PLM 打造成功指标：Vaillant Group 的数位转型之路

Vaillant Group 是暖气、通风和空调(HVAC) 技术领域的全球市场和技术领导者。该公司进行了一项长期数位转型计画，希望透过以多层介面连接SAP 的Windchill 来管理产品的生命周期。他们在为期八年的PLM 蓝图中，已经完成多个重要里程碑，包含在Windchill 中建立及管理零件、BOM 与文件；建立产品发行与变更管理机制；管理产品法规遵循/永续性；追踪产品成熟度；透过工作流程强化SAP 检视功能，以及在生命周期终结时淘汰产品等功能。

挑战

Vaillant 采用了多种不同的设计和生产力软体平台，例如CAD (PTC Creo、AutoCAD、Mentor)、PLM (Windchill) 和ERP (SAP)。起初，该公司未使用从Windchill 连结至SAP 的介面，而是结合了试算表和电子邮件的运用，来手动管理流程和资料。产品BOM、3D CAD 模型、2D CAD 工程图、技术规格与其他文件的成熟度与核准状态，都需要投入大量心力进行手动追踪。手动搜寻文件与文件中的资讯不仅困难重重，更是欠缺效率。工程变更通知(ECN) 会于Excel 中进行管理，ECN 资料则需再次以手动输入的方式输入传输到ERP。

由于产品资料发行、第一个实体样本与必要的工作流程之间没有系统控制的硬连线，因此需要投入大量心力来手动管理。

这种方法有许多缺点：存取控制不当、缺少同步工程功能、需浪费人力处理试算表、缺乏可追溯性和版本控制能力、缺少透明度与状态追踪、完成流程步骤的等待时间太长，以及手动资料输入流程容易造成错误。以上种种缺点，不仅会导致上市时程延后，重工的频率也很高。

在独立顾问公司(Ernst & Young) 的大量分析和评估程序下，这些问题终于浮出台面。这个事实最后促成了生命周期管理的数位转型计化画，这项计划预计将耗费10 年时间、采用阶段性方法进行，并划分成3 个交付成果阶段。

解决方案

第一阶段

这个阶段在2015 年至2017 年实施，主要着重在PLM 的核心元素，例如建立工作流程控制的零件和材料清单(BOM)；建立发行、工程变更管理及第一个实体样本发行流程的概念与前导计划；管理产品文件；建立「自始至终全程处理」的产品成熟度状态概念；自动将产品资料从Windchill 传输至SAP；强化工作流程控制的SAP 检视方式；以及设计冻结后的产品建立相关活动。

第二阶段

第二阶段包含2018 年到2021 年(预估) 的蓝图。这个阶段会将进阶PLM 功能加入PLM 蓝图，主要目的在于管理收集、整合、核准和测试产品需求的整体流程；管理和追踪产品法规遵循/永续性；管理开发过程中的产品成本；以及管理产品淘汰事宜。在全球范围有效使用版本和工程变更管理及第一个实体样本发行流程，也是本阶段的其中一项任务。此外，本阶段也会针对以模型为基础的系统工程进行初步规划。

第三阶段

在2022 年到2024 年(预计) 的最后阶段，Vaillant 计划在导入PLM 基础和进阶功能后采用数位转型技术，让资讯在产品生命周期的各阶段之间都能顺畅流通。例如，他们计划使用从物联网(IoT) 感应器取得的智慧连网产品资讯来预测产品故障，并且透过配套产品将内容输入至设计，以进行最新产品和现有产品的最佳化。他们还计划为服务部门提供扩增实境(AR) 工作指示来改善服务供应效率，并且针对不同使用案例建立和应用「数位化身」(Digital Twin)。这些使用案例都必须向相关使用者与负责人进行说明与评估，以确保创造附加价值。

成果

导入PLM 之前的ECN

对于Vaillant 来说，在导入PLM 解决方案之前的ECN 管理，充满了程序和效率不彰的问题。当时，他们面临不少重大的挑战：设定时间过长(涉及手动收集变更资料)、变更状态不透明、流程执行时间过长、手动追踪导入ECN 的必备作业太过费时，以及过度依赖电话和电子邮件。

导入PLM 之后的ECN

将Windchill 可高度设定、立即可用，且具有多层介面的PLM 功能应用到SAP/MDG-M 后，就可形成一套全方位的变更管理解决方案，并立即享有下列优势：

• 自动产生独立零件、产品、文件等清单
• 自动产生预先定义规则等重要功能
• 自动将已变更的产品资料(包含制造BOM) 传输到ERP SAP (透过企业系统整合，即ESI)
• 由工作流程控制的核准流程获得改善且效率提升
• Windchill 和SAP MDG-M 提供的工作流程
• 自动且透明的跨系统变更状态追踪
• 还有更多……

工作流程管理改善幅度

Vaillant 定义了以下三个实质评估点，用于评估导入PLM 之前和之后的流程。

1. 与SAP 整合的Windchill 中的ECN 建立日期，以及在Excel 进行的手动流程(实施PLM 之前)
2. Windchill 中的「设计冻结」日期，以及在Excel 中的手动流程(实施PLM 之前)
3. 导入PLM 前后的工程变更通知(ECN) 生效日期，亦即零件/产品已准备就绪，可进行量产

工程变更请求流程(ECR) 对于修改系列零件(而非NPI) 而言相当重要，即下列PLM 前后的流程中三种具体ECR 量测点。

1. Windchill 中的ECR 建立日期，以及在Excel 中的手动流程(实施PLM 之前)
2. Windchill 中的「ECR 核准」日期，以及Excel 中的手动流程(实施PLM 之前)

此处的关键指标是基于PLM 的优势，所减少的工程变更的处理时间。Vaillant 从2018 年1 月至2018 年12 月，持续量测期间内处理工程变更的有效平均时间。他们在2019 年1 月至2019 年12 月间导入PLM，并在随后测试ECN 流程的相同指标，结果显示：在2019 年年底，平均流程执行时间减少了约25%。量测对象也包含Windchill 和SAP MDG-M。

为了获得真实且确实的结果，他们将已执行的执行时间量测累积计算，并将使用2018 年第1 季所有ECN (不含PLM) 计算得出的流程执行时间算术平均数，与2019 年第1 季(含PLM) 的所有ECN 平均数相互比较。下列量测步骤将2018 年第1 季和第2 季所有ECN (未使用PLM) 纳入考量，并与2019 年第1 季与第2 季的所有ECN (使用PLM) 进行比较。

图1：适用NPI 的ECN (新零件发行/上市)

对使用中应用工作流程系统的ECN 流程进行深入探讨后，会发现应用了Windchill 的工作，其执行时间均大幅下降。另一方面，SAP MDG-M 中执行的流程部分，则可看出预期与实际的执行时间减少幅度有落差。该公司已定义出许多前景看好的活动，而活动均已启动或是正在实行，以改善目前的情况。

图2：修改系列零件ECN

除了PLM 工作流程的优势外，我们还观察到使用PLM 前后的另一个重要层面。使用PLM 之前，会经常使用包含很多BOM、工程图和其他文件的大型ECN 来发布新产品，但使用PLM 之后，情况已有所改变。现在，员工会使用较小的ECN，并在正确时间启动流程，因此不仅执行时间缩短，规划工作也更加出色。

提高直通率的流程

在零件或产品进入量产之前，除了其他核准项目外，团队还须取得两项必备且相辅相成的重要核准：

• 产品资料与文件核准：这项流程是由ECN 流程(工程变更通知) 管理，目的是确保所有资料与文件都已针对量产准备就绪。这项流程也会确保生产、品质、采购等部门都已进行过所有必要任务。
• 第1 个零件/产品样本核准：产品的第一个实体样本会由供应商等对象交付，并以产品文件与资料为依据。这项流程主要由品质、开发、生产与采购等部门控制。

实施PLM 后，两项核准都完全由PTC Windchill 和SAP 所控制。PLM 中这两项核准之间有硬连结连结，因此不会在量产初期出现任何偏差。

图3：导入PLM 后，直通率实体样本的核准流程品质已获得改善

改善ECN 追踪文件

一般而言，工程变更通知(ECN) 文件的手动流程可能会造成不必要的偏差。在PLM 前的ECN 文件就有这个情况。这种情况会导致开始量产前就必须重工，造成效率低落问题。

现在，Vaillant Group 的此项流程已由PLM 全面支援。将PLM 尚未应用于ECN 流程中的2018 年ECN 追踪文件比重，与2019 年所有ECN 都已在PLM (Windchill 与SAP MDG-M) 执行的比重相互比较后，可以看出在应用PLM 前后，经调查的ECN 与ECO 高达数千笔。一张图片胜过千言万语！

有了PLM，ECN 追踪文件的比重在12 个月内从50% 降低至2% 左右。这项讯息清楚显示PLM 有能力掌控流程，并让工程师有更多时间创造附加价值。

图5. 管理ECN 文件的一般流程与可能的偏差

改善主要资料品质

主要资料是组织重要的资料资产，也是描述产品及驱动业务流程的实体。这类资料必须经过评估，例如量测效能。为确保主要资料的高品质，进而确保业务运作流畅，主要资料必须由治理流程来控管。

采用PLM 前，Vaillant Group 的产品主要资料已建立完毕，并由研发部门使用不同系统维护：3D CAD 系统、PDM 系统、试算表与文字处理系统等。这个现象会导致资料出现重复、输入多笔资料以及资料不完整等问题。而重新处理这些资料也需要额外耗费心力。

PLM 实施后，维护主要资料的数据来源会连线，且会将重复资料最小化。使用PLM 后，由于主要资料品质问题而产生的重工比重逐渐减少，释出的资源也能专心进行创新任务。与2018 年相比，2019 年年底的重工比例减少了16%。在熟能生巧后，后续情况将可望继续改善。

专案前置时间

专案前置时间是指专案开始与完成之间的延迟时间。

减少专案前置时间也有助于缩短上市时程，从而提升公司的竞争优势。对于产品开发与产品管理而言，上市时程往往是量测工作效能的关键KPI。正确的PLM 解决方案可以缩短上市时间。

专案前置时间也会在PLM 前后量测。下列量测点均已选取：

• 专案开始日期
• 产品设计冻结(专案内开发) 日期
• 产品上市日期

在PLM 前后，大量专案均已经过分析，以便量测PLM 对前置时间的效果。最可能受PLM 影响的前置时间，莫过于介于专案「开始」与「上市」之间的时期。与执行PLM 前的专案相比，就可看出执行PLM 的专案在「专案开始到上市」的前置时间平均减少约8%。随着使用PLM 的经验逐渐累积，后续的前置时间可望进一步减少。

数位转型

尽管Vaillant Group 仍处于迈向数位化转型的过程中，他们长久以来运用PLM 固有的工程变更管理流程优势，至今已获得大幅改善。Vaillant 从2015 年开始朝提升效率的短期目标迈进，成果相当丰硕。而且更重要的是，他们花时间努力的成果进行量测和量化，将「产品生命周期管理」(PLM) 带入组织中。

这些新的数据和结果明确证实了PLM 的价值，有了这些成果，Vaillant Group 「长字辈」（C-suite）高层采纳PLM 的流程也可迈入下一阶段。这就表示他们拥有优异的商业个案，可以继续实行「数位转型」的第二和第三阶段计划，包含纳入物联网(IoT) 和扩增实境(AR) 等技术。

Vaillant 正放眼未来，力图用新技术强化Digital Thread，进而为该公司创造更高的价值。