跨国EMS企业复杂产品系统制造项目的产品知识管理
唐宇 肖智 E-Works
我国是低端传统产品大规模制造大国,还不是高端复杂产品系统(Complex Product System,简称CoPS)制造强国。我国制造业实现产业结构升级,发展高附加值的CoPS刻不容缓。以航空新产品、重大技术装备为代表的CoP9制造项目’通常需要由跨行业跨组织的多个多职能项目团队共同承担,具有天然的外包特点。电子制造服务(Electronics Manufacturing Services,简称EMS)企业按外包合同提供专业集成制造服务。CoPS从设计开发、生产制造、测试使用、维护到回收销毁的全生命周期,都离不开产品知识管理(Product Knowledge Management,简称PKM)。

PKM情景下的EMS企业项目管理模式是实现CoPS的有效途径。通过对CoPS制造项目的产品知识与EMS企业CoPS制造过程中的PKM活动进行归纳总结,提炼出跨国EMS企业cQPS制造项目的PKM框架。

1 理论背景

PKM情景下的EMS企业项目管理模式是实现CoPs的有效途径。

1.1 电子制造服务(EMS)企业

EMS企业为0EM(original equipment manufacturer,原始设备制造)提供复杂集成的制造相关服务。国际著名品牌IBM、Intel等纷纷将制造业务剥离给EMS企业。2009年诺贝尔经济学奖获得者01iver Williamson认为,交易成本的高低决定了交易是在市场完成还是在企业内部完成。EMS企业为0EM企业大大了节省交易成本。使得EMS产业迅速发展。2006年,跨国EMS前6大企业全部跻身世界500强。EMS企业已从最初的电路板装配外包业务发展到覆盖整个产品生命周期的外包服务,从设计、采购、库存、生产、测试、质量控制到售后回收服务一应俱全。EMS巨头更致力于发展CoPS制造工程技术、全球供应链服务、产品知识管理、复杂项目管理等复杂能力以提供全球价值链高附加值的CoPS制造。EMS巨头一方面保持电信、计算机制造的统治地位,一方面向航空、工业控制、医疗等附加值高的新兴高端产业的CoPS制造服务扩张。

2009年3月,MMI发布了2008年EMS行业全球50强排名。Circuits Assembly在2009年2月第一次公告2008年EMS全球50强排名。两家排名略有不同。笔者整理两家排名的地区分布,发现欧美发达国家占EMS50强六成以上,显然欧美发达国家是EMS强国。我国进入50强的EMS企业仅两家,其中Nam Tai 1975年成立于香港,1980年将工厂搬到深圳,2009年9月在无锡设厂,生产制造业务全部在中国。3CEMS是台湾FIC集团在广州设立的EMS企业。相对低廉的劳动力成本和原材料价格加上国内市场蓬勃发展,我国已成为世界电子制造业务的中心。但没能培育出真正本土的EMS 50强企业。我国EMS产业的产品主要是低附加值的消费类电子产品、通信辅助设备、部分价值较低的终端产品、计算机设备及外设产品。

1.2 复杂产品系统(CoPs)

英国Sussex研究所较全面系统地提出CoPS的概念:它是高成本的、技术密集的、工程密集的、客户定制化程度高的大型产品、系统或建筑物,是相对于低成本、大规模制造的传统产品而言的。CoPS在经济社会发展中越来越重要,直接影响国家综合国力、核心竞争力。

CoPS的高度定制性,使得研发和制造合为一体,缺少了传统产品的扩大化再生产过程,研发和制造过程都要求客户、设计方、制造方和关键料件供应商高度参与,从而削弱了各方对项目的控制能力;CoPS的高技术、高成本等特性使得CoPS制造厂商出现寡头结构,即几家垄断制造商分割市场。我国CoPS制造相对落后,CoPS占工业产值比重与发达国家相比有较大差距,大量复杂高技术装备依赖进口。

1.3 项目管理(PM)

随着社会发展,独特的、一次性的工作任务越来越多,企业项目化管理趋势明显,项目管理成为专门的职业和专业。项目管理是运用系统工程的理论和方法,对所承担的工程或项目(任务)进行全过程、全方位的管理。其特征是实现生产要素在项目上的优化配置。CoPS的复杂性及单件小批量的生产特性决定CoPS要以基于项目的工作团队和基于项目的PKM模式组织生产制造活动。PM模式是适合于CoPS的组织形式。

除了传统的PERT、Gantt、简称CPM等,研究者们将DSM(Design Structure Matrix,设计结构矩阵)、DMM(Domain Mapping Matrix,领域配置矩阵)等新方法引入CoPS的项目管理。CoPS的项目管理越来越引人关注。

1.4 知识管理(Knowledge Management,简称KM)

知识管理在知识经济时代越来越成为学者研究的焦点和企业变革的方向。但Lucier和TorsiIera在1997年称,84%的知识管理计划没能产生任何实质影响口“。现代工业工程越来越依赖知识在产品生命周期中的作用。将来,企业会将其整个商业过程视为知识处理过程。结构化知识的产生是知识管理的里程碑。非结构化知识挖掘和使用都有难度,所以结构化知识很重要。可以直接利用产品结构,PKM领域的知识结构化比较简单。

我国知识管理研究人员多集中在高校和研究所,缺乏企业实践经验。且研究人员对知识管理的研究,多集中在理论与概念探索阶段,缺乏实际应用研究心。

1.5 产品知识管理(PKM):产品数据管理(PDM)和生命周期管理(PLM)

PKM一直朝着系统化、自动化方向发展。CAD(Computer-Aided Design,计算机辅助设计)、CAM(Computer Aided Manufacturing,计算机辅助制造)和PDM(Product Data Mangement,产品数据管理)一直在PKM过程中扮演着重要角色。19世纪80年代出现的cAD使设计者能更容易地在计算机上设计产品几何模型。随着时间的发展,CAD和CAM产生的海量产品数据面临失控,PDM应运而生。

PDM从20世纪90年代作为商用软件进入市场,在企业中得到了广泛的应用。PDM系统有5个组件,包括产品结构管理、数据库和分类、项目管理、流程管理和电子数据仓库。当前的PDM方案包括了制造过程、新产品引入、内容管理、产品支持和维护、其它扩展服务。PDM系统的功用在于跨学科跨专业合作、减少产品开发时间和信息获取的复杂程度、改善项目管理以及供应链方面的协作。PDM大多局限于管理产品工程信息,较少涉及产品生命周期管理。

新技术革命、全球化战略、市场竞争、外包策略、产品可追溯性和可持续开发要求、产品法律制度的发展,亟待新的PKM工具产生。产品复杂性增加,使企业面临海量产品知识管理、长生命周期管理、大量软件和电子元件在复杂产品中使用以及产品全球协同开发问题。近年,整合人力、流程、商业软件系统和信息去管理产品生命周期全过程的PLM应运而生。PLM系统在管理公司产品从概念设计、生产制造、销售、售后维护、报废回收全生命周期的全部信息方面正在获得承认。显然,PLM管理的不仅仅是PDM系统中的工程数据。Ameri和Dutta将PLM定义为企业范围内产品生命周期的知识管理解决方案。目前,PLM主要应用于汽车、航天工业、机器装备制造业。SAP、IBM、oracle等软件巨头纷纷进军PLM领域提供PLM解决方案。PLM不便宜也不容易实施。ARC Advisory Group称2008年金融危机背景下,PLM市场收益约94亿美元,保守估计PLM产业实现6.7%的增长。0racle的Agile PLM工具,通过管理面向PLM和全球化网络的产品信息、过程和决策,帮助公司加速创新,实现产品利润最大化,全球有1 300多家企业用户。SAP的PLM工具。为产品所有相关过程提供面向PLM的360度全方位支持。提供唯一正确产品相关信息源头。2009年10月27日,Dassault Systemes和IBM宣布,Dassault Systemes计划以约6亿美元现金整合IBM的PLM销售和客户支持业务用于其PLM工具。我国PLM产业有待进一步发展。

从PDM到PLM的概念变化看出PKM理念的变化,从产品数据管理到产品生命周期管理,从虚的数据到实在的产品,PKM越来越重视解决企业生产经营中的实际问题。产品管理和产品知识管理,看似管理对象不同,实质殊途同归。

2 跨国EMS企业CoPS制造项目的PKM活动

复杂过程在不明确的环境中,由成员不连续的项目团队管控时,知识流管理方面的难度会加大。CoPS制造项目PKM难度很大。

2.1 PKM对CoPS制造项目的意义

企业的ERP(Enterprise Resource P1anning,企业资源计划)、CRM(Customer Relationship Management,客户关系管理)和SCM(Supply Chain Management。供应链管理)等管理过程产生的风险可通过PLM的可视化进行评估,PLM是一种决策支持工具。CoPS制造项目属高投入高风险项目,需全过程的风险评估。

CoPS规模越大,越多的研发制造活动异地同时同步发生并且相互影响,使协作更困难。跨行业客户、设计方、制造方和供应商的复杂项目管理需要了解客户和供应商之间的知识流。同步工程理论要求广泛分享产品知识。CoPS的复杂性决定了其对PKM的极度依赖。

2.2 CoPS制造项目的产品知识

笔者根据文献分析H83和多家跨国制造业知识管理工作实践总结的CoPS制造项目产品知识清单(见表1)。

图1为CoPS项目产品知识中最核心的BOM结构模型,利用BOM结构可以方便地对产品料件知识进行结构化处理。CoPS的BOM结构比较复杂,多采用多层树状结构,每一料件有相对应的工程图纸、料件说明书、供应商信息、价格信息、质量管理和生产控制类代码信息等。有时与料件直接对应的固件\软件\文件也可以以用量为零的特殊料件的形式,直接放到BOM结构相应位置,方便管理和使用。

表1 CoPS产品知识清单

 

2.3 跨国EMs企业coPS制造项目过程中的PKM活动

EMS企业CoPS制造过程中的产品生命周期,从新产品引入开始,经历样机试制,到小批量制造。最后以CoPS结束制造生命周期。

图2为笔者提炼的EMS企业CoPS制造项目简明流程。假设相关设计方已初步完成CoPS设计,作为集成制造方的EMS企业收到客户定单后,第一步就是接收整理设计方提供的产品技术资料,包括:BOM、工程图纸、制造流程、生产线作业指导书、测试说明、包装说明、生产现场说明等,分析技术细节,进行产品知识培训、构建PLM系统和ERP系统。从接收客户招标文件到CoPS制造完成,PKM在项目中发挥重要作用。整个项目管理过程是获取、整理、分享、使用、创新产品知识的过程。如果把整个项目流程分为两部分,收到客户定单以前是由客户控制的,收到客户定单后EMS企业开始将项目转入内部控制。可以说。PKM是EMS企业CoPS制造项目转入企业内部控制的起点,为整个制造项目的后续工作奠定基础,直接决定后续工作的开展成效及整个项目的成败。

另外,coPs高度定制性,设计开发与制造一体的特点,决定产品制造过程的整个生命周期都伴随着产品知识变更活动,包括BOM结构变更、设计图纸变更、制造流程变更、测试程序变更、合格供应商资料变更等,对这些产品知识变更进行伞牛命周期的有序控制是EMS企业CoPS制造项目过程中的PKM活动。

 

图3是笔者参考相关文献并结合实践总结的EMS企业CoPS制造项目产品知识流。EMS企业处于知识链的中间。一般,完成新产品引入阶段的知识交接后,OEM企业用工程变更通知(Engineering Change Order,简称ECO)文件控制BOM结构、料件图纸说明书、供应商变更等产品设计知识变更。EMS需将ECO信息发布给相应的料件、子系统供应商。EMS企业和供应商按OEM企业或设计方提供的产品设计要求组织生产。
 
EMS企业或EMS料件、子系统供应商在制造过程中,存在生产工艺、成本或其它问题需要设计变更时,向OEM企业提交工程变更申请(Engineering Change Request,简称ECR)。OEM同意后,发布新的ECO。

3 跨国EMS企业CoPS制造项目过程中的PKM框架

图4是笔者总结提炼出的EMS企业CoPS制造项目过程中的PKM管理框架。专业知识管理人员使用PLM系统结合产品知识分类和代码设置等结构化处理、有序的制度化知识流控制、产品知识结构培训、知识管理制度和系统操作培训。跨国EMS企业CoPS制造项目的PKM可以构建比较完善成熟的管理模式。

PLM只是PKM的工具,远远不是PKM本身。PKM本身是一个复杂的体系。可以看出,PKM可以为EMS模式下的CoPS制造项目提供完善的知识管理控制服务。为客户、供应商和EMS内部生产经营活动提供及时周全的知识交流渠道和知识本身,协调供应链、生产制造、客户关系管理。

4 典型案例:Q公司

Q公司是某跨国EMS企业在某国的一工厂。Q公司以项目管理模式提供CoPS的知识管理、制造工程、供应链管理、质量管理服务,并借助总公司全球采购中心提高供应链水平。

4.1 Q公司CoPS项目的PKM背景

Q公司承接的CoPS项目从客户招标到完成第一台样机生产所需要时间,根据项目复杂程度、供应链响应速度、生产周期等而不同;短时期项目历时好几个月,长时期项目几年才能完成样机下线测试。从接收客户招标文件到CoPS制造完成,PKM在项目中发挥重要作用。

4.2 Q公司PKM

Q公司致力于在CoPS项目过程中实现“the right information,at the right time,in the right place”的制造企业信息化核心目标。Q公司与总公司及其全球其它分公司共享统一的PLM系统、ERP系统、SCM系统、CRM系统等,也共享产品知识分类方法、知识结构化代码、知识流程和知识管理制度。Q公司知识管理人员与总公司及其全球其它分公司知识管理人员,组成庞大的知识管理团队,每周召开团队电话例会,共同协调解决知识管理中遇到的问题,适时调整优化知识流,确保统一的知识管理制度在公司全球范围内有效运行。

Q公司知识管理人员每周组织各CoPS项目的产品知识变更例会,分析产品知识变更。确保变更实现和知识交流渠道畅通。Q公司的PLM系统是ERP系统,SCM系统,CRM系统等的产品知识唯一源头。PLM系统和ERP系统,经二次开发后实现无缝链接,实现ERP产品数据自动更新。PLM系统也与SCM系统和CRM系统建立了直接的数据信息链接。

Q公司努力实现显性知识文件化、数据化、结构化,文件化、数据化、结构化知识实现PLM系统管理。公司有正式制度化文件和具体措施鼓励隐性知识显性化,并且为暂时不能显性化的隐性知识,营造共享氛围。

5 结语

本文构建的跨国EMS企业CoPS制造项目的PKM框架,可供国内COPs研发制造企业借鉴。但PLM市场上目前并没有真正成熟的综合性PLM系统,PLM领域有待深入研究。产品生命周期不同阶段处在不同企业,不同企业使用不同的PLM工具不同的产品知识代码和分类方法,使得实现真正意义的跨组织的产品全生命周期知识管理变得困难。即使不同企业使用相同的PLM系统,庞大数据在不同公司PLM系统间的搬运也会产生知识转移时滞且造成劳动力浪费。跨组织PKM常存在多源头数据,难以保证数据的唯一正确性。越来越多的研究者致力于跨组织的知识管理研究。笔者认为,PKM应用研究,一方面应朝着PKM管理工具标准化集成化程度不断提高的方向发展,另一方面可以思考组建独立的专业PKM公司,承接跨组织的全球化产品全生命周期的PKM外包业务的可行性。

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