产品生命周期管理(product lifecycle management,以下简称plm)是指产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养以及回收再处置的生命周期中的信息与过程。它既是一门新技术,又是一种制造的新理念。它支持并行设计、敏捷制造、协同设计和制造,网络化制造等先进的设计制造技术。
近年来,烟草行业发展迅速,在竞争越来越激烈情况下,缩短产品上市周期、提高产品质量和服务质量、降低产品成本成为烟草企业生存和发展的关键问题。同时,新的制造模式的发展与应用,如cims、并行工程等,使人们认识到产品生命周期管理对企业作为一个集成系统运行的重要性,同时产品生命周期管理为erp提供产品数据源,没有准确的bom信息,erp就成为无源之水,信息化也将成为空中楼阁。因此,产品生命周期管理的应用对于企业提升竞争力具有重要意义。
产品结构与配置管理系统是产品生命周期管理的重要组成部分,更是其组织数据的核心。它不仅是plm完整解决方案的关键技术之一,也对其他系统(erp、crm)提供需要的基本信息服务。
2 产品结构和产品配置的概念及其相互关系
产品结构是对产品构成的描述。管理产品结构的目的是:一方面以产品结构为组织框架,方便地对所有产品的相关信息进行管理,有利于对产品信息的组织和查询;另一方面为企业内部各相关部门提供统一的产品构成信息,同时可以根据产品生命周期不同阶段的需要,提供所需的信息。
产品配置是指对预先定义的可配置产品的组件进行组合,并满足用户需求,最终得到一个用户满意的产品个体的过程,同时,产品配置需要使用一定的产品配置方法并通过相应的产品配置系统来完成。
产品配置类似于我们常说的设计,根据brown和chandrasekaran对设计的分类,将产品配置归为第三类设计,即在对象的组成结构、规范和性质已知的情况下,根据一定的策略找出满足规范的结果的过程,是一种受约束的设计,所以产品配置又称为日常设计(routine design)。而从人工智能(ai)的角度来看,产品配置系统则相当于一个专家系统,将专家对产品的配置知识存储于知识库中,并用一定的产品配置方法,将用户要求输入系统,对知识库中的知识进行推理,从而得到相应的配置结果,并反馈给用户。
从产品特性的角度对产品配置来理解,配置过程可被看成是一个选择一组构件并维护其关系以形成设计解决方案的过程。
3 西门子plm工具——interspec
3.1 什么是interspec
interspec是西门子simantic it 系统化的一个组件,用于管理产品规范、在企业范围内提供产品信息,并且为企业内的其他信息系统(erp、mes、lims)提供数据支持、为企业外的合作伙伴提供数据支持,主要应用于生产中的质量和工艺部门。
3.2 interspec能够做什么
(1)对产品提供早期和当前的访问,用户模板及访问控制对规范的查询和规则的配置以及自动生成报告等功能建立协作环境;
(2)建立产品规范的工作流程,为产品开发提供规范并定义标准,通过产品生命周期管理来实现;
(3)系统提供了支持法规遵从性和21cfr11的完整的审计跟踪功能,对信息的更改历史和对象的版本进行记录与控制,保证数据的完整性和可靠性。
(4)直接迅速地访问所需的产品规范,便于提高数据管理效率。
3.3 interspec软件模块
信息集成体现的是一种框架。所谓集成框架,是对多个业务系统之间的交互规则进行定义和管理的工具集的集合。interspec 的三个软件模块:配置(configuration)模块,框架(frame builder)模块,规范(specification )模块。图1给出了interspec的软件架构。配置模块在最底层,实现都其基础数据管理,框架模块是建立在配置模块上的集成,为规范模块提供了框架支持。规范模块是前两模块的具体应用,一直贯穿于产品生命周期管理,它实现了产品生命周期的标准化和全面管理。
(1)配置(configuration)模块:配置模块包括系统参数配置和数据库的配置,其界面如图2所示。系统参数配置包括配置用户、权限、工作流程等。glossary 是配置规范时需要的各种条目。可以对如glossary信息进行配置:属性、属性组、各种名称(如:标题, 描述, …)、计量单位、显示格式、生产线(line)、工艺段(stage)等,同时还在该模块中配置了属性和属性组、工艺段与属性组、生产线与工艺段等的相互关联。
(2)框架(frame builder)模块:产品结构管理一般通过各种不同的划分方法对产品结构进行管理和描述,架模块是构成各种规范的模板。图3所示的是框架模块界面。它包括:各种框架的表头、基本信息和根据工艺指标所确定的一些基本的检验信息和技术文档管理。
(3)规范(specification)模块:产品规范实现的是对各类产品维护其标准的功能。其界面如图4所示。包括:bom维护、检验标准维护、工艺参数维护、技术文档发布、产品开发试验管理。产品物料清单表包括产品的构成的各种数据,在该模块中直接添加、删除、修改bom信息。最后把信息导入到erp系统以及其他模块,进行生命周期的管理,同时也是由最终用户来进行规范产品的操作。
4 西门子plm在青岛卷烟厂的应用
interspec软件目前在青岛卷烟厂产品管理系统中得到了应用。它以产品配置为引导、以产品数据为中心的建模思想,构建了产品数据的标准,有效实现了产品生命周期中产品数据的一致性控制,使产品数据资源在网络环境下达到了集成和共享,为企业实现计算机集成制造提供了关键技术。
4.1关键技术的实现
(1)interspec系统产品族管理。interspec系统实现了系统的集成管理。在一个系统中可以配置不同类型的产品框架,一个产品框架下可以建立多个产品系列,每个产品都有与之对应的产品规范,并通过物料编码保证唯一性。产品规范是由基于框架结构,通过不同的配置要求,选配出不同的产品来。
(2)通过版本管理来保证有效性。为了支持产品结构和配置管理中的版本管理,对于所有的成品、半成品和零部件都存在版本管理。即在interspec中对产品规范和产品框架对象引入了版本的概念。即通过版本对象的继承、派生关系来组织对象各版本,能追溯每个版本的产生来源,并在产品规范和产品框架中增加了生效时间、创建时间和版本状态,这样便于记录产品规范和产品框架的每一个版本的生命周期。
(3)工作流管理控制。对于任何一个工作流系统来说无疑工作流引擎是至关重要的,本文的工作流引擎采用的是基于关系型数据库产品工艺流程管理引擎。所谓基于关系的产品工艺流程引擎指的是工艺流程引擎中的数据模型全部通过关系结构来表达,控制工艺流程引擎运作的各种程序逻辑也是通过常规关系型数据库管理系统中所提供的存储过程以及触发器等机制来实现;同时,事务的并发控制也通过数据库系统所提供的机制来实现。其标准工艺流程图5所示。
(4)基于产品模型的产品配置。interspec系统是在定义好的产品模型的基础上通过相容性、相关性等规则配置产品。在产品配置模块下,首先定义好相关的属性和性能。在配置上,通过上下列表进行钩选。每选一个选用件,系统就会自动地在框架模块中显示。
(5)系统的无缝集成。simantic it 具有的开放架构,可以将企业原有的或第三方的应用程序通过 com 技术无缝地集成到生产流程中,就像集成自有的组件一样。
4.2 系统的实现
本系统是基于oracle数据库构建,支持c/s和b/s架构。在asp的架构上,以visual interdev为开发工具,在microsoft iis 5.0环境下生成web services服务,并通过xml进行传输。
5 结束语
本系统涵盖了系统配置和产品结构管理的产品生命周期管理,interspec系统成功于青岛卷烟厂mes系统,作为其中的一部分,成功的满足了企业的业务需求,并大大加快了企业的产品配置过程并实现了产品规范和流程管理的标准化。