甘德英，余 輝

（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜賓 644000）

PLM（Product Lifecycle Management）包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助工程分析及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理4個(gè)方面（即CAD/CAM/CAE/PDM）。其主要用于產(chǎn)品開發(fā)與制造企業(yè)在產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、制造、維護(hù)、改型創(chuàng)新等各個(gè)環(huán)節(jié)。在國(guó)內(nèi)，PLM 系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，如航空行業(yè)的飛機(jī)數(shù)字化樣機(jī)、航天行業(yè)的神舟系列、鐵道行業(yè)的3 次大提速、造船行業(yè)的船檢系統(tǒng)、機(jī)械行業(yè)的甩圖板工程等。PLM 的應(yīng)用加快了設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造等過(guò)程，推動(dòng)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高[1]。

近年來(lái)，PLM 已推廣至核電領(lǐng)域，國(guó)外西屋、阿?，m及國(guó)內(nèi)中核[2]等公司均采用該方案管理設(shè)備產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)。按照集團(tuán)公司“加快推進(jìn)核工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型”和精細(xì)化管理要求及公司新時(shí)代發(fā)展戰(zhàn)略，公司根據(jù)多年的核燃料元件制造經(jīng)驗(yàn)，探索基于PLM 系統(tǒng)的核燃料元件產(chǎn)品制造及工藝開發(fā)管理的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)由PLM 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品制造和工藝開發(fā)項(xiàng)目的管理過(guò)程，建立項(xiàng)目執(zhí)行管理標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題的實(shí)時(shí)監(jiān)控，規(guī)范化項(xiàng)目過(guò)程管理，實(shí)現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理，建立工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和流程管理。

1 建設(shè)背景

公司核燃料元件產(chǎn)品種類繁多，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造等技術(shù)資料、科研項(xiàng)目的管理仍采用人工、紙質(zhì)方式，已無(wú)法滿足公司的管理和應(yīng)用需求，亟需在產(chǎn)品工藝、科研項(xiàng)目、數(shù)據(jù)管理應(yīng)用方面建立一套信息系統(tǒng)為公司產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)的管理提供系統(tǒng)平臺(tái)支撐。對(duì)公司相關(guān)業(yè)務(wù)部門進(jìn)行調(diào)研，目前公司的產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)制造業(yè)務(wù)過(guò)程主要面臨以下問(wèn)題。

1.1 無(wú)項(xiàng)目管理系統(tǒng)支撐項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)

公司已有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目管理執(zhí)行規(guī)范，但是缺乏系統(tǒng)支撐，無(wú)法嚴(yán)格落實(shí)和貫徹。雖有Project 等工具負(fù)責(zé)項(xiàng)目計(jì)劃編制，但在實(shí)際過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度情況無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的管理缺乏有效的平臺(tái)或措施手段來(lái)監(jiān)控，管理者無(wú)法詳細(xì)了解、匯總項(xiàng)目實(shí)際執(zhí)行情況。

項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，項(xiàng)目管理人員對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃的執(zhí)行、項(xiàng)目狀態(tài)的監(jiān)控及交付物管理都通過(guò)人工方式管控。項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的過(guò)程文件沒有統(tǒng)一的平臺(tái)維護(hù)管理，除應(yīng)用系統(tǒng)等重要的交付物外，項(xiàng)目執(zhí)行中的過(guò)程文件都分散在業(yè)務(wù)人員電腦中，沒有集中統(tǒng)一管理。項(xiàng)目結(jié)束后，隨時(shí)間推移相關(guān)過(guò)程文件遺失可能性逐漸增加。

1.2 圖文檔技術(shù)資料檢索困難

雖然目前絕大多數(shù)的圖文檔技術(shù)資料已經(jīng)在協(xié)同辦公系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電子化歸檔管理，但是所有數(shù)據(jù)缺乏必要的組織、分類管理，造成圖文檔資料檢索困難，極大影響業(yè)務(wù)人員工作效率。

1.3 缺少以BOM 為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理體系

目前在公司技術(shù)管理部門沒有建立起統(tǒng)一的產(chǎn)品BOM 結(jié)構(gòu)，技術(shù)中心維護(hù)了產(chǎn)品BOM 的上層結(jié)構(gòu)，而車間維護(hù)了產(chǎn)品BOM 的下層結(jié)構(gòu)，沒有形成統(tǒng)一的產(chǎn)品完整BOM 結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的BOM 結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)揮組織技術(shù)文件數(shù)據(jù)及生產(chǎn)產(chǎn)品相關(guān)匯總信息的作用，對(duì)研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程的業(yè)務(wù)價(jià)值有限。

1.4 缺少結(jié)構(gòu)化管理和控制更改體系

缺乏規(guī)范化更改過(guò)程管理，缺少更改影響分析，對(duì)問(wèn)題報(bào)告、更改單等文件未進(jìn)行關(guān)聯(lián)，針對(duì)更改查找相關(guān)數(shù)據(jù)困難，缺少結(jié)構(gòu)化更改數(shù)據(jù)管理。

1.5 業(yè)務(wù)報(bào)表匯總統(tǒng)計(jì)不夠全面

由于目前系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)不完整，無(wú)法對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析，報(bào)表信息幾乎通過(guò)手工整理，導(dǎo)致管理人員工作量大，而且很難確保數(shù)據(jù)的完整性、正確性、實(shí)時(shí)性，無(wú)法給相關(guān)業(yè)務(wù)部門提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息。

2 建設(shè)思路及內(nèi)容

2.1 建設(shè)思路

統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施：PLM 項(xiàng)目建設(shè)思路應(yīng)依據(jù)“整體規(guī)劃、分步實(shí)施、逐步深化”的策略開展。PLM平臺(tái)建設(shè)涉及公司未來(lái)相關(guān)信息化整體建設(shè)規(guī)劃布局，需要按照公司和集團(tuán)整體信息化建設(shè)戰(zhàn)略進(jìn)行項(xiàng)目整體規(guī)劃，按照公司PLM 應(yīng)用相關(guān)業(yè)務(wù)需求和公司信息化成熟度，進(jìn)行PLM 系統(tǒng)平臺(tái)的分布實(shí)施，逐漸深化應(yīng)用推廣。

流程導(dǎo)向，增值業(yè)務(wù)：以公司產(chǎn)品研制業(yè)務(wù)流程為主線，瞄準(zhǔn)行業(yè)先進(jìn)產(chǎn)品制造與管理模式發(fā)展方向和相關(guān)具體信息化建設(shè)內(nèi)容，加強(qiáng)公司信息化建設(shè)與生產(chǎn)制造業(yè)務(wù)的融合。支持PLM 環(huán)境下產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)的有效承接管理，支持公司在制造模式轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新環(huán)境下，顯著提升公司信息化建設(shè)對(duì)業(yè)務(wù)的價(jià)值貢獻(xiàn)。

集成應(yīng)用，協(xié)同創(chuàng)新：在公司統(tǒng)一規(guī)劃指引下，有效整合各種內(nèi)部業(yè)務(wù)模式，建立產(chǎn)品制造、管理和多專業(yè)協(xié)同的產(chǎn)品協(xié)作制造應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)各種工具和信息平臺(tái)的集成化應(yīng)用，避免零散管理信息系統(tǒng)建設(shè)與公司業(yè)務(wù)功能的分立，實(shí)現(xiàn)一體化產(chǎn)品生產(chǎn)制造。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

當(dāng)前處于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，公司的產(chǎn)品研制依托具體的核電建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行。公司在產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)管理上，按照項(xiàng)目的方式管理產(chǎn)品研制過(guò)程，并根據(jù)設(shè)計(jì)院的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙信息在公司內(nèi)部建立一套完整的產(chǎn)品生產(chǎn)制造應(yīng)用數(shù)據(jù)以推動(dòng)公司后續(xù)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)開展。結(jié)合公司目前在產(chǎn)品研制數(shù)據(jù)管理應(yīng)用方面的需求，需完成產(chǎn)品制造和工藝開發(fā)項(xiàng)目管理、基礎(chǔ)技術(shù)狀態(tài)管理、工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理、工程變更控制和信息系統(tǒng)集成領(lǐng)域中多個(gè)核心功能的實(shí)施，主要應(yīng)用領(lǐng)域及功能模塊如圖1 所示。

圖1 主要應(yīng)用領(lǐng)域及功能模塊

首先，將構(gòu)建以產(chǎn)品BOM 為中心的數(shù)據(jù)組織架構(gòu)（獲取并組織設(shè)計(jì)所研發(fā)數(shù)據(jù)），結(jié)合公司現(xiàn)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理要求，形成公司的MBOM 結(jié)構(gòu)（管理組織生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)），并以此為基礎(chǔ)開展相關(guān)研制數(shù)據(jù)管理及業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行。

其次，以MBOM 為核心的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)組織管理模型，具備良好的開放性和可擴(kuò)展性，可以支持目前公司的所有設(shè)計(jì)相關(guān)圖文檔數(shù)據(jù)的管理，并且通過(guò)高度可擴(kuò)展的類型、屬性及關(guān)聯(lián)關(guān)系定義，可以便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)擴(kuò)展，滿足公司未來(lái)更多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理需求。系統(tǒng)主界面如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)主界面

2.2.1 產(chǎn)品（科研）項(xiàng)目管理

項(xiàng)目計(jì)劃管理。首先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行WBS 分解，形成項(xiàng)目計(jì)劃樹，并通過(guò)指定任務(wù)的計(jì)劃時(shí)間、執(zhí)行周期、前置（或后置）約束等條件可進(jìn)行自動(dòng)排程，形成項(xiàng)目計(jì)劃的甘特圖，可直觀地查看項(xiàng)目執(zhí)行的時(shí)間計(jì)劃安排，以及任務(wù)、人員的安排調(diào)度情況。

項(xiàng)目執(zhí)行情況監(jiān)控。項(xiàng)目的執(zhí)行主要以項(xiàng)目任務(wù)的完成進(jìn)度為依據(jù)，任務(wù)的完成度可根據(jù)任務(wù)的登錄時(shí)間或其交付物的完成情況等不同維度進(jìn)行計(jì)算。項(xiàng)目的完成度則通過(guò)匯總運(yùn)算所有的任務(wù)完成度獲得，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可通過(guò)項(xiàng)目完成度了解項(xiàng)目執(zhí)行的健康情況，并可詳細(xì)了解具體的任務(wù)執(zhí)行情況，以診斷項(xiàng)目的實(shí)際問(wèn)題，并作為后續(xù)決斷（措施）的依據(jù)。

項(xiàng)目交付物管理?？蔀轫?xiàng)目任務(wù)定義具體的交付物，并作為該任務(wù)完成的依據(jù)。任務(wù)交付物可以為任意類型的數(shù)據(jù)對(duì)象，如技術(shù)文件、設(shè)計(jì)圖紙等，并可以數(shù)據(jù)對(duì)象的生命周期狀態(tài)為任務(wù)完成進(jìn)度的依據(jù)，如當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象達(dá)到已發(fā)布狀態(tài)時(shí)，才認(rèn)為任務(wù)完成。

項(xiàng)目人力資源管理。為項(xiàng)目的任務(wù)指定具體的負(fù)責(zé)人，結(jié)合項(xiàng)目時(shí)間計(jì)劃安排，查看人員負(fù)載情況，并及時(shí)做出合理調(diào)整，確保有效利用人力資源。

項(xiàng)目文件集中管理。將項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生的文檔在統(tǒng)一的項(xiàng)目庫(kù)中進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，包括項(xiàng)目執(zhí)行中的過(guò)程任務(wù)及項(xiàng)目任務(wù)關(guān)聯(lián)的交付物文件。在項(xiàng)目庫(kù)中對(duì)項(xiàng)目文件進(jìn)行集中的權(quán)限管理、版本管理、狀態(tài)管理、歸檔管理等，確保項(xiàng)目文件的準(zhǔn)確性、完整性。

產(chǎn)品（科研）項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)如圖3 所示。

圖3 產(chǎn)品（科研）項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)

2.2.2 技術(shù)狀態(tài)管理

技術(shù)狀態(tài)的版本管理。對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的所有技術(shù)狀態(tài)建立版本記錄，并準(zhǔn)確記錄每個(gè)數(shù)據(jù)版本的內(nèi)容，用戶可追溯數(shù)據(jù)的所有歷史版本及每個(gè)版本的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)內(nèi)容。

技術(shù)狀態(tài)的生命周期狀態(tài)管理。為技術(shù)狀態(tài)賦予生命周期狀態(tài)，用以標(biāo)識(shí)技術(shù)狀態(tài)的業(yè)務(wù)成熟度，如“已接收”“已發(fā)放”等狀態(tài)。生命周期狀態(tài)同時(shí)與訪問(wèn)權(quán)限關(guān)聯(lián)，在不同的生命周期狀態(tài)下數(shù)據(jù)擁有不同的生命周期權(quán)限，以滿足不同業(yè)務(wù)成熟度場(chǎng)景下的不同的權(quán)限控制要求。

技術(shù)狀態(tài)的訪問(wèn)權(quán)限控制。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置、數(shù)據(jù)的生命周期狀態(tài)、用戶角色及權(quán)限控制類型5 個(gè)維度對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限進(jìn)行控制，確保任何情況下數(shù)據(jù)的訪問(wèn)安全，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)及人員設(shè)置密級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的密級(jí)流向控制，滿足軍工保密要求。

技術(shù)狀態(tài)的接收與發(fā)放管理。建立對(duì)上游技術(shù)狀態(tài)的接收管理機(jī)制，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)的接收記錄，并通過(guò)流程控制數(shù)據(jù)接收的過(guò)程，確保接收數(shù)據(jù)的一致性、完整性。同時(shí)將接收的技術(shù)狀態(tài)向內(nèi)部相關(guān)部門發(fā)放傳閱，同時(shí)建立數(shù)據(jù)發(fā)放記錄，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收發(fā)放情況的全鏈路查詢能力。

技術(shù)狀態(tài)的高效檢索。系統(tǒng)中所有的技術(shù)狀態(tài)無(wú)論以怎樣的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，也無(wú)論存儲(chǔ)在何處都可以通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)象類型、數(shù)據(jù)對(duì)象屬性、狀態(tài)、編號(hào)、名稱等條件在系統(tǒng)中進(jìn)行快速檢索，以提高業(yè)務(wù)人員的工作效率。

技術(shù)狀態(tài)管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)如圖4 所示。

圖4 技術(shù)狀態(tài)管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)

2.2.3 工藝設(shè)計(jì)管理

建立以MBOM 為核心的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理能力。以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立統(tǒng)一產(chǎn)品MBOM 結(jié)構(gòu)，改變現(xiàn)有各個(gè)工藝部門獨(dú)立維護(hù)部件級(jí)BOM 結(jié)構(gòu)的情況，并在系統(tǒng)中建立MBOM 與相關(guān)工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成以MBOM 為核心的產(chǎn)品MBOM 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

基于MBOM 的工藝路線管理。在MBOM 基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝路線的設(shè)置和維護(hù)，生產(chǎn)相關(guān)管理部門可基于MBOM 及相關(guān)的工藝路線信息進(jìn)行工藝分工及工藝設(shè)計(jì)任務(wù)的分配。

工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的發(fā)布評(píng)審管理。在PLM 系統(tǒng)中統(tǒng)一管理工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并建立以MBOM 為基礎(chǔ)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的發(fā)布評(píng)審（改變現(xiàn)有在MES 系統(tǒng)中管理工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的情況），并以相關(guān)的評(píng)審流程控制業(yè)務(wù)過(guò)程。

工裝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)提供與MCAD（如UG）的集成能力，工裝設(shè)計(jì)師可通過(guò)集成工具檢入工裝設(shè)計(jì)模型，并生成相應(yīng)的工裝BOM，并以工裝MBOM為基礎(chǔ)進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理，以及工裝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的發(fā)布評(píng)審。

工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的變更管理。在系統(tǒng)中通過(guò)工藝變更單及相關(guān)的工藝變更控制流程實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)工藝變更的制造發(fā)布落實(shí)及對(duì)變更的追溯。

基于MBOM 的報(bào)表統(tǒng)計(jì)?；贛BOM 可以生成各種匯總統(tǒng)計(jì)表，如原材料匯總表等。

工藝設(shè)計(jì)管理功能如圖5 所示。

圖5 工藝設(shè)計(jì)管理功能圖

2.2.4 工程變更管理

設(shè)計(jì)-工藝的一體化變更管理。在系統(tǒng)中接收上游設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)更改單（或偏離單等）及相關(guān)的新版設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并在本系統(tǒng)中還原，同時(shí)將設(shè)計(jì)更改及相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)放到對(duì)應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)部門，由工藝設(shè)計(jì)師建立對(duì)應(yīng)的工藝更改單，并進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)更改。在系統(tǒng)中建立設(shè)計(jì)-工藝一體化變更的控制流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝變更貫徹情況的追蹤，只有相關(guān)的所有工藝變更貫徹后，設(shè)計(jì)變更才能達(dá)到貫徹狀態(tài)，一次確保設(shè)計(jì)更改的貫徹。

變更數(shù)據(jù)的發(fā)放管理。系統(tǒng)中通過(guò)變更控制流程實(shí)現(xiàn)當(dāng)變更數(shù)據(jù)發(fā)布后，系統(tǒng)能自動(dòng)將變更單及相關(guān)新版設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送到下游責(zé)任單位。

變更執(zhí)行情況的統(tǒng)計(jì)分析。在系統(tǒng)中對(duì)更改問(wèn)題、內(nèi)容、結(jié)果、執(zhí)行情況等進(jìn)行關(guān)聯(lián)管理，實(shí)現(xiàn)可追溯性，同時(shí)可對(duì)所有變更的執(zhí)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

工程變更管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)如圖6 所示。

圖6 工程變更管理業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)

3 結(jié)束語(yǔ)

基于PLM 的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)院“圖紙數(shù)據(jù)”的版本化管理，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)院“更改技術(shù)通知單”的歷史追溯和查詢。實(shí)現(xiàn)了基于產(chǎn)品完整MBOM 結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)信息的結(jié)構(gòu)化管理。建立了項(xiàng)目執(zhí)行管理標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題的實(shí)時(shí)監(jiān)控，規(guī)范化項(xiàng)目過(guò)程管理。

未來(lái)將不斷深入和擴(kuò)展PLM 系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，并帶動(dòng)和完善ERP 系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)管理平臺(tái)（CAPP）、協(xié)同辦公及資源管理平臺(tái)（OA）、制造工程系統(tǒng)（MES）等信息化系統(tǒng)的建設(shè)和深入應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各信息化系統(tǒng)的融合和內(nèi)部深入推廣，全面提升公司整體工作效率和管理水平，適應(yīng)公司的高速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)核燃料元件制造的“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”打下堅(jiān)實(shí)的信息化基礎(chǔ)。