论产品生命周期管理中机号管理方法

韩晓明

（石家庄天远科技集团，河北 石家庄 050035）

1 前言

产品生命周期管理(PLM)系统在计算机中给每一个虚拟的产品、部件、零件、毛坯、材料等对象赋予唯一的设计号。随着设计、仿真、试验等设计工作的不断改进与完善，每一个设计号附带的版本和版次号也随之变化。在工厂进行产品样机、小批生产、批量生产和改进升级等不同生产阶段中，PLM 系统都会将特定版本和版次的设计号发布到ERP 系统进行生产。

在企业资源管理(ERP)系统中，每批产品的生产阶段可能不同，接受到设计号的版本或版次也可能不同，加上不同供应商提供相同的产品或零部件之间也会有所差异，所以在生产过程中ERP 必须给每一个物理的产品、部件、零件、毛坯、材料等对象规定唯一的物料号。比如同一批1 万个产品，每个零部件的设计号各自关联了1 万个零部件的物料号。如果由多个供应商参与生产，则每一个物料号分别带有相应供应商的信息。

从开始设计到产品停止改进的设计生命周期中，PLM 系统的设计号有效地管理虚拟产品的各类数据。从开始试制样机到完全停止该型号产品生产的生产生命周期中，ERP 系统的物料号有效地管理物理产品的各类数据。PLM 设计号与ERP 物料号的集成，打通虚拟产品数据和物理产品数据之间的双向追溯，解决了设计生命周期和生产生命周期的产品数据统一管理问题，大幅度提高产品设计与制造质量。

然而，一旦产品销售出厂后便出现很多不尽人意的事情。例如，制造商无从了解用户如何使用产品、产品在不同环境下的真实性能和故障、操作人员有什么习惯和新的需求等。使用商的新员工不能迅速掌握产品的操作特点，能耗高，效率低，同类故障频发，生产力低于行业的平均水平。维修部门不了解设备实际健康状态，不是过度保养，就是保养不足。在产品临近寿命终点前，没有准确的数据说明它的剩余价值，无法采取合理的维修或报废措施，造成工程上的重大隐患或事故。维修商无法根据产品实际消耗进行合理保养、储备合理的备件、维修不同批次稍有差异的产品时，服务人员跑了上百公里发现带来的备件不合适。销售商不了解用户使用产品的具体情况，很难发现新的商机。融资商无法监控移动资产的金融风险，不可能开展工程机械融资业务。由此可见，只有把用户使用产品的数据进行有效管理，为使用商、维修商、销售商、制造商和融资商等五类用户创造新的价值，才算是真正做到产品全生命周期管理。

2 机号管理

图 1 产品使用生命周期管理模型

产品出厂后，用户给它赋予一对一的标识号。不管这个产品转战经过多少用户的手，这个标识号在使用生命周期中都不会变。产品唯一的标识号称之为“机号”。以机号为核心，统一管理相关的制造商、销售商、使用商、维修商、融资商在使用生命周期中数据的系统称之为机号管理。机号管理的产品使用生命周期数据模型见图1。

挖掘机作为工程机械的典型代表，机号管理的核心层包括机号、人号和项目号三大类数据。管理层关联核心层对应的全部销售与运维、人员、工程等数据类型。执行层以工单为主要形式对产品使用生命周期全部数据实施管理。机号管理的最终目标是降低成本层中各项经济指标，提高利润层的各项经济指标。传统设备管理以成本为核心，机号管理变成利润为核心，为使用生命周期服务商实现良性循环提供持续的动力。

机号管理要记录挖掘机每天工作地点、工作时长和工作负荷、挖掘机工作时发动机的转速、扭矩，挖掘与旋转速度、实时工作油耗、水箱温度、报警等工况的运行状态数据。还要记录挖掘机每一次保养，故障发生的时间、地点和具体现象，详细记录每一次维修时间、人员、地点和零部件替换的过程，登记各式各样改装的时间、地点、改装人员、改装内容和检验结果等健康状态数据。由此可见，机号管理相当于为每一台挖掘机建立一份详细的健康档案，记录下该台设备从出厂后到最终报废的整个使用生命周期都干了些什么活，性能如何，出了哪些故障，如何进行保养和维修，每一个维修保养零部件和整机的剩余价值等信息。最后，利用大数据技术，从成千上万的挖掘机档案中可以挖掘出在不同地点、不同负荷、不同季节、不同操作习惯下各类型号挖掘机的运行与健康状态特点；挖掘出不同年代、不同地域、不同季节、不同工程项目的开工规律；还可以挖掘出不同操作手、不同挖掘任务的操作习惯和节能减排的技巧，等等。

每一台挖掘机在使用生命周期会涉及不同客户和人员。机号管理把有关的客户、工程项目、机手、销售、维修等各类员工信息记录在案。在转手的时候，挖掘机作为二手机的残值，历史上曾经转让的记录，以及每次故障的详情、替换的备件等一一记录在案。如果该挖掘机作为租赁方式供客户使用，则详细记录每一次租赁的时间、地点、工程项目等使用情况。如果该挖掘机采用非全额付款的销售模式，机号管理还需要跟踪债权设备的融资情况，并根据挖掘机实时运行的工况数据，管控租赁挖掘机的工作负荷，保障设备的安全。在管理层记录了每个产品在使用生命周期的时间序列数据及其相互联系，参见图2。

图 2 产品使用生命周期时序数据

3 “六”号管理体系

单纯的机号管理不能创造明显的价值，必须将产品使用生命周期的数据管理和各项业务活动有机结合起来，为各种用户提供增值服务，才能把大数据技术转化为经济效益。天远科技集团在2003 年初开发以机号管理为核心的人号管理、件号管理、工程号管理、故障号管理、债权号管理等“六”号管理系统。经历十多年的不断建设，构造起工程机械大数据服务平台，给五类合作伙伴带去信息化的丰硕成果，参见图3。

图 3 工程机械大数据服务平台

3.1 人号管理

在产品使用生命周期，针对每一台挖掘机关联的各方面人员都设置唯一的ID 号，详细记录该人员相关的每一项业务。现场生产操作和维修服务人员通过智能头盔采集、识别、传输各项业务活动数据。人号管理能够随时开展某项业务指标或综合业务指标的精准评价。基于人号相关信息，维修商可以评价服务人员的业绩，销售商可以评价销售人员的业绩，使用商可以评价操作手的油耗和工程量等生产业绩，等等。再从单个人员的评价推广到对部门、品牌、工程项目的综合评价。人号管理基于精准评价可以做到明码标价、公开透明，实现差别对待、合理奖惩。图4 给出一线服务人员的12 项考核指标及奖励范围，员工根据实时完成比例（颜色代表完成的等级）可以自行计算出全部收入。系统极大地调动每个员工的积极性。

图 4 服务一线人员收入实时计算

3.2 件号管理

机号管理收集和管理每一台挖掘机的维修保养结构。每个需要维修保养的零部件都赋予唯一的标识，称之为件号。件号包括类型、型号、规格、供应商、出厂日期，仓储位置、运输工程和维修历史等信息。针对全部消耗件、易损件、备用件等零部件分别建立相应的进销存管理系统，详细记录每一个零部件从设计、生产、各级仓库库存，直到安装到具体机号的全生命周期信息，参见图5。制造商根据件号管理追溯每个零部件的质量，精准指向需召回零件的ID。维修商利用件号管理，结合机号管理及时发现维修商机，合理制订零部件预定和备货计划，在零件周转上精准地实现先进先出的管理。

3.3 工程号管理

针对设备施工的工程项目设置唯一ID 标识的工程号，搭建能够记录和追溯工程名称、总投资、资金来源、投资方、项目负责人、承包方负责人、工程类别、工程所在地、开工日期、总工期、剩余工期、设备需求量、已进场设备数量、缺口设备类型、缺口设备数量、属具等信息的工程号管理系统。利用工程机械的GPS 信息和工作负荷数据，系统实时显示项目拥有的工程机械数量，识别工程项目的进展状态。图6 是河北省全部挖掘机的地理位置及施工量分布图。项目投资方从工程号管理系统中可以随时了解指定工程项目的大致进度。销售商利用实时工况信息来甄别市场商机，拟定合适的商务政策。维修商结合实时工况数据，协助做好施工设备的日常维护保养及故障修理。使用商不仅可以看到设备在此工程施工的收益，同时可以及时进行合理的调配。制造商则可以获知不同型号的设备在不同工程项目中的能力表现，融资商可以随时查看债权设备的分布与工作状态，评估金融风险。

图 5 件号管理

3.4 故障号管理

针对每台设备每一次故障，详细记录机号、故障发生时间、故障现象、故障代码、故障部位、故障诊断记录、故障修理记录等信息，构建故障号管理系统。图7 展示不同部位故障发生次数与工作时间的统计、图8 在地图上展示故障处理记录、图9 展示不同规格不同部位首次故障发生的平均时间。结合机号管理可以收集故障发生前、故障排除后设备的运行状态数据和健康数据，找寻故障发生的规律，开展故障预测分析，合理安排维修保养服务。使用商从故障号管理找出机手异常操作的问题，易发故障的工程项目，主动配合维修商的服务，提高设备出勤率。维修商不断提升预防式服务水平、协助制造商对产品的设计和生产进行精准的改善。制造商可以发现故障发生的规律，有利于不断改进产品质量和性能。

图 6 挖掘机在河北省的施工工程分布

3.5 债权号管理

针对非全款购机合同设置对应的债权号，搭建机号、合同号、应收期数、时间、应收金额、实收期数、实收时间、实收金额等债权号管理系统，详细记录设备每一次交易的债权信息。使用历史信用度及当前信用度构建客户信用度评估模型，详见图10。系统利用机号管理提供的设备运行状态、移动位置等数据，结合客户信用度可以发现什么类型工程的用户极易发生逾期。图11 展示每辆债权设备每次移动的距离。对于有还款意愿但缺乏资金的客户，系统主动匹配相应的工程信息，帮助他们承接工程项目。对于信用度低的客户，系统会进行主动提醒、警告、锁机等处理。

图 7 一级部位故障次数与服务工单

4 信息服务的效益

信息服务商利用互联网技术采集、传输、存储、分析产品使用生命周期的各类数据。针对使用商、销售商、维修商、制造商、融资商等用户的不同需求，将收集到的机号数据，加工成人号、件号、工程号、故障号和债权号等五号管理数据产品，为使用生命周期的各类用户提供增值服务。

使用商利用工程号管理实时掌握工程进度，及时将合适的设备调配到合适的作业面，充分发挥每一台设备的效能。必要时使用商可以从信息服务商得到更多的工程项目信息，扩大工程项目的商机。使用商利用人号管理掌握每一个设备操作员的实际操作习惯，例如知道哪个挖掘机驾驶员比较省油，哪个驾驶员容易发生过载操作等。人号管理规范各类操作习惯的评价方法和衡量指标，奖励先进，教育后进，提高全员工作效率，从而降低生产成本，提高安全生产能力，防止违规事件发生。使用商利用故障号管理，提高设备无故障工作时间，降低维修成本，避免突发事件造成的停工损失。物流行业接受信息服务商提供的六号管理服务，生产成本降低5% 以上，业务增加10% 以上，故障和重大事故降低80% 以上。

销售商利用工程号管理实时掌握管辖区域工程项目的分布及其工程进度状态，分析和预测各个工程项目对设备的需求或闲置信息，挖掘不同类型的商机，制订相应的销售策略。例如长期跟踪和短期交易的合同，在工程号管理系统的辅助下，降低长期跟踪项目的成本。通过人号管理分别给予不同比例的销售提成，从而提高整体销售团队的竞争能力。同时，利用债权号管理信息拟定老客户再次采购的商务条件，奖励诚信客户，有效降低销售商的债务风险。挖掘机销售商利用六号管理的数据服务，销售成本降低50%，市场占有率提高10%，在同行业中实现零债务风险的奇迹。

图 8 服务工单查询

维修商利用机号管理系统实时了解每一台设备的运行与健康状态，按照实际运行的负荷与设计标准，提出合理的保养计划，避免设备突发故障时维修保养业务的流失。维修商从机号管理中发现设备操作异常，一方面提醒使用商改变错误的操作方式，减少对设备的损害，同时也给销售商提供有关索赔事件的旁证材料。在故障号管理中，维修商能够找到设备的维修历史，结合多年积累的维修案例，快速诊断故障原因，适当合并维修与保养服务项目。再从故障号管理中选派使用商评价好的服务人员，参照最佳的维修案例提供服务。在人号管理中详细记录每次维修的路程、时间、次数和评价，给一线服务人员进行服务水平排队，提供透明的奖励，不断提升服务能力，降低服务成本。通过故障号和工程号管理，维修商每季度可以更准确地预测未来各类备件和消耗件的需求量，避免资金的长期积压。以挖掘机维修商为例，利用上述六号管理的服务，维修业务增加10%，成本降低10%，客户的忠诚度提高80%。

图 9 首次停机故障发生工作小时数（平均）

融资商利用债权号管理信息，分析首次逾期发生在第几期、是否月月有回款、逾期发生次数与频率、逾期锁车后多长时间回款及回款比例、逾期锁车频率、是否发生过以设备故障为由拒绝还款等信息。利用工程号管理收集该工程机械所施工的工程信息，准确评估贷款客户的还款意愿和还款能力，及时制定帮助、锁车或回收等有效控制金融风险措施，保障资金的绝对安全，推动融资业务在移动资产领域顺利开展。同时，融资服务促进销售业绩增加50%以上。

制造商获取单纯的设备运行工况数据，只能做有限的改错分析，很难做出精准的改进与优化决策。信息服务商在提供设备运行工况数据时，附加设备的运行地理位置、负荷、时长、操作员的习惯、故障发生时间、故障排除方法、故障前后的工况数据等等。制造商根据设备在不同地域、不同季节、不同工作对象、不同负荷、不同操作习惯、不同故障排除方法等因素下的实际运行工况数据，对比实验室不同测试环境下的工况数据，找出真正可以改进产品质量，创新产品功能的解决方案，从而在同行业中开发出无与伦比的优秀产品。物流车和挖掘机的制造商为了获取带有运行状态和健康状态的设备工况数据，宁愿付出高昂的代价。

图10 客户信用度评估模型

信息服务商用机号管理推动制造商加快产品更新换代的节奏、使用商持续实现节能减排的目标、销售商用租赁服务实现制造服务业的华丽转身、维修商加快预测维修的步伐、融资商进一步扩大移动资产的金融服务，在新一轮工业革命中扮演越来越重要的角色。

图 11 债权设备位移监测