1 前言

    輪船、大型機械和兵器等大型復(fù)雜產(chǎn)品很難一次設(shè)計成功，通常要經(jīng)歷模樣、初樣、試樣和定型等多個研制階段，才能達到交付顧客的狀態(tài)。研制人員會根據(jù)每個研制階段的目標(biāo)編制相應(yīng)的圖紙文件，指導(dǎo)試制工廠生產(chǎn)用于試驗的樣機，按照顧客的要求進行各種試驗。設(shè)計師根據(jù)收集、分析的試驗結(jié)果修改圖紙文件，重新指導(dǎo)工廠生產(chǎn)新的樣機。如此循環(huán)迭代，逐步趨近顧客的要求。這種傳統(tǒng)的研制模式中，各研制階段是嚴格串行的，互不重疊(圖1)。只有在前一個研制階段結(jié)束后，才會開始后一個研制階段的工作。因此任何時刻在生產(chǎn)、試驗現(xiàn)場只會有一個研制階段的產(chǎn)品。與之對應(yīng)的技術(shù)文件也只會有一個有效版本，即最新版本。所有參與研制工作的人員對生產(chǎn)、試驗現(xiàn)場產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)不會有歧義。在進行質(zhì)量監(jiān)管、調(diào)試和檢驗等工作時，勿需設(shè)計師的幫助，只要根據(jù)產(chǎn)品代號和階段就能準(zhǔn)確找到需要的技術(shù)文件，如技術(shù)要求、驗收大綱等。

圖1 原來研制情況

2 技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存

    上述傳統(tǒng)的模式在近年來有所改變。為了縮短研制周期、節(jié)省研制經(jīng)費，研制階段不再保持嚴格的串行順序，而是出現(xiàn)了階段重疊的現(xiàn)象。即前一個階段還沒有徹底完成之前，為了搶進度，后一個研制階段就啟動了(圖2)，這就是技術(shù)狀態(tài)的重疊。

圖2 技術(shù)狀態(tài)重疊

    這種情況下，在某一時刻（如圖2中的A時刻）生產(chǎn)、試驗現(xiàn)場可能有多個階段技術(shù)狀態(tài)的產(chǎn)品同時存在。按照文實一致的原則，同一時刻同一份技術(shù)文件也就有了多個有效版本。究竟哪個版本對應(yīng)哪個狀態(tài)是非常容易混淆的。這種情況還帶來一個原有技術(shù)文件管理機制(底圖、藍圖)解決不了的問題。就是這兩個狀態(tài)都在同一時間進行各自的研制活動，都有發(fā)生更改的可能。但根據(jù)底圖\藍圖規(guī)定，底圖只有一個最新狀態(tài)，且更改必須從底圖開始。這樣的規(guī)定顯然無法支持有兩個有效狀態(tài)同時更改的情況。因為次新狀態(tài)是沒有底圖的，也就無法更改。實際工作中采取了一個湊合的處理方式，即最新狀態(tài)采用更改方式，次新狀態(tài)采用《技術(shù)通知單》的方式。但《技術(shù)通知單是》用說明的方式來描述變動，并不改動原有圖紙，也不在圖紙上留下任何痕跡。未來某個時刻我們需要查詢歷史的技術(shù)狀態(tài)時，不會知道《技術(shù)通知單》存在，就必然發(fā)生錯誤。因此現(xiàn)有技術(shù)規(guī)定對《技術(shù)通知單》的使用進行了嚴格限制，規(guī)定了“在一定范圍，一定時間內(nèi)，和某些情況下才能使用”。而我們在這里的是使用無條件的，因為次新狀態(tài)沒有底圖，除了使用《技術(shù)通知單》別無它法。這就是所謂的《技術(shù)通知單》濫用，必然導(dǎo)致歷史狀態(tài)的不可知。

    除了上面描述的技術(shù)狀態(tài)重疊會造成的技術(shù)文件識別困難外，還有另外一個現(xiàn)象也會造成技術(shù)文件辨識困難，那就是技術(shù)狀態(tài)并存。下面以某產(chǎn)品從C階段演化到S階段來說明（圖3）：

圖3 技術(shù)狀態(tài)并存

    產(chǎn)品由一個組件（1）和兩個部件（2、3）組成。圖紙也是由一個總圖冊和兩個分圖冊組成。設(shè)計師期望產(chǎn)品從C階段技術(shù)狀態(tài)演化到S階段技術(shù)狀態(tài)，但是近年來迫于成本和進度的壓力，這種演變不再是一次達到的，而是逐步遞進的。其演化大致一經(jīng)過下列幾步：

    第一步是部件3成熟,進入S階段(藍色)。為搶進度，進行了一次試驗。此時組件1和部件2仍是C階段(黃色)，這就是著名的“初樣產(chǎn)品，試樣狀態(tài)”。

    第二步是部件2也成熟了,進入S階段(藍色)。這時候又需要進行另一次試驗。但S狀態(tài)的部件2和C狀態(tài)的組件1接口不一致，需要一個臨時的零件4來完成過渡。

    第三步組件（1）和兩個部件（2、3）才全部成熟，徹底進入S狀態(tài)。

    文實一致是我們基本準(zhǔn)則。但在第一步和第二步試驗狀態(tài)時，是沒有系統(tǒng)成套的文件與之對應(yīng)的。它實際執(zhí)行的文件在原來的技術(shù)文件管理體系中是看不到的，是一個C狀態(tài)和S狀態(tài)的混合體�？上攵�知，面對這么一個C和S階段技術(shù)狀態(tài)的混合體，計劃、采購、質(zhì)量、調(diào)試、檢驗和維護等部門的人員是非常容易搞錯文件的。因為過去的慣例是按照產(chǎn)品代號和階段這兩個線索來確定文件的。而前面第一步和第二步時產(chǎn)品是由不同的階段技術(shù)狀態(tài)的組件組成的，這就是技術(shù)狀態(tài)并存。

    上面的描述情況已經(jīng)夠復(fù)雜了，但實際的演化情況比上面描述的還要復(fù)雜很多,通常是同時出現(xiàn)技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存兩種現(xiàn)象。產(chǎn)品從C狀態(tài)演化到S狀態(tài)的過程并不總是象圖3描述的那樣，在一套產(chǎn)品上實現(xiàn)的。實際研制中，為搶進度，經(jīng)常是同時投產(chǎn)多套產(chǎn)品，同時并行推進的（圖4）。情況會復(fù)雜得多。圖4中的A時刻同時就存在三種技術(shù)狀態(tài)的產(chǎn)品，而每種技術(shù)狀態(tài)又分別是C階段技術(shù)狀態(tài)和S階段技術(shù)狀態(tài)的不同組合。

圖4 技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存

    因而現(xiàn)場的產(chǎn)品既不能和C研制階段的技術(shù)文件完全對應(yīng)，也不能和S研制階段的技術(shù)文件完全對應(yīng)，而是兩個研制階段技術(shù)狀態(tài)的組合體。如圖4中的A時刻。這時生產(chǎn)試驗現(xiàn)場產(chǎn)品和技術(shù)文件的對應(yīng)關(guān)系非常復(fù)雜。對應(yīng)關(guān)系見表1

表1 A時刻產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的組成

3 我們面對的挑戰(zhàn)

    當(dāng)技術(shù)狀態(tài)重疊和并存同時出現(xiàn)時，計劃、采購、質(zhì)量、調(diào)試、檢驗和維護等部門的人員在進行工作時，要想找到準(zhǔn)確的技術(shù)文件就不是那么容易了。必然給研制工作帶來巨大風(fēng)險，每一次文件的錯用都可能導(dǎo)致事故的發(fā)生。為了保證不出錯，計劃、采購、質(zhì)量、調(diào)試和檢驗等部門的人員在工作時都想方設(shè)法地拉上設(shè)計師。這樣就出現(xiàn)設(shè)計師滿天飛的現(xiàn)象。在合同談判、元器件采購、質(zhì)量報表填寫、生產(chǎn)調(diào)試和外協(xié)驗收等場合都會看到設(shè)計師的身影，甚至是由設(shè)計師唱主角的情況。四處應(yīng)付、疲于奔命的設(shè)計師哪里還有時間認真思考產(chǎn)品的技術(shù)問題。

    筆者研究了幾份技術(shù)狀態(tài)紀實報告，就非常吃驚地就發(fā)現(xiàn)了“實物與試樣圖紙狀態(tài)靠近（但試樣圖紙某些功能在實物上沒有實現(xiàn)）”的描述語句；發(fā)現(xiàn)了一套裝備所屬的零部件竟然同時使用了具有C、S、S(D)三個技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識的技術(shù)文件。這樣原來通過文件、圖紙就能查清的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)變得模糊不清。唯有設(shè)計師才能說清楚了，所以業(yè)務(wù)部門干什么都要拉上設(shè)計師。但一位設(shè)計師也只能說清楚他負責(zé)的那一部分的技術(shù)狀態(tài)，其他部分的狀態(tài)也不了解。所以經(jīng)�？吹綐I(yè)務(wù)管理部門經(jīng)理拉上一幫設(shè)計師參加各種會議的場景�？値煘榱苏莆债a(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)，在大型試驗前不得不要求設(shè)計師出具產(chǎn)品《技術(shù)狀態(tài)紀實報告》。這種《技術(shù)狀態(tài)紀實報告》是總師臨場決斷的依據(jù)之一，具有非常重要的作用。但筆者在調(diào)研過程中，從未發(fā)現(xiàn)編制于90年代的《技術(shù)狀態(tài)紀實報告》。這從另一個側(cè)面證明了技術(shù)狀態(tài)重疊和并存現(xiàn)象是最近幾年才出現(xiàn)的。面對“實物靠近試樣狀態(tài)”這樣的措詞；面對在一套產(chǎn)品中同時存在C、S(D)和S三個狀態(tài)的復(fù)雜情況，設(shè)計師以外的人員如何能夠準(zhǔn)確地找到技術(shù)文件？ 這說明了當(dāng)前的研制過程已經(jīng)高度復(fù)雜，原有的底圖藍圖技術(shù)文件管理機制已經(jīng)落后，不能有效管理技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存，不能保證所有的技術(shù)人員準(zhǔn)確及時地掌握產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)了，必須加以創(chuàng)新。

4 運用PDM系統(tǒng)的配置功能

    現(xiàn)在這種創(chuàng)新的使命就落到信息化的頭上，落到PDM系統(tǒng)上。我們來看一下PDM系統(tǒng)是如何運用產(chǎn)品配置功能來解決這個問題的。北京機械設(shè)備研究所在PDM系統(tǒng)中分別建立了設(shè)計數(shù)據(jù)中心和制造數(shù)據(jù)中心。設(shè)計數(shù)據(jù)中心由windchill的設(shè)計視圖構(gòu)成，制造數(shù)據(jù)中心由windchill的制造視圖和產(chǎn)品配置功能組成（圖5）。

圖5 北京機械設(shè)備研究所PDM系統(tǒng)

    設(shè)計數(shù)據(jù)中心中以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為線索把所有的技術(shù)文件都組織起來。所有文件、圖紙的全部版本都掛在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的下面。其中的“已發(fā)放”版本對應(yīng)產(chǎn)品的不同技術(shù)狀態(tài)。它完整地記錄了產(chǎn)品的進化過程。研制過程中經(jīng)歷的所有產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)都能在其中找到對應(yīng)地依據(jù)文件。設(shè)計師使用起來非常方便。但是，對于計劃、采購、質(zhì)量、調(diào)試、檢驗和維護等部門的人員，通常在某一時刻只圍繞對某一個產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)來工作，對技術(shù)狀態(tài)的演化歷史并不關(guān)心。如果讓他們也從設(shè)計數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上去查找相應(yīng)的文件，將是非常困難的。為此，我們設(shè)計了制造數(shù)據(jù)中心，在其中為對應(yīng)的投產(chǎn)批次建立生產(chǎn)配置，建成一棵僅和該生產(chǎn)批次對應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。把和該生產(chǎn)批次的有關(guān)的技術(shù)文件的版本都掛對應(yīng)的產(chǎn)品節(jié)點下。這樣計劃、采購、質(zhì)量、調(diào)試、檢驗和維護等部門的人員只要掌握產(chǎn)品的投產(chǎn)批次，就可以找的相應(yīng)的產(chǎn)品配置，進而取得準(zhǔn)確的技術(shù)文件，不再需要拉住設(shè)計師一起干活了，因為掛在產(chǎn)品配置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上技術(shù)文件只有一個版本，沒有搞錯的可能。

    如果設(shè)計師更改了設(shè)計數(shù)據(jù)中心的文件，則系統(tǒng)會啟動一個流程產(chǎn)生一個新版本的產(chǎn)品配置，而這個新版本產(chǎn)品配置的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上掛接的就是更改后的新版本文件了。

    仔細觀察設(shè)計數(shù)據(jù)中心，和制造數(shù)據(jù)中心的配置，可以發(fā)現(xiàn)下面幾點：

    1.制造數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)配置上的文件的編號和版本絕大部分都來都能在設(shè)計數(shù)據(jù)中心找到，根據(jù)PDM的原理，編號和版本一致就是同一個數(shù)據(jù)對象，這就保證了設(shè)計師在設(shè)計數(shù)據(jù)中心看到的文件和其他人員在制造數(shù)據(jù)中心看到的文件是同一份。

    2.設(shè)計數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品節(jié)點和制造數(shù)據(jù)中心對應(yīng)產(chǎn)品節(jié)點編號一樣，但版本序列方式不一樣，說明它們不是同一個數(shù)據(jù)對象。PDM系統(tǒng)規(guī)定不同的數(shù)據(jù)對象是不能有相同編號的。這時PDM系統(tǒng)啟動了一個視圖機制，分別設(shè)立了設(shè)計視圖和制造視圖。分別放在這兩個視圖空間的數(shù)據(jù)對象就可以有相同的編號了，只是版本的序列方式不能一樣，保證不會出現(xiàn)相同編號、相同版本的數(shù)據(jù)對象。這說明設(shè)計師在設(shè)計數(shù)據(jù)中心看到的產(chǎn)品節(jié)點和其他人員在制造數(shù)據(jù)中心看到的產(chǎn)品節(jié)點不是同一個數(shù)據(jù)對象。以此來表達設(shè)計和制造時關(guān)于產(chǎn)品組成的主觀差異性，即設(shè)計BOM和制造BOM等。

    3.技術(shù)通知單在設(shè)計數(shù)據(jù)中心是找不到的。原因是該技術(shù)通知單僅和產(chǎn)品的某一次投產(chǎn)有關(guān)。為避免混亂該文件只和制造數(shù)據(jù)中的產(chǎn)品節(jié)點關(guān)聯(lián)。

5 實施中的特別注意

    產(chǎn)品配置是PDM系統(tǒng)中一個非常重要的功能。主流的PDM系統(tǒng)都有這個模塊，功能大同小異。但是這個功能最初并不是為管理復(fù)雜產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存而設(shè)計的，而是為解決普通產(chǎn)品的客戶化定制需求而設(shè)計的。這也是當(dāng)前生產(chǎn)配置功能運用較多一種情況。所謂客戶化定制指的是工廠為客戶事先準(zhǔn)備了多種可選的產(chǎn)品選項，如顏色、款式等。供客戶在訂購產(chǎn)品時按照自己喜好來選擇，即在事先列好的選擇菜單中選定想要的顏色和款式等。工廠按客戶的要求進行生產(chǎn)組裝，最大限度的滿足客戶愿望。這種模式在汽車行業(yè)和計算機行業(yè)比較普及，如汽車的選裝件和計算機中不同的板卡等。

    普通產(chǎn)品的客戶化定制和復(fù)雜產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)重疊和并存都是使用PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品配置功能來管理的。軟件功能基本是一樣的，但其中含義差別很大，為幫助大家加深理解,正確實施。總結(jié)對比如下（表2）。

表2 配置功能的對比

    從表中可以看到，最大的區(qū)別在于復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)配置是一個過程，貫穿生產(chǎn)始終，可能會更改，因而有版本，有更改流程。普通產(chǎn)品生產(chǎn)配置代表的是客戶的訂單，不會更改（既便客戶變卦，處理的方式也是作廢舊訂單，重建新訂單，不會采用更改方式），因而沒有版本。

6 結(jié)語

    由于進度和成本的雙重擠壓，現(xiàn)在復(fù)雜產(chǎn)品的研制過程中采取了一些非常規(guī)的做法，導(dǎo)致階段技術(shù)狀態(tài)將不再是嚴格的串行排列。出現(xiàn)了技術(shù)狀態(tài)重疊和技術(shù)狀態(tài)并存兩種現(xiàn)象。技術(shù)狀態(tài)重疊直接導(dǎo)致技術(shù)通知單的濫用，間接導(dǎo)致歷史狀態(tài)的不可知。技術(shù)狀態(tài)并存直接導(dǎo)致技術(shù)文件辨識困難，間接導(dǎo)致人力資源緊張。面對這樣的情況，原來的底圖藍圖管理機制已經(jīng)不能滿足管理的需求。而PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品配置功能為解決這個問題提供了創(chuàng)新的管理方案。

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本文標(biāo)題：運用PDM配置功能管理技術(shù)狀態(tài)的重疊和并存

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