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电子电器行业PDM的需求
2006-08-04 09:37:33  作者:  来源:本站原创
  • 电子电器行业是我国近两年发展最为迅猛的行业之一,除了消费电子类产品以外,汽车电子电器类产品、建筑电子电器类产品、通讯电子电器类产品都蓬勃发展。加速的发展必然会给企业的内部管理造成一定的压力,实施企业信息化是解决企业在高速发展过程中的部分管理问题的有效手段,但电子电器行业的信息化又与传统的制造业有着很大的区别。这些显著的区别某种程度上决定了不能将传统的信息化技术移至到电子电器行业进行推广实施。

    电子电器行业企业目前主要分为三类企业:以提供代工制造为主的OEM企业;部分代工制造但有一定自主研发能力的ODM企业以及具有自主设计制造能力的企业。三种企业的信息化在生产制造上的需求是共通的,但是ODM企业以及自主设计制造企业除了生产制造上的信息化需求外,还偏重企业的研发管理也就是设计工艺的需求。

  一、设计工艺需求分析

  电子电器行业产品的生命周期较其他行业产品要短很多。据统计,目前手机产品的平均市场寿命只有10个月,建筑电器的平均市场寿命为8个月,而汽车电子产品的平均市场寿命稍长,但是也只有18个月左右。这也就是说,如果想快速进行产品的更新换代,除了在生产制造上下足功夫外,还必须引入一些有效的技术管理手段,缩短产品的研发周期,提高产品质量,控制产品成本。目前电子电器行业企业普遍采用了系列化模块化的设计思想,更多的系列化模块化产品为企业的技术管理又带来了新的矛盾。

  (1)首先是系列化产品设计与传统图文档管理之间的矛盾。系列化产品设计有两种方式,一种是根据市场的需求,一次设计一整个系列的产品,在设计过程中充分考虑整个系列产品零部件及元器件的复用率。比较典型的产品是电脑产品;另外一种方式是先设计该系列下的一个产品,然后根据需要在这个产品的基础上进行变型设计,逐步拓展成为一个系列。比较典型的产品是手机产品。

  严格来说,这两种系列化设计的方式本质上并无太大的不同,区别仅仅在于是以企业自己为主卖提供多种产品供客户选择还是根据客户的需要在自己已有产品上进行发展。两种系列化设计的方式希望达到的管理目标都是共同的,即在企业能力允许范围之内,尽可能多的为客户提供高质量的产品。采用了系列化设计手段之后,企业往往会绘制一张系列产品的图谱,去表示该系列下所有产品之间的物料差异,同时在设计过程中也尽可能的采用“表格图”的方式将多个零部件绘制在一张图上。通过这样的方式,不仅可以有效的减少异形零部件或者特殊电子元器件的产生,降低了采购及生产的风险,同时也减少了图纸的设计数量,缩短了设计周期。

  但是这种新的设计方式向传统的一件一图的管理方式发起了挑战。传统的图纸管理方式是“档案袋”式的管理,所有的产品及零部件都是一件一图,放入以这个产品命名的档案袋中管理,这样的方式显然不能适应系列化产品设计的管理方式。

  (2)其次是模块化产品设计与传统图文档管理之间的矛盾。模块化产品设计的思想是为所有零部件建立统一的标准,通过组合搭配已有的零部件,去满足不同的客户需要,电脑产品是最典型的模块化设计的产品。目前很多具有自主研发能力的企业也在应用这一思想。

  利用模块化产品设计思想设计的零部件不在依附于某一个具体的产品,而是类似放在“零部件仓库”中随时准备被调用的零部件,产品的设计人员根据订单的要求,直接在“零部件仓库”中调用需要的零部件进行装配设计,装配设计完成后即可以立即投入现场制造。

  模块化设计更加清晰的将研发和设计区分开来:研发负责按照企业定义好的标准的接口进行零部件的设计,研发完成的零部件纳入“零部件仓库”中,供设计人员进行选择,设计人员从“零部件仓库”中选择零部件进行装配设计交给采购及生产部门。实际上,模块化产品设计除了标准的产品研发管理外,更加注重产品的可配置能力,即通过灵活的配置去满足不同的客户需要。

  “零部件仓库”的引入,让模块化产品设计于传统的图文档管理之间的矛盾更加突出,因为所有的零部件都不依附于具体的产品了,产品与零部件之间的关系不再是从前那种从属的关系而是一种链接的关系,这种关系很难用“档案袋”去管理。

  (3)最后是系列化模块化产品设计与传统工艺设计之间的矛盾。采用了系列化模块化产品设计手段以后,我们就不难发现,以前与产品设计对应的工艺设计手段也不再适用,工艺文件的设计也必须随产品设计一起更新,形成系列化工艺和模块化工艺。例如一个系列的产品,装配过程大同小异,而不同系列的产品,装配过程可能就有很大差别,所以如果能够用一份装配工艺表示一个系列下所有的产品的装配过程,就无需为每个产品都单独设计装配工艺。这样不仅可以大大缩短工艺设计的周期,也可以保证工艺设计的质量。

      电子电器行业系列化模块化设计,现有的人工管理手段已经不能胜任,引入能够支持这两种设计方式的PDM软件是最佳选择。在PDM中,所有的产品信息以数据的方式存在,通过PDM可以反映整个产品与产品,零部件与零部件之间的数据关系,这些数据关系通过人工是无法理清的。

  二、行业PDM/CAPP系统的需求分析

  电子电器行业属于典型的大批量生产型企业,大批量生产型企业一般90%以上的零部件外购,因此在电子电器行业实施信息化时,ERP应当是实施的重点。ERP实施的基础是数据,很多ERP实施不利,在总结原因时都认为是基础数据准备不足造成的。因此在电子电器行业实施信息化时,企业通常还需要考虑用PDM/CAPP系统进行基础数据的管理。

  通过上述的需求分析,我们不难发现,无论是生产制造需求还是设计工艺需求,都离不开基础物料信息的管理。当然,在ERP系统中可以实现部分物料信息的管理,但是对于那些有一定研发能力或者希望获得一定研发能力的企业来说,仅仅在ERP中管理是不够的,企业需要一个工具对产品的设计数据以及设计过程进行管理,这个工具就是PDM。而工艺作为从设计到制造的中间环节,既包含大量物料信息,有包含生产制造信息,这些信息如何在PDM/ERP系统中进行传递,也是企业需要考虑的重要环节。

  电子电器行业企业在进行PDM/CAPP选择时需要考虑一下几点:

  (1)是否具有灵活的零部件分类管理方式。电子电器行业企业,一般来说都有很多种产品,传统的以产品结构树为主要管理方式的PDM是很难管清楚如此之多种类的产品的。我们可以想想一下,如果Windows不允许通过建立文件夹来管理诸多的文档资料,我们查找电脑上的数据将会是多么痛苦的一件事。建立文件夹实际上就是通过分类来管理电脑上的文档资料。

  在传统的PDM软件中,所有的零部件及相关信息都必须依附与产品结构树,这与“档案袋”管理图纸的方式如出一辙。这种方式最明显的缺陷是,除了在产品结构树上查询,几乎没有其他方式及时的找到想要找到的零部件,分类的意义此刻凸现。

  电子电器行业还有一个突出的业务特点是,有些零部件设计了一整个系列,但是该系列的产品还没有设计完成,这时候那些已经设计完成的零部件就没有具体的产品结构可以依附,如果采用传统的PDM管理方式,这些暂时没有放入具体产品的零部件只能先游离于系统之外,待产品设计完成后再纳入管理。如果PDM软件除了以产品结构树组织产品数据之外,还具有分类组织产品数据的能力,这个问题就可以得到很好的解决。

  做过信息化的人都清楚,信息化的第一步应该是编码,而编码的第一步是分类,一个好的分类模型可以方便企业迅速查找相关的物料信息,能够为编码的定义带来极大的便利。分类的方法很多,可以按照产品分类,或者按照组成产品的产品的结构模型分类,也可以按照零部件的工艺类型分类或者按照零部件的材料分类等等。

  (2)是否支持系列化产品设计模式。系列化产品设计模式是电子电器行业普遍采用的设计模式,传统的以产品结构树为主的管理方式的PDM虽然可以提供不同产品结构的比较,但是很难获得一个产品或者零部件系列的图谱。

  从某种角度上说,系列化产品其实是更加明确的分类,实际上就是将一组相近的零部件或者产品以一个统一的视图的管理方式。系列化设计除了要有系统图谱的要求之外,还要求能够解决多零件共图共工艺等产品数据文件的要求,这一点在传统PDM中也是无法实现的。

  电子电器行业突出的系列化设计模式决定了电子电器行业的PDM必须要具备系列零部件的管理能力,能够在PDM系统中形成产品图谱,能够通过在产品图谱上快速变型形成该系列下的新产品,能够解决系列零部件共图共工艺的问题。

  (3)是否支持模块化产品设计模式。模块化设计个人认为是系列化设计扩展,打破了系列与系列之间的界限,让同一功能的零部件具有相同的接口,同样功能但是性能不同的零部件,既可以组装成A系列的产品,又可以组装成为B系列的产品,通过这样的方式,可以用比较少的零部件组成比较多的产品满足不同的市场需要,这实际上“大规模定制”思想的一个具体体现。

  产品具有了一定的模块化能力以后,设计人员可以根据市场的需要进行灵活的配置。在传统PDM软件中,这个配置的过程通常需要手工完成,但是当配置具有一定的规律及经验后,配置完全可以由系统自动完成,这时候就需要PDM具有支持企业模块化设计的产品配置能力。

  (4)是否支持与EDA软件的集成。电子电器行业除了进行机械部部分设计以外,还需要进度电子电路的设计。因此除了普通的CAD软件外,还会应用到诸如Protel这样的EDA软件。传统的PDM主要应用在离散制造行业,能够比较好的同CAD软件进行集成,但是对EDA软件及电子元器件的管理还缺乏一定的深度。

  例如电子电器行业一般不自己加工制造电路板,通常是自己设计完成后外委加工。此时如果将电路板看成是一个部件,所有的电子元器件看成是组成电路板的零部件,是有些问题的。首先电路板上的电子元器件有的数量庞大,都作为下级零部件显示在产品结构上,会造成产品结构树的膨胀。其次将电子元器件作为组成电路板的下级零部件并没有多少实际的意义,电子元器件全部都是外购的标准型号,即不需要管理图纸,又不需要管理结构信息。我们只需要在设计时了解这些这些电子元器件的性能,设计完成后获得一个电子元器件清单,而这些功能,所有的EDA软件都具有。因此在PDM中管理,只需要管理电子元器件的清单,让使用PDM的其他人不借助EDA软件就能够看到设计的电路板以及电子元器件清单就可以了。

  电子电器行业的工艺文件除了传统的机械部分工艺外,还有一种特殊的工艺——电装工艺。电装分两种——机插和手插。高度集成的电路一般是机插,机插不需要设计工艺,但是很多企业为了降低成本采用集成度并不非常高的电路设计,电路板上的电子元器件需要手工插到电路板上,这时候企业就需要进行电装工艺的设计。虽然电装工艺的表现形式不同,但是基本目的都是分步分工位的指导现场操作人员按照由低到高,由小到大,先正后反的顺序将电子元器件插入到电路板上。

  企业在设计电装工艺时,为了能够清楚的表示该工序电子元器件插入的位置,需要插入大量的图形,这些图形有些是样版的彩色照片,有些是从EDA软件中转换出来的图形,这些图形插入后,电装设计人员需要在图形或者图片上用显眼的记号进行对该工位工序需要插入的电子元器件进行标记。无论是图形或者图片,现有的工艺编制手段在进行标注时都非常不方便。

  电子电器行业需要专业的电装工艺编制工具,这个工具能够直接从EDA软件中读取设计的电路板的图形,或者提供图片的插入工具,并能够快速进行电子元器件的定位,以解决企业编制电装工艺的这个难题。

  (5)是否支持与ERP软件的集成。电子电器行业产品多,产品变型快,如果靠手工进行产品物料信息的录入,肯定无法满足企业生产管理快速变化的需要。企业在实施企业信息化的时候,除了ERP以外重点应当考虑PDM与ERP的集成,让物料信息在PDM中产生,然后将这些信息传递到ERP当中去,只有这样才能保证ERP能够及时准确的获得产品的物料信息。

  PDM与ERP集成的方式有很多种,这些集成方式都有其固有的优势和缺陷,这里不再赘述。其实真正影响集PDM与ERP集成效果的不是集成的方式,而是集成的内容。除了集成基本的产品结构信息以外,PDM与ERP还应当集成物料的属性信息、工艺过程信息、设备工装信息等等。只有拥有了这些信息,才能组成一个完整的、ERP真正需要的制造BOM结构。加入仅仅有产品结构信息,那么ERP需要的多数与生产相关的属性信息依然需要到ERP中维护,集成很难获得一个良好的效果。

  那么这些与生产相关的信息是如何产生的呢?其实与生产相关的大多数信息都在工艺文件中有所表现,只是以前缺乏手段将这些信息提取出来向其他系统传递。因此电子电器行业的PDM必须考虑设计/工艺一体化在PDM中既能够进行设计信息的管理,由可以进行工艺信息的管理,只有这样,设计和工艺的信息才能够通过PDM这个统一的平台向包括ERP在内的其他系统传递。



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