松散型集团企业PDM成功实施之道
随着外部竞争的逐渐加剧、企业的不断发展变化,集团化企业成为一种趋势。由于集团化企业的发展历程、形成经历不同,必然会造成集团组织架构不同,带来治理结构的不同,对信息化建设的要求也不同。本文将以航天晨光股份有限公司(下简称航天晨光)这一典型的松散型集团企业为背景,解析其PDM实施的成功经验和教训,试图探索出松散型集团企业PDM实施的成功之道。
1 松散型集团企业研发特点
成立于1999年9月30日, 2001年6月15日在上交所上市(上市代码600501),为中国航天科工集团公司所属大型综合机械制造企业。
航天晨光属于离散型机械制造业企业集团,其组织机构包括了九部一室、三中心、十一个分公司、十二个控股子公司、若干个国内参股子公司和覆盖全国各地的四十多个营销处;现有员工2500多名,其中高级技术人员约300名,研究员15名,享受政府专家津贴6名。

图1 航天晨光组织架构图
航天晨光目前主要有专用汽车、柔性管件、压力容器、工程机械和艺术制像等五大系列产品,各产品系列相对独立,属于典型的松散型集团企业架构。这类企业在研发管理上存在以下特点:
1.1 两级研发体系之间相对独立
为了适应市场与技术储备需要,松散型集团企业一般会形成集团研发中心和各分子公司技术中心的两级研发体系,其中:
一级研发体系(集团研发中心)的定位为:从事公司内一级新产品开发和前瞻性新技术研究,并为分子公司提供技术支持和服务。
二级研发体系(各分子公司技术部门)的定位为:从事客户适应性研发、老产品延伸设计、工艺编制及各单位二级新产品开��等任务,通常由设计室和工艺室组成。
这两者之间的关系是松散的,在研发项目管理上也是相对独立的。
航天晨光也采取了类似两级组织机构,其中研究开发中心为集团的一级产品开发单位,下设专用汽车研究部、柔性管件研究部、结构力学研究部、工艺装备研究部和压力容器研究部等部门,从事最新产业技术的研究和开发,同时也开展对前瞻性的科技技术进行研究,为分子公司提供了全方位的技术支持和对关键技术消化、吸收和创新的能力。
1.2 各业务板块研发相对独立
松散型企业集团,其成员企业一般以控股子公司、合资公司或参股公司形式为主。维系母子公司关系的主要是资本和行政关系等纽带,成员企业之间的约束比较松散。即便是处于同一行业中,产品之间关联性也比较小,以汽车零部件集团企业为例,虽然处于纵向一体化的产业链中,但各关联企业之间因为产品系列不同,研发也必然相对独立。
航天晨光旗下有特种车辆分公司、金属软管分公司、化工机械分公司、艺术制像分公司等分公司以及十多个控股子公司,专业从事专用汽车、管类产品、压力容器、掘进机、大型艺术制像等领域产品的生产,各分子公司异地分布,产品差异比较大,企业间协助较少,研发成果也无需共享,因此研发也相对独立。
1.3 各业务板块的研发体系类似
松散型企业集团,虽然各企业产品系列差别比较大、研发体系独立、集团企业间协同较少,但该类集团企业无论是通过“分拆”形成、还是通过“收购”产生,但是鉴于集团统一管理的需要,尤其是人员的延续性,因此各分子公司在研发体系的构建上具有很强的雷同性。
1.4 研发资源具有较强的继承性
松散型企业集团为充分挖掘整合的效率,各企业间除了具有相同的研发体系外,在研发资源上具有较强的继承性,通常松散型企业集团各企业间都具有:类似的项目管理规范、类似的研发业务流程、统一编码体系、统一的图纸管理规范、统一的标准件库、统一的工艺资源库等。
航天晨光集团内的零部件编码就有统一的规范和编码系统,并由专人维护。自制件有唯一的图号可以作为物料编码,而标准件、外购件、原材料等物料则有集团统一物料编码。

图2 航天晨光相对独立的五大产品系列
2 松散型集团企业PDM构架分析
由于松散型企业集团企业在研发管理上具有以上特点,因此在实施PDM的时候不能照搬单体企业的实施经验,也不可能照抄紧密型集团企业的成功经验,而需要站在业务实现的角度来考虑其合理的实施体系,尤其要认真的思考如何构建集团PDM整体框架,并在此框架下进行快速实施。
PDM系统的搭建通常有集中式和分布式两种模式,这两种模式没有绝对的优劣区分,关键是那种更适合企业的业务特点和管控模式,这两种模式的对比分析如下表所示:
表1集中式PDM与分布PDM对比分析

航天晨光根据自己的业务特点和降低风险的考虑,进行了如下的战略判断:公司下属众多分子公司异地分布,产品相对独立,相互很少进行产品数据交换,分布式的应用模式符合各公司的管理方式;另一方面如果采取集中应用模式,为数据交换需要很高的网络带宽,成本很高且无必要。最终选择了分布式PDM的构架体系,并选择了法国达索系统的Smarteam 和武汉开目信息技术有限公司的开目PDM系统进行了试点应用,后考虑到PDM平台的开放性、持续开发和升级能力、本地化的技术支持的服务能力和整体资金投入等综合因素,在2005年确定了以开目平台作为航天晨光PDM应用平台。
3 松散型集团企业PDM关键技术分析
松散型集团企业在确定了PDM的应用模式后,更为关键的是要结合企业研发管理特点,明确技术框架,并找准其中的关键技术点。
航天晨光选择的开目PDM的整体技术框架如下图所示:

图3 开目PDM整体技术框架
结合航天晨光的业务特点,并明确了以下五大核心关键技术。
3.1 基于结构管理的零部件分类管理
零部件管理是航天晨光的一项非常重要的工作,也是有效提升企业研发能力的关键,因此如何通过PDM系统实现对其有效管理是零部件分类管理首先要解决的问题。
航天晨光选择的开目PDM系统提供了零部件管理的“电子仓库”,通过它企业可以根据管理规范灵活的对零部件进行分类。归档过程既可以手工批量建立,也可以通过工作流自动逐步添加。
关键的是每个零部件都可以按照零部件的装配关系逐级进行描述,并生成该零部件的结构树。基于结构管理的零部件管理方式,可以很清晰地描述出零部件在产品中的父子结构,也可以很清楚地区分出它是标准件、通用件、外购件还是自制件,以及其借用关系,并对零部件做相应的统计汇总。
零部件管理的关键除了建立相应的分类库外,更为关键的是要实现方便、快速搜索查找,航天晨光通过建立各类零部件对象的属性集,来实现快速检索。与零部件相关联的图文档可以在电子仓库中独立检索,也可以结合产品结构树,通过网状的对象关联,将产品相关的所有文档(设计、工艺、质量控制等文档)联系起来,成为一个结构清晰、联系紧密、查找方便、易追溯的有机整体。

图4 基于产品结构的零部件分类和图文档管理
3.2 产品结构和配置管理
1) 可选的产品结构树生成模式
产品结构树可以非常直观地表达产品是如何由零部件构成的,开目PDM系统提供了两种不同的产品结构树生成模式,即:
方法一:利用BOM展开,形成结构树,设计人员利用CAD完成产品图纸设计后,再利用PDM的“BOM展开”工具,自动生成产品结构树,并完成图纸的入库工作。这种模式的实现必须以图纸模板格式标准化,标题栏、明细栏填写规范化,并贯彻执行为前提。
方法二:PDM中手工建立产品结构树,在PDM中手工建立产品结构树,并完成图纸的绘制。设计人员搭建产品结构树,用到外购件、标准件时,首先在基础库中查找,并直接引用,自制件中使用到的原材料也在系统中查找并选用。当查找不到时,才需要自行增加。
这两种方式可以根据企业情况选择其中一种使用,或者复合使用。
航天晨光在实施时发现,这两种模式有各自的优缺点,对比如下:
表2 两种不同的产品结构树生成模式对比分析

最终,航天晨光从整体信息资源规划的角度出发,选择了PDM中手工建立产品结构树模式进行设计,即设计人员在PDM中手工搭建产品结构树,并通过PDM启动CAD软件,完成产品图纸的设计工作。
2) 灵活的产品派生管理
专用汽车行业的特点是派生产品非常多,每一个产品都重新设计,不仅工作量很大,周期长,而且很难满足企业的效率需求。如果产品结构能够在原型产品的基础上进行简单增减、替换等工作,将大大降低设计人员的工作强度,提高工作效率。
航天晨光PDM系统支持以特定配置为原型产生新的产品,通过新增产品结构引入、新建、更换其下级零部件形成派生产品。不仅如此,不同产品的先后派生关系还可以被详细记录,彻底解决产品成员之间零部件的借用关系追溯问题。
3) 个性化产品配置管理
为了应对客户需求的多样化和个性化,同时又尽可能减少企业内部产品的多样化,PDM系统提供了支持个性化定制的产品配置管理,通过改变选装件、替换件、可变结构数量、可变结构属性等进行快速结构选配,可以精确、方便、迅捷地为客户搭建需要的产品配置。
4) 精确的产品结构比较
产品不断派生后,设计人员对于不同的变型,有时候想知道产品结构到底有哪些细微的差异,对成本报价有多大的影响,这在企业业务中是有很重要的作用。
PDM系统提供产品零部件结构的单层和多层比较功能,通过比较产品结构关系的工具,可以清楚看到两个产品之间的结构差异,还可以用报表输出比较结果。
5) 强大的BOM管理
BOM是PDM系统的基本功能,但是如何在产品的整个生命周期中保证数据统一,实现产品设计、工艺、生产和制造等一体化管理,是每个企业尤其关注的问题。
航天晨光PDM系统可以提供BOM多视图,使得在产品生命周期的不同阶段,不同角色的人员从不同的角度,看到想要的产品结构关系,并由系统自动维护结构视图之间的辅助转换和一致性。
3.3 工作流管理
PDM不仅要实现管理产品数据,还要管理产品数据的产生过程。规范工作过程是企业内部工作协调有序、高效高质的保证。有效地借助计算机来管理企业的各种业务过程规范,自动或半自动的执行并反馈过程,并将企业的项目管理和质量管理规范融合在工作过程中,是航天晨光实施工作流管理的目的。
工作流的执行伴随着信息流和控制流。工作流引擎判断过程的触发条件,自动推动工作流的执行。推到一个步骤时,自动将该步骤任务发送到执行者的任务信箱,并发送消息通知有关人员。在分派任务的同时,自动进行操作权限的状态授权和回收。
目前航天晨光所有的设计资料(产品设计图、产品结构树)、设计文档(设计许可书、设计通知、主材备料单)、工艺文档(综合工艺表、临时工艺、工艺通知)、营业文档(合同及技术协议、合同订货信息、营销通知)、制造文档(商品计划、生产准备通知单、零星事务通知、产品进度节点计划)等内容已全部在PDM系统中下发执行,其校、审、发布、签收等过程实现了流程管理,并实现了CAD/Word文档的自动电子签名,PDM现已成为公司名副其实的“技术OA系统”。而压力容器产品由于有其独特的行业要求,只在PDM系统中进行流程的审批,未使用电子签名。
3.4 与CAD/CAPP/ERP等系统紧密集成
开目PDM系统可以支持与多种二维三维CAD、CAPP、CAM、Office、ERP等系统的深度集成,但在集成时如何保持数据的一致也是实施中的重要而且关键的问题。
以CAD为例,开目PDM系统提供了双向的集成解决方案,即当CAD或PDM系统的某一方属性信息和产品结构关系发生变化时,另一方会自动发生改变,从而保证CAD与PDM中的属性信息与产品结构始终保持一致。
航天晨光在考虑与PDM与二维CAD集成时,基于“PDM中手工建立产品结构树”模式进行设计的前提,因此在集成思路上选择了PDM向CAD的单项集成模式,即保证CAD数据(如标题栏、明细栏信息)变化与PDM中的数据(零部件属性、零部件结构)变化的一致性。

图5航天晨光PDM与CAD的集成方式
同时,为保证信息有效读取,航天晨光还先行建立了公司基础资源库(建立标准件、外购件、原材料的分类体系,录入大量企业常用的标准件、外购件、原材料等记录),统一了公司的图纸模板。通过技术实现,CAD信息来源于PDM系统,保证了信息系统数据的准确性,免去数据的重复输入和杜绝了不规范现象,避免了设计人员先用CAD软件设计后用PDM系统管理的现象。
此外,航天晨光的PDM系统还实现了与开目CAPP的紧密集成,实现了:
■ l PDM封装CAPP,实现自动调用。
■ l CAPP工艺卡片表头区域属性自动获得。
■ l CAPP利用PDM的流程实现自动签名。
■ l 利用PDM实现CAPP工艺路线、工时统计、设备工装的汇总输出。
同时,BOM管理的核心就是要实现与ERP的集成,实现一次输入,全局共享。航天晨光通过三类角色人员在PDM中维护物料的11个ERP属性,利用“导出制造BOM”功能,由计划人员创建制造BOM视图,调整BOM层次关系,然后根据定义的规则,自动计算并转换生成制造BOM和ERP工艺路线传递到ORACLE ERP系统中,其中制造BOM按ORACLE ERP要求进行了零件展开到原材料、外协件和虚拟件层次缩减、原材料及零部件外协采购价卷积计算等主要问题处理,实现了PDM与ORACLE ERP的信息集成。
3.5 二次开发平台
开目PDM提供了灵活的二次开发平台,用户如果发现基本版本还不能满足企业的业务需求,就可以利用软件提供的二次开发平台进行再开发。

图6 航天晨光开目PDM查询Oracle ERP
例如,航天晨光为便于有效设计,要求在PDM系统中能查询和保存ERP的库存量、合同和呆滞物料等信息,利用二次开发平台,实现了基于PDM查询ERP系统上述信息,并将获取的ERP合同信息纳入PDM中进行管理,通过以合同为线索的产品数据组织方式满足了实际管理需要,将PDM应用延伸到销售和售后服务部门,增大了PDM系统的应用价值。
再如,航天晨光通过二次开发平台和企业资源管理器(KMRES),在PDM中维护相关零部件的重量、外购件成本、原材料成本(市价和年初价)、工时和费用等信息,通过对产品进行汇总统计,快速计算出产品或零部件成本信息,实现了产品的快速报价,实现了产品工时定额、外协件价格的快速计算和信息化管理。
此外协同项目管理、变更管理等也是航天晨光实施PDM实施时重点考虑的关键技术,但这两点除了技术因素外,企业自身的管理水平也非常关键。
4 松散型集团企业PDM实施方法分析
PDM实施是一项复杂的系统工程,涉及面广、工作量大、周期长,而且还包含大量的组织行为和工作方式的改变。PDM成功实施,除了需要PDM供应商提供功能完善的PDM软件,提供完整、科学的实施方法作为支持外,还需要企业自身建立完善的组织、确定明确的目标,前期配合后期主导项目进行。
航天晨光PDM实施采用首先在特种车辆分公司进行试点,试点成功后,以企业实施团队为主导,逐步将应用扩大到集团内其它企业的方式。如今已建立了覆盖各地15家主业制造公司的PDM系统(除一家柔性管件公司继续使用达索SmarTeam系统外,其余全部统一到开目PDM平台上)。业务覆盖了营销、设计、工艺、生产计划、质量、服务等部门,基本达到了“实现PDM应用的普及,营造整体的PDM管理氛围,帮助各单位规范技术管理,提高产品开发的效率和质量;打好公司主业产品的数字化基础,将数据管理范围逐步扩大到产品的全生命周期”的建设目标。
航天晨光各个KMPDM系统的实施过程一般都经过“项目准备及启动、业务调研、制定解决方案、系统配置及二次开发、测试验证、试运行和正式推广运行”等几个阶段。每个项目的实施周期随我方实施经验的不断积累而逐步缩短,从原先的一年,缩短到8个月,最后到多家单位同步推进条件下的4个月,例如2007年4个项目中的并行开展、2008年5个项目并行开展。大量的项目实践,丰富了信息中心PDM项目团队在软件系统配置、二次开发和项目实施方面的经验,还总结出了一套可行的多项目同步实施方法,即用前期项目实施中形成的基础库数据,统一制定了“PDM实施标准模板”。经验的积累和模板化实施策略的运用,大大加快了实施进度,有效节约了项目成本。
航天晨光PDM项目实施成功的关键在于:
(1)选择最适用的软件产品——选型时综合考虑软件基本功能要求、行业性要求、技术架构、与其他系统的集成性、易二次开发、软件商业绩口碑、行业经验与服务能力、综合投资合理(软、硬、实施、维护、升级)等因素。
(2)争取被实施单位技术领导的支持——疏通观念、信心坚定、人员调配、方案讨论、落实任务、奖惩到位。
(3)培养甲方团队能力——选择有研发工作背景的项目经理和合格的小组成员,强化学习、组织执行和沟通等能力建设,保障队伍稳定,注意实施方法和规范项目管理,快速完成知识转移,发挥主体作用,不依赖、不等待、不拖延。
(4)持续有效的培训——包括理念、实施方法、二次开发和技术维护、用户操作等,人员包括领导、技术室主任和业务骨干、普通技术人员,分层次、分批、分阶段进行。
(5)准确的数据和逐步深化应用——保证数据完整和正确(编码、产品结构、基础资源库等),简化和规范变更流程,持续进行数据积累,逐步拓展功能和应用范围。
(6)检查评估和改进——制订系统运维制度和系统监控指标,阶段性进行系统规范性监控检查并评估整改,完善原解决方案,培育系统持续优化应用的内在动力。
5 结束语
松散型集团企业在正式实施PDM之前,需要结合自身研发业务的特点,选择正确的实现模式,并在整体框架下,以关键技术环节作为突破点认真论证,切勿好高骛远,也非人云亦云,方能选择最适合自己PDM系统。
选择了好的系统,未必就一定能应用成功,关键的是企业如何在项目实施过程中结合自身情况与实施方一起共同有效地推进,并逐步深化应用。
航天晨光的实施成功经验,以及在实施过程中提出的“统筹规划,分步实施;试点先行,并行推广;需求明晰,计划周密;步步为营,扎实推进;节点控制,奖惩严明;基础做起,逐步提高。”这48字方针是值得同行借鉴的。
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