產(chǎn)品生命周期管理( PLM—Product Life Cycle Management) 赌骏，它不僅是一套應(yīng)用系統(tǒng)和具體的解決方案喂江，而且是戰(zhàn)略性的思想方法胆敞，應(yīng)用于管理整個(gè)產(chǎn)品在虛擬企業(yè)范圍內(nèi)如何協(xié)同地工作的一套協(xié)調(diào)方法会贝。PLM系統(tǒng)使產(chǎn)品生命周期的所有組成部分能夠協(xié)調(diào)一致的工作苞誊，使企業(yè)能夠很好的配置整個(gè)企業(yè)的技術(shù)、專家意見跺鬼、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)并將這些資源應(yīng)用到產(chǎn)品生命周期的每一個(gè)主要的階段盘贤，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間盒酷，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力 。在產(chǎn)品生命周期中伟铸，工程變更是一項(xiàng)必要的迟书、經(jīng)常性的活動(dòng)覆首，設(shè)計(jì)變更是在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)階段的變更，是整個(gè)工程變更生命周期的一部分伴罢，所謂設(shè)計(jì)變更亦蟋，可以理解為當(dāng)某個(gè)產(chǎn)品或相關(guān)文檔已經(jīng)處于發(fā)放狀態(tài)時(shí)，對(duì)該產(chǎn)品或相關(guān)產(chǎn)品挚性、文檔進(jìn)行的修改纲盟。通過PLM系統(tǒng)管理設(shè)計(jì)變更的數(shù)據(jù)，控制設(shè)計(jì)變更的過程烫扼，可以做到縮短設(shè)計(jì)變更周期曙求，降低設(shè)計(jì)變更成本，減少變更錯(cuò)誤映企，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理工程體系的“變更過程的可追溯”悟狱。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期中要經(jīng)歷三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變:設(shè)計(jì)狀態(tài)、預(yù)發(fā)布狀態(tài)和發(fā)布狀態(tài)堰氓。設(shè)計(jì)狀態(tài)是指正在設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài);預(yù)發(fā)布狀態(tài)是指已完成設(shè)計(jì)但尚未歸檔的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài);發(fā)布狀態(tài)是指已歸檔產(chǎn)品數(shù)據(jù)的狀態(tài)挤渐。設(shè)計(jì)變更針對(duì)的是預(yù)發(fā)布狀態(tài)和發(fā)布狀態(tài)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，OMG 組織(Object Management) 從流程的角度來考察設(shè)計(jì)變更双絮，它認(rèn)為設(shè)計(jì)變更是一種流程浴麻，該流程由四個(gè)階段組成:設(shè)計(jì)變更問題的提出、設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)囤攀、設(shè)計(jì)變更執(zhí)行和設(shè)計(jì)變更影響的傳播软免。由于變更預(yù)發(fā)布或發(fā)布狀態(tài)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，不僅會(huì)影響生產(chǎn)準(zhǔn)備和零部件庫存等方面的工作抚岗，而且還有可能影響已生產(chǎn)或正在生產(chǎn)的產(chǎn)品或杠，延長產(chǎn)品的開發(fā)周期，增加產(chǎn)品開發(fā)成本研矗，這與快速響應(yīng)市場的需求是相違背的赵溢。因此，設(shè)計(jì)變更管理的主要目的是通過研究設(shè)計(jì)變更的起因芒浪，理順設(shè)計(jì)變更與產(chǎn)品開發(fā)歧余、生產(chǎn)管理等方面的關(guān)系，通過有效管理和控制設(shè)計(jì)變更達(dá)到減少變更次數(shù)谦牛、縮小變更影響范圍和降低變更成本的目的跟努。由于設(shè)計(jì)變更過程本身具有生命周期，因此住建，可以通過PLM 對(duì)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行整個(gè)過程的管理垛撬。

1 設(shè)計(jì)變更的意義和目的

1.1 設(shè)計(jì)變更的主要原因

產(chǎn)品在開發(fā)過程中存在著各種不確定因素，如市場變化、產(chǎn)品定位和需求分析不準(zhǔn)確达快、產(chǎn)品開發(fā)手段和支持工具不完善等捏裂，不可避免地都要變更產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)指的是與產(chǎn)品相關(guān)的所有數(shù)據(jù)甸胃，包括產(chǎn)品圖吩屹、工藝文件、BOM (Bill of Material) 表和說明書等拧抖。產(chǎn)品開發(fā)過程中的設(shè)計(jì)變更是不可避免的煤搜，一般地，早期的變更影響面窄唧席、代價(jià)小擦盾，后期的變更影響面寬、代價(jià)大袱吆。

一般認(rèn)為厌衙，產(chǎn)品開發(fā)過程中設(shè)計(jì)變更的主要原因如下:

1) 因功能方面的要求或制造方面的原因變更產(chǎn)品設(shè)計(jì);

2) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤;

3) 產(chǎn)品的部件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(增、減绞绒、替換零部件);

4) 用戶需求發(fā)生變化或錯(cuò)誤地理解了用戶需求;

5) 產(chǎn)品存在質(zhì)量問題;

6) 開發(fā)過程中當(dāng)初設(shè)定的條件婶希，例如競爭商品的狀況、可以利用的開發(fā)資源等發(fā)生了變化;

7) 成本大幅度的提高蓬衡，超過了預(yù)定值或從降低成本喻杈、提高市場競爭力方面提出了新的要求;

8) 希望設(shè)計(jì)出更有利于生產(chǎn)、檢驗(yàn)狰晚、試驗(yàn)筒饰、使用和維護(hù)的產(chǎn)品;

9) 國家從健康、安全乒萝、環(huán)保等方面提出了新的要求;

10) 為了彌補(bǔ)開發(fā)工作的延誤捶益，對(duì)計(jì)劃進(jìn)行了變更等;

11) 產(chǎn)品開發(fā)流程不合理，需要進(jìn)行變更想预。

1.2 設(shè)計(jì)變更管理的目的

設(shè)計(jì)變更管理的主要目的是保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)在變更前后锌拾，即變更過程中，使用部門能及時(shí)得到準(zhǔn)確的產(chǎn)品數(shù)據(jù)瞪卜，避免因使用老版本或變更中的數(shù)據(jù)而出差錯(cuò)肴摊。具體說來包括:

1) 變更產(chǎn)品的規(guī)格;2) 改進(jìn)設(shè)計(jì)中的缺陷;3) 降低成本;4) 縮短設(shè)計(jì)的開發(fā)、生產(chǎn)周期;5) 不影響生產(chǎn)畴文、不影響交貨期;6) 解決相關(guān)變更碉晾。

因此，從產(chǎn)品數(shù)據(jù)的版本管理入手研究設(shè)計(jì)變更是很有意義的删猿， 這方面比較典型的研究有Krishnamurthy 和Law提出的產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔的版本樹模型陋窗。版本樹的根節(jié)點(diǎn)是原始設(shè)計(jì)文檔嘱悄，以后每次變更后的版本都是變更前版本的子節(jié)點(diǎn)，同一版本經(jīng)歷不同變更形成不同版本实愚，因此旷偿，文檔的版本結(jié)構(gòu)是樹狀結(jié)構(gòu)，而不是線性結(jié)構(gòu)爆侣。由于每個(gè)版本都記錄了變更的理由，以及與上一個(gè)版本的差別等信息幢妄，這樣就可以很容易地查到文檔的版本狀況兔仰、版本之間的差別等信息。這種方法的缺點(diǎn)是沒有與相應(yīng)的文檔管理系統(tǒng)結(jié)合蕉鸳，是被動(dòng)的乎赴、針對(duì)設(shè)計(jì)人員的系統(tǒng)，沒有主動(dòng)控制文檔的變更潮尝，因而數(shù)據(jù)難以得到及時(shí)更新榕吼。

設(shè)計(jì)變更方法的研究與具體企業(yè)的實(shí)際情況密切相關(guān)，隨企業(yè)產(chǎn)品的復(fù)雜程度勉失、生產(chǎn)組織方式和開發(fā)周期等因素而變化羹蚣，在一個(gè)企業(yè)行之有效的方法到另一個(gè)企業(yè)可能行不通，因此研究主要針對(duì)具體企業(yè)進(jìn)行乱凿。Tal Cohen 和Robert E.Fulton 提出用C2FAR 方法(Change FAVorable Representation methodology)來跟蹤和評(píng)估設(shè)計(jì)變更忘当。該方法建立在以EXPRESS 建模語言，表達(dá)產(chǎn)品信息的基礎(chǔ)上帝璃。EXPRESS 模型已經(jīng)表達(dá)了實(shí)體圈蛹、實(shí)體屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系， 他們擴(kuò)展了EXPRESS語言茎陪，表達(dá)實(shí)體的影響面和修改代價(jià)奇茫，以表達(dá)和傳播變更，并定性地分析變更的影響烫王。這種方法的缺點(diǎn)是必須用EXPRESS 語言表達(dá)產(chǎn)品信息模型上绅，而實(shí)際應(yīng)用中很少有企業(yè)用EXPRESS 模型表達(dá)產(chǎn)品信息。KJ Balcerak 和B G Dale 提出了根據(jù)設(shè)計(jì)變更的影響分類和緊急程度分級(jí)棋少，通過采用不同的流程和優(yōu)先級(jí)從總體上縮短變更周期杯娶，并通過設(shè)計(jì)變更委員會(huì)加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)變更的管理。KJ Balcerak 和B G Dale 主要對(duì)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行定性研究儡特，并給出了相應(yīng)的分類和分級(jí)方法栅苞，但并沒有提及具體實(shí)現(xiàn)和實(shí)施效果。

2 設(shè)計(jì)變更的全生命周期控制

產(chǎn)品變更過程是一個(gè)不斷重復(fù)的業(yè)務(wù)過程疏唾，該過程覆蓋了企業(yè)的多個(gè)部門蓄氧。對(duì)一個(gè)零件的變更除了涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門以外函似，還與工藝裝備設(shè)計(jì)、工藝過程規(guī)劃喉童、制造撇寞、成本核算、采購堂氯、銷售以及用戶都有關(guān)系蔑担，借助于PLM系統(tǒng)在一個(gè)自動(dòng)的過程中進(jìn)行變更。必要時(shí)咽白，可以在任何時(shí)候啤握，以同樣的質(zhì)量重復(fù)這一過程。

設(shè)計(jì)變更過程的生命周期管理要求對(duì)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行過程控制晶框，容許進(jìn)行合乎要求的變更排抬，而禁止進(jìn)行不必要的變更。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行變更的控制授段，本身就是控制時(shí)間和成本的好辦法蹲蒲，因?yàn)槊恳淮巫兏M(fèi)時(shí)耗力，不只是會(huì)延誤工期悄函，更可能對(duì)設(shè)計(jì)帶來新的附加的錯(cuò)誤牲羊。所以原則上是除非設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足設(shè)計(jì)要求，否則就別去變更設(shè)計(jì)山顶∪叹撸控制設(shè)計(jì)變更的一個(gè)理由，便是約束一下設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力抖臭，使設(shè)計(jì)保持在預(yù)算成本和時(shí)間要求之內(nèi)却怪。其實(shí)，設(shè)計(jì)人員在各個(gè)設(shè)計(jì)評(píng)審之前倾伶，都擁有對(duì)解決技術(shù)要求的充分的自由度殷感，在這期間，對(duì)未完成的設(shè)計(jì)結(jié)果感戴，除了按計(jì)劃要求完成外熏迷，無必要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更控制。

因?yàn)樽兏ぷ鞅仨毷冀K與企業(yè)質(zhì)量管理的要求保持一致都癣，以便符合ISO9001 的要求谐歪，所以，基于PLM 系統(tǒng)的變更工作流管理模塊具備一個(gè)包括以下元素的規(guī)則庫:

1) 變更建議;2) 變更評(píng)審;3) 變更申請(qǐng);4) 變更許可;5) 變更任務(wù)單;6) 變更說明;7) 變更執(zhí)行;8) 變更發(fā)放;9) 變更通知瓶逃。

圖1 表示了一個(gè)設(shè)計(jì)變更管理流程的例子束铭。

第一個(gè)步驟通常是描述變更建議。變更過程的發(fā)起者可以是某個(gè)員工厢绝、某個(gè)小組或某個(gè)部門契沫。首先带猴，需要編制一份變更建議書，在變更建議書中懈万，對(duì)建議的變更內(nèi)容或變更原因進(jìn)行了詳細(xì)的說明拴清。利用變更建議書和信息分配表，變更過程的發(fā)起者便可以啟動(dòng)產(chǎn)品變更的過程会通。變更流程管理模塊將變更建議書按照信息分配表發(fā)送給有關(guān)的PLM 系統(tǒng)用戶口予。這是一種完成特定任務(wù)的委員會(huì)的工作方式，變更過程的發(fā)起者是該委員會(huì)的召集人涕侈。委員會(huì)會(huì)議的結(jié)果是一些支持苹威、修正或反對(duì)發(fā)起者建議的意見。如果該變更建議得到了委員會(huì)的肯定驾凶，變更過程的發(fā)起者就要提出一份正式的變更申請(qǐng)表(或稱設(shè)計(jì)變更請(qǐng)求表， ECR 鉴梦，Engineering Change Request) 氛灸。此時(shí)，變更過程的發(fā)起者利用PLM系統(tǒng)填寫一份電子表格逐茄，并將與該變更申請(qǐng)表有關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)(業(yè)務(wù)對(duì)象和數(shù)據(jù)對(duì)象) 填寫在一張表中剑碌。通過變更流程管理模塊，變更過程的發(fā)起者將變更申請(qǐng)表张域、產(chǎn)品數(shù)據(jù)表和變更建議書一并提交給下一個(gè)步驟孟溯，即變更許可(仲裁) 。在該步驟中蚪录，對(duì)變更申請(qǐng)表的格式進(jìn)行檢查呜款，并將所提交的文檔資料送交有關(guān)職能部門進(jìn)行檢查和批準(zhǔn)。變更申請(qǐng)是變更管理的一個(gè)子過程粤街。

如果一個(gè)或幾個(gè)職能部門反對(duì)由變更過程發(fā)起者所提出的產(chǎn)品變更建議剩症，則仲裁者便將變更申請(qǐng)表和反對(duì)意見一起返回給變更過程的發(fā)起者。該變更流程至此結(jié)束职颜。如果有關(guān)的各個(gè)職能部門都同意變更建議胞饭，則仲裁者同樣也將變更申請(qǐng)表和同意的意見一起返回給變更過程的發(fā)起者。這樣吨艇，就可以利用圖1 所示的變更任務(wù)單(或稱設(shè)計(jì)變更單躬它， ECO ， Engineering Change Order) 繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)過程步驟东涡。從原則上說冯吓，設(shè)計(jì)變更過程是一個(gè)獨(dú)立的工作流，其第一個(gè)重要任務(wù)是編制變更說明疮跑。在這個(gè)過程步驟中需要進(jìn)行因果分析桑谍，即研究如果對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中的某些數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改以后延柠，將會(huì)對(duì)其他的產(chǎn)品信息產(chǎn)生怎樣的影響。接下來就可以執(zhí)行具體的變更任務(wù)了锣披。

各個(gè)職能部門的有關(guān)人員通過電子郵件得到工作任務(wù)贞间。他們能夠找到所需變更的對(duì)象并對(duì)其進(jìn)行修改。變更工作結(jié)束以后就需要執(zhí)行檢驗(yàn)和發(fā)放過程雹仿。發(fā)放過程包括設(shè)計(jì)發(fā)放和制造發(fā)放增热。在對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)以后，變更流程管理模塊賦予被變更對(duì)象一個(gè)新的變更標(biāo)記胧辽，重新將其存入檔案庫并打上標(biāo)記“凍結(jié)”嗤矾，同時(shí)分發(fā)變更通知書或發(fā)放通知書，至此悄锈，設(shè)計(jì)變更的生命周期結(jié)束拒牡。

3 設(shè)計(jì)變更在PLM系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)

3.1 PLM系統(tǒng)中涉及設(shè)計(jì)變更管理的模塊及關(guān)系

對(duì)預(yù)發(fā)布或發(fā)布狀態(tài)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的變更，變更又可能影響到其它產(chǎn)品數(shù)據(jù)和使用這些數(shù)據(jù)的人員和組織菌渐，因此随去，設(shè)計(jì)變更管理任務(wù)主要是對(duì)變更流程、變更控制和產(chǎn)品數(shù)據(jù)及它們之間聯(lián)系的控制和管理暖娃，其目的是提高設(shè)計(jì)變更效率扔泵、減少變更錯(cuò)誤和降低變更成本。

PLM系統(tǒng)中的工作流管理模塊力浅、文檔管理模塊闭厕、變更管理模塊實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)變更的全過程。

由工作流定義模塊定義變更流程叭痰，包括任務(wù)劃分多吁，指定角色，任務(wù)流轉(zhuǎn)條件斥滤，輸入輸出文檔讼载。變更管理模塊按照具體項(xiàng)目指定變更流程上任務(wù)的具體執(zhí)行人員，確定任務(wù)時(shí)間計(jì)劃中跌。文檔管理模塊根據(jù)變更管理凍結(jié)變更文檔咨堤，通知文檔引用人員或部門，并在新版本的文檔歸檔后向引用人員或部門發(fā)放文檔漩符。

3.2 PLM系統(tǒng)中設(shè)計(jì)變更管理的全過程

設(shè)計(jì)文檔歸檔到歸檔信息庫后一喘，設(shè)計(jì)文檔被發(fā)放到加工制造部門進(jìn)行加工制造，在制造過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題嗜暴， 由相關(guān)人員寫下問題報(bào)告凸克， 提出變更請(qǐng)求(ECR) ，變更請(qǐng)求按照變更流程傳送到變更委員會(huì)闷沥，變更委員會(huì)根據(jù)變更請(qǐng)求及問題報(bào)告進(jìn)行變更成本評(píng)估萎战，成本評(píng)估包括在制品的成本咐容，變更對(duì)市場的影響等，這是設(shè)計(jì)變更的第一個(gè)里程碑蚂维，如果決定不進(jìn)行變更戳粒，則變更流程就此停止，產(chǎn)生評(píng)估結(jié)果報(bào)告歸檔侦广。

如果變更評(píng)估結(jié)果決定進(jìn)行變更恼芙，則變更流程將設(shè)計(jì)文檔傳送到文檔創(chuàng)建者，由文檔創(chuàng)建者對(duì)文檔進(jìn)行校對(duì)成猴，確認(rèn)設(shè)計(jì)問題后龟冻，執(zhí)行變更，創(chuàng)建者完成變更工作量的75 %～85 % 陶份，創(chuàng)建者完成變更工作后陋抵，其他相關(guān)人員和部門根據(jù)變更結(jié)果進(jìn)行商務(wù)決策，這是設(shè)計(jì)變更的第二個(gè)里程碑武敦，變更后的文檔和決策結(jié)果交由變更委員會(huì)根據(jù)變更量的多少?zèng)Q定變更后文檔的版本撼柳，這是設(shè)計(jì)變更的第三個(gè)里程碑。新版本的文檔和變更通知經(jīng)過審核后歸檔并向相關(guān)人員和部門發(fā)布蜀勃。

整個(gè)變更過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由PLM 系統(tǒng)進(jìn)行管理，以后對(duì)變更數(shù)據(jù)可進(jìn)行追溯狼棠。

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