基于PDM的工程机械产品物料分类研究

前言

物料分类是很多PDM软件支持的功能,也是工程机械企业多产品、多型号发展到一定程度的必然趋势。产品物料分类是指将企业中的产品(特别是典型零部件)按结构、特征、用途、工艺特性、材料特征、产品类别等进行分类管理,使用户能够方便、高效地查询相关信息,为产品数据的重用提供管理和技术支持。产品物料分类的最终目的是为了方便使用者使用,所以只要是使用者认可、接受的分类方法就是适合、可行的分类方法。对工程机械型企业等制造型企业,研发人员是产品物料分类直接的使用者,所以物料分类框框架应当由具有一定设计经验的设计工程师主导,制造工程师、采购工程师等其它部门人员参与共同制定。通过设计工程师主导分类方便了后续设计工程师的使用,通过其它部门的参与得到了其它部门对分类的认可,这对于在企业范围内推广产品物料分类也是非常有利的。

既然产品物料分类具有明确的优点,也有相应的责任人对产品物料建立分类体系,那么为什么产品物料分类在大多数实施过基于PDM的产品物料分类的工程企业中实际应用效果不是很好呢?作者通过参与多个大型工程机械集团企业的PDM实施中的产品物料分类管理讨论、制定与运维,对于工程机械产品物料分类经验进行总结,以期对正在或即将要实施PDM产品物料分类的企业有所裨益。

基于PDM的产品物料分类概述

基于PDM产品物料分类是一项较为成熟的物料管理技术,对产品物料建立分类的管理需要建立物料分类节点和分类属性,然后对属于该分类的每个物料填写相应的属性值。其中分类属性是基于分类节点建立的,所以产品物料分类的关键在于分类节点的制定。以下对产品物料分类的使用方法做简单描述,物料分类功能表样例详见表1。此处假定分类层级为大、中、小三类。

物料分类功能表

湃睿科技基于PDM的工程机械产品物料分类研究PDM

    以表1为例,若要在企业海量的物料中快速找到一个合乎某种要求的向心轴承,通过物料分类首先确定向心轴承所属的大类、中类和小类,然后对向心轴承的分类属性进行限定,如指定内径、外径、宽度的范围,指定其所属形型式的种类,然后根据这些条件就可以快速地筛选出符合条件的向心轴承。此处如何根据条件筛选满足这些条件的轴承并不是产品物料分类的重点和难点。产品物料分类的关键点有两个,一是产品物料分类的范围有哪些,二是如何对确定进行分类的物料建立合适的分类节点和分类属性。对于第二个问题已有众多学者对该问题进行阐述,或按照功能划分产品物料分类节点,或按照结构划分产品物料分类节点,或采取按照功能和结构相混合的分类方式,或根据使用者习惯采取“谁使用分类谁制定分类节点和属性”的原则等等。此处作者不对根据什么建立分类节点、制定分类属性进行讨论,而是对进行该工作之前的一个重要环节工作进行分析:哪些产品物料应该进行分类管理?事实上,产品物料分类的思想虽好,但并非所有产品物料都适宜进行物料分类,进行产品物料分类要和实际业务结合起来。离开业务的产品物料分类是不切合实际,更谈不上具备应用价值。对于工程机械等制造型企业而言,产品物料或是采购,或者自制(虽然外协件制作由外协厂家完成,但外协物料图纸设计在企业本身,此处将外协件归于自制件范畴)。

产品采购件分类管理

工程机械产品中的采购件中大部分或是国家标准件如螺栓、轴承等,或是行业本身比较通用的零部件,如发动机、冷却器、万向节等。这部分采购件不但在工程机械产品物料中的重用率较高,而且本身使用数量也比较大。一般地,采购件数量一般能占据工程机械产品零部件总数量的40%-60%,甚至更多。当设计工程师使用到该部分采购件时,一般只需要根据现有的物料进行选择匹配,所以需要对这部分通用率很高、使用数量较大的采购件进行快速的查找和筛选。否则,如果因为没有通过合适方法查找到事实上存在且满足要求的采购件而将此物料定义为自制件,那么单件或小批制造零件的成本将会比较高,所以通过分类实现物料方便快捷查找可以从设计源头降低产品制造成本。

由于采购件一般具有通用性较高、数量较大等特点,所以对于采购件的分类管理作者建议按照物料本身具有的功能进行分类。按照功能划分不但符合不同产品一线设计者的使用习惯,而且通过打破了产品大类之间的界限,便于采购件物料分类管理从工程机械企业的小范围向大范围推广,为实现整个工程机械企业采购件的物料压缩、统一采购、成本降低等奠定基础。当然,对于采购件的物料分类是否全部按照功能区划分、究竟分为几个节点、给出哪些分类属性,则要根据实际业务,由资深产品设计者(也是产品物料分类的最终使用者)经过充分讨论进行确定。

产品自制件分类管理

3.1  自制件分类的两个关键因素

1)是否将自制件进行分类取决于产品物料本身的通用性

a)如果自制件物料本身的通用性比较高,在过去或未来的设计已经被或可能会被广泛引用,则应该对这类物料建立自制件分类;

b)如果自制件本身通用件比较差,甚至为某些产品特有的、区别不同产品的明显标志,这些自制件就没有必要进行分类,毕竟建立物料分类的主要目的是进行物料重用。

2)自制件按照功能或结构还是按照产品进行分类取决于企业本身的管理组织架构

a)如果一个企业所有产品设计团队是某个机构统一进行管理,或者企业任何产品的研发都是来自同一团队,那么所有不同产品自制件分类可考虑按照功能或结构统一分类;

b)如果企业产品设计团队是基于产品进行各自管理,采取所有产品自制件按照功能或结构划分,那么未来对于自制件的变更修改将非常复杂。当对某些自制件变更时,变更者必须考虑该自制件在其他产品中的使用情况,而其他产品的变更分析由于不属于同一管理组织架构导致变更者不愿进行处理,这样带来的结果必然是设计者在变更修改时宁肯自己新建自制件物料也不敢、不愿修改原有的自制件,久而久之这种将所有自制件按照功能或结构分类的体系就会遇到阻力。一旦使用者不再按照既定的规则进行维护,那么按照功能或结构建立的分类管理体系就会失去意义。

对于企业研发管理组织架不统一或不唯一的企业来说,将自制件按照功能或结构进行分类是有较大实施风险的,应该考虑按照产品建立自制件分类体系。

3.2  按产品进行自制件分类管理的业务分析

如果自制件不适宜采用功能或结构进行划分,那么自制件就一定要按照产品建立分类呢体系吗?答案是否定的。即使确定将自制件按照产品进行分类的大方向,也不是所有的产品都应该对其自制件进行分类。是否应该对产品建立自制件建立分类体系取决于该产品销售型号和产量。此处结合作者自制件分类实施经验,给出四种业务场景下基于产品的自制件分类管理建议,详见表2

基于产品的自制件分类管理分析

业务场景

自制件分类管理建议

产品销售型号少且产量低

型号少表明重用概率较低,产量低说明建立所有自制件分类体系的价值低,因此没有必要对该产品的自制件建立分类管理体系。

产品销售型号少但产量高

型号少表明重用概率较低,不适宜进行自制件分类,而产量高对产品通用自制件建立专门管理的价值较高,所以对于这种情况建立专门自制件通用件集中管理较为合理。

产品销售型号多但产量低

产品处于研发或试制阶段,产品自制件尚不稳定,即使建立了自制件分类体系也没有较高价值,此时可考虑通过建立专门的自制通用件作为一种过渡管理方式。

型号销售型号多且产量高

型号越多表明重用概率越大,产量越高表明有建立分类体系的价值就越大,此种业务场景是建立自制件分类体系的最佳时机。

4  结语

    建立产品物料分类是实施PDM项目一个重要工作,对产品物料压缩具有重要意义,然而并非所有实施基于 PDM产品物料分类管理都是成功的。产品物料分类的最终目的是为了更好的查找和重用,物料分类不能一概而论,所有分类的实施必须以客观实际业务为依据。只有对企业实际业务进行深入了解并结合产品特点,才能对产品物料建立起符合企业现状和未来发展的物料分类管理体系。作者通过参与多次基于PDM的大型工程机企业的产品物料分类实施项目,结合企业实际业务和产品自身特点,对工程机械产品物料分类范围进行研究并给出一些实施经验总结和建议。经验和总结对正在或即将实施基于PDM的产品物料分类工程机械等其他制造型企业具有一定的参考价值,同时丰富了产品物料分类管理理念,有益于产品物料分类管理理论的推广与应用。