某军工企业PLM系统的工程变更管理研究

某军工企业PLM系统的工程变更管理研究
作者：赵萌 张云龙 陈方
来源：《科学与信息化》2019年第19期

        摘 要 某军工企业是中国兵器工业集团公司所属的集机械、电子、液压、自动控制、测试和计算机应用为一体的大型综合性技术应用研究所，是国防重点科研单位和兵器行业技术研究开发中心。为提高企业的核心竞争力，提升综合研发能力，该企业选择实施了基于最新的TeamCenter10为基础的PLM系统，用于管理企业在研发过程中与产品息息相关的信息，同时对相关过程进行管理，并集成相关的应用软件（UG NX、Cadence等）。本文主要针对该企业工程变更管理的现状及需求，分析其对业务工作的影响，提出解决思路。

        关键词 PLM；工程变更；解决思路

        1 变更管理现状分析

        经调研该企业实际的变更管理业务，目前企业的更改申请和执行过程是靠手工传递信息，从一个部门到另一个部门工作是串行的，每发生一次工程变更，必须逐一对不同位置的数据进行改图，效率低下，且更改没有关联性，造成更改的历史过程和更改知识缺乏可追溯性，增加了查找的时间；且设计人员对变更的优先级，即变更影响范围及影响程度没有明确的概念，所有的更改都是同一个级别，这样在实际的业务过程中，对设计变更的操作容易产生随意性，因此必须对更改类型细化和分类。

        基于以上原因和现状，企业需要一个合适的工程变更管理流程，该流程要能够在企业PLM系统中运行。具体需求包括：详细记录变更申请的责任人，变更原因和变更处理意见；健全的流程评审机制，包括通过、驳回和修改变更申请；确保所有变更关系可回溯、追踪；制定最佳流程，缩短变更实施周期[1]。

        2 工程更改问题分析

        2.1 更改分类

        企业的工程变更涉及设计、工艺、加工、档案等多部门，按照GJB3206A-2010的规定，根据更改内容对产品性能和质量的影响程度，该企业将更改类别分为三类，Ⅰ类更改：影响性能、结构、强度、互换性、通用性、安全性等的更改；Ⅱ类更改：不涉及性能、结构、强度、互换性、通用性、安全性等的更改和其他一般性更改；Ⅲ类更改：勘误性更改。经分析可发现其中Ⅰ类更改影响互换性，更改前后的零部件不能独立的相互替换，还需改变其他零部件与之配套才能相互替换，即并非所有用到该零部件的上级件都能使用更改后的新状态，此类变更须给更改后零部件重新申请新的编号；Ⅱ、Ⅲ类更改不影响互换，更改前后的零部件能独自的相互替换，所有用到该零部件的上级件都可以采用新状态，此类变更可采用修订新版本。

        2.2 更改要求

        企业的质量管理体系文件要求，设计类文件的更改由设计部门负责识别更改需求和类别，提出更改申请，编制更改申请，申请分两类《更改通知单》和《更改许可书》；研制产品由设计人员实施更改，编制《更改通知单》实行三级签署：设计、审核和批准；科研生产交叉产品和定型产品由工艺人员实施更改，《更改许可书》一般实行九级签署：设计、校对、审核、工艺审查、标审、审定、会签、批准和顾客代表意见。当需要经过试验、验证才能确定更改方案时，由设计部门先办理临时偏离技术资料许可书，进行试验、验证确认此更改可行后，再按照质量程序规定在PDM系统内正式办理《更改许可书》。

        3 基于PLM系统的工程变更管理

        PLM，即产品生命周期管理，贯穿产品从设计到退出市场的各个环节，目前该企业基于PLM系统建立了统一的产品数据管理平台，以BOM为主线，建立了模型、产品图样及各类技术文件的关联管理，且开发过程标准化、通用化大力推行，使得大部分零部件在很多产品上通用。工程变更管理，即基于PLM系统，通过建立严格的变更业务流程，涉及变更问题提出、变更申请、变更分析、变更实施、变更执行、变更通知等阶段，以此控制整个变更活动，记录更改涉及的所有对象的变化，保证产品信息的一致性和完整性。

        3.1 变更流程

        工程变更管理是PLM中的一个重要组成部分，而PLM系统能够对工程变更各个子流程中相关数据及工程变更活动进行跟踪、记录和控制。本文基于PLM系统，将工程变更细分为变更申请（ECR）、变更分析（ECA）和变更实施（ECN）。

        变更申请（ECR）是工程管理所必需的环节，旨在分析变更原因，是组织和执行相关变更的授权和依据；变更申请获得批准之后，每个变更负责人须全面分析变更影响的范围和程度，制定变更方案，即变更分析（ECA）阶段；最后变更实施阶段，负责人根据变更申请内容实施具体变更，此时可将变更前后的数据与变更任务相关联[2]。

        3.2 变更模型

        工程变更流程是针对该企业研发中的图样和技术文件进行规范管理的操作流程，变更流程适用于已经发布的数据、已经发布且完成归档的数据和试制生产过程中的数据变更。变更流程分为申请、分析和实施执行三个部分，申请是对需要更改的原因、更改的内容进行提出和审批过程；而分析是对更改的影响进行评估以确认此次更改执行换号还是换版本的过程；更改执行是对批准后的更改具体执行结果进行产品设计方面的修改、校对、审核和批准，以及工艺、标准化和档案审核的过程。

        PLM系统中采用面向对象的管理模式，如图1所示。零组件是管理产品信息的基本对象，它既可以表示一个最终产品，也可以表示一个装配件或零件。零组件版本对象用于表达零组件对象的更改情况，每一次更改形成了不同的版本。如“Z0000015063/A”、“Z0000015063/B”、“Z0000015063/C”、都附属于Z0000015063-齿轮，通过引用关系来表达零组件之间的装配关系。

        当需要发生工程变更时，首先由变更负责人创建工程变更申请。变更申请对象中需要填写必要的变更属性，例如更改原因及依据、更改类别、更改影响到的零组件、更改意见等信息。以供变更审批人对此次更改做出评评估，看是否需要变更。变更同意后这些信息还可供变更责任工程师参考，从而保证工程变更的效率。如下图2所示。

        创建完成之后将变更申请对象指派“流程”，程序会自动为该类变更创建申请审核流程，其中执行更改步骤需要进行完成检查，是否关联了更改结果对象以及更改结果是否已完成审批。

        3.3 变更管理中的数据管理

        变更管理中所涉及的产品数据往往比较复杂，所以必须确保数据修改与版本升级保持一致，以便在任何时候都可以获得完整一致的描述产品维护状态的数据。同时，记录数据的版本演化关系，保证数据的可跟踪性。对此根据企业具体的变更业务，针对零部件具体的变更情况，在PLM系统中建立相应的管理模型，如下图3所示。

        每个具体的变更是以基本对象模型存在的，即可以根据具体对象查询到相关信息，如基本的属性信息、受影响零部件对象、变更后产生的零部件对象以及更改前后零部件的明细表等[3]。

        4 結束语

        本文通过分析某企业目前的业务现状以及工程变更管理上的需求，建立了能够集中存储与变更相关的所有信息的功能和机制，规范了工程变更管理流程，实现了基于PLM系统的变更流程的详细应用，包括变更对象的模型实现，变更流程中的权限管理和数据管理，变更申请流程和执行流程的实现。

        参考文献

        [1] 于洋.产品数据管理系统中工程变更管理的研究与实现[M].长春：吉林大学，2009：5.

        [2] 张伟.基于PLM的工程变更管理技术研究[M].重庆：重庆交通大学，2012：114.

        [3] 王健.基于PDM的工程变更管理在生产中的应用[J].计算机应用技术，2008，（3）：81-83.

        作者简介

        赵萌（1987-），女，陕西人；工程师，现就职单位：西北机电工程研究所，研究方向：PLM/CAD。