0引言

    產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)是以統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型為核心，將設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、服務(wù)和回收等產(chǎn)品生命周期內(nèi)涉及的各種數(shù)據(jù)集成在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行管理。通過(guò)該平臺(tái)，企業(yè)各部門(mén)的員工、最終用戶(hù)和合作伙伴等可以高效地協(xié)同工作。在船舶的產(chǎn)品生命周期管理中，如何使設(shè)計(jì)和建造信息為維護(hù)、維修提供有效地支持，以及如何讓設(shè)計(jì)和建造工程師能夠全面了解船舶售后服務(wù)階段的各種故障信息，是一個(gè)很值得研究的課題。從船舶產(chǎn)品生命周期的過(guò)程來(lái)看，為了保證設(shè)計(jì)、建造的數(shù)據(jù)能有效支持維護(hù)和維修工作，需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、建造等階段的信息向售后服務(wù)階段的正向轉(zhuǎn)換和傳遞。從產(chǎn)品生命周期的信息模型、結(jié)構(gòu)模型等角度，構(gòu)建了產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品模型，為信息的傳遞提供了可能。基于SIEMENS公司的維護(hù)、維修和大修(Maintenance，Repair and Overhaul，MRO)解決方案，實(shí)現(xiàn)了支持設(shè)計(jì)和制造信息到產(chǎn)品維護(hù)、維修的正向傳遞。但是，僅有正向傳遞不能使設(shè)計(jì)和制造工程師了解到產(chǎn)品維修、維護(hù)及故障信息，更不能根據(jù)產(chǎn)品使用狀況來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)和建造質(zhì)量。強(qiáng)調(diào)了反饋對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的重要作用，但沒(méi)有給出具體的解決方案。另外，對(duì)于船舶產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、按單設(shè)計(jì)以及較長(zhǎng)的使用周期等特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)工程師、建造工程師與維修工程師對(duì)信息共享的要求更加迫切。因此，為了有效地支持船舶的維護(hù)、維修業(yè)務(wù)和反饋產(chǎn)品售后服務(wù)階段的相關(guān)信息，本文在PLM理論的基礎(chǔ)上，參考1996年國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《船舶維修保養(yǎng)體系》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)研究了支持船舶維修、維護(hù)業(yè)務(wù)及信息反饋的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型。并以此模型為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了PLM系統(tǒng)的售后服務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)了船舶產(chǎn)品在售后服務(wù)階段的數(shù)據(jù)支持和信息反饋的統(tǒng)一，既為船舶售后服務(wù)階段提供了與設(shè)計(jì)、建造等統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源，又為船舶的后續(xù)設(shè)計(jì)和建造提供了故障模式分析的基礎(chǔ)，從而提高了船舶設(shè)計(jì)的可靠性和可維修性。

1 船舶行業(yè)售后服務(wù)業(yè)務(wù)分析

    船舶是建造和使用周期長(zhǎng)，產(chǎn)品批量小，技術(shù)、資金和勞動(dòng)力密集，以單定產(chǎn)并按單設(shè)計(jì)的特殊產(chǎn)品，其特殊性也就決定了售后服務(wù)階段業(yè)務(wù)的復(fù)雜性。首先，船舶產(chǎn)品的使用周期長(zhǎng)，一般達(dá)20～30年；其次，船舶產(chǎn)品售后服務(wù)涉及的相關(guān)單位多，橫向聯(lián)系廣，且難于調(diào)查處理；再有，船舶維修需要的金額高、技術(shù)含量大，需要大量的船舶設(shè)計(jì)及建造資料作支持。在船舶產(chǎn)品的售后服務(wù)階段，為了保障其安全運(yùn)行，進(jìn)行維修、維護(hù)、定期檢驗(yàn)和備件供應(yīng)等多種活動(dòng)是必不可少的，而船舶售后服務(wù)的這些活動(dòng)將牽涉到設(shè)計(jì)單位、建造單位、設(shè)備供應(yīng)商、售后服務(wù)或第三方維修單位以及船東等多家單位或部門(mén)。這些部門(mén)之間進(jìn)行的信息傳遞和整體業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

    圖1 船舶維修維護(hù)信息傳遞和整體業(yè)務(wù)流程

    對(duì)于船舶維修維護(hù)整體業(yè)務(wù)流程，由圖1分析可知，船東發(fā)現(xiàn)船舶故障或按照相關(guān)規(guī)定及維護(hù)計(jì)劃，提出維修、維護(hù)申請(qǐng)；船舶售后服務(wù)部門(mén)或第三方維修單位依據(jù)船舶設(shè)計(jì)、建造和設(shè)備供應(yīng)單位的相關(guān)文檔、工程圖和模型等進(jìn)行分析和處理；在進(jìn)行故障維修或日常維護(hù)的過(guò)程中，維修人員可能需要用到建造部門(mén)或供應(yīng)商生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備、零件等來(lái)更換老化或壞掉的相應(yīng)設(shè)備；維修結(jié)束后，船東進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)收，而設(shè)計(jì)、建造或設(shè)備供應(yīng)單位會(huì)對(duì)相關(guān)故障進(jìn)行分析，從而改進(jìn)后續(xù)船舶的設(shè)計(jì)和建造質(zhì)量。

2 售后服務(wù)數(shù)據(jù)分析

    如前所述，船舶售后服務(wù)業(yè)務(wù)的處理涉及到多家單位、多個(gè)部門(mén)，更涉及到眾多的數(shù)據(jù)。在船舶產(chǎn)品的生命周期中，售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)不僅有自身產(chǎn)生的維修物料清單(BOM)、故障信息、備件信息和維護(hù)計(jì)劃等，還有所需要的設(shè)計(jì)、建造階段的支持?jǐn)?shù)據(jù)，如相關(guān)設(shè)計(jì)和工藝文檔、工程物料清單(EBOM)和制造物料清單(MBOM)等。另外還需要能夠查詢(xún)到船東及維修單位的相關(guān)信息。具體來(lái)看，售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

    圖2售后服務(wù)數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)框圖

    產(chǎn)品生命周期管理中，產(chǎn)品各階段BOM之間關(guān)系的建立和維護(hù)是單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源管理的核心，也是設(shè)計(jì)、建造和售后服務(wù)之間數(shù)據(jù)傳遞和反饋的基礎(chǔ)。就船舶產(chǎn)品來(lái)看，由于目前國(guó)內(nèi)船舶分段建造的特殊性，船舶維修BOM應(yīng)以詳細(xì)設(shè)計(jì)BOM為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化而來(lái)。而維修BOM的底層是根據(jù)其管理特點(diǎn)的實(shí)際需求來(lái)確定的，不一定是結(jié)構(gòu)上不可再分的零／部件，因此維修BOM又有許多自己的特點(diǎn)。關(guān)于船舶維修BOM，涉及內(nèi)容較多，且不是本文論述的重點(diǎn)，在此不再做深入探討。本文根據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《船舶維修保養(yǎng)體系》的第2部分(GB／T16558.2)對(duì)船舶設(shè)備的分類(lèi)及詳細(xì)設(shè)計(jì)BOM結(jié)構(gòu)信息，來(lái)組織基本的維修BOM結(jié)構(gòu)，船舶設(shè)備結(jié)構(gòu)示例如表1所示。

    表l 船舶設(shè)備結(jié)構(gòu)示例

    船舶產(chǎn)品售后服務(wù)階段涉及的數(shù)據(jù)存在于產(chǎn)品生命周期的多個(gè)階段，管理和利用好這些數(shù)據(jù)是有效執(zhí)行售后維修維護(hù)業(yè)務(wù)的保障和前提，也是改進(jìn)與提高船舶后續(xù)設(shè)計(jì)和建造的基礎(chǔ)。

3 售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型

    為了實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)計(jì)階段和售后服務(wù)階段數(shù)據(jù)的統(tǒng)一及閉環(huán)，方便售后服務(wù)業(yè)務(wù)的處理，本文對(duì)船舶產(chǎn)品生命周期中涉及售后服務(wù)階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一建模。在給出數(shù)據(jù)模型前，先對(duì)模型中的對(duì)象做出說(shuō)明。

    1)DesignPart是管理船舶及其零／組件概念實(shí)體的對(duì)象，代表船舶設(shè)計(jì)中的組件、部件和零件等設(shè)計(jì)件。

    2)PhysicalPart是管理船舶及其零／組件等物理實(shí)體的對(duì)象，其既可以代表船舶、船舶功能系統(tǒng)、組件和部件，也可以代表具體的物理零件。

    3)維護(hù)需求是管理設(shè)計(jì)工程師對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)件提出維護(hù)需求的對(duì)象，維護(hù)需求是制定相關(guān)物理零件維護(hù)計(jì)劃的基礎(chǔ)。

    4)維修是管理船舶所發(fā)生的維修活動(dòng)的對(duì)象，主要用來(lái)記錄和處理船舶或設(shè)備的具體維修工作。

    5)維護(hù)是管理保持船舶機(jī)械和設(shè)備的技術(shù)性能正常發(fā)揮所采取的技術(shù)措施的對(duì)象，主要用來(lái)處理船舶物理設(shè)備的維修保養(yǎng)計(jì)劃，定期檢驗(yàn)等。

    6)文檔主記錄、工程圖主記錄和模型主記錄是管理物理文檔、工程圖和模型的業(yè)務(wù)對(duì)象。

    7)文檔、工程圖和模型是管理物理文檔、工程圖和模型的數(shù)據(jù)對(duì)象。

    8)工作卡是管理船舶具體維護(hù)執(zhí)行信息的對(duì)象，用來(lái)記錄具體的船舶維護(hù)工作。

    9)問(wèn)題是管理船舶維修中涉及的故障的對(duì)象，主要用來(lái)記錄和處理船舶在售后服務(wù)階段發(fā)生的具體故障。基于前面的數(shù)據(jù)分析和對(duì)象說(shuō)明，本文使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML)建模技術(shù)建立了售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，描述了售后服務(wù)中涉及的各對(duì)象及對(duì)象之間的相互關(guān)系，售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型如圖3所示。

    圖3售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型

    售后服務(wù)階段管理的產(chǎn)品對(duì)象是物理產(chǎn)品和物理零／部件，其制造均依賴(lài)于設(shè)計(jì)信息。在圖3中，

    首先通過(guò)DesignPart對(duì)象和PhysicalPart對(duì)象之間的雙向關(guān)聯(lián)，建立了設(shè)計(jì)件和物理零件之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了信息的互訪。

    其次，通過(guò)DesignPart對(duì)象與文檔主記錄、工程圖主記錄、模型主記錄及維護(hù)需求之間的關(guān)聯(lián)，建立了以DesignPart對(duì)象為中心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息模型，實(shí)現(xiàn)了DesignPart對(duì)象與設(shè)計(jì)信息的信息互訪。

    第三，通過(guò)PhysicalPart對(duì)象和文檔主記錄、維修對(duì)象、維護(hù)對(duì)象之間的雙向關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了在PhysicalPart對(duì)象上統(tǒng)一管理船舶的維修、維護(hù)、維修協(xié)議和設(shè)備維護(hù)手冊(cè)等相關(guān)信息。

    第四，維護(hù)與工作卡以及維修與問(wèn)題對(duì)象之間的雙向關(guān)聯(lián)，記錄了與維護(hù)、維修相關(guān)的具體維護(hù)維修信息及故障信息。

    第五，DesignPart對(duì)象與PhysicalPart對(duì)象的自循環(huán)關(guān)系表示了設(shè)計(jì)件與物理件各對(duì)象實(shí)例之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即產(chǎn)品、組件、部件和零件等的結(jié)構(gòu)關(guān)系。在對(duì)象的相互關(guān)聯(lián)下，本模型實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)件與物理零件以及與該物理零件對(duì)應(yīng)的售后服務(wù)信息的管理，建立了一條貫穿船舶設(shè)計(jì)到售后服務(wù)的信息鏈，從而在需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維修維護(hù)時(shí)，可以通過(guò)PhysicalPart對(duì)象與DesignPart對(duì)象之間的關(guān)系查找到設(shè)計(jì)文檔、工程圖、模型以及維修手冊(cè)等支持信息，同時(shí)對(duì)于維修維護(hù)活動(dòng)中產(chǎn)生的故障信息可以通過(guò)DesignPart對(duì)象與PhysicalPart對(duì)象之間的關(guān)系將其關(guān)聯(lián)到設(shè)計(jì)件上，作為設(shè)計(jì)過(guò)程中持續(xù)改進(jìn)的分析基礎(chǔ)。

4 應(yīng)用實(shí)例

    基于建立的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，本課題組在InforCenter平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了面向船舶行業(yè)的售后服務(wù)模塊，并在黃海造船有限公司進(jìn)行應(yīng)用實(shí)施，取得了滿(mǎn)意的效果。InforCenter是山東山大華天軟件有限公司開(kāi)發(fā)的PLM基礎(chǔ)平臺(tái)，主要包括工作中心、業(yè)務(wù)管理、系統(tǒng)管理、分類(lèi)管理、項(xiàng)目管理和編碼器等模塊。該P(yáng)LM系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織是在工作中心→“我的空間”的基礎(chǔ)上進(jìn)行基本操作，InforCenter平臺(tái)中PhysicalPart對(duì)象的展開(kāi)界面如圖4所示。

    圖4 InforCenter平臺(tái)中PhysicalPart對(duì)象的展開(kāi)界面

    將HC860-107-02螺旋槳這一PhysicalPart對(duì)象依次展開(kāi)，可以看到與該對(duì)象相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)信息、各種文檔、維護(hù)計(jì)劃及工作卡信息、維修對(duì)象及故障信息等。通過(guò)這種信息的共享，售后服務(wù)人員可以很方便地獲得相關(guān)零件的設(shè)計(jì)信息，設(shè)計(jì)、建造人員也可以獲得相關(guān)零件的故障信息，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)信息與維修、維護(hù)及故障等信息的共享。在售后服務(wù)管理模塊中，參考《船舶維修保養(yǎng)體系》設(shè)備分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)并以詳細(xì)設(shè)計(jì)BOM為基準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換建立了船舶維修BOM。在維修BOM中，采用PhysicalPart對(duì)象的DesignPart編號(hào)、DesignPart版本和位置名稱(chēng)合并起來(lái)表示維修BOM的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)，即物理零件在維修BOM中的位置結(jié)構(gòu)名稱(chēng)。通過(guò)結(jié)構(gòu)名稱(chēng)，可以管理與BOM結(jié)構(gòu)中某一節(jié)點(diǎn)具有相同結(jié)構(gòu)名稱(chēng)和船舶名稱(chēng)的所有零件。這些零件可以是運(yùn)行中的、維修中的已經(jīng)廢棄的，也可以是船舶攜帶的備件。這就實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)BOM節(jié)點(diǎn)下，處理具有不同狀態(tài)的多個(gè)零件。另外，考慮到設(shè)計(jì)中普遍存在的替換件問(wèn)題，在PhysicalPart中定義了替換件編號(hào)和版本兩個(gè)屬性，使來(lái)自不同的DesignPart對(duì)象的物理零件可以具有相同的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)，從而保證了維修BOM結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。船舶維修BOM結(jié)構(gòu)界面如圖5所示

    圖5 船舶維修BOM結(jié)構(gòu)界面

    圖中結(jié)構(gòu)名稱(chēng)后面顯示的零件名稱(chēng)、序列號(hào)和批次號(hào)等信息為當(dāng)前狀態(tài)下運(yùn)行的物理零件的部分屬性信息。維修BOM結(jié)構(gòu)下方顯示的是與維修BOM中選中節(jié)點(diǎn)相關(guān)的各種售后服務(wù)信息。當(dāng)前的零件管理頁(yè)面顯示的是與選中節(jié)點(diǎn)具有相同結(jié)構(gòu)名稱(chēng)和船舶名稱(chēng)的所有物理零件，其中展示了在該結(jié)構(gòu)名稱(chēng)節(jié)點(diǎn)上使用過(guò)的和正在使用的所有物理零件以及備件，從而也就記錄了該結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)上物理零件的更換歷史。問(wèn)題頁(yè)面顯示的是與選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行的零件相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題對(duì)象，該問(wèn)題對(duì)象記錄著船舶運(yùn)營(yíng)中該零件的所有故障信息。通過(guò)問(wèn)題對(duì)象把故障信息反饋到設(shè)計(jì)和建造部門(mén)，為船舶后續(xù)的設(shè)計(jì)和建造提供了故障分析的基礎(chǔ)，從而提高了船舶的設(shè)計(jì)和建造質(zhì)量。

    圖6所示為“煙臺(tái)港捕03”船舶柴油機(jī)的活塞故障信息界面。維修頁(yè)面顯示的是與選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行的零件相關(guān)的維修對(duì)象，這些對(duì)象記錄了發(fā)生在選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前物理零件上的維修歷史及詳細(xì)維修信息。維護(hù)頁(yè)面顯示的是與選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行零件相關(guān)的維護(hù)對(duì)象，這些對(duì)象管理著選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行零件的維護(hù)計(jì)劃。船舶運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，船員通過(guò)該維護(hù)計(jì)劃來(lái)對(duì)船舶進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，以避免船舶故障事故的發(fā)生。詳細(xì)信息頁(yè)面顯示的是維修BOM中選中節(jié)點(diǎn)當(dāng)前運(yùn)行的物理零件的詳細(xì)屬性信息。基于PLM的售后服務(wù)管理模塊，可以將產(chǎn)生于設(shè)計(jì)階段的圖紙、模型等相關(guān)信息提供給售后服務(wù)維修維護(hù)工程師，支持維修維護(hù)業(yè)務(wù)的處理；同時(shí)還可以對(duì)產(chǎn)生的故障信息、維修方案等進(jìn)行分析，并將其關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)件上，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和建造質(zhì)量提供故障模式分析的基礎(chǔ)。

    圖6 活塞故障信息界面

5 展望

    本文在PLM理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了船舶產(chǎn)品售后服務(wù)階段的相關(guān)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，建立了支持閉環(huán)的售后服務(wù)數(shù)據(jù)管理模型，解決了船舶設(shè)計(jì)、建造階段和售后后服務(wù)階段數(shù)據(jù)的支持和反饋問(wèn)題。有關(guān)維修BOM的轉(zhuǎn)化過(guò)程、維護(hù)計(jì)劃的建立和維修派工等方面的問(wèn)題，筆者將在后續(xù)的研究中將給出相應(yīng)的解決方案。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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本文標(biāo)題：以PLM為基的船舶行業(yè)售后服務(wù)數(shù)據(jù)模型的研究

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