中型制造企业如何通过 PLM 管理复杂结构件，提高研发效率 30%？

中型制造企业如何通过PLM管理复杂结构件，提高研发效率30%？

在制造业迈向高质量发展的关键阶段，产品复杂度与日俱增，尤其是涉及大量复杂结构件的装备、机械、电子等行业。这类产品通常由成千上万个零部件组成，设计变更频繁，版本管理混乱，跨部门协作壁垒高筑。根据工信部相关调研数据显示，许多中型制造企业在研发环节，因数据孤岛、流程脱节导致的设计错误与返工，平均会吞噬掉15%-20%的有效研发时间。如何系统化管理产品全生命周期数据，特别是复杂结构件，已成为企业缩短研发周期、提升产品质量、控制成本的核心挑战。本文将深入探讨，中型制造企业如何借助现代产品生命周期管理（PLM）系统，构建高效协同的研发管理体系，实现研发效率的实质性飞跃。

**一、 复杂结构件研发管理的核心痛点与挑战**

对于中型制造企业而言，复杂结构件——如大型焊接件、精密机加件、多材料复合组件——的研发管理，远非简单的图纸管理。它贯穿从概念设计、详细工程、工艺规划到制造与服务的全过程，传统管理方式在此面前捉襟见肘。

首先，数据分散与版本混乱是首要难题。设计图纸、三维模型、技术规格、工艺文件、变更记录等数据，往往分散在不同工程师的电脑、多个服务器文件夹甚至纸质档案中。当结构件发生设计变更时，相关文件的同步更新极易遗漏，导致下游的工艺、采购、生产环节依据错误版本开展工作，造成大量返工与物料浪费。某重型机械企业曾因一个关键焊接件的图纸版本未及时更新，导致一批价值数十万的原材料误加工，项目延期近一个月。

其次，跨部门协同效率低下。研发部门的设计输出，需要工艺部门转化为可制造的工艺路线，采购部门据此寻找供应商，生产部门安排作业计划。在缺乏统一数据平台和流程引擎的情况下，信息传递依赖邮件、会议甚至口头沟通，不仅速度慢，而且责任不清、追溯困难。设计变更的影响范围评估，往往需要召集多个部门长时间开会讨论，严重拖慢决策速度。

再者，设计重用率低，知识资产流失。优秀的设计方案、经过验证的通用件、标准结构模块，由于缺乏有效的分类、检索和权限管理机制，难以被后续项目复用。工程师常常“重新发明轮子”，不仅浪费智力资源，也导致产品标准化程度低，增加了后续制造与维护的复杂度与成本。

最后，缺乏贯穿始终的产品数据主线。从设计BOM（EBOM）到制造BOM（MBOM）的转换，通常依赖人工处理，容易出错且无法实现联动更新。当设计变更发生时，MBOM、工艺路线、生产订单的同步调整滞后，导致“设计已改，生产照旧”的脱节现象。

这些痛点相互交织，最终体现为研发周期长、成本失控、质量风险高。破解这些难题，需要一套能够整合数据、打通流程、沉淀知识的系统性解决方案。

**二、 解决方案：以PLM为核心构建一体化研发管理平台**

面对上述挑战，引入一套适合中型企业、具备高度集成性和易用性的产品生命周期管理（PLM）系统是必然选择。其核心目标在于建立单一、准确、安全的产品数据源，并以此为中心，结构化地管理产品从诞生到退市的全过程。这里，我们以金蝶云·星空（企业级PaaS平台）中的PLM解决方案为例，阐述其如何帮助企业构建高效管理体系。

金蝶云·星空PLM，基于统一的云原生平台，与ERP、MES、SCM等系统深度集成，为企业提供从产品设计到制造运营的一体化管理。它并非孤立的设计工具管理软件，而是企业级的产品创新与协同平台。其核心价值在于：**以数据驱动为核心，以流程协同为纽带，以知识重用为目标**，帮助企业实现研发过程的数字化、透明化和精益化。

具体而言，企业可以通过以下几个关键步骤，利用该平台管理复杂结构件，提升研发效率：

**第一步：建立结构化、关联化的单一产品数据源。**

这是所有优化的基础。平台支持将所有的产品数据——包括三维CAD模型、二维图纸、技术文档、物料信息、BOM结构等——进行集中、分类存储。关键在于实现数据的结构化与强关联。例如，一个复杂焊接总成的三维模型与其下属的子部件、零件模型自动关联；图纸与模型关联；每一个零部件关联其物料编码、技术参数、供应商信息。当任何一处数据发生变更，系统能自动识别其影响范围，并触发相关流程。这从根本上杜绝了版本不一致问题，确保所有部门基于同一份最新数据工作。

**第二步：实现端到端的数字化流程协同。**

平台内置了可灵活配置的工作流引擎，能够将产品开发过程中的关键流程，如设计评审、图纸签审、工程变更（ECN）、样品确认等，全部线上化、标准化。以最频繁也最关键的工程变更流程为例：当某个结构件需要修改时，发起人在系统中提交变更申请，清晰描述变更原因、方案及影响范围。系统可自动关联该结构件相关的所有设计文件、BOM项、工艺文件乃至采购订单。流程根据预设规则，自动流转至设计、工艺、采购、生产等相关部门负责人进行评审。评审意见、执行状态全程在线记录、实时可视。这极大缩短了变更决策周期，从过去的数天甚至数周缩短到几小时，并确保了变更执行的准确无误。

**第三步：深化设计制造一体化，打通EBOM到MBOM。**

针对复杂结构件管理，PLM与ERP的深度融合至关重要。在金蝶云·星空一体化平台中，PLM管理的设计BOM（EBOM）可以平滑、准确地向ERP系统传递。工艺工程师可以在PLM中或在集成的工艺管理模块中，基于EBOM进行工艺分工、添加工艺路线、定额工时、材料定额等信息，生成制造BOM（MBOM）和工艺路线。这一转换过程在统一平台内完成，数据同源，避免了人工转录错误。一旦设计BOM发生变更，系统可以提示并驱动MBOM的相应调整，确保设计、工艺、制造数据的一致性，为后续的精准采购、高效排产奠定基础。

**第四步：构建企业知识库，提升设计重用与标准化。**

平台提供强大的分类管理、参数化检索和权限控制功能。企业可以将常用的标准件、通用件、典型结构模块、成功的设计案例、失败的经验教训等进行分类归档，并打上丰富的属性标签，形成企业知识库。工程师在进行新设计时，可以快速检索并重用已有的成熟设计，大幅减少重复劳动，提升设计质量和标准化水平。例如，设计一个新型支架时，可快速查询历史项目中类似载荷、安装条件下的最优结构方案，直接引用或稍作修改即可，将设计时间从几天缩短到几小时。

**三、 应用场景与量化价值案例**

以下两个基于金蝶官方案例库的实践，具体展示了PLM在管理复杂结构件、提升研发效率方面的显著成效。

**场景一：某高端装备制造企业的复杂焊接结构件协同设计**

该企业主要生产大型定制化环保设备，其核心部件是包含数百个钢板、型材的复杂焊接结构件。过去，设计、工艺、生产部门数据独立，焊接坡口细节、焊缝要求等信息传递易失真，导致车间经常需要返修。同时，设计变更频繁，版本管理混乱。

**解决方案**：企业部署了金蝶云·星空PLM系统。首先，将所有三维设计模型、焊接工艺卡片、质量检验标准在平台中集中管理并建立关联。其次，针对工程变更，建立了严格的电子化审批流程，变更影响自动通知到工艺与生产部门。最后，将常用的焊接接头形式、坡口标准等工艺知识库化。

**实施效果**：实现了设计、工艺、制造数据的同源与同步。设计变更处理周期缩短了**65%**；因图纸版本或工艺信息错误导致的现场返工减少了**70%**；通过重用标准化焊接模块，新产品的详细设计周期平均缩短了**25%**。综合来看，整体研发效率提升超过**30%**。

**场景二：某精密机械企业的多品种小批量复杂零件研发管理**

该企业为多个行业提供精密传动部件，产品特点是品种多、批量小、结构复杂、精度要求高。面临的主要问题是：设计资源紧张，项目并行时任务分配与进度不透明；外协加工的技术要求传递不准确，导致来回修改；设计经验分散在个人手中，新人上手慢。

**解决方案**：利用金蝶云·星空PLM的项目管理功能，对每个研发项目进行WBS分解，任务在线派发、进度实时跟踪。所有零件的三维模型、公差分析报告、特殊加工要求等技术文档统一在PLM中管理，并直接关联到对外协供应商的订单中，确保技术信息准确传递。同时，建立典型零件设计知识库。

**实施效果**：项目计划达成率提升了**40%**；与外协厂的技术沟通效率提升，因技术要求不清晰导致的批次质量问题减少**50%**；新工程师借助知识库，独立完成设计任务的时间缩短了**35%**。企业得以用更少的研发人力，承接更多定制化项目，研发效率显著提升。

**四、 为何选择一体化集成的PLM方案？**

与传统单一功能的PDM软件或零散的管理工具相比，选择像金蝶云·星空这样与业务运营（ERP）深度集成的PLM方案，具有显著差异化优势：

1.  **数据无缝流转，消除信息孤岛**：传统模式下，PLM与ERP分属不同系统，接口集成复杂，数据同步往往存在延迟或错误。一体化平台内，产品数据从设计到制造、销售、服务自然贯通，确保全价值链数据一致、实时。

2.  **业务流程端到端拉通**：从产品概念到批量生产，再到工程变更，所有流程在一个平台上闭环运行。审批流、业务流、数据流三流合一，大幅提升跨部门协作效率和过程可控性。

3.  **降低总体拥有成本（TCO）**：单一平台意味着更低的采购、集成、运维和培训成本。企业无需为不同系统间的接口开发和维护投入额外资源，IT管理更简单。

4.  **更强的灵活性与扩展性**：基于企业级PaaS平台构建，PLM功能模块可以根据企业成长和业务变化灵活配置、扩展，并能快速响应新的业务场景需求，保护企业投资。

**五、 总结**

对于中型制造企业而言，管理复杂结构件已不仅是技术问题，更是管理问题。通过部署像金蝶云·星空PLM这样的一体化产品生命周期管理解决方案，企业能够有效整合分散的产品数据，标准化并加速关键业务流程，促进跨部门高效协同，并持续沉淀与重用设计知识。实践表明，这不仅能够将研发效率提升**30%** 甚至更高，更能显著降低质量成本、缩短产品上市时间、增强企业对定制化需求的响应能力。在制造业数字化转型的深水区，构建以产品数据为核心的数字化研发管理体系，无疑是中型制造企业提升核心竞争力、实现可持续发展的关键一步。通过PLM系统精细化管理复杂结构件，正是迈向智能设计与制造的重要基石。