基于企业推行PLM 的标准化工作探讨

吴怡锋

1.背景

随着企业规模不断发展壮大，管理人员发现管理问题逐渐突显，项目人员增多了，效率却变得低下，部门间反复沟通，信息传递不及时，运营成本居高不下，图文档凌乱不堪……，传统的管理方式严重制约企业高速发展，企业推行信息化和系统化管理势在必行。PLM作为将企业产品信息与过程进行统一管理和系统集成的信息化平台，因其出色的整合能力，贯穿产品全生命周期管理的方式，得到了大多数企业的青睐。

PLM 的重要性毋庸置疑，但它不是企业买来即可，它的推行需要企业自清自省，做好相关的标准化管理工作。不重视标准化的企业，很难成功推行PLM，就算勉强上线，系统运作与实际工作格格不入，最终只能成为企业运营负累，以失败告终。企业标准化管理与PLM 推行息息相关，是企业推行PLM 最重要的因素之一。

本文涉及的标准化管理方法与要点是基于研产销为一体的制造型企业、Solidworks 绘制的3D 和2D 图纸一体化管理、启用项目管理模块等背景而提出的，有些内容可能会因企业和产品性质差异、绘图工具差异、PLM 软件差异、实施部署模块差异而出现不适用的情况，希望读者选取有用、适用的内容参考使用，也希望标准化或PLM 专家共同交流探讨、批评指正。

2.PLM 与企业标准化

产品生命周期管理（Product lifecycle management，PLM）是一种对所有与产品相关的数据在其整个生命周期内进行管理的技术。根据业界权威的Cimdata 的定义，PLM 是应用于单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息[1]。PLM 具有图文档管理、零部件管理、产品结构管理、工作流管理、变更管理、集成与协同管理、项目管理等功能。

企业标准化是为在企业的生产、经营、管理范围内获得最佳秩序，对实际或潜在的问题制定共同和重复使用规则的活动（引自《企业标准体系要求》GB/T15496-2003）。它将企业最佳秩序与效率作为管理目标，让工作方式与方法更加科学化、具体化，让相关工作人员进行工作时，更有规范、更有效率。企业标准化针对方向为事与物两大方向。“物”指的就是产品、材料、设备以及工具等等；“事”指的是在企业中做事的具体方法、能够提升工作效率的规范管理等[2]。

标准化是企业信息化建设的前提，PLM 的成功推行必然建立在完善的标准化管理基础上。标准化工作没有做好，企业设计团队则难以实现标准化和模块化设计，项目无法顺利运作，图文档无标准可依，系统难以实施运作。

3.PLM 涉及的标准化

3.1 产品分类、命名与编码

产品分类要依据产品属性和特征，充分考虑行业性质与市场环境，科学系统地划分产品。制造型企业通常采用大类、系列、款式的分类形式，大类依据产品用途分类，系列和款式则结合企业实际需要而定。产品命名一般依据产品功能特性，综合考虑行业通用叫法和企业内部通俗叫法，定义适合企业内外部通用的产品名称和描述规范。

产品型号编码的设计要结合产品项目和市场宣传的需求，通常是产品分类代号+关键参数代号+派生序列号等。特别强调的是，有些企业原先就有产品型号的规则，可能因为规则不合理，才要制定新规则。新规则的推行不能采取“一刀切”方式，全新产品可以严格采用新规则，旧产品则建议依旧沿用旧型号。这样可以避免大量的旧产品技术资料修改，减少新旧型号转换带来的麻烦。旧型号大家习惯了就不要轻易更改，随着旧产品的逐步退市，新规则自然能够统一。

3.2 物料分类、命名与编码

物料分类要结合企业对物料数据的分析需求，将属性相似的物料归类划分，方便物料管理和分析。物料不可随意分类，不仅要避免过于简单的分类导致大而泛的物料管理，难以实现专项物料分析；也要避免过多的物料分类，不仅起不到细化管理作用，反正增添管理负担，如果企业本身物料就不多，管理浪费则更为明显。物料分类一定要立足于企业自身需求，采用“抓大放小”的方法，重点管控的物料分类可以细致些，普通物料分类宽泛些。

为了保证PLM 物料管理顺畅，物料标准化命名也是不可或缺的，企业需编制《物料描述通则》，清晰定义各类物料名称和描述规则。尤其是标准件和通用件的名称与描述，没有规范统一，标准件库管理只能是空谈。物料名称和描述的规范，不仅可以保证物料可辨识度和查找便捷性，而且避免了“一物多码”和“一码多物”的情况。

物料编码规则不仅要依据物料分类设计，而且要考虑唯一性、可扩展性、简单易记、编码长度等因素。基于大众对编码记忆习惯和企业物料存量的考虑，编码长度取8 位～12 位比较合适，对于产品复杂、物料种类繁多且未来想实现多业务的集团化发展企业，编码长度可以适当增加。另外，物料编码不要列入不可预见或可变信息，如产品型号、版本号等。这些信息不利于物料编码的标准化管理，有些企业希望看编码就知晓物料来自哪款产品，把产品型号列入物料编码中，但实际运用中就发现，系统编码自动生成规则没法确定，每次有新产品项目，就要在系统内新增编码规则，否则无法自动生成相关产品物料，如果产品款式多，那系统维护的工作量就会更大。

3.3 图文档分类与编码

图文档是产品数据重要组成部分，是企业研发、生产和经营活动的知识积累，很多企业推行PLM 的原始冲动就是想把图文档管理起来。图文档按类型和来源分类，包括产品策划文件、设计文档、项目文档、技术图档、软件文档、工装图档、计划类、报告类、工艺文件、质量文件、标准文件、规范文件、经验教训等。企业通常会制定《图文档管理规范》，用于规范文档分类、编码、版本等管理要求，指导图文档规范化管理工作。

图文档编码主要分两类：图号和文档编号。传统企业的图号大多采用隶属编码规则，图号体现图纸来源和层级关系，便于直观识别产品及零部件的级别；文档编号则参照质量管理体系文件编号规则或者无编码管理。这种编码方式屡见不鲜，但并不代表它是合理高效的。对于制造型企业，图纸转换成物料清单后方能指导采购、生产等下游部门开展工作。产品设计到制造环节，企业存在两套相互独立的编码体系，物料编码规则和图号编码规则。图纸转换物料清单时，就需要相互比对呼应，物料编码对应图号，这种操作模式给企业生产管理带来了不少的困扰。如果企业历史图纸数量不多且管理允许的话，需尽早废弃图号，企业内部统一使用物料编码体系，一个物料编码就把图纸、物料统一管理起来，避免两套规则来回转换，造成过多的管理内耗。

3.4 图文档命名规范

简洁清晰的文档命名可便于文档查找，避免重复管理。PLM 文档管理要求不同文档不能存在相同名称，同一文档的不同版本名称必须相同，这强调了文档命名的唯一性原则。文档命名规则设计有两个操作技巧：（1）文档名称含有唯一的属性值。如文档对应的物料编码、文档编号等，以此保证不同文档的名称不重复。（2）文档名称不得含有可变信息，如文档版本号。举例：将文档命名为“***A0”，在变更时，文档要升版到A1，名称就改成了“***A1”，系统导入时，由于名称不一致，系统判定为两个不同文档，无法执行同一文档升版。因此，我认为文档命名采用“物料编码+常规名称”的方式为最佳，不仅能保证文档名称唯一性，而且文档与物料编码很好的关联起来，可以实现物料编码自动索引文档，达成快速查找的效果。

3.5 图文档版本规范

图文档版本规则的制定与执行，可以让生产、检验、售后等环节准确拿到最新的资料，也可以追溯旧版本资料用于指导维修工作。有些企业按项目阶段来管控版本，如样品阶段文档采用S 版本管控，量产文档采用V 版本管控；有些企业参考企业质量管理体系的文件版本。版本规则不要求千篇一律，而是要结合企业的实际业务需求而定。当然，企业能做到各类文档版本规则统一化是最好的，但很难实现，例如，企业的软件平台和程序更新迭代较快，软件资料的版本管控通常会更加细分，采用大版本、小版本的管控方式。另外要强调的是，由于文档版本号属于可变信息，最好独立一个字段来使用，不要将其作为其他规则元素组合，如：ABC-020221（01），图纸的版本号01 作为图号的必要元素之一，版本一旦变动，图号也随着变动，唯一性即被破坏。

3.6 图文档模板制式规范

图文档模板制式的统一，不仅是PLM 图文档管理最基本的要求，更是企业对内、对外规范化管理的体现。这部分的标准化工作主要是依据图文档分类，编制各类文档的制式模板规范，并提出标准化审查要求。其中，产品图纸的标准化最为重要，也最为繁琐。以下主要介绍图纸标准化的基本做法：

（1）3D 模型绘图模板较为简单，匹配企业设计人员的绘图习惯，统一设计规范和参数即可，通常分为装配体和零件两种模板，同时还要设计配套的信息属性卡。属性卡的设计不仅要考虑3D 模型同步到工程图明细表字段和后期BOM 输出字段，还要考虑绘图软件与PLM 集成的数据交互问题。例如，装配体和零件的属性卡字段与PLM 物料库字段统一，才能实现3D 模型上的物料信息回传至PLM并发起物料创建功能，当然，这一功能的实现也需要物料库字段在初期设计时提前布局，否则难以实现。

（2）2D 工程图模板通常包括图框、标题栏和明细表。图框是采用A3 还是A4，横向还是竖向，取决于企业产品尺寸、零配件复杂程度、图纸版面和管控需求等因素，根据企业实际需要制定。标题栏考虑点会多一些，元素通常有：图纸名称、物料编码、图号、材质、比例、视角、页数页码、变更信息、签名信息等，标题栏的设计要符合PLM 的功能要求，例如，图纸自动签章功能的实现，需要标题栏在设计签名栏时充分考虑PLM要求，包括签章位置大小、索引信息等。明细表设计则与BOM 字段息息相关，决定了设计物料清单（简称EBOM）的输出内容，可以根据研发和制造环节的实际需求来定义相关字段信息。

（3）材质库的设计主要是将企业常用的材料汇总起来，统一定义名称和材料的性能参数。这样不仅能提高设计人员的选材效率，规范各类材质的叫法，还可以通过绘图软件准确计算零部件的重量信息。

（4）参照国家制图标准文件要求，结合企业实际情况，编制《图纸标准化规范》文件，为设计人员提供指导要求，为图纸标准化审查人员提供依据，这样才能固化图纸标准化成果，保证图纸符合PLM 管理要求。

3.7 流程、制度和表单标准化

PLM要实现企业既定的功能，流程、制度和表单管理不可或缺，文档的归集需要流程作为支撑，任务的下发也需要流程来推进，它是保证PLM 正常运转的基本条件。

PLM 常见的流程主要有：物料申请与变更流程、BOM 生成与审批流程、产品开发流程、项目变更流程、设计变更流程、文档签批与签章流程、文档发布流程等。这些流程和配套的制度贯穿整个PLM 系统，各模块之间紧密关联，相互影响。流程设计不仅要充分考虑系统影响，也要考虑可执行性。例如，推行项目管理模块之前，先审视项目管理制度和产品开发流程是否适应企业发展，能否真正落地执行。如果实际运作有缺失，应提前完善制度和流程，实施后再观察效果进行调整。若制度和流程不够完善，或无法落地，系统无法实现代替制度或自我优化。

作为流程的最佳“伴侣”，表单会出现在各个流程中，流程和表单之间是相辅相成的，流程流转需要表单数据作为条件支撑，表单流转需要流程来驱动，一个好用的流程往往伴随一份或多份直观的表单，相互协作，服务好每一个业务场景。

标准化人员要匹配企业的组织架构和职能分工，编制管理制度、设计合理的流程、配套实用的表单，明确各节点的职责与权限，参与流程管理，监控流程运作效率，持续改进，让PLM 模块紧密相连，充分发挥效能。

3.8 产品结构与BOM 管理

产品结构管理是PLM 最基本的功能之一，通过产品的物料清单（BOM），将工程数据和文档联系起来，实现数据有效组织、控制和管理，为企业人员提供信息服务。

3.8.1 产品结构规范

产品结构最担心的是无标准可依，设计人员忽略产品组装工艺和配件模块化设计，依靠个人的作图习惯创建层级关系，导致产品结构层级混乱，严重影响生产运作和配件管理，也是EBOM 快速转换成制造物料清单（简称MBOM）最大的障碍。建议制造标准型产品的企业规范产品结构层级管理要求，定义清楚各类产品包含的标准组件，制定各类标准组件的结构组成规范，如机头组件、机箱组件、空机头组件、空机箱组件等，帮助企业内部人员形成共识。另外，还要统一规范组件名称叫法、方向定义、外观面定义等。例如，产品行进方向定为前方，笔记本电脑的顶盖面为A 面、屏幕面为B 面、键盘面为C 面、底面为D 面……以此保证企业各环节人员理解和沟通无偏差，减少各环节相互转换意会，提高工作效率。

3.8.2 产品配置清单规范

以客户为导向的市场，单一配置的产品很难匹配客户喜好，企业往往选择推出多种配置的产品，如同型号手机可以有不同颜色、不同内存的选择。这些配置选项来源于产品配置清单，它对企业很多工作的开展都具有指导作用，如核算产品成本、编制客户报价单、编制下单选项、指导MBOM 转换、编制发货清单。所以说，规范统一的产品配置清单样式对企业工作开展至关重要。标准化人员可以结合产品特征和运用场景，规范其输出内容，通常包括成套产品组成、重要零部件、易损件、标配项、选配项、配件包、工具和附件等。

3.9 构建标准件库

标准件库就是企业依据自身需求，将常用的结构标准件、电子元器件、企业通用件等分类汇总，规范模型、编码、描述、文档等信息，交由专人管理的模型共享库。设计人员可以从库中获取规范且带有企业物料信息的3D 模型。不仅减轻设计工作量，缩短设计周期，利于工件互换；还能提高物料重用率，减少种类，缩减库存，有效避免“一物多码”、“一码多物”的情况。如果企业没有创建规范的标准件库，就无法在PLM 实现3D 模型的统一管理。构建标准件库的基本做法包括五个方面。

（1）将企业当前使用到标准件和通用件分类梳理，逐类制定描述规范，如螺钉、电容、支撑座（通用件）等。这里特别要注意“一码多物”和“一物多码”的物料识别和处理，一码一物方可保证后续标准件库的正常使用。

（2）结合设计人员的使用习惯，绘制3D 模型，标记模型的装配参照信息，依据PLM 要求填写企业物料信息。

（3）定义模型文件名称，保证模型文件易于识别且不重复，如结构标准件模型文件命名规则为：名称+型号或规格+［标准号］+材质+颜色。

（4）模型文件汇总导入PLM 归档并发布。有些企业不在PLM 管理标准件库的做法，但不建议用三维绘图软件自带的标准库，通过软件标准库调取的标准件，外发给企业外部人员查看时，容易因与软件标准库初始模型有冲突而出现装配错误的情况，而且有些绘图软件标准库权限管控不好用。

（5）专人管理标准件库，有利于相关流程和库文件的规范化管理。当有变更时，专人及时更新库模型；当新增模型时，专人审核物料的必要性，确需新增，就依规则申请编码、定义物料名称和描述、绘制模型。专人操作才能杜绝标准件库管理混乱、使用冲突等问题。

说到标准件库，就必须探讨柔性物料的问题。柔性物料是指材料具有柔软性的一类物料，实际装配中存在多种装配形态。例如O 型圈，标准形态是圆形，不仅可以装在圆形沟槽内，也可以装在方形或者异形沟槽内，如图1 所示。此类物料还包括线缆、链条、传动带等等，柔性物料会出现同一物料对应多种模型的情况，而PLM（尤其是旧版本软件）为了保证模型被借用时不出错，一种物料对应一种模型，不允许相同的索引编码导入多个模型文件。

图1 同一柔性物料的不同装配形态

对于柔性物料的模型问题，简述几种处理方法供参考。

（1）软件操作法。利用绘图软件的柔性零件设计功能（Solidworks 2021 有此功能），可以实现一模型多形态的柔性设计，或者升级PLM 软件功能，允许一料多模型文件有条件地导入，使用柔性物料模型时需要选择提示，并匹配相应的管控规则。

（2）模型简化法。将不一样的模型特征省略。例如线缆，在不同的设备上，绕线方式各不相同，其模型必有多种形态，但考虑到线缆的绕线方式可以由作业指导书规范，所以只绘制出一节长度作示意，无须绘制全部特征，避免多形态模型的出现。

（3）物料屏蔽替换法。按实际装配需要绘制不同形态模型，一料一模型。柔性物料编码分为主编码和派生编码，主编码就是物料管理实际使用的编码，派生编码则是基于主编码按一定规则派生出来的，只存在于PLM 物料库，不参与实际生产运作。首次用到的形态模型关联物料主编码，不做屏蔽处理；其他模型则使用派生编码，并借助PLM 工具在模型信息字段上勾选“不在BOM 中”，可以实现物料仅在图纸中出现而不在BOM 中，而后操作人员将主编码添加到相应的BOM 位置即可。如O 型圈，首次使用的是方形，则方形模型关联物料主编码A，其他模型关联派生编码A-1，A-2……派生编码会被屏蔽掉，操作人员只需把A 添加到被屏蔽的BOM 位置上就可以了。需要说明的是，如果产品图纸与BOM 采用弱关联模式，BOM 可以断开与图纸联系而自主修改，则无须屏蔽派生编码，让其出现在BOM 后替换成主编码即可。

3.10 整合企业标准化体系

近几年，国家大力倡导企业开展标准化建设，以提升企业管理水平。我们知道，企业标准化建设过程中会形成一个符合自身需求的标准文件体系，没有系统平台的管理，体系文件维护和使用起来非常不方便。标准化人员可以将产品实现标准体系、基础保障标准体系、岗位标准体系整合起来，借助PLM 平台管理，实现标准文件的系统化管理，为产品开发和生产制造提供及时准确的信息支持，企业人员能够方便简捷地查阅最新、有效的标准内容，避免因标准或相关版本更新不及时、版本过多导致的错误，让企业标准化管理更加精细与高效。另外，企业标准模板编写、标准制修订工作管理、标准文件受控打印等工作流程也可以整合到PLM 平台上，实现研发与标准化工作同步。不仅有效提升产品全生命周期管理能力，而且促进产品质量的提高与企业技术的进步。

4.结语

国内很多企业管理者，对PLM 有一个误区，总是希望借PLM 项目的实施改善现状，实现产品平台管理，尤其是管理特别混乱的企业。其实这是本末倒置的想法，PLM 不是企业管理的救命稻草，而应该是企业内部改革的成果。企业推行PLM，本就应该从企业自身需求出发，结合PLM的管理思想，自我检查、自我梳理，做好企业标准化工作，增强员工的标准化意识，逐步提升管理层次，然后采用系统进行固化，并持续改善。当企业标准化管理由引导、约束变成企业员工的习惯行为的时候，PLM的推行必能水到渠成，为企业的管理锦上添花。