挑战

手工处理流程和数据管理任务导致访问控制不足,缺少并行工程功能,缺乏追溯能力和版本控制能力。这种有缺陷的、容易出错的手工数据输入流程由于无法接受的高返工率,推迟了产品上市时间并提高了成本。

 

Vaillant Group 是采暖、通风和空调 (HVAC) 技术领域的全球市场和技术领导者,他们将 Windchill 通过多层接口与 SAP 连接,借此启动了为产品生命周期管理进行数字化转型的长期方案。他们的 8 年 PLM 路线图的关键里程碑已经完成,包括在 Windchill 中创建和管理零件、BOM 和文档的功能;支持产品发布和变更管理;管理产品合规性/可持续性;跟踪产品成熟度;通过工作流丰富 SAP 视图,并逐步淘汰 EOL 产品。

挑战

Vaillant 使用了一些不同的设计和生产力软件平台,如 CAD(PTC Creo、AutoCAD、Mentor)、PLM (Windchill) 和 ERP (SAP)。最初,不存在 Windchill 到 SAP 的接口。他们通过结合使用电子表格与电子邮件来手动处理流程和数据管理任务。手动跟踪产品 BOM、3D CAD 模型、2D CAD 图纸、技术规格和其他文档的成熟度和批准状态。手动搜索文档和文档中的信息既困难又效率低下。ECN 在 Excel 中进行管理,而且必须通过手动输入将 ECN 数据再次传输到 ERP。

产品数据版本、首个实体样品与必要的工作流之间没有由系统控制的硬链接,导致需要大量的手动管理工作。

这种方法有许多弊端:访问控制不足;缺少并行工程功能;处理电子表格极为费力;缺乏追溯能力和版本控制;缺乏透明度;缺少状态跟踪;完成流程步骤的等待时间过长;以及存在缺陷、容易出错的手动数据输入流程。结果导致产品上市速度更慢,返工率更高。

经过广泛的分析和评估后,一家独立咨询公司 (Ernst & Young) 确认了上述问题的存在。以上评估结果促使企业实施了为期 10 年的数字化转型项目,用于管理产品生命期,转型项目分 3 个阶段交付。

解决方案

阶段 I

在此阶段,即 2015-2017 年,专注于 PLM 的核心元素,如由工作流控制的零件和物料清单 (BOM) 的创建,发布和工程变更管理的概念和试点以及首个实体样品的发布进程,产品文档的管理,从诞生到退役的产品成熟度状态,从 Windchill 到 SAP 的产品数据自动传输,由工作流控制的 SAP 视图充实以及在设计冻结后的其他产品创建相关活动。

阶段 II

在第二个阶段,即 2018–2021 年(已制定计划),向 PLM 路线图添加了高级 PLM 功能,主要用于管理收集、整合、审批和测试产品需求的整个流程,管理和跟踪产品合规性/可持续性,在开发期间管理产品成本,以及管理产品逐步淘汰。这一阶段还包括在全球范围内高效使用发布和工程变更管理,以及首个实体样品发布进程。此外,还要起草基于模型的系统工程的用法。

阶段 III

在最后阶段(预计 2022-2024),在 PLM 基本和高级功能交付后,Vaillant 计划应用数字化转型技术,闭合产品生命周期阶段之间的信息回路。例如,他们计划使用从物联网传感器获得的互联产品信息来预测故障,并通过将已部署的产品输入融入设计来优化新产品和现有产品。他们还计划为服务部门提供 AR(增强现实)工作说明以提高服务交付能力,为不同的用例创建并应用数字映射。所有这些用例都需要与相关用户和利益相关者一起进行描述和评估,从而保证带来增值。

结果

实施 PLM 前的 ECN

对 Vaillant 而言,实施 PLM 方案前的 ECN 管理充斥着各种流程和低效性问题。他们面临许多关键挑战:设置时间长(涉及手动收集变更数据)、变更状态不透明、流程执行时间长、人工跟踪 ECN 实现所需的操作太耗时,以及依赖电话通话和电子邮件。

实施 PLM 后的 ECN

为此流程应用 Windchill 的高度可配置开箱即用 PLM 功能以及与 SAP/MDG-M 的多层接口后,完整的管理解决方案便已出炉,其可带来如下收益:

  • 自动生成相互依赖的零件、产品和文档清单
  • 自动生成预定义的规则等关键功能
  • 自动传输更改后的产品数据(包括制造 BOM)到 ERP SAP(通过企业系统集成,ESI)
  • 增强、高效的工作流控制的批准流程
  • Windchill 和 SAP MDG-M 提供的工作流功能
  • 自动和透明的跨系统变更状态跟踪
  • 其他改进...

 

工作流管理改进

Vaillant 定义了应用 PLM 之前和之后流程中的以下三个具体 ECN 评估点。

  1. ECN 在 Windchill 中的创建时间与 Excel 中的手动过程相对比,含 SAP 集成(实施 PLM 前)
  2. Windchill 中设计冻结的日期与 Excel 中的手动过程相对比(实施 PLM 前)
  3. 实施 PLM 之前和之后工程变更 (ECN) 的有效日期,这意味着零件/产品已准备好进行批量生产

对于对批量零件修改而不是对 NPI 至关重要的工程变更请求流程 (ECR),实施 PLM 前后在流程中有以下 3 个具体的 ECR 评估点。

  1. ECR 在 Windchill 中的创建时间与 Excel 中的手动过程相对比(实施 PLM 前)
  2. Windchill 中 ECR 批准日期与 Excel 中的手动过程相对比(实施 PLM 前)

关键指标在于 PLM 所带来的工程变更实施处理时间的缩短。从 2018 年 1 月至 2018 年 12 月,Vaillant 评估了有效起始日期在此时间范围内的工程变更的平均处理时间。在他们实施 PLM 后,测试了从 2019 年 1 月至 2019 年 12 月的 ECN 流程的相同指标,平均流程运行时间缩短了约 25%。该评估结果还包括 Windchill 和 SAP MDG-M。

为了获得现实和实际的结果,对所执行的运行时间评估值进行了累计。这意味着,将计算 2018 年第一季度(实施 PLM 前)所有 ECN 的流程运行时间的算术平均值,并与 2019 年第一季度(实施 PLM 后)的所有 ECN 进行比较。以下评估步骤考虑了 2018 年第一季度和第二季度(实施 PLM 前)的所有 ECN,并与 2019 年第一季度和第二季度(实施 PLM 后)的所有 ECN 进行比较,以此类推。

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图 1:用于 NPI 的 ECN(新零件的发行/发布)

对用于 ECN 流程的活动工作流系统的深入研究表明,使用 Windchill 可以显著缩短运行时间。另一方面,在 SAP MDG-M 中运行的流程部分表明预期的和实际的流程运行时间减少量之间存在差距。已经定义了许多有前景的活动,它们已启动或正在实施来改善这种情况。

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图 2:修改系列零件的 ECN

除 PLM 工作流方面的收益,实施 PLM 前后还能注意到另一重要方面的改善。实施 PLM 前,通常使用含有大量 BOM、图纸和其他文档的大型 ECN,但在实施 PLM 后,情况发生了改变。人们现在使用更小的 ECN,并在正确的时间启动流程,从而缩短了流程运行时间并有助于更好地规划。

提高合格率的流程

在零件或产品进入批量生产之前,必须经过两道重要的审批程序(除其他批准外),并且审批结果应相互一致:

  • 产品数据和文档的审批:此流程通过 ECN 流程(工程变更通知)进行管理,以确保为批量生产准备好所有数据和文档。该流程还可确保生产、质量、采购等部门已执行所有必要的任务。
  • 首批零件/产品样品的审批:根据产品文档和数据,交付产品的首批实体样品,比如由供应商交付。这种控制首先由质量、开发、生产和采购部门执行。

实施 PLM 之后,两次审批均由 PTC Windchill 和 SAP 完全控制。在 PLM 中,两次审批之间存在硬链接,因此在批量生产开始时不会出现偏差。

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图 3:提高了 PLM 实施后实际样品审批合格率的流程质量

改进 ECN 跟进文档

工程变更通知 (ECN) 文档编制的手动流程通常允许存在不需要的偏差。实施 PLM 之前,ECN 文档就会遇到这种情况。这种情况会导致在开始批量生产之前需要返工,从而导致效率下降。

现在,Vaillant Group 的 PLM 完全支持此流程。我们对比了 2018 年的 ECN 跟进文档的占比(尚未对 ECN 流程应用 PLM)与 2019 年的文档占比,2019 年所有 ECN 均在 PLM 中运行(Windchill 和 SAP MDG-M)。我们调查了实施 PLM 之前和之后的数千个 ECN 和 ECO。百闻不如一见,见图。

实施 PLM 后,ECN 跟进文档的占比在 12 个月内从约 50% 下降到 2%。这清楚地表明 PLM 能够控制流程,使您的工程师拥有更多时间创造增值产品。

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图 5 管理 ECN 文档的常规流程和可能的偏差

提高主数据质量

主数据是组织内的关键数据资产,并且是描述产品和推动业务流程的实体。例如,需要对它们进行评估来衡量性能。为了获得高质量的主数据来确保业务平稳开展,必须通过治理流程对其进行控制。

实施 PLM 之前,Vaillant Group 的产品主数据经由研发部门在不同的系统中创建和维护:这些系统包括 3D CAD 系统、PDM 系统、电子表格、文本处理系统等。这导致了重复数据、多次数据输入、不完整数据等。这种返工导致需要做更多额外工作。

实施 PLM 之后,维护主数据的数据源被连接起来,将重复数据减到了最少。实施 PLM 之后,由于主数据质量问题而导致的返工占比正在减少,让人员可以专注于创新任务。截至 2019 年底,返工的占比与 2018 年相比减少了 16%。正如熟能生巧一样,可以预料,这种情况在未来会不断改善。

项目交付周期

项目交付周期是项目开始到完成的等待时间。

缩短项目交付周期也将缩短产品上市时间,从而提升公司的竞争优势。对于产品开发和产品管理,产品上市时间通常是衡量工作绩效的关键 KPI。正确的 PLM 解决方案将有助于缩短产品上市时间。

在实施 PLM 之前和之后评估了项目交付周期。选择了以下评估点:

  • 项目开始日期
  • 产品设计冻结日期(在项目内开发)
  • 产品投放市场的日期

分析了实施 PLM 之前和之后的大量项目,以衡量 PLM 对交付周期的影响。受 PLM 影响的最重要的交付周期是从项目开始到产品投放市场。与实施 PLM 之前运行的项目相比,在 PLM 中运行的项目从开始到产品投放市场的交付周期平均缩短了 8%。将来随着 PLM 经验增加,预计交付周期将进一步缩短。

数字化转型

虽然 Vaillant Group 仍在努力让其数字化房屋井然有序,但他们通过 PLM 本身提供的工程变更管理流程收益,已经取得了巨大的进步。Vaillant 已经成功实现了 2015 年提高效率的短期目标。而且更重要的是,他们花时间衡量和量化了其行动的效果,从而将产品生命周期管理融入企业。

这些新指标和结果明确表明了 PLM 的价值,在此支持下,Vaillant Group 的首席级管理层一定会更加认可 PLM。这意味着,他们已经有了成功的业务案例,可以继续实施数字化转型的第 II 阶段和第 III 阶段计划(包括 IoT 与 AR 等技术)。

Vaillant 正在展望未来,因为他们使用新技术强化其数字主线,期待为企业带来更大的价值。

与 PTC 的合作帮助我们使用 3D CAD、PLM、IoT、AR 等市面上最先进的技术发现和实施新的制造方案。未来这些方案上线后,相信 Vaillant Group 能在欧洲和海外取得长久的蓬勃发展!

Vaillant Group 战略与绩效经理 Gamal Lashin 博士