【转帖】中国一重集团设计院PDM系统的应用

YURONGHAN

中国一重集团设计院PDM系统的应用
  
   
  
王光儒　刘宁　袁国明　闻辉生　施钢（一重大连设计院）
雒兴刚　郭武军（欧磊科技）
  
一、 企业背景
  
　　中国一重集团公司是我国制造重型机械设备的大型母机厂之一，主要产品是冶金、矿山、化工、建材等行业的机械设备，每年产品产值达10亿元，产品吨位达4万余吨，属于单件小批的生产方式，生产成本相对较高。设计院是一重集团公司的产品设计部门，在一重集团起着举足轻重的作用，它的设计质量和设计效率直接影响着整个一重集团产品的产品质量和生产效率。由于设计院中人员的文化素质普遍都很高，这就使得设计院在引入先进管理思想和和管理方式上走在了一重集团的前面，一重集团也需要这样的部门来带动整个企业在管理体制和管理方法上的不断更新和发展。  
  
　　为适应激烈的市场竞争，设计院通过引进CAD、CAE和OA软件提高了设计质量，降低了成本，同时也缩短了产品的设计周期，使企业获得了很大的经济效益。
  
　　随着计算机系统及应用在中国一重集团公司的不断推广。原有运作机制、项目管理以及工程数据管理体制已经不再能够满足现行的业务需求。而且随着CAD、CAE、OA系统的应用，随之而来的就是大量电子图档日益地增多，如何更好地管理这些图档资料，让企业内部实现合理的管理流程，使资料能够在企业内部得以交流，并且很好地和产品管理及CAPP相结合等问题都摆在了企业领导者的面前。因此，企业迫切需要一套项目及工程数据管理系统，来解决一重设计院目前在项目管理、工程数据管理方面存在的问题。  
  
　　设计院根据实际情况和存在问题，决定引入PDM系统管理软件，经过多方面调研和考察，最后选用欧磊科技公司开发的PDM软件－SmarGroup。
  
二、 企业需求
  
　　一重集团公司设计院PDM系统从目前设计控制管理要求着眼，将ISO9001质保体系溶入到整个PDM系统，所以在常规设计管理以外，质量管理也是着重考虑的内容。
  
　　目前，设计院产品设计工作是以项目为单元进行全盘管理，从经营、设计、制造、安装、调试全过程都是按产品项目来管理。
  
　　一重集团设计院从1990年就开始制订完整的质量体系，而且有严格的执行管理制度，1994年就通过了ISO质量认证。经过多年的实践运用，积累了丰富的管理经验，同时也为PDM系统的实施奠定了良好的基础。但由于一重集团公司生产的产品具有生产周期长、产品种类多、产量少、产品结构和工艺复杂等特点，造成了设计部门多样和管理流程复杂的现象，给PDM系统的实施带来了一定的难度。虽然设计院有严格规范的设计管理质量体系，但在优良的网络环境下，大量的电子图文档只能达到数据共享，所有对数据的存储、权限和保密性的设定都由系统管理员和图文档所有者来完成，无法实现真正的计算机管理，因此出现了一些图文档管理上的漏洞，具体如下：  
  
　　1、 图文档存储方式不统一，图纸容易丢失或者损坏。
  
　　2、 文件共享时安全有隐患，无法真正控制图文档的非法调用、删改和复制。
  
　　3、 查阅不方便，在设计过程中无法实现分类查阅的功能。
　  
　　4、 版本管理不统一，使设计师不能很好地保存设计过程中的文件。
  
　　在设计流程管理上，一重设计院还沿用着旧的管理模式，在整个设计流程中产生了瓶颈，无法使图文档在第一时间内到达负责人的手中，所以也无法在第一时间内把审阅信息反馈到设计师手中，从而延长了设计周期，降低了设计质量，使设计师把一些时间花在了无用功上。
  
　　在产品结构管理上，由于没有建立产品结构树，所以无法清晰地描述产品中各零部件之间相互约束的关系。为了使图纸和明细表分离，一重设计院使用了自主开发的明细表系统，这样虽然在安全性上取得了很好的效果，但很多信息需要手工录入，从而降低了工作效率。
  
　　设计院依据自己的实际情况，对PDM系统提出了实施目标：
  
　　1、 设计过程中的图文档要统一管理，包括文件的名称、格式、存储路径等。
  
　　2、 安全的数据保密措施。各类人员按其担任的不同职责，分别赋予不同的权力，处理不同范围的资料。同样，对资料也设置不同的密级，以保证各类资料不被非法修改和盗用。当人员职责变动时，随时修改权限，用户口令，已保证数据的安全。
  
　　3、 流程管理中，采用手工和电子签名相结合的方法，既保证了纸制图文档的安全，又体现出电子签阅的快捷。
  
　　4、 建立产品结构树，通过PDM系统来找到产品零部件之间的各种关系，提高产品配置的灵活性。
  
　　5、 要求在现有的明细表和图文档管理系统上，建立良好的程序接口，使PDM系统功能得到很好的延伸。
  
　　从以上情况看出，设计院需要PDM系统在这方面使这些问题能够得到有效的解决，从而缩短设计周期、充分利用现有资源、降低产品成本、提高管理质量，在一重集团公司起到带头作用，以便使PDM系统能够在一重集团公司得到有效地推广。
  
三、 SmarGroup的解决方案
  
　　一重集团公司把一个项目的完成过程划分了四个部分：1.规划决策；2.产品设计；3.产品制造；4.售后服务。其中要求PDM系统在产品设计阶段参与管理，但考虑产品设计的连续性，把规划决策也划入了PDM系统管理范围，这样在规划决策阶段所涉及到的图文档资料会很好的运用PDM系统管理起来，在归档时保证了资料的完整性。
  
　　产品设计过程共分三个阶段：A.方案设计阶段；B.技术设计阶段；C.施工设计阶段。其中方案设计阶段有一部分商务工作实在规划决策阶段完成。
  
　　每个阶段又分9个步骤：1.任务分配；2.设计策划；3.组织与技术接口；4.设计输入；5.设计输出；6.设计评审；7.设计验证；8.设计更改；9.设计确认。
  
　　欧磊科技公司在详细调研了一重设计院的设计流程后，制订了一套符合设计院实际需要的实施计划。由于设计院项目设计流程复杂，签核、评审等审批手续多样，SmarGroup根据自身的软件特点，即完全弹性的系统结构特点，灵活配置客户端模块功能，以便在最短的时间内完成PDM实施项目。
  
　　下面以重钢十一辊矫直机设计项目为例，说明一下SmarGroup软件在一重设计院中的具体应用。
  
　　如图1所示：  
  
   
  
　　1、 任务分配
  
　　该步骤主要是由设计院主管技术负责人根据项目状况，确定主任设计师等各层次设计人员人选以及各产品号的技术负责人，以上可以在项目管理工具里完成。每天设计师一开机，进入SmarGroup后，将出现分配给该设计师的任务列表，按着任务列表中任务，设计师可进行工作。
  
　　2、 设计策划
  
　　该步骤是根据质保体系程序文件的要求，编制实施计划、穿插各种质量活动（如实验、有限元分析等）。按设备清单中每一个产品号进行策划，将每一产品号对应于各个设计阶段中应实施的质量活动穿插进去。这些都在SmarGroup质管中心完成，各种计划都在质管计划流程中执行，流程的节点可任意增加或删除，流程中各节点隐含着处于该节点的质量活动，确定该节点时，可设置质量活动选项，下拉式菜单选择或键盘输入均可。当选择某一节点并双击时，该节点隐含的有关质量活动将展现出，某一质量活动已完成，则该质量活动的节点图标改变，双击该质量活动选项，可链接到对应于该质量活动的结果性记录文件。  
  
　　3、 组织与技术接口
  
　　该步骤主要是完成项目组织结构框的制定和技术接口文件的录入。项目组织按设计项目负责、参与或相关部门的工作关系制定，作为开展设计的接口性文件。运用SmarGroup的流程管理工具设置项目组织所涉及的部门，双击每个部门框，可以展现出该部门在本项目中的负责任务。此项工作由项目主任设计师或科长负责编制。
  
　　技术接口包括内外部接口，具体有任务书、来往信函、传真、公司内联系单等文件资料。可以将此类书面材料扫描成电子文件存到所属设计项目的组织与技术接口目录下，通过SmarGroup的工程管理中的工程数据建立各类文件目录，对每个目录都设定权限，按接收顺序由存档人填写，目录附有接收日期和相关设计负责人确认签字。
  
　　4、 设计输入
  
　　当产品合同签定以后，设计输入是开展设计的依据，设计输入文件主要包括合同及其附件、技术协议、用户供图、审查会议纪要等，同样将书面资料扫描成电子文件，存入本项目设计输入目录，目录也是在SmarGroup工程数据里建立，对每个目录设定权限，目录附有接收日期和相关设计负责人确认签字。
  
　　由于设计输入文件要组织参与设计的部门人员进行评审，评审其是否能够满足设计需要，形成评审报告后，待主管院领导批准后方可实施下序。这个过程可以直接在工程数据里完成，通过设定的评审流程进行评审。评审报告在设计输入目录中被存档，直接形成电子文档式评审报告，领导批准签字都设有权限。在审批流程中，可以进行多点分级评审或多人同时评审，还有否决返回、零时更改评审人员等多种灵活设置功能。
  
　　5、 设计输出
  
　　设计输出为SmarGroup重点控制部分，主要工作是：
  
　　1). 设计图文档，文件主要包括图纸、明细表、各种说明书、检验大纲，包括审图记录。
  
　　2). 产品明细表的建立，产品明细表（初稿）可由设计师在明细表模板上填写，审图后直接由明细表系统读入数据库，进入专门系统管理。
  
　　3). 图文档的校审，主要有校对、审查、审核、批准，审图在流程控制上，有穿插于设计控制流程中的质量活动。
  
　　4). 图文档的最后评审，设计输出文件发到档案处前要组织各专业部门进行设计输出评审，验证是否能够满足设计输入要求，是否有验收准则，是否标出重大的设计特性。  
  
　　SmarGroup将图纸文档可按成套设备、单机、部件、分部件、焊接件分类建立目录。图纸目前有以下几种设计方式：CAD绘图、扫描图、人工绘制图三种，前两种可以直接进入设计项目的设计输出文件目录，而人工绘制图描图后通过扫描成电子文件由设计师存入相应目录。
  
　　产品明细表的建立可以通过SmarGroup的接口提供数据资料，由明细表系统读取数据，自动添加到明细表格里。
  
　　图纸审图按规定有二到四道审查，由SmarGroup的审校流程来完成，针对每一道审查，由审图者作出审图过程的电子记录，并且被审者不能更改。图纸上能由审图者圈红，并可在图纸圈红部位加上注释。设计师按电子记录或圈红注释更改后，返回审图者核实，审图者当日任务列表上有提示，审图者认定确实更改后，才能由审图者去除圈红及注释，并通知设计师复查完毕。在审核过程中，如有人员变动，则项目负责人可以通过流程管理工具进行更改。当图纸逐级审查完成后，由设计师提交到电子仓库，进入权限管理状态。由设计院计划科计划组负责运用档案管理系统从电子仓库中提取图文档资料，通过DDN专线传到公司档案处。
  
　　设计输出文件的评审也通过评审流程来完成，图纸批量大时，集中评审，形成设计输出评审报告，与会者都附有签到名单，主管院领导给予权限批准签字。
  
　　各种说明书、检验大纲等直接输入电脑（或以其它方式嵌入图形）形成电子文档，建立在本设计项目的相关目录中，每种文件的编制、审核、批准都设有权限，并附有各级签字和日期。
  
　　6、 设计评审
  
　　设计评审是有些重点项目在下达方案设计计划任务书后，不进行方案设计或者技术设计直接进入下一阶段，按照相关专业的专家组成评审委员对设计输入文件和相关试验资料对项目的可行性评审，否则就不需要进行设计评审，而直接按设计三个阶段进行。
  
　　设计评审人员设置也是通过流程设置工具来完成，在执行评审流程时，也可以更改评审人员，评审后形成评审报告，每个评审人员和公司有关人员（有权限）都可以在评审单上添加记录，最后经主管院领导按权限批准转入下序，附评审人员签到名单。
  
　　7、 设计验证
  
　　在设计的适当阶段，进行设计验证，主要是确保设计阶段的输出满足该阶段设计输入的要求。设计验证都有记录。各阶段设计评审是一种验证，评审报告就是验证记录，包括设计输出评审报告。设计验证的执行过程同评审过程一样，其图文档资料包括一些试验数据和有限元分析资料，都以电子文档存储在相关设计文档下，经主管领导审核验证资料批准后方可进行下一步骤。
  
　　8、 设计确认
  
　　设计确认通常是在规定的操作条件下进行，一般针对最终产品进行，此时有用户签署的竣工报告，将竣工报告扫描成电子文档存在设计确认目录里，产品完成前的各阶段也可能需要按操作条件进行设计确认，也有确认记录，项目设计师收集整理后存入相应目录。
  
　　9、 设计修改
  
　　设计更改主要指两种情况：一是图纸等设计输出文件进入电子仓库以后，由于用户变更或设计错误引起的设计更改；二是指设计图纸入公司档案处存档以后，进入技术准备或制造阶段时，由于用户变更、设计错误、工艺达不到要求、外购配套件改变等原因，引起的设计更改。SmarGroup可以运行更改流程，由设计师提出更改通知单，经过日志服务器发送消息到主管机器中，经过主管人员批准后，把消息经过日志服务器发送到设计师机器中，这样设计师就可以按通知单指定设计输出文件代号提出图纸，这时图文档的版本改变，并在文件号上自动填加版本号。修改完毕后，再传回电子仓库。
  
　　10、 项目列表
  
　　随着设计工作的持续开展，设计项目逐渐增多，处于检索和查询方便之目的，SmarGroup系统应具有将已经完成或正在进行的设计项目按时间顺序列出统计表来，并且注明工作状态（完成或正在进行）。
  
　　11、 工作日志管理
  
　　SmarGroup对设计院内工作的每一位相关设计师的每日工作内容都有所记录，同类工作内容能够统计，按每月、季、年度可以总结，这样便于院、科领导掌握职工动态。
  
　　12、 工作报表
  
　　在设计院设计计划管理中，以往向公司送报的各种报表都要定期由计划人员填写，工作重复，原有数据源利用不上。而通过利用SmarGroup系统则可方便地进行统计，形成有关报表，既准确又快捷。
  
　　通过基于SmarGroup的工程数据管理解决方案，欧磊科技帮助一重设计院建立以工程项目为核心的计算机集成应用系统开发平台。其中包括：
  
项目的管理：建立项目管理机制，实现一重设计院项目定义、项目分解、项目数据录入、项目
统计、数据查询等功能。
  
设计进程管理：实现项目从立项、策划、配置、发放、设计、归档全过程的控制与管理。
  
档案管理：能够完成对科技档案及文书档案的管理，能够根据国家标准中有关科技档案和文书
档案的要求，实现档案的分类、组卷、编号、入库、复制/借阅、注销以及查询/浏览、统计/报
表等功能。
  
权限管理：SmarGroup不仅能够实现静态的权限控制，而且结合流程、审批等过程实现工程数据
的动态权限控制。
  
工作流程管理：工作流程的管理实现阶段的划分、各阶段工作流程定义、流程与数据相结合，
并在流程的各个节点上实现人员的指派与权限控制。
  
质量保证体系：SmarGroup的质量管理是按照ISO9001质量程序文件来执行的，质量管理贯穿于
整个工程项目工作的工作流程中。  
　　一重设计院PDM系统管理架构简图如下图所示，通过中心服务器，SmarGroup系统把设计院原有的明细表系统、档案管理系统和SmarGroup各管理模块联系起来，使PDM系统贯穿于整个一重集团公司的产品设计当中，实现了一重集团公司提出的要用PDM系统作为设计管理手段的预期目标。
图2
   
  
   
  
  

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图1

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图 2