的使用库存物料和替代件。

  四、结束语

  IPD是新产品开发管理的一种新模式,能为企业产品技术创新提供有效的设计和管理手段。通过建立研发管理体系,可以为企业新产品开发提供思路、途径和组织保证,能够保证最大概率地开发出满足客户需求的竞争产品。制造型企业应根据企业研发管理现状采用不同的IPD实施策略,对开发过程进行优化,并依靠IT技术,建立PLM一体化集成产品开发项目平台,制订可行的实施IPD变革的风险防范措施,对实施过程中可能遇到的困难及时防范与处理。

  作者简介:彭旭先生,机械设计及其自动化专业。在售前技术顾问期间,为北车集团大同电力机车、西安车辆厂、永济电机、航天供应链、中兴汽车、金龙客车、东方汽轮机、一拖柴油机、京城重工、南方路面机械、豪江摩托、快意电梯、夏工宇威重工、聚光科技和温州意华通讯接插件等五十余家制造企业提供过培训、实施和咨询服务。他相信:信息化工作是一项非常有挑战性的工作,知易行难,关键在于实践;书上得来终觉浅,断知此事要躬行。



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