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产品上市 精确掌控
 

【作者: 葉建華】2001年03月01日 星期四

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前言

产业界所赖以为生的,是以产品的开发与生产为首要任务。而在产品的开发与生产效率上,要如何提升与精进,则有赖于产品设计资料的管理。由于好的资料产品管理,可以控制复杂的产品资料,同时也可以有效地维持设计运作流程,因此,产业界对于一个好的产品资料管理系统 [PDMS],是有其需要性与迫切性。


在本文中,笔者将针对产品资料管理系统的定义与内涵,为读者做一个完整的介绍,在此基础下,下期将对目前产品资料管理系统的市场与Web化状况,做进一步的分析。


产品资料管理系统的定义与挑战

产品资料管理系统的挑战,在于如何适当的控制企业的设计资料,并有效地自动传递给需要使用的人员。这样的运作效率,对于产品的上市时程 [time-to-market] 有着极为重要的影响。而一个好的产品资料管理系统,正是需要迎接这样的挑战,并且以保存原始主资料 [master data] 的方式,有效地追踪、控制、以及记录之后所有的设计与变更。


此外,主资料可以拥有多份的复制参考版本,这些所谓的参考版本,可以任意传递到不同部门的员工,以做为不同设计、分析、以及确认的需要,而更新修正过的产品资料,则会回存到系统之中。


在这里有一点必须要注意:所谓产品资料的更新与修正,并不会覆盖原有的资料内容,取而代之的是一个修正过的资料复本。这个复本,必须附带有设计者的签证与更新的日期,并与原始的资料共存在系统之中。请注意,原始的产品资料将会以永久资料的形式存于系统之中。


以上的说明,便是PDM系统最原始的概念与设计原则。要进一步的了解PDM系统,我们可以控制原始产品资料为出发点,分别仔细探讨系统的特色。笔者将就两个层面来探讨PDM系统:一是资料管理的层面 [Data management] ,另一则是运作管理的层面 [Process management]。


PDM系统的资料管理层面

通常产业界在产品资料 [如元件的设计、零组件的图样] 案的进步与管理上,都相当地系统化。但是除此之外,却忽略了许多必要附属资料的记录,如某些特定的属性 [大小、重量、使用场合等等]。这样的结果,通常会造成工程师有时无法取得他们所需要的属性资料,这使产品资料的管理效率上,出现了一定的问题。因此,一个好的资料管理系统应该要能够针对产品资料的属性与文件记录,做一个完善的管理,同时也要能够有效维持资料之间的关联。而这样的一个系统,目前大都是建立在一个关联式资料库上。又由于产品资料的数量庞大,因此对于此类资讯的处理,如何建立有效且快速的分类方式,也是相当的重要。


所谓分类方法,对于PDM系统来说,是基本且重要的能力之一。相同或类似的资讯,必须要能够群组成一个特殊的类别[class] ,如果有需要更进一步的分类概念,则可以利用之前所提到的「属性」概念[也就是某些元件的重要性质] 来完成。以下笔者就针对元件的分类、文件的分类、产品的结构、以及资料的查询四个方面予以说明。


1.元件的分类 [Classification of components]

企业通常会根据自身的商业需求,在资料库中建立各种元件的资料,并同时赋予特定的类别架构。而类别与类别之间也可以根据需要组织成更广的概念类别,从而建立起一个概念性的架构。这样的方法,可以使得企业所拥有的各个元件自然地整合在一个容易追踪的阶层网路架构中,其中每个部份均可以被赋予不同的属性整合。此外,某些 PDM 系统甚至可以允许针对某些特定的元件建立特别的「选择性」属性。(图一) 说明了元件的结构,以及元件之间的架构关系。


《图一 组件的结构以及组件之间的架构关系》
《图一 组件的结构以及组件之间的架构关系》

2.文件的分类 [Classification of documents]

之前我们讨论过了元件的分类问题,相同地,于某些元件或是零组件的文件,也可以利用类似的分类方式予以归类。举例来说,我们可以拥有「制图」类别、「3D模型」类别、「技术文件」类别、或是「试算表」类别等等。每个文件也是可以拥有自己的各项属性,如编号、作者、日期等等。除此之外,文件与相对的元件之间,也必须要能够建立二者之间的关联。因此,我们便可以取出某些特定元件的相关资料,其中包含了平面设计图、实体模型、以及其他相关说明文件等等。


PDM系统可以因其不同的分类功能而有极大的差异。有些PDM系统很缺乏分类功能,有些系统又只允许在资料库初始化的同时建立其分类架构。而近年来所发展的PDM系统,则可以根据管理的需要,动态地依需求定义或修改其分类架构。因此,对PDM系统来说,分类架构的操作能力直接影响了系统所能达到的能力。 (图二) 说明了文件的分类架构,以及文件与元件之间可以建立的关联。


《图二 文件的分类架构以及文件与组件之间可以建立的关联》
《图二 文件的分类架构以及文件与组件之间可以建立的关联》

3c.产品的结构 [Product structure]

产品的资料除了可以由​​上述这两种方法来予以存取之外,也可以利用第三种方式,也就是产品的结构来予以存取。而对于任意一个被选定的产品而言,该产品和其元件零组件,以及其他部份资料之间的关系都可以取得。这意味着你可以针对某项产品,取得所有相关的元件资料,同时也可以调阅各种相关的文件。这种结构的优点,在于这种结构形式不只是能够组织产品组件之间的实体关联,同时也能够维持与其他文件资料之间的关系,如生产方面、财物方面、维护方面的文件等等。也因为这种特别的结构,我门便可以定义出给予不同组织人员浏览资料的产品架构。 (图三) 说明了产品架构组件之间的关联。


《图三 产品架构组件之间的关联》
《图三 产品架构组件之间的关联》

4.资料的查询 [Querying the data]

以上所讨论的资料存取方式,显示出使用者可以根据不同的需求与途径来「定位」并存取元件资料,使用者可以在一个分类架构上,借着上下移动浏览的方式来取出想要取得的产品架构。其实,另一种有效的方式是透过指定名称、编号、或是其他属性组合,借着搜寻的方式来找出特定的产品结构集合。这样的搜寻方式,便可以运用资料库所提供的存取功能,在大量的资料中,借着设定过滤标准,来取得符合的资料集合。 (图四) 说明了资料查询的流程。


《图四 PDM系统数据查询的流程》
《图四 PDM系统数据查询的流程》

PDM系统的运作管理层面 [Process management aspect of PDMS]

到目前为止,笔者所讨论的,仅止于资料的组织与架构方面,说明要用什么样的形式,可以加速资料的连结、存取、以及交互参考。但是这些方式,都是所谓的被动程序 [passive procedure]。接下来我们要探讨的,不是所谓的被动程序,而是一种主动程序 [project procedure],也就是如何去控制人员建立与修改资料的方法。这样的内容,似乎很类似所谓的专案管理 [project management],其实不然。所谓的专案管理,只会考虑各个工作之间的连接性;而所谓的运作管理,则会去处理工作中资料所会造成的影响。通常运作管理系统包含了三大主要的功能:


A. 系统会管理资料被人员修改时的状态 [也就是所谓的「工作管理」] 。


B. 系统会控制人员之间的资料流动 [也就是所谓的「工作流程管理」] 。


C. 系统会追踪所有前两项功能 [工作管理与工作流程管理] 所产生的事件与异动,以当作专案的历史资料记录 [也就是所谓的「工作历史资料管理」] 。


以下就针对PDM系统中这三项功能予以概要的说明。


1. 工作管理 [work management]

工程师的主要任务,就是不断的建立以及修改资料,而这正是设计工作的最主要活动。举例来说,一个实体的模型在完成之前,可能会历经数百次的设计与修改才能完成开发,而每一次的修改,则包含了许许多多重要的工程资料。在工作​​过程中,工程师则会反覆的在不同的设计版本之间作取舍,来来回回,以求得最佳的设计结果。PDM 系统的设计,正是为了提供工程师以上的工作环境所开发出来的解决方案,系统对于资料与更新格外注意,并建立各个版本的资料,借以详实记录工程师的每项工作。


当然了,如果一个工程师被投予资料修改的工作,则该名工程师除了必须拥有原始的设计资料之外,还必须要有所谓的工程变更命令 [Engineering Change Order,ECO]。而在此之中,也会有许多其他的参考文件,以及其他的设计团队参与。在传统的设计环境中,并无法达到这样的功能,我们必须在每一项需求发生之前 [如其他团队加入时] 重新组织整个专案的内容,包括一切相关的资料与文件。目前我们所能见到的PDM 系统,大都能够针对以上的需求做出适当的功能支援,其中常见的做法便是去模拟纸上作业的工作流程,也就是我们所熟知的「使用者封包」[user packet ] 概念。


所谓的封包,主要的功能是允许工程师同时管理以及修改多份不同的原始文件,同时又能够提供参考文件不同程度的支援。这种封包的概念也可以支援所谓的并行工程设计原则,举例来说,虽然同一个时间内只有一位使用者可以动用某项原始设计,但是同一个团队之中的工作人员可以随时知道原始设计目前被更新的状态,并且相关的参考资料可以即时的更新到该名人员的封包之中。纵使某些封包的资料必须在设计者登出系统之后才能被继续变更,但是在此之前,这些资料的内容雀可以被相关有权限的工作人员调阅,以作为参考。这就是 PDM 系统在工作管理方面所必须拥有的功能内涵。


2. 工作流程管理 [Workflow management]

封包概念使得团队成员在工作之中可以轻易地共享一些有意义的文件群组,但是封包的功能绝对不只如此。封包还可以使一建工作在部门之间流动,或是在团队之中的成员间传递,当一项产品在开发的同时,可能会有数千件零件需要设计。对任何一个零件而言,其中相关的文件,必须经过许多相关人员的建立、修改、检查、甚至是确认,有时这样的程序会反覆许多回。除此之外,每种零件甚至有可能会需要不同的开发形式与技术,或是不同形态的资料,例如某些部份需要实体模型,某些部份需要电路图,其他部份则有另外的需求等等。


除了以上所讨论的特点以外,在原始的资料档案上的任何动作,都有可能会对其他相关的档案造成影响。因此,在这样的流程之中,必须要有持续反覆的检查、修改、送件、以及交互检测。有了 PDM 系统的这些特色以后,工程师便可以在设计上投注大量的心力和时间,而不致于因为团队其他成员的修改而使自己的设计毁于一旦。有了这样的复杂工作流程管理之后,资料管理系统便可以发挥其强大的功能,同时又可以在数千个设计决策之间,顺利的决定流程中下一个目的地为何。


大多数的PDM 系统都能够允许专案经理控制专案的处理程序,利用预先定义的「开关」来定义事件的「状态」[state],同时也可以定义一个路径列表来安排专案中所会参与的组织形态以及其他专案。这样的功能直接反应了系统的弹性与能力,目前设计最完整的流程管理系统是以程序为基础,每一个个体或是团队都代表了程序中的某个「状态」,如「初始化」、「送件完毕」、「检查完成」、「确认完成」、「已公布发表」,而任一个档案或是任一笔记录在状态转换之前是无法更换设计者或团队的。


此外,某些系统则会将每件单一的工作,根据工作人员的区别给予一个代号。举例来说,假设某位工程师正在从事某项设计,且必须要和某些同事讨论最好的设计方案,由于所有相关的参考资料都包含在某个特定的封包之中,因此整个邮件便可以借此在相关人员之间传递,而不需要去定义任何状态的改变模式。


除此之外,开发团队中的沟通也相当的重要。当资料及档案封包在传递过程之中时,这些封包可能都带有不同的指示、重点、以及其他建议。因此,某些系统在设计上便会有提供附加非正式注解档案的功能,就如同电子话的随意贴贴纸一般。换言之,在一流程管理系统的设计上,应朝向所谓的弹性工作环境,而不是处处设立限制。而这项挑战,就在于系统一方面要能够允许许多非正式得团队工作以及多次的交互运作,同时又要能够对专案的成本与时程有全面的控管能力。大多数流程管理系统都会允许整件工作中的最新状态,以及其相关文件,可以在任何时刻提供授权的使用者追踪并浏览之。当然了,一个开发专案中可能包含有数千件工作,每件工作都会有一个封包代表它。因此,每个封包在系统中都必须遵循其传递路径,同时封包之间的关联也必须要有仔细的控制。为了要有效地协调如此复杂地工作流程,我们必须要根据个别专案的架构来定义各项工作之间的交互依存关系。目前来说,并不是所有的 PDM 系统都能够轻易地达成这项工作,大多数的系统都只拥有建立档案之间阶层关联的能力而已。举例来说,系统可以做到避免工程师在所有零组件设计完成之前就发表公布这项设计。综合来说,工作流程管理是PDM系统中最重要且最复杂的一个部份,其功能直接牵涉并影响整个系统的运作效率。


3. 工作历史资料管理 [Work History Management]

由以上的说明,我们可以知道PDM 系统不只要能够将目前专案的状态记录在复杂的资料库结构中,同时也记载了专案所经历过的各项状态进度,这些详尽的资料,正好也代表着可以供做稽核工作的宝贵资料来源。由于目前许多国际性的品质管理标准 [如ISO9000,EZ2900,以及BS5750] 都定义了如何进行标准的稽核程序,因此 PDM 系统会将拥有此项能力当做最基本的要求。


除此之外,专案资料历史管理也可以提供重要的「回溯」功能,使得追踪专案开发中特定问题的发生点变得可能,同时也可以自某个特定的时点另外开启一个开发工作。这种由系统记录特定开发进度的系统,对PDM系统来说,是相当重要的。目前有部份PDM系统只记录了文件所有权的变更,因此这种所有权的变更便可以被追踪,但不是追踪变更本体。另外有些PDM系统则是利用档案变更状态时记录当时的专案状态,因此便会形成工作流程历史记录中的漏失。


此外,还有某些PDM系统会使用类似动画的形式来记录系统中的任何改变,甚至可以依据预先定义详细程度来进行,例如每当档案修改后并储存时,便是很好的记录时机。而某些层次的历史资料追踪,更可以近一步的利用为进阶的稽核资料来源,不单如此,这样的能力更可以提供人员效能的即时监控,这对于时程相当敏感的专案来说,是再宝贵也不过的能力。因此,一个好的工作历史资料管理系统,不单能够提供基本的记录能力,同时能够辅助专案中其他功能的发挥,其重要性自然不在话下。


小结

由于产品的开发效率,对于现今的企业竞争力来说,关系着产品推出时程的快慢与否,也间接关系到企业的生存与发展。因此,如何以一个有效率的管理系统,提升产品开发的素质,将会是各个企业思考的核心。笔者将会在下一期中,为各位介绍 PDM 系统的优势,同时为读者分析目前的市场规模与现状,以达到充分了解PDM系统市场的目的。


[若有疑问,来信寄到:warren@nceasy.com.tw]


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