账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
统合效率的生产方案 - 协同设计CPC
 

【作者: 巫姿惠】2004年01月15日 星期四

浏览人次:【10248】

电脑与网路的进步,不仅将科技带向更新的发展、向未知的领域进行更深入的探索,也帮助传统工业创造更精进的生产模式,让原本耗费多时、资本额庞大的生产流程,因为电脑技术的协助,能够更精准地掌握目标、加快执行的效率,节省成本。


生产自动化的瓶颈与解决之道

早期企业在设计及生产的过程中,凭借着计算机辅助技术的应用,让自动化的各个单元得以运作成熟,但缺点是各成体系,因而产生所谓「讯息孤岛」的问题。许多企业意识到,讯息的有序管理将是他们在竞争中保持优势的关键因素。


协同设计是由产品资料管理(Product Data Management,PDM)衍生进化而来的系统概念,​​让许多企业不再受限于封闭、独立的工作系统,而能够结合上、下游的合作厂商,以即时、同步的工作管理方式,让彼此的生产流程可以交互配合,提升产品作业流程的效率。


PDM一词的由来

PDM的观念最早在1985年由正致力研发737客机的波音公司提出,当时波音公司为了解决文件管理不易、资料之间的关联性难以追溯的问题,并提高资料的可再利用性,陆续投入400万美元的资金建置产品资料管理电子化系统(e-PDM),藉由电子化技术文件的共享,成功降低了25%的开发时程。


PDM出现的目的,是为了转换以手工管理技术产生的电子文件档,而改交由电脑管理,也就是电子文件档管理系统(EDM)。 EDM以操作系统中的目录管理和资料库技术作为基础,利用软体做电子图像的浏览,让工程图档产生的过程更为顺利。此外,企业也开始将频繁进行且易遭受延误的工程设变(Engineering Change,EC)管理过程在电脑上做模拟,这些管理逐渐延伸到产品开发过程的各个领域,包括设计图档及电子文件的管理、自动化工程设变的管理、材料清单(BOM)的管理等,因此PDM的应用范围越来越广。


PDM是一体化集成管理的技术

如果要对PDM下个定义,那我们可以说它是:以软体技术为基础、以产品为核心,将产品相关的资料、过程、资源一体化集成管理的技术。 PDM的核心思想则是设计资料的有序性、设计过程的优化,以及企业资源的共享。


我们可以将PDM想像成一个电子资料管理室,里面储存着产品生命周期内的所有讯息,包括图档、文件、资料等多媒体讯息,PDM也是一个管理软体,可以提供对资料、文件、图档所做的更改管理、版本管理,更重要的是对产品配置和工作流程进行管理。 PDM以关联性资料库为基础,加入物件导向的观念,成为一个介于资料库与应用软体间的软体开发平台,整合了CAD、CAM、CAE、CAPP与MS Office等软体及应用工具,因此在工业上得到相当广泛的应用。


PDM渐趋成熟

九十年代初中期,PDM开始成为一个产业,市场上出现了许多专业开发、销售、及实施PDM的公司,例如SDRC公司的Metaphase、IDS公司的iMAN、IBM公司的PM等等,这个时期的PDM出现了许多新功能,它能管理各种形式的产品资料、产品构型,发布电子资料及控制工程的更改,并对具群组技术特色的零件做分类管理与查询,同时,这个阶段的PDM也提高了软体的整合能力与开放程度。


PDM Enabler

PDM的第一个国际标准诞生于1997年7月,当时由OMG组织公布了一份PDM Enabler标准草案,这个草案由PDM领域的几家主导厂商参与制定,包括IBM、SDRC、PTC等,PDM Enabler将PDM的系统功能、PDM的逻辑模型和多个PDM系统间的操作提出一个标准,为新一代标准化PDM产品与产品协同商务CPC(Collaborative Product Commerce)解决方案奠定基础。


从PDM到PLM

台湾制造业在最近几年进入了所谓PLM时代,这个被喻为台湾制造业转型药方的产品生命周期管理PLM(Product Lifecycle Management)和PDM有何不同?顾名思义,PLM同样具有产品资料管理的功能,由字义上来说,它还进一步包含了产品整个生命周期的管理,也就是说,产品历经研发、设计、试产、量产、出货等过程,直到产品退出市场为止,所保存的产品资料将可以协助企业妥善处理供应链中经常变化的事项。


CPC - 产品协同商务解决方案

为了能让PLM更高效地被运用、执行,并配合世界各地研发单位、工厂一同使用,运用于Internet上的PLM架构于是被建构出来,亦即CPC解决方案,CPC的特点是可以完全建立在Internet上,且基于分布式W/B计算框架的联邦式体系结构,采用Java技术,以PTC的Windchill和MatrixOne提出的eMatrix为代表。


CPC的网路运作架构让PLM的功能不再受限于单一公司内部系统,而能经由Internet的管道,让不同地区的研发人员及工程师在共同的平台上存取产品资料,协同设计的名称就是由这样的概念而来。


《图一 Internet下的协同设计》
《图一 Internet下的协同设计》数据源:PTC参数科技

协同设计主导厂商

PTC参数科技与Windchill

PTC参数科技可说是最早崛起的PLM公司,其主力产品包括CAD/CAM产品Pro/Engineering,以及PLM的平台Windchill。 Windchill以标准的网路技术由基础往上层开发,例如Java、搜寻引擎、HTML、XML、HTTP、电子邮件、超链结、以及RMI等,建立可以相互沟通的共同环境。此外,Windchill采联合架构(federated architecture)将存在于企业内所有部门、分支机构、甚至供应商与合作伙伴组织内的产品资讯连结在一起,透过联合式的平台,使用者只需经由网路浏览器便可完成存取。


投入甚早的IBM

IBM也是积极推动PLM的代表,约在二十年前便投入PLM的建置,以前称为工程解决方案(engineering solution),到2000年6月才改为产品生命周期管理(PLM)。不过与其他PLM业者不同的是,IBM是与法国达梭系统合作,为达梭系统Catia、Delmia、Evnovia及Smarteam软体提供导入解决方案。就IBM所投入的航太、汽车业PLM导入来看,其市场已经相当成熟,几乎全球大厂都已经采用,反而是3C制造业在PLM上的发展才刚经历萌芽的阶段。


爱捷软体专攻高科技业

爱捷软体(Agile)则是以其EHT(Electronic High Tech)PLM为号召,诉求它是一套专为高科技业量身订做的产品生命周期管理。制造业的新产品在进入量产以前,需要先有新产品导入(NPI;new-product-introduction)的服务,假如产品的管理没有做好,夭折率就很高,成功的比率甚至不到10 %。爱捷软体提供高科技产业在PLM管理上的解决方案,让产品在概念设计阶段就先享有NPI服务,协助OEM厂商达到降低成本,提高效率的目标。


协同设计在台湾

台湾市场导入PLM的例子最早在1990年,康柏电脑(Compaq)对台湾的电脑代工厂商下订单,条件是厂商须在一个月内完成设计图,虽然这在当时是一项很大的挑战,但因为采用PTC的CAD/CAM软体Pro/Engineer,因此这项难题被顺利解决、也让厂商获得大批订单。如上所述,国内几家电脑大厂都因为外商的推力,纷纷导入PLM工具,推动加速产品设计、上市时程的理念,这一波风潮也造就了PLM的兴起。


政府E计画

政府近年推动台湾业者由OEM走向ODM,让原本只接代工订单的企业逐渐转型为能主导产品研发的角色,以协同设计的架构为基础,一方面强化设计研发的能力,一方面也能加速产品上市的时程。例如2001年公布的CDE计画,即协助资讯电子及半导体产业解决跨国性的金流(C,Cash)、物流(D,Delivery)及协同设计(E,Engineering Collaboration)之需求,让供应链体系的运作一气呵成,为「台湾接单、全球生产」之运筹中心奠定基础。


E计划导入实例 - 大同公司

以大同公司为例,执行E计画的目标是确保设计能力与研发中心根留台湾,除了将大同总公司及海外厂建构成可同步进行设计的作业环境,也能与上下游客户、协力厂商进行协同设计工作,并透过portal来分享设计资讯、图档资料库、专案管理资讯等系统功能,将大同与其客户、供应商、策略伙伴串连成一个协同设计虚拟社群,包括大同公司的4家客户及56家供应商皆参与协同运作体系。


预估成效

预估大同公司采用协同设计系统之后的量化效益,将可以达到:新产品开发时间由12个月缩短为8个月、设计不良或错误之变更次数从实施前4次降低为1次、专利取得件数由实施前0件提高到5件、新产品对营收贡献率由现况10%提高到45%、新产品自行研发比率提高到80%。


表一 大同公司导入C计画之体制效益
关键性效益指标 计算公式 实施前 实施后 效益指标说明
缩短产品开发时程(Time To Market) (企划拟定之专案开发时程)/(实际完成专案时程) 客户、大同、供应商上缺乏协同开发之观念、工法 缩短产品开发时程15%(依专案性质、困难度,其缩短时程略有差异)

●客户、大同、供应商早期参与
●消除无效ECN
●图档再使用
●应用内部共用零件资料库M/I、BOM
●机构、PCB供应商之进度纳入专案

降低开发成本 (专案拟定之开发成本)/(实际完成专案成本) 降低开发成本 降低开发成本10~15% ●减少重工
●消除无效ECN
●图档再使用
●人力充分利用
外部失败成本 (实际之外部失败成本-拟定之外部失败成本)/(失败成本) 降低外部失败成本 降低外部失败成本15~20% 因错误减少(ECN次数减少、修正之联系次数减少)而降低的外部失败成本
连线家数 客户、大同、供应商协同开发,共享2D/3D图面及相关资讯 FTP/E-mail图面档案因资讯量大,传输过程中遗失 建置PLM Portal与4家客户、6家第一类供应商、50家第二类供应商,共享设计资讯 共享开发设计资讯,快速反应。附注:目前因频宽问题,本计画连线56家供应商、4家客户,未来仍会持续推广
连线深度 大同CAD/CAM 3D图档与机构供应商CNC车床连线 无连线动作 6家第一类供应商 ●3D图档转换成CNC程式档,消除人工错误,提升电脑应用力
●提升设计之能力,减少重工与错误
提升客户、大同、供应商协同开发能力与国际竞争力 体系未形成 形成研发设计协同作业环境体系 上下游供应链形成一完整体系,自研发设计阶段共享资讯,强化合作关系
<资料来源:大同股份有限公司>

由上述的案例可发现,协同设计的特点,将可协助台湾企业将重心转向研发与设计领域,致力于新技术的精进,设计完成之后的试作可以委任其他下游供应商配合,生产的零件也能兼顾成本低、多样选择的弹性,让遍布各地的生产线能紧密串联。


此外,协同设计有益于产品的业务推广,业务人员能利用这套系统在各地对客户做简报,随时查询到详细的产品资讯,更可依照客户的要求做即时的修改,生产线亦能对修改后的版本同步更新,几乎不会有资讯滞留的问题。


协同设计是必要解决方案?

从事制造与生产的公司是否都有需要导入CPC协同设计解决方案呢?由于这样的系统在导入过程中需要一定时间与金钱成本,企业需要对自身运作的方式先作详细的评估,平台规划的项目及深度也因公司而异,曾听闻某些制造业大厂砸下重金导入协同设计方案,最后还是失败,原因可能是使用者觉得程序复杂、不容易上手,或是系统设计出了哪些问题,以致不能完全吻合公司的需求,也可能在使用后并未实际帮助企业节省成本、发现效益太低,这些结果都可能让协同设计的工具无用武之地。


仔细评估、小心规划

比较CPC和一般电子商务的不同之处,就在于CPC的进入障碍相当高,因为它包含了CAD/CAM、产品工作流程、对供应商及客户之间的协同合作,而且内含相当的产业知识,因此与电子商务存在着先天性的差异。换句话说,协同设计工具的专业性很高,平台并不容易建立,不仅必须顾及到可能因工程资料量大而使效能降低的危险,也要把未来可能会有的整合需求先考虑进来。


结语

创新、研发、降低成本已经成为现今制造业最重要的获利哲学,协同设计之所以益显重要,是因为PLM能协助业者掌握物料清单(BOM),并达成ERP系统无法做到的工程变更管理,将设计、生产及服务的流程串连起来,也唯有CPC的架构才适合在分散式的环境下运行。


「资讯有序」的管理一旦完成,随之而来的是更多实际生产效益以外的价值,比如产品的革新与进化周期更快速了,提高上、下游厂商的默契、让合作关系更稳固,资源也能更有效地被利用。


延 伸 阅 读

全球运筹与协同设计计画未来展望
本文以CDE计画为引,分析当前政府所推动的资讯业电子化计画,建议将全球运筹、物流能见度、以及用协同设计工具来提高产品设计比重等概念,推广到资讯业之外、电子化整备度较高的相关产业,以提升台湾的经济活力。

“麦克波特:网路协同引领下一波电子商务”
Gartner Group调查,到了2005年,拥有协同商务能力的供应商与客户,与没有协同商务能力的企业竞争时,将能赢得超过8成的商机,而Gartner Group提出的论点与麦可‧波特不约而同的挑明,协同商务对于企业未来生存的重要性。
导入协同产品商务,爆发研发新动力
科学的实证研究,人类智慧的良窳与头部的大小无关,而与连结脑细胞的神经索密度有关,当神经索的密度越高越稳固,这个人的脑部就越发达也越聪明。因此善用企业电子化的协同产品商务(Collaborative Product Commerce,简称 CPC )系统,将是企业未来开发新产品的成败关键要素。
PTC 以科技启动服务创新
文中介绍PTC参数科技为英国电讯与中国银行导入IT系统、进行创新的例子,说明妥善运用IT科技将能提升企业服务创新的能量。
相关组织网站
经济部示范性资讯应用开发计画
CoCreate
MatrixOne
PTC(参数科技)台湾
VICS Association
爱捷软体
相关文章
防止资料外泄 制造业档案加密怎麽做?
您的开源软体安全吗?
企业创新契机 永续经营与数位转型并行
永续是企业创新契机 与数位转型共驾其驱
管理塑胶模具开发 一般PLM系统可能不够用
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 宜鼎推出 iCAP Air 智慧物联空气品质管理解决方案 透过即时空品数据自主驱动决策
» 达梭系统携手CDR-Life 加速癌症治疗科学创新
» 宜鼎独创MIPI over Type-C解决方案突破技术局限,改写嵌入式相机模组市场样貌
» 鼎新电脑串连生态系夥伴 数智驱动智慧低碳未来制造
» IBM总营收和现金流成长 斥资近70亿美元研发AI、量子、半导体


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK852A0SHM8STACUKU
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw