Управление жизненным циклом изделия (концепция PLM)

Product Lifecycle Management (PLM — управление жизненным циклом изделия) — концепция, направленная на управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах, на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации.

Концепция PLM

«Использование PLM спасло нам 5 или 6 месяцев работы. Это большое количество денег, которые были сэкономлены для компании». «Изделие G150 было сертифицировано на 10 недель раньше запланированного срока, всего за 2,5 года от запуска проекта». «Когда пришло время строить, на сборочной линии все собралось так, как будто мы просто играли в Лего».

Israel Aerospace Industry (Israel)

«С PLM-системой, обеспечивающей канал интеграции PLM-ERP-MES, возможно на 30% быстрее выйти на рынок».

Duqueine Group (France)

 

Предпосылки необходимости внедрения концепции PLM

В процессе своего жизненного цикла, изделие проходит через различные стадии (замысел, формирование требований, проектирование, эксплуатация и т.д.). На каждой стадии возникает большое количество информации, описывающей само изделие, а также ресурсы и процессы с ним связанные.

Управление этим массивом информации сама по себе очень сложная задача и ключевыми вопросом здесь является быстрой доступ к нужной и актуальной информации.

Можно выделить следующие традиционные и устоявшиеся подходы к управлению инженерными данными в рамках жизненного цикла изделия:

Бумагоориентированный подход. Подход заключающийся в бумажном представлении инженерной информации на всех стадиях жизненного цикла изделия. 

Документо-центричный подход. Подход, при котором единицей управляемой инженерной информацией является документ (спецификация, ведомость, чертеж, технологический процесс и т.д.). Данный подход является следствием бумагоориентированности (для того, чтобы представить информацию в бумажном виде, нужно скомпоновать ее в удобном представлении, т.е. в виде некого документа). Данный подход уже не так актуален с учетом существующих решений, автоматизирующих процесс обработки информации, однако документ продолжает быть основным способом обобщения инженерной информации.

Для обозначенных подходов характерны два негативных фактора это децентрализация и неструктурность информации.

Под децентрализацией понимается разрозненное хранение данных об изделии:

  • Наличие нескольких бумажных архивов инженерной документации (архив конструкторских документов, архив технологических документов, архив КД на оснастку, цеховые архивы).
  • Отсутствие единого источника нормативно-справочной информации (свои бумажные справочники в каждом отделе, отсутствие ограничительных перечней и т.д.).
  • Разрозненность хранения электронных данных (собственные архивы электронных моделей на локальных дисках пользователей, большое число дубликатов электронных документов).

Под неструктурностью, понимается отсутствие взаимосвязей между хранимой информацией, к примеру, из бумажной спецификации вы никогда не узнаете состав входящей в нее сборочной единицы (для этого нужно искать отдельную спецификацию на конкретную сборочную единицу), взяв в архиве необходимый чертеж на деталь из него вы никогда не увидите технологию его изготовления (для этого нужно искать технологический процесс на данную деталь).

Децентрализация

Децентрализация и неструктурность несут в себе следующие негативные факторы:

  1. Усложнение процедуры актуализации информации (для проведения изменений во всех источниках хранения, требуется длительное время или большое количество ресурсов).
  2. Риск использования неактуальной информации.
  3. Длительность процесса сбора необходимой информации.

Решением обозначенных сложностей является внедрение концепции PLM.

Основные положения концепции

Product Lifecycle Management (PLM) (жизненный цикл изделия) — концепция управления жизненным циклом изделий, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации.

  1. Любые инженерные данные, возникающие на этапах жизненного цикла изделия, хранятся и управляются централизованно в электронном виде.
  2. Создается единая информационная база, описывающая информацию о продукте и, связанных с ним, процессах и ресурсах.
  3. Вся информация по изделию хранится в структурированном виде, либо связана друг с другом отношениями, позволяющими проследить их взаимосвязь.

Преимущества концепции

Основным и главным преимуществом концепции является быстрый доступ к нужной и актуальной информации об изделии, что является основой для обеспечения качества, сокращения сроков и снижения себестоимости.

Можно выделить следующие ключевые преимущества использования PLM

  1. Сокращение сроков проектирования и производства.
  2. Сокращение количества ошибок.
  3. Усиление контроля за качеством.
  4. Сокращение издержек.
  5. Сопровождение интеллектуальной собственности предприятия.
  6. Обеспечение данными АСУП/ERP-систем.

Последний пункт, хочется выделить отдельно, т.к. если предприятие уже имеет работающие ERP или MES-системы, или планирует их внедрение, то максимальный эффект от их использования может быть только при их совместной работе c PLM. Если вы используете ERP или MES-систему, но у вас нет системы управления инженерными данными, это значит, что вы снабжаете ERP и MES информацией из бумажных источников, что с большой вероятностью влияет на точность и актуальность информации. У вас всегда будет задержка между моментом, когда информация появляется в инженерных подразделениях и моментом, когда эти данные появляются в ERP и MES.

Именно совместное использование PLM ERP и MES дает синергетический эффект, и позволяет получить максимальную отдачу от использования этих систем. 

Способы реализации концепции

Под PLM-системой мы понимаем не один супер-продукт, а совокупность программных продуктов (в том числе от разных поставщиков). PLM-система должна решать задачи как создания инженерных данных (средствами CAD/CAE/CAPP/CAM/MPM-систем), так и управления инженерными данными (средствами PDM-системы). Система должна обмениваться данными с системой управления проектами и АСУП/ERP-системой, а также, при необходимости, с информационными системами заказчика или смежников предприятия.

PLM представляет собой методологию комплексного применения современных информационных технологий для повышения конкурентоспособности промышленных предприятий, причем упор делается на управление данными об изделии. Применение PLM основано на использовании интегрированных моделей данных об изделии и бизнес-процессов предприятия. PLM предполагает новые методы работы с информацией об изделии, позволяя тесно увязать ее с процессами, обеспечивая одновременный доступ к данным разных категорий сотрудников и реализацию в полной мере принципов параллельного проектирования изделий.

Основными компонентами PLM-системы на предприятии являются:

  • PDM-система (Product Data Management, PDM) — система управления данными об изделии, является основой PLM, предназначена для хранения и управления данными.
  • CAD-система (Computer Aided Design, CAD) — проектирование изделий.
  • CAE-система (Computer Aided Engineering, CAE) — инженерные расчеты.
  • CAPP-система (Computer Aided Production Planning, CAPP) — разработка техпроцессов.
  • CAM-система (Computer Aided Manufacturing, CAM) — разработка управляющих программ для станков с ЧПУ.
  • MPM-система (Manufacturing Process Management, MPM) — моделирование и анализ производства изделия.

На каждом этапе жизненного цикла используются различные программные продукты с помощью которых разрабатываются инженерные данные. Программные продукты как правило интегрированы с PDM-системой, что позволяет сделать процесс обмена хранения и обработки данных более эффективным. Все инженерные данные хранятся централизованно и доступны участникам жизненного цикла.

Централизованное хранение и управление инженерной нормативно-справочной информаций (НСИ), так же является частью концепции PLM. Это обеспечивает единообразие и актуальность НСИ в процессе всего жизненного цикла изделия.

PLM позволяет создать своего рода связующее ПО (middleware), интегрирующее все информационные системы предприятия и поддерживающее коллективную работу над проектами. Продукты для построения PLM-решения сейчас предлагают многие поставщики, работающие на рынках САПР и ERP.

Основываясь на опыте ведущих мировых инжиниринговых компаний (Boeing, Nissan, Volkswagen, ОКБ Сухого, Объединенная авиастроительная корпорация), в качестве PLM-системы предлагается использовать программный продукт Teamcenter, от производителя  Siemens PLM Software.

Примеры эффективного использования PLM-решений

История успеха ПАО «КАМАЗ»