对科研院所生产过程中设计更改应用管理的分析

王中华

【摘要】科研院所承担电子产品的研制、生产和服务的任务，主要生产方式为试制、小批量生产，产品结构呈现为“高、精、尖、特、专”，在产品生产过程中出现设计更改是不可避免的，如何解决好生产过程中设计更改应用管理是院所面临的课题。本文通过对产品数据管理系统与生产制造管理系统集成的介绍与分析，实现生产过程中设计更改应用管理。

【关键词】科研院所 生产过程 设计更改 应用管理

中图分类号：C939 文献标志码：A

随着外部需求的变化和发展，科研院所承担的系统和设备的研制、生产和服务的任务有了较大变化，呈现出产品功能高度复杂，跨地域设计制造、研制生产高度交叉且周期短、技术状态控制难、质量控制要求高等诸多特点。而科研院所主要生产方式为试制、小批量生产，产品结构呈现出“高、精、尖、特、专”等特点。

设计更改（也称设计变更）是指企业在产品研制、生产和服务等全生命周期中，由于设计改进、工艺工装要求、制作协调等要求，对某个产品或相关产品、文档等进行修改的活动。

“产品，质量第一”，这是对产品的首要要求，在整个研制生产过程的管理中，技术状态管理是非常重要的，而设计更改的实施和管理又是技术状态管理的一个重要环节，也是顾客重点关注和控制的。面对产品研制生产过程中出现设计更改的不可避免，质量管理严格与研制周期短的要求，如何做好研制生产过程中设计更改的管理，也就成为科研院所面临的难题。通过建立相应的管理机制，利用信息化的管理手段，是实现生产过程中设计更改控制的有效途径，是提高研制质量、缩短研制周期的重要手段。

一、业务需求和流程分析

需求变更、工艺改进以及设计需求变化等使产品的设计更改不可避免，尤其在以高新技术为主的系统和设备的研制中体现得更为明显。既然设计更改不可避免，设计更改管理对科研院所生产过程就尤为重要，即通过建立严格的更改业务流程，在手工或计算机工具支持下，使更改活动始终处于可控的状态，并记录更改涉及的所有对象的变化，保证相关信息的一致性、完整性和可追溯性。

由于企业生产的产品不同，生产的组织、方式、产品都会有差异，因此需要针对企业生产的特点，具体分析，以找到适合自己的管理方式。

（一）分析要解决的问题

目前我国系统和设备的研制总体来说处于快速发展的阶段，研制过程中采用大量新技术、新工艺、新材料，技术上引进消化吸收与自主创新并举，产品在试制、小批量生产过程中出现设计更改不可避免且频度较高，这给生产过程的管理带来客观困难，概况如下：

1.满足产品状态追溯，质量控制的要求

“产品，质量第一”，作为产品承制单位实施技术状态管理是基本要求，也是ISO9001质量体系的重要要素，而设计更改的管理是其中的重要内容。面对研究院所多品种、小批量的生产实际，在研制生产过程中，设计更改应用管理往往成为最难以控制的环节。

2.满足研发与生产协同的要求

新技术、新工艺、新材料的大量应用，为高频度的设计更改埋下了伏笔；而研制生产高度交叉且周期短又是现实要求。面对设计与试制并行的客观事实，传统串行、手工方式已经难以应对和满足生产交付节点的要求。

3.应对多状态生产管理的要求

企业产品不但具有批量小、种类多、结构复杂等特点，在一定阶段内还存在同一种产品、不同状态同时处于生产状态（如改装升级状态、国产化状态等），一旦生产过程中出现设计更改，人工手段很难做到有效管控。

（二）分析行业与企业的特性

科研院所的科研生產业务主要是根据顾客需求提供产品设计、材料制造、工艺研究、试验评定、批量生产以及使用维护保障等系列性、集成性的成品研制任务。这些企业通常都具有以下特性：

1.企业具备较为完善的质量管理体系；

2.产品研制涉及的科研流程长、质量程序多、质量要求高，顾客的关注程度高；

3.企业拥有一定信息化管理手段，部分已经实施产品数据管理（PDM）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、制造执行（MES）、质量信息管理等信息系统，但集成应用不高，普遍处于集成建设级；

就本企业看，还有下列特点：

1.从产品类型看，覆盖了系统级产品、整机级产品、分机、模块、组件、元器件、软件等，还包括外部大系统的综合联调；

2.从生产规模看，不同产品的生产数量从单台（套）、十几台（套）到几千台（套）不等；

3.从生产组织看，主要按照项目方式进行，生产任务并行，人员交叉严重；

4.从生产类型看，既有试制，也有小批量生产，还存在同一产品多状态同时生产；

5.从管理手段看，企业已经建立产品数据管理系统（PDM），并运行多年，生产制造管理系统初步建立，并开始运行。

（三）分析企业的业务流程

按照“技术状态”管理要求，产品设计更改主要包括：更改启动、更改准备、更改实施、更改检查四个阶段。

（四）业务需求

通过对研制生产过程中设计更改存在的问题、行业与企业的特l生及企业本身的业务流程分析，我们可以看出，新形势下科研院所要面临重点提升生产过程中设计更改的控制能力，以应对科研生产任务对企业提出的管理要求。

第一是构建投产技术状态管理规范，规范投产过程的技术状态，主要包括：

1.MBOM组成；

2.MBOM创建流程；

3.职责与操作要求；

4.MBOM变更控制。

第二是实现设计（PDM系统）到生产（生产制造管理系统）的信息系统集成，以支撑管理规范的落实，主要包括：

1.建立投产前状态检查管理；

2.按照订单（项目），建立MBOM管理；

3.建立生产状态变更控制管理，实现生产制造管理系统与产品数据管理系统（PDM）的变更联动；

4.建立生产状态变更与生产过程控制的管理，实现生产状态变化对生产过程触发。

二、应用实施

规范与手段的有机结合，是实现有效管理必由之路，尤其是信息系统建设尤为重要。多数科研院所已拥有一定信息化管理手段，且普遍存在按照职能管理域进行信息化建设，基本处于集成建设阶段，所以要解决生产过程中设计更改应用管理问题，通过产品数据管理系统与生产相关系统的集成是一条必由之路。

下面，通过本企业生产制造管理系统与产品数据管理系统（PDM）集成，谈谈科研院所如何实施生产过程中设计更改应用管理。

（一）实施环境

本单位是一个综合性研究所，生产任务分为研制（含预研）、批生产项目，产品类型覆盖了系统级产品、整机级产品、分机、模块、组件、器件、软件等，还包括外部大系统的综合联调。每种产品的订购数量从单台（套）、十几台（套）到几千台（套）不等，是一个典型的工程研制型企业。企业历经多年的信息化建设，已经初步建立覆盖设计、生产、职能、资产的信息化管理平台，但“信息孤岛”还较为严重，设计到生产环节的信息传递方式较为原始，无法有效进行管理和质量控制。

为了有效实现生产全过程的管理，企业启动了覆盖“物流、计划、齐套、生产、装配、调试”等全过程管理的生产制造管理系统的建设工作，其中的一个重点工作就是解决设计到生产环节数据传递，实现生产制造管理系统与产品数据管理系统（PDM）的集成。

（二）管理规范

在制度规范上，传统的手工方式有一套完整的流程，主要以纸质的方式进行传递，靠人工方式进行控制和闭环。总体来说，整个过程控制力度较弱、效率较低、可追溯性差，难以适应现代的管理要求，需要结合现有的管理手段，重新梳理投产技术状态，使管理规范、业务活动、信息系统三者有机结合、无缝对接，以支持管理的要求。

为此，专门依据企业现有管理要求，结合信息系统集成实际，制定了《生产制造管理系统MBOM规范》。规范从范围、工具要求、MBOM的组成、创建、流程与职责、变更等方面对投产技术状态进行了要求。

（三）集成设计

由于研制与批产，其技术状态固化的情况不一样，所以其MBOM的管理以及变更控制是有所区别的，最大的不同在于：批产项目是按照整个投产订单，一次性完成投產技术状态确定，一次创建MBOM。而研制项目，由于研制的特殊性，是现按照产品结构分解（PBS），随着研制的进展，逐步完成其MBOM的创建，换而言之，研制状态固化一个部分，即可投产一部分。

从系统集成层面看，重点是要解决从产品数据管理系统（PDM）获取BOM的实际、方式、传递数据的效验、数据的组织等。

MBOM建立以后，系统集成处理的重点就是变更通知与变更处理，其中包括：变更通知、变更影响范围、MBOM变更处理、交制清单的处理、在制品的处理。批产项目MBOM的整个创建及变更控制流程与研制类似，但控制和复杂程度略有不同。由于现实情况要求，在实际的生产过程中还存在“多状态生产”，即在一定阶段存在同一种产品、不同状态同时处于生产状态。针对该类生产，可采用基线投产的方式加以解决。处理方式如下.

1.在产品数据管理系统（PDM）建立基线；

2.在创建MBOM时，通过基线号从产品数据管理系统（PDM）获取BOM；

3.变更通知和变更影响范围按照基线方式进行通知与处理。

三、结语

科研院所主要承担电子产品生产任务，面对产品生产过程中设计更改不可避免的情况，需要研究具体的解决方法。通过建立管理规范，实施生产制造管理系统与产品数据管理系统的集成，使管理规范、业务活动、信息系统三者有机结合、无缝对接，有效解决生产过程中设计更改应用管理，提高管理效率，提升管理质量，实现产品生产过程技术状态的跟踪与追溯。