對科研院所生產過程中設計更改應用管理的分析

王中華

【摘要】科研院所承擔電子產品的研制、生產和服務的任務，主要生產方式為試制、小批量生產，產品結構呈現為“高、精、尖、特、專”，在產品生產過程中出現設計更改是不可避免的，如何解決好生產過程中設計更改應用管理是院所面臨的課題。本文通過對產品數據管理系統與生產制造管理系統集成的介紹與分析，實現生產過程中設計更改應用管理。

【關鍵詞】科研院所 生產過程 設計更改 應用管理

中圖分類號：C939 文獻標志碼：A

隨著外部需求的變化和發展，科研院所承擔的系統和設備的研制、生產和服務的任務有了較大變化，呈現出產品功能高度復雜，跨地域設計制造、研制生產高度交叉且周期短、技術狀態控制難、質量控制要求高等諸多特點。而科研院所主要生產方式為試制、小批量生產，產品結構呈現出“高、精、尖、特、專”等特點。

設計更改（也稱設計變更）是指企業在產品研制、生產和服務等全生命周期中，由于設計改進、工藝工裝要求、制作協調等要求，對某個產品或相關產品、文檔等進行修改的活動。

“產品，質量第一”，這是對產品的首要要求，在整個研制生產過程的管理中，技術狀態管理是非常重要的，而設計更改的實施和管理又是技術狀態管理的一個重要環節，也是顧客重點關注和控制的。面對產品研制生產過程中出現設計更改的不可避免，質量管理嚴格與研制周期短的要求，如何做好研制生產過程中設計更改的管理，也就成為科研院所面臨的難題。通過建立相應的管理機制，利用信息化的管理手段，是實現生產過程中設計更改控制的有效途徑，是提高研制質量、縮短研制周期的重要手段。

一、業務需求和流程分析

需求變更、工藝改進以及設計需求變化等使產品的設計更改不可避免，尤其在以高新技術為主的系統和設備的研制中體現得更為明顯。既然設計更改不可避免，設計更改管理對科研院所生產過程就尤為重要，即通過建立嚴格的更改業務流程，在手工或計算機工具支持下，使更改活動始終處于可控的狀態，并記錄更改涉及的所有對象的變化，保證相關信息的一致性、完整性和可追溯性。

由于企業生產的產品不同，生產的組織、方式、產品都會有差異，因此需要針對企業生產的特點，具體分析，以找到適合自己的管理方式。

（一）分析要解決的問題

目前我國系統和設備的研制總體來說處于快速發展的階段，研制過程中采用大量新技術、新工藝、新材料，技術上引進消化吸收與自主創新并舉，產品在試制、小批量生產過程中出現設計更改不可避免且頻度較高，這給生產過程的管理帶來客觀困難，概況如下：

1.滿足產品狀態追溯，質量控制的要求

“產品，質量第一”，作為產品承制單位實施技術狀態管理是基本要求，也是ISO9001質量體系的重要要素，而設計更改的管理是其中的重要內容。面對研究院所多品種、小批量的生產實際，在研制生產過程中，設計更改應用管理往往成為最難以控制的環節。

2.滿足研發與生產協同的要求

新技術、新工藝、新材料的大量應用，為高頻度的設計更改埋下了伏筆；而研制生產高度交叉且周期短又是現實要求。面對設計與試制并行的客觀事實，傳統串行、手工方式已經難以應對和滿足生產交付節點的要求。

3.應對多狀態生產管理的要求

企業產品不但具有批量小、種類多、結構復雜等特點，在一定階段內還存在同一種產品、不同狀態同時處于生產狀態（如改裝升級狀態、國產化狀態等），一旦生產過程中出現設計更改，人工手段很難做到有效管控。

（二）分析行業與企業的特性

科研院所的科研生產業務主要是根據顧客需求提供產品設計、材料制造、工藝研究、試驗評定、批量生產以及使用維護保障等系列性、集成性的成品研制任務。這些企業通常都具有以下特性：

1.企業具備較為完善的質量管理體系；

2.產品研制涉及的科研流程長、質量程序多、質量要求高，顧客的關注程度高；

3.企業擁有一定信息化管理手段，部分已經實施產品數據管理（PDM）、計算機輔助工藝規劃（CAPP）、制造執行（MES）、質量信息管理等信息系統，但集成應用不高，普遍處于集成建設級；

就本企業看，還有下列特點：

1.從產品類型看，覆蓋了系統級產品、整機級產品、分機、模塊、組件、元器件、軟件等，還包括外部大系統的綜合聯調；

2.從生產規模看，不同產品的生產數量從單臺（套）、十幾臺（套）到幾千臺（套）不等；

3.從生產組織看，主要按照項目方式進行，生產任務并行，人員交叉嚴重；

4.從生產類型看，既有試制，也有小批量生產，還存在同一產品多狀態同時生產；

5.從管理手段看，企業已經建立產品數據管理系統（PDM），并運行多年，生產制造管理系統初步建立，并開始運行。

（三）分析企業的業務流程

按照“技術狀態”管理要求，產品設計更改主要包括：更改啟動、更改準備、更改實施、更改檢查四個階段。

（四）業務需求

通過對研制生產過程中設計更改存在的問題、行業與企業的特l生及企業本身的業務流程分析，我們可以看出，新形勢下科研院所要面臨重點提升生產過程中設計更改的控制能力，以應對科研生產任務對企業提出的管理要求。

第一是構建投產技術狀態管理規范，規范投產過程的技術狀態，主要包括：

1.MBOM組成；

2.MBOM創建流程；

3.職責與操作要求；

4.MBOM變更控制。

第二是實現設計（PDM系統）到生產（生產制造管理系統）的信息系統集成，以支撐管理規范的落實，主要包括：

1.建立投產前狀態檢查管理；

2.按照訂單（項目），建立MBOM管理；

3.建立生產狀態變更控制管理，實現生產制造管理系統與產品數據管理系統（PDM）的變更聯動；

4.建立生產狀態變更與生產過程控制的管理，實現生產狀態變化對生產過程觸發。

二、應用實施

規范與手段的有機結合，是實現有效管理必由之路，尤其是信息系統建設尤為重要。多數科研院所已擁有一定信息化管理手段，且普遍存在按照職能管理域進行信息化建設，基本處于集成建設階段，所以要解決生產過程中設計更改應用管理問題，通過產品數據管理系統與生產相關系統的集成是一條必由之路。

下面，通過本企業生產制造管理系統與產品數據管理系統（PDM）集成，談談科研院所如何實施生產過程中設計更改應用管理。

（一）實施環境

本單位是一個綜合性研究所，生產任務分為研制（含預研）、批生產項目，產品類型覆蓋了系統級產品、整機級產品、分機、模塊、組件、器件、軟件等，還包括外部大系統的綜合聯調。每種產品的訂購數量從單臺（套）、十幾臺（套）到幾千臺（套）不等，是一個典型的工程研制型企業。企業歷經多年的信息化建設，已經初步建立覆蓋設計、生產、職能、資產的信息化管理平臺，但“信息孤島”還較為嚴重，設計到生產環節的信息傳遞方式較為原始，無法有效進行管理和質量控制。

為了有效實現生產全過程的管理，企業啟動了覆蓋“物流、計劃、齊套、生產、裝配、調試”等全過程管理的生產制造管理系統的建設工作，其中的一個重點工作就是解決設計到生產環節數據傳遞，實現生產制造管理系統與產品數據管理系統（PDM）的集成。

（二）管理規范

在制度規范上，傳統的手工方式有一套完整的流程，主要以紙質的方式進行傳遞，靠人工方式進行控制和閉環?？傮w來說，整個過程控制力度較弱、效率較低、可追溯性差，難以適應現代的管理要求，需要結合現有的管理手段，重新梳理投產技術狀態，使管理規范、業務活動、信息系統三者有機結合、無縫對接，以支持管理的要求。

為此，專門依據企業現有管理要求，結合信息系統集成實際，制定了《生產制造管理系統MBOM規范》。規范從范圍、工具要求、MBOM的組成、創建、流程與職責、變更等方面對投產技術狀態進行了要求。

（三）集成設計

由于研制與批產，其技術狀態固化的情況不一樣，所以其MBOM的管理以及變更控制是有所區別的，最大的不同在于：批產項目是按照整個投產訂單，一次性完成投產技術狀態確定，一次創建MBOM。而研制項目，由于研制的特殊性，是現按照產品結構分解（PBS），隨著研制的進展，逐步完成其MBOM的創建，換而言之，研制狀態固化一個部分，即可投產一部分。

從系統集成層面看，重點是要解決從產品數據管理系統（PDM）獲取BOM的實際、方式、傳遞數據的效驗、數據的組織等。

MBOM建立以后，系統集成處理的重點就是變更通知與變更處理，其中包括：變更通知、變更影響范圍、MBOM變更處理、交制清單的處理、在制品的處理。批產項目MBOM的整個創建及變更控制流程與研制類似，但控制和復雜程度略有不同。由于現實情況要求，在實際的生產過程中還存在“多狀態生產”，即在一定階段存在同一種產品、不同狀態同時處于生產狀態。針對該類生產，可采用基線投產的方式加以解決。處理方式如下.

1.在產品數據管理系統（PDM）建立基線；

2.在創建MBOM時，通過基線號從產品數據管理系統（PDM）獲取BOM；

3.變更通知和變更影響范圍按照基線方式進行通知與處理。

三、結語

科研院所主要承擔電子產品生產任務，面對產品生產過程中設計更改不可避免的情況，需要研究具體的解決方法。通過建立管理規范，實施生產制造管理系統與產品數據管理系統的集成，使管理規范、業務活動、信息系統三者有機結合、無縫對接，有效解決生產過程中設計更改應用管理，提高管理效率，提升管理質量，實現產品生產過程技術狀態的跟蹤與追溯。