构型管理与PDM 系统研究

张志超

(浙江中航通飞研究院有限公司，浙江 湖州313200)

构型管理：在产品寿命周期内，为确立和维护产品的功能特性、物理特性与产品需求、构型文件规定保持一致的管理活动。

PDM：产品数据管理（ Product Data Management）。PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（ 包括零件信息、配置、文档、CAD 文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（ 包括过程定义和管理）的技术。

PDM系统是信息化技术以与构型管理理念相融合的产物。 相比于传统的构型管理模式，PDM系统在数据处理和异地协同方面很具优势，其能充分发挥构型管理的优势，优化管理程序，节约管理成本，提高管理效率，加深工程人员对构型理念的理解，推动构型管理发展。 下面我们就以某PDM系统的小型飞机项目为例，阐述PDM对构型管理的实现：

1 构型管理的工作内容

1.1 构型管理策划及计划

根据构型管理的要求， 由构型管理部门在可行性论证阶段开始进行构型管理策划， 确定型号研制各阶段应开展的构型管理工作及各阶段对应的构型要求和目标， 在预发展阶段初期形成构型管理计划。 作为型号实施构型管理的纲领性文件， 构型管理计划应明确：组织和职责、构型管理里程碑、构型标识、构型控制、构型记实、构型审核等。

1.2 构型标识

根据型号的特点、用户的特点以及立项批复的要求，在可行性论证阶段初步确定选型方案，在预发展阶段确定构型。 标准化部门编制各型号的图样和设计文件的编号规则， 各专业应按规定的规则进行构型标识。 型号或项目一般设立功能基线、分配基线、产品基线，一般增设两种内部基线：设计基线、制造基线。

1.3 构型控制

构型更改控制一般程序如下：提出更改申请、确定更改类别、编制更改建议、审批更改建议、编制更改指令、发放更改指令。 更改申请可以因产品设计、制造、供应商、试验、使用和支援中的出现问题而提出。 构型项偏离了构型文件的规定时，应办理偏离许可申请手续。 经批准的偏离许可申请仅在特定的有效范围内适用，不能作为构型文件的更改依据。

1.4 构型记实

构型记实的任务包括：记录并报告各构型项的标识号、现行已批准的构型文件及其标识号； 记录并报告每一项构型更改从提出到实施的全过程情况；记录并报告构型项的偏离和让步状况；记录并报告构型审核的结果，包括不符合的状况和最终处理情况；记录并维持已交付产品的版本信息及产品升级的信息； 定期备份构型记实数据，维护数据的安全性。

1.5 构型审核

构型审核的目的是验证型号的功能基线和分配基线是否已经得到满足， 以及满足构型基线要求的型号设计是否已经精确地用文件标识。构型审核结合各阶段评审及适航的符合性审查进行。除各阶段评审、 适航符合性审查及CCB 的要求外， 构型管理办公室（ CMO）制定审核计划，由项目部门组织审核。 构型审核包括功能构型审核与物理构型审核。

功能构型审核是对每个构型项的试验数据和质量保证记录数据的正式检查。物理构型审核是对制造构型项的工程图纸/设计数据、技术规范、技术数据、质保数据记录和试验记录的详细审核。 物理构型的审核是针对首件交付产品来执行的。 构型管理办公室（ CMO）制定供应商构型管理要求，在此原则下，供应商按合同/技术协议的要求，开展其项目的构型管理。

1.6 监视和测量

监视和测量的内容包括是否编制了构型管理计划； 计划内容是否完整、可行；是否进行了标识等内容；监视和测量的方法主要通过文件审签流程的控制，内、外部审核，各类评审，设计质量复查及构型审核，适航符合性审查等方式进行。

2 PDM 系统对构型管理的功能实现

某PDM系统提供图文档管理、产品结构管理、生命周期管理、工作流程管理、工程变更管理、零部件分类及重用管理等功能，可与三十余种主流设计软件进行无缝集成， 亦可与市场主流ERP 系统进行紧密集成，构建强大的综合企业信息系统。

2.1 图文档管理

图文档管理是系统的基础功能，也是实施PDM项目的必要前提。 其核心目的，是要让正确的文档，在正确的时间，发放到正确的人手上。 系统的图文档管理功能，涉及图文档的存储管理、编码管理、版本管理、权限管理、检索管理、可视化预览与圈阅、文档订阅等相关功能。 通过系统的图文档管理功能，可以确保图文档的编码唯一性，避免版本混乱等错误，并给用户以正确的权限控制，为研发团队的协同工作，提供必要的平台支持。

2.2 产品结构管理

系统提供非常强大的产品结构管理功能。 对于有装配结构的模型数据，可以直接根据模型的装配结构生产产品结构树；在系统中，可以方便地利用产品结构树来生成BOM表，并以EXCEL、PDF等多种格式导出。 利用系统的视图管理功能，可以根据不同业务部门的差异化需求，将同一产品结构以不同的视图形式展现。 产品从其投产到最终退出市场的整个过程中，因为零部件升级、更换供应商等原因， 其部分零部件往往会被不同版本或不同供应商的可替代零部件所替换，从而导致产品结构发生变化。 这为企业的运营、售后服务等带来许多麻烦，而系统所提供的基线功能，正好可以很好地满足这一需求。 系统的基线功能，可以通过基线的方式，在产品结构发生变化时，详细地记录下每个瞬间的具体产品结构状态。此外，通过基线功能还可以快速，直观地对比各个不同时期产品结构的差异。 因为零部件版本升级，或者更换供应商等原因，原本可用的零部件，可能会变得不再可用。 系统中的有效性管理功能，可以很好地对零部件的可用性进行管理。 用户可以按时间（ 范围）、生产批号、序列号等不同方式来管理零部件的有效性，以满足实际生产的需求。 对于许多产品而言，往往有不同的配置供用户选择。 不同的选配结果，形成了不同的制造BOM，为企业的生产带来巨大的挑战。 系统的配置功能，可以让产品研发人员将所有的可选项融入到一个通用的产品平台中，根据用户的选择快速地进行产品配置，从而得到具体的制造BOM，用于指导工厂实际生产，以实现对用户需求的快速响应。

2.3 生命周期管理

在系统中， 可以为不同的对象类型设置不同的生命周期模板，每种生命周期模板可以有数个不同的生命周期阶段， 不同的生命周期阶段，可以设置不同的用户权限。 对象类型可以根据预设的升级流程，在不同生命周期阶段之间进行切换，从而实现用户权限模型的动态更新。

2.4 工作流程管理

系统的工作流程，用于管理图文档签审等审批事项。 系统提供开放的流程定制平台，可以根据企业的实际业务需求，对系统的工作流程进行定制。 在系统中，工作流程管理与任务管理相关联，系统会根据预设的工作流程将工作任务分配给相应的责任人， 并对其任务执行情况和结果进行管理。 系统中常见的工作流程，包括图文档对象的签审流程、文档升级流程、工程变更流程等，都可以根据企业的实际业务需求进行灵活定制。

2.5 工程变更管理

通过系统的工程变更管理，可以系统地收集被变更的零部件使用范围，对受变更影响的产品进行充分地评估，并找出妥善的解决方案，避免因变更影响产品的设计与正常生产。 系统的工程变更管理，是一种特殊的工作流程，通常由四部分组成，即问题报告（ QR）、变更请求（ ECR）、变更通告（ ECN）、变更任务（ ECA）。 在工程变更的每个环节，都会涉及严谨的审批流程。 审批可以分为简易流程和标准流程两种方式， 可以根据具体的工程变更内容决定是用简易流程还是标准流程。通常情况下，80%的工程变更应该使用简易流程。在一个具体的工程变更中，只有变更通告（ ECN）和变更任务（ ECA）是必须的，即部分工程变更中可能没有问题报告（ QA）或变更请求（ ECR）。

2.6 零部件分类及重用管理

如何提升零部件的标准化程度及重复利用率，对于制造型企业来说，显得至关重要。 系统的专有模块，用于管理零部件的分类与重复利用工作。 通过模块对零部件进行分类管理，当设计人员需要用到一个零部件时，首先想到的不是去设计一个新的零部件，而是要去系统中查看，历史产品中有没有符合要求的零部件可以借用。从而尽可能地提高零部件的重复利用率， 减少物料数量的增长速度。