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产品数据模型的建立及有效数据的积累方法
杨建峰
1.前言
在有效实施信息化之前，大多数企业员工抱怨每天要做低效的重复数据整理和输入工作：本该上游部门提供的信息总是不齐全，下游部门总是抱怨自己没有提供充分有效的信息。许多企业一直就这样带病运行着，许多专家学者称之为“部门壁垒”。
实施过信息化的企业情形要好一些，不过在取得电子图文档快速浏览、基于产品设计结构快速生成报表、电子工作流程快速传递等初步应用效益后，不少企业产生了新的抱怨：有的企业在涉及到和生产衔接的问题上发现了新问题：技术员在处理车间问题反馈时常常想到底车间还有多少在制品，他们处于何种状态，我这么改会不会为时已晚？下发通知单后车间操作员是否执行了技术通知单的要求、车间内的蓝图有没有随着更改通知单完成正确的修改？甚至有的企业发现自己应用的系统不过是手工作业向计算机作业的复制，系统并没有带来更为合理的业务方案。
准备信息话的企业主管们不禁发问：到底产品数据应该如何管理，如何实现有效数据的积累才不走弯路？
2.数据模型的规划和实施原则
我们来看一个真实的发电设备产品从初步设计到交付客户总结鉴定过程中发生的数据：
| 阶段 | 序号 | 名称 | 阶段 | 序号 | 名称 |
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1 初 |
1 | 可行性分析报告 |
3 工 作 图 设 计 |
17 | 工艺规范 |
| 2 | 技术协议书 | 18 | 粗加工件图 | ||
| 3 | 技术任务书 | 19 | 毛坯图 | ||
| 4 | 产品方案图（总图草图） | 20 | 装焊图 | ||
| 5 | 产品计算方案（草案） | 21 | 通用工具明细表 | ||
| 6 | 工作原理及系统图（草图） | 22 | 专用工具明细表 | ||
| 7 | 研究试验大纲 | 23 | 过程卡及目录 | ||
| 8 | 初步设计说明书 | 24 | 操作卡 | ||
| 9 | 初步设计评审报告 | 25 | 焊接工艺(过程)卡及目录 | ||
| 10 | 产品策划计划任务书 | 26 | 压力容器主要零部件制造过程跟踪卡及目录 | ||
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2 技 |
1 | 研究试验报告 | 27 | 装配工艺卡 | |
| 2 | 第一批予提资料（一次性通知单） | 28 | 锻压工艺卡 | ||
| 3 | 产品成套明细表（初稿） | 29 | 热处理工艺卡(“工票”) | ||
| 4 | 计算书、计算单（草稿） | 30 | 标准件材料定额 | ||
| 5 | 总装配图（草图） | 31 | 冷加工、装配材料定额表 | ||
| 6 | 主要部件装配图（草图） | 32 | 工艺性辅助材料工艺定额表 | ||
| 7 | 主要零件图（草案） | 33 | 工装设计任务书 | ||
| 8 | 辅机设计任务书 | 34 | 专用工装图 | ||
| 9 | 工艺方案或试制要点 | 35 | 工序质量控制点文件 | ||
| 10 | 工艺试验大纲 | 36 | 工艺文件目录 | ||
| 11 | 试制鉴定大纲 | 37 | 设计文件目录 | ||
| 12 | 标准化综合要求 | 38 | 产品技术条件 | ||
| 13 | 技术设计说明书 | 39 | 供应项目清单 | ||
| 14 | 技术经济分析报告 | 40 | 出厂(随机)资料清单 | ||
| 15 | 技术设计评审报告 | 41 | 产品说明书 | ||
| 16 | 技术设计评审后设计改进报告 | 42 | 标准件汇总表及目录(文件夹) | ||
| 1 | 总图（总装配图） | 43 | 外购件汇总表及目录(文件夹) | ||
| 2 | 装配图 | 44 | 外协件汇总表及目录(文件夹) | ||
| 3 | 零件图 | 45 | KKS编码汇总表 | ||
| 4 | 外形图、安装图或负荷分布图 | 46 | 图样明细表（栏） | ||
| 5 | 装箱单、装箱单目录 | 47 | 备品备件汇总表 | ||
| 6 | 包装箱图 | 48 | 随机工具汇总表 | ||
| 7 | 第二批予提资料（技术通知单） | 49 | 底图更改通知单 | ||
| 8 | 产品成套明细表(正式) | 50 | 技术通知单 | ||
| 9 | 产品综合零件明细表 | 51 | 计算书，计算单 | ||
| 10 | 出厂图样 | 52 | 计算数据 | ||
| 11 | 图样目录 | 53 | 采购规范 | ||
| 12 | 产品特性值重要度分级表 |
4 总 |
1 | 试制总结 | |
| 13 | 质量分等表 | 2 | 标准化审查报告 | ||
| 14 | 工艺试验报告 | 3 | 产品图样技术文件完整性检查表 | ||
| 15 | 焊接工艺守则（作业指导书） | 4 | 运行试验报告 | ||
| 16 | 金工工艺守则（作业指导书） | 5 | 产品鉴定书 |
我们来简要分析一下上表中的数据：
1) 在方案设计阶段：
a、可行性分析报告、技术协议书、技术任务书、产品方案图（总图草图）、产品计算方案（草案）、工作原理及系统图（草图）、研究试验大纲、初步设计说明书、初步设计评审报告、产品策划计划任务书这一系列文档围绕“产品”和“关键零部件”这两个核心展开。
2) 在技术设计阶段：
a、研究试验报告、总装配图（草图）、辅机设计任务书、工艺方案或试制要点、工艺试验大纲、试制鉴定大纲、技术设计说明书、技术经济分析报告、技术设计评审报告等技术文件是围绕产品而展开的技术性文档；
b、计算书、计算单（草稿）、主要部件装配图（草图）、主要零件图（草案）、标准化综合要求、技术设计评审后设计改进报告等技术文件已经展开了关键零部件的设计工作，产品结构在此时已经出露端倪；
c、产品成套明细表（初稿）、第一批予提资料（一次性通知单）等两种技术文件是对产品结构、关键零部件的一次汇总报表。
3)在工作图设计阶段：
a、总图（总装配图）、装配图、零件图、外形图、安装图或负荷分布图、出厂图样、包装箱图、产品特性值重要度分级表、质量分等表等均作为原始设计资料围绕零部件这一核心展开，图纸上已经明确了完整的产品结构。
b、产品综合零件明细表、产品成套明细表(正式)、第二批予提资料（技术通知单）、图样目录等文件是对产品结构的不同形式表现或原始设计资料的汇总报表；
c、粗加工件图、装焊图、操作卡、装配工艺卡、热处理工艺卡(“工票”)、标准件材料定额、冷加工、装配材料定额表等文件围绕着零部件这一核心，展开了工艺设计的工作
d、通用工具明细表、专用工具明细表、过程卡及目录、工艺文件目录、外协件汇总表等是对上述工艺性内容的汇总报表
4)在总结鉴定阶段：
a、试制总结、标准化审查报告、运行试验报告、产品鉴定书等是对最终产品的总结；
b、产品图样及技术文件完整性检查表是对该产品组成零部件所涉及到的产品图样、技术文件的一次最终检查。
从上文的数据描述和分析，不难得出：产品数据是以零部件为核心、以产品结构为主线、关联技术文件的一种模型，简化了的示意图如下：
图一、产品数据模型之零部件与技术文件对象模型范例
图二、产品数据模型之工艺卡片范例
图三、 产品数据模型之设计与工艺核心对象模型范例
从我们的行业经验来看，遵循如下步骤和原则即可规划出切合企业实际的模型：
1). 以产品和零部件为核心，围绕产品结构这条主线去寻找描述核心管理对象的文件资料，把这些文件中的核心管理对象挖掘出来,刻画出这些管理对象和其他管理对象间的关系、属性、定义、描述和范例。
2). 把视角转向产品生命周期，找到不同阶段、不同部门在这些技术文件上所做的工作，找出多个部门相关和重合的信息，在规划数据模型是减少多个部门之间数据的重复定义和二义性定义内容。
3). 基础产品数据模型初步规划好之后，根据不同的业务应用需要(如设计BOM管理、工艺信息管理、车间问题反馈、ERP集成等)，规划应用功能与业务流程的匹配。
4). “建立一个模型，制定一套标准”。优化产品数据模型，并再此基础上制定数据管理标准，确保各个部门新系统的使用过程中杜绝重复定义和二义性内容。
在数据模型规划工作的组织上，做好三件事可以确保数据模型和管理标准的正确性：
1).理清并规范各类技术资料的真实表达。只有明确的数据表达，才能正确分析和建模。
2). 规范信息资源，实现应用协同。“部门壁垒”产生的技术原因之一，就是缺乏信息资源规范管理；数据模型规划过程就是开始建立数据标准的过程，从而为整合信息资源，实现应用协同奠定基础。
3). 产品数据模型和数据管理标准不仅描绘了企业产品数据和业务流程操作规范，更能够掌控应用软件选型与实施的主动权。此外在建立数据模型时，除了上文介绍的基本内容外，还要参考版本管理、对象嵌套、复杂关联、多视图、生命周期等PLM领域最佳行业实践和解决方案，形成适合本企业的产品数据模型和数据管理标准。
在以往信息化建设过程中，企业只看（听）功能介绍，不问数据模型；不总结提升自己的先进管理模式，过分强调管理流程和部门职能适应外来软件，最终做出 “削足适履”的憾事；把握好如下原则，企业在数据模型规划和实施过程中可以掌握好主动权：
1). 坚持“一把手原则”，一把手通过学习形成正确的思路，搞好调研、分析和正确决策；
2). 成立由中高层管理人员与信息中心参加的总体规划设计组，进行产品数据模型规划，其间分析吸收多家供应商的软件功能与数据结构；
3). 用经过评审的产品数据模型规划方案来指导系统选型，并用以控制和协调多种应用软件项目的实施；
3.有效数据积累的方法
有了完善的产品数据模型和数据管理标准，如果没有数据，PLM就会成为空中楼阁。一般来说，有效数据积累的方案有两种方式：
1).全面上线的推土机式
在完成典型产品验证的实施阶段后，企业即可组织专业团队（内部整合或者招聘新员工）整理目前在产所有产品的数据，厘清产品结构，按照更改通知单和现场蓝图修订电子文件， 然后把所有电子数据导入到PLM系统，最后选择一个好日子全部上线，完成新老工作方式的“改朝换代”。
这种方式以全部业务进行切换为上线标志，需要企业投入大量的人力、物力来整理、清洗和核对数据，进度较慢。
2).单点突破的尖刀式
在完成典型产品验证的实施阶段后，扩展典型产品所在的产品系列（典型产品的选择事先考虑了后续产品系列上线），企业组织专人仅仅整理该系列产品涉及到的数据，厘清产品结构，按照更改通知单和现场蓝图修订电子文件，然后把所有电子数据导入到PLM系统，最后选择一个好日子在该系列产品上线使用PLM系统，形成企业技术管理革新的“根据地”。在完成“根据地”建设后，进而去整理其他系列的产品数据，最终实现“全国解放”。
这种方式是以典型产品（系列）为突破口，随着进入系统的产品系列的不断增多，各个部门的业务越来越顺畅。
采用哪种方案需要结合企业实际情况来确定，并最终取决于企业文化和一把手的决心。
4.结束语
以产品和零部件为核心、以产品结构为主线，建立全相关的产品数据模型，进行有效的数据积累是诞生9年的PLM理论持续完善的领域，目前国内外的PLM厂商理论研究进展各不相同，不同的实施团队、不同的实施方案导致了不同的实施效果。这两项内容和企业实施步骤对企业成功应用信息化成败与否起着决定性的作用。企业在信息化建设前期引入咨询、在实施过程中引入监理来规划一个完整的产品数据模型和数据管理标准，监理软件商实施过程正和时宜。
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