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什么是PLM?什么是产品生命周期管理?

PLM,是产品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)的缩写。

根据业界权威的CIMDATA的定义,PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部,以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的,支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案,它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。

内容

PLM包含以下方面的内容:

★ 基础技术和标准(例如XML、可视化、协同和企业应用集成);

★ 信息创建和分析的工具(如机械CAD、电气CAD、CAM、CAE、计算机辅助软件工程CASE、信息发布工具等);

★ 核心功能(例如数据仓库、文档和内容管理、工作流和任务管理等);

★ 应用功能(如配置管理、配方管理、合规);

★ 面向业务/行业的解决方案和咨询服务(如汽车和高科技行业)。

概念

PLM主要包含三部分:

1、CAX软件(产品创新的工具类软件)

2、cPDM软件(产品创新的管理类软件,包括PDM和在网上共享产品模型信息的协同软件等)

3、相关的咨询服务

从另一个角度而言,PLM是一种理念,即对产品从创建到使用,到最终报废等全生命周期的产品数据信息进行管理的理念。

在PLM理念产生之前,PDM主要是针对产品研发过程的数据和过程的管理。而在PLM理念之下,PDM的概念得到延伸,成为cPDM,即基于协同的PDM,可以实现研发部门、企业各相关部门,甚至企业间对产品数据的协同应用。

软件厂商推出的PLM软件是PLM第三个层次的概念。这些软件部分地覆盖了CIMDATA定义中cPDM应包含的功能,即不仅针对研发过程中的产品数据进行管理,同时也包括产品数据在生产、营销、采购、服务、维修等部门的应用。

因此,实质上PLM有三个层面的概念,即PLM领域、PLM理念和PLM软件产品。而PLM软件的功能是PDM软件的扩展和延伸,PLM软件的核心是PDM软件。

PLM2.0

PLM2.0的起源 

在2008年,随着围绕着Web2.0的一系列革命,PLM业内著名公司—-达索公司(Dassault Systèmes )引入了PLM2.0的概念,包含了使用社会社区的方式来实现PLM的手段。

什么是PLM2.0

PLM2.0是Web2.0在PLM领域的新应用,它不仅仅是一种技术,更是体现为PLM领域的一种新的思想:

PLM 应用是基于网络的(软件即服务);PLM 应用注重在线协作,集体智慧和在线社区;PLM 扩展成现实世界的网络,将PLM延伸至企业之外;PLM 业务流程可以很方便的通过网络进行激活,配置与使用。

PLM2.0现状

当前,PLM2.0更多意义上是一个概念和构想。但是越来越多的PLM系统正在融入这种构想,拥抱PLM2.0。

监控管理

Lanmantech公司研发的licManager产品充分研究识别IBMLUM及其他主流授权机制并利用LMT核心计算模式在不影响软件许可证本身授权机制的基础上对许可证进行闲置识别、资源调度从而提高许可证的使用率。它的解决方案已被多家世界500强企业所采用。并且可以为企业节省30%左右的许可证费用。

其它应用

在线模型数据库在PLM中的应用

产品生命周期管理(PLM)是一个概念上的规划,而不是一个独立的解决方案。实施PLM,需要由多个解决方案组成。它包括CAD/CAE/AM/VR/PDM和零部件管理以及在产品制造过程中使用的其它应用软件– Juergen Heimbach, CEO, 德国CADENAS有限公司。

基于PLM系统的零部件选型流程,可以为零部件的使用者——位于上游的整机厂设计者,提供更多的便利。在信息化条件下,一颗螺丝钉的管理成本也许远远高于其本身的价值,一颗螺丝钉,就是一条新的物料信息,其全寿命周期的广义维护成本往往在5,000欧元以上。在PLM与ERP集成环境下,管理好基本物料信息,减少“一物多码”现象,是使ERP及其周边系统能够在企业开花结果,成功运用的关键因素之一。

随着远程协同化PLM的深入发展,基于广域互联网络的零部件数据资源平台已经进入快速发展时期。

在德国,是一种面向三维CAD终端使用者的网络化零部件数据资源平台,基于互联网的PLM零部件数据资源平台——PARTcommunity(简称PCOM)似以云之力构建了庞大而丰富的三维模型,因此,在国外,这种网络服务被称为“零部件图书馆”或“数据资源仓库”。经过数年的发展,其年使用量已经接近6000万,在欧美和日本的PLM用户中,PCOM的知名度一点都不亚于今天我们所熟知的BLOG和SNS这样的网络平台。

PCOM的见长之处在于其可为注册用户提供数以百万计的三维、二维零部件CAD数据供选型,并可直接下载指定格式的模型到本地用于产品装配,这一功能的推出大大方便了设计者。

2011年简体中文PCOM 2.0站点正式落户北京(linkable.partcommunity),平台由北京翎瑞鸿翔科技有限公司与德国卡迪纳斯有限公司共同合作开发,其提供数百家国内外厂商的产品模型供注册用户免费下载和使用,涉及紧固件、轴承、管路附件、工业电气、气动液压、线性机构、传感驱动、机床附件等众多门类,数以百万计的零部件三维模型,支持当前主流的各类三维、二维CAD系统的原始格式和STEP / IGES / SAT等中间交换格式。

发展历史

在ERP、SCM、CRM以及PLM这四个系统中,PLM的成长和成熟花费了最长的时间,并且最不容易被人所理解。它也与其它系统有着较大的区别,这是因为迄今为止,它是惟一面向产品创新的系统,也是最具互操作性的系统。

PLM1

例如,如果企业为了制造的用途,使用PLM软件来真正管理一个产品的全生命周期,它需要与SCM、CRM特别是ERP进行集成。如果作为一个概念来说,PLM出现的时间已经很长了。但是作为一个整体解决方案的范畴,它仅仅是在最近一两年刚刚成为可行。

之所以花费了数年的时间来确立产品生命周期管理的市场定位,部分原因是由于它的来历甚至名字都与PDM和CAD软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说,PLM是一种对所有与产品相关的数据、在其整个生命周期内进行管理的技术。

产品生命周期管理(PLM)-并不只是另一种企业应用产品

许多企业解决方案-如ERP(企业资源规划)、CRM(客户关系管理)和SCM(供应链管理)-侧重于优化实物产品和事务或交易的流程。对于涉及到反复地按照相同的方式做相同的事情的过程,这些应用程序和工作效果还好。而实际上,对于成功开发产品所需的那一类快速迭代和创新工作而言,它们就无能为力了。

对于此类工作,产品开发者需要的是擅长于支持许多互相依赖的过程和灵活解决方案,这些过程是将成功的产品推向市场所必需的。PLM提供了从规划到支持的解决方案,范围覆盖所有相应的部门以及整个供应链。通过使用完整的数字化产品表示形式,开发小组能够快速进行试验分析、更改设计、运行假设分析方案、细化设计,以及执行其他更多操作。通过为所有利益相关者提供内容的个性化视力,可以使数字化产品逐渐完善、引人注目并且性能稳定-而这一切都是在费用高昂的实际制造过程开始之前完成的。

对比关系

与PDM关系

PLM完全包含了PDM的全部内容,PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念,这是与PDM的本质区别。

由于PLM与PDM的渊源关系,实际上几乎没有一个以“全新”面貌出现的PLM厂商。大多数PLM厂商来自PDM厂商。有一些原PDM厂商已经开发了成体系的PLM解决方案,成功地实现了向PLM厂商的转化,如EDS、IBM。

当然,也有ERP厂商的加入,如SAP,已经提出了自己的基于ERP立场的PLM解决方案,试图在这个广大的市场上来分一勺羹;还有一些CAD或工程软件厂商也在正在做这样的努力。需要指出的是,有一些原来本是PDM/CAD的厂商,并没有推出实际的PLM产品,而只是改了个名字就自称为PLM解决方案厂商,顺道搭车卖一些低端的PDM/CAD产品。

这样一些鱼目混珠的动作给市场和广大客户都造成了很多的困惑。PLM,并不是一种简单的“系统集成”——例如,把一个PDM,两个CAD,再来一个数字化装配,加之连接上某个ERP或是SCM系统,辅之以Web技术,就是“PLM”系统了——这样做,只是实现了一种技术的堆积和继承,只是完成了任务和过程自动化这样的功能,没有体现出PLM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的,但是对于实施PLM战略是不充分的。

首先要理解到,由于PLM策略是完全从事于不同的商业使命,因而它需要更复杂的系统体系结构。PLM技术的选择和实施必须以这样的方式来做,构建一个面向更广泛的商业使命的生命周期财富管理系统来组成。技术的采用必须根据这个高层次的使命的原则来选择,而不是以完成任务和过程自动化这样传统的历史使命来选择。

应用效果

应用企业收益

据一些世界知名的咨询公司的分析报告显示,发达国家的制造业企业在IT应用系统上增长最快的是PLM,市场反响的热度和增长率也都超过了ERP。Aberdeen公司提出了一个大胆的预测,全球PLM市场将以每年10.9%的高速增长率,由2001年的33.8亿美元,而在2005年增至为51.2亿美元。其市场容量有赶超ERP的势头。来自Aberdeen公司的分析显示,企业全面实施PLM后,可节省5~10%的直接材料成本,提高库存流转率20~40%,降低开发成本10~20%,进入市场时间加快15~50%,降低用于质量保证方面的费用15~20%,降低制造成本10%,提高生产率25~60%。

从实施了EDSPLM解决方案的一些客户的实例中,也印证了这样的分析和预测:通信设备厂商摩托罗拉,实现了在全企业内数据存取的简便性,减少了50%~75%的创建和维护BOM的时间,CAD的BOM实现100%准确,降低了38%的工程更改、评估和批准的平均时间;汽车厂商福特,仅开发Mondeo一款车,就节约了两亿美元研发费用,开发周期缩短13个月,设计工程效率提高25%;计算机硬盘厂商Seagate,数据存取时间从几天减少到几分钟,ECO时间从一周减少到一天,全球共享数据跨越从北美、欧洲到亚太(包括中国),惠及供应商和合作伙伴;航空轮胎厂商Goodrich,用一个企业信息化系统取代原有40多个系统,由4200个用户使用自动化的产品开发流程,在单一的Web界面下,实时获取原有系统和新的数据。

建立方法

只有PLM可以最大限度地实现跨越时空、地域和供应链的信息集成,在产品全生命周期内,充分利用分布在ERP、CRM、SCM等系统中的产品数据和企业智力资产。因此,PLM系统的价值取决于在企业内能否与ERP、SCM、CRM来集成使用,组成PLM生态系统。由于企业各自的特点和问题不同,在实施PLM系统时也不必要求四个系统全部一齐上马,合理的方式是针对企业具体需求而为其提供系统组合的入门方案,“统一规划,按需建设,重点受益”。

产品生命周期管理

1、以企业资源规划为出发点组成PLM系统

(1)物料需求规划与产品数据管理(MRPPDM)

广为使用的PLM应用思路之一:例如在规定的时间内制造某种设备,MRP系统从PDM系统中提取材料清单(BOM),来决定什么样的装配必须自行创建,什么样的材料必须外购。这样比较好地解决了工程BOM和制造BOM的沟通问题。

(2)人力资源与项目管理(HRProjectManagement)

项目管理系统在做日常工作的协调与管理时,需要调用企业内可用的资源(例如人员和时效性等)数据。

(3)采购与项目管理(Purchasing ProjectManagement)

企业建造某种设备时,项目团队通常需要购买原材料,需要生成采购订单的能力。这个订单可以与财务预算联系起来。

⑷财务与项目管理(Financials ProgramManagement)

项目管理是监测预算并实现跨项目预测的一种软件工具。它提取每一个项目的财务信息并检查:当前成本是否与预期的成本相符,时间表是否与所有的项目进度相符

⑸生产管理与工程(ProductionManagement Engineering)

为了有效地沟通从工程研发到车间工作面的工程变更指令(ECO),产品数据需要在制造和PMD系统(经由CAD系统)之间流动起来。这将有助于减少不合格的零件的生产。

2、以供应链管理为出发点组成PLM系统

产品生命周期管理

⑴供应链规划与产品数据管理(SupplyChainPlanning PDM)

在B2B(企对企)工程变更指令管理中,主要的目标是揭示在供应链上隐藏的成本。制造商需要把它的PDM系统与供应链规划系统连接起来,以便沟通某个ECO的细节,由此可以更好地预见这个ECO在供应链上对下游的影响。一个ECO的实际成本来自对存货、制造、供应链规划和客户服务的不连贯。通过连接SCP和PDM,制造商可以生成“what-if”设定方案,来决定引入ECO的最佳时间。

⑵生产规划与项目管理(ProductionPlanning ProgramManagement)

在企业已经规划的各式各样的项目中,企业可以从项目管理系统中提取数据,并运行仿真软件来在实际的瓶颈发生之前确定其位置。这将帮助制造商合理地组织资源,并基于总体的成本,决定在哪里生产产品更好。

⑶资源获取与产品数据管理(Sourcing PDM)

当原设备制造商(OEM)打算准备一个建议需求时(RFP),它应该尽可能详细地制定出产品定义。而通常这个信息通过SCM或供应商关系管理(SRM)系统是无法获得的。所以把资源获取与PDM集成在一起成为了解决问题的关键。

⑷资源获取与协同产品设计(Sourcing CollaborativeProductDesign)

由于在资源获取的过程中可以提供完整的产品定义信息,那么协同的B2B产品设计就成为了切实可行的事情。当一个外协供应商被邀请来参与一个投标项目时,可以把它的标准件的资源信息与它的PDM系统连接起来,它不仅可以投标于标准的零部件,还可以结合自己所拥有的独特技术和客户的性能指标要求,把自己特有的制造能力结合到产品设计中去。OEM厂商在产品设计期间也共享了外协供应商的智力资源,并从中获益。

⑸需求预测与产品组合管理(DemandForecasting PortfolioManagement)

当一个新产品上市的时候,将会发生一定数量的产品零部件的调拨或拆分。有了来自市场分析的数据,企业可以把这些数据输入到需求预测中,在它们的产品组合中,来获得所期待的各种产品的更准确的市场表现评估。

3、以客户关系管理为出发点组成PLM系统

⑴市场分析与产品组合管理(MarketingAnalytics PortfolioManagement)

当制造商计划启动一个新产品上市,市场分析软件要调用来自产品组合管理系统的所有的本公司产品信息,来决定新产品如何与现有的产品相适应,是否要调拨使用其它的零部件。

⑵客户服务与产品数据管理(CustomerService PDM)

对于制造商来说,把产品服务历史与产品数据管理系统集成起来是十分重要的,甚至某些来自客户服务的信息可以直接结合到产品设计中去。大多数制造商都证实,在其产品服务部门里,有大量对产品设计有用的信息,但是工程设计部门的人往往不知晓这些信息。

⑶销售预测与项目管理(SalesForecasting ProgramManagement)

来自项目管理的预测数据可以与销售和市场环节连接起来,以实现“可行承诺”式的生产制造。在按单设计的环境中,过量地承诺客户对企业来说是毁灭性的。企业要实现准确的销售预测,则十分依赖于来自正在执行中的项目的实时信息。

⑷客户关系管理与客户需求管理(CRM CustomerNeedsManagement)

客户需求管理是提取销售数据并把它们集成到开发过程中的软件,所以与CRM的集成是至关重要的。以下的例子都用到了销售数据:

1)按单设计的制造商把关于顾客的需求信息反馈到工程开发环境中,实现客户化设计;

2)按单配制的制造商使用销售数据来生成销售指南,让客户可以按预先设定的配制来购买产品;

3)在批处理(例如消费品)中,销售数据被用于价格敏感模型和效用分析。

4)知识管理与产品组合管理(KnowledgeManagement PortfolioManagement)

产品组合管理是负责分析产品如何在市场上存在的软件,它需要使用诸如专利、规则需求、测试以及各种知识产权等信息。从这个意义上说,产品组合管理可以被视为企业智力资产的集散中心。

战略思想

如图1所示的S型曲线是一种典型的产品生命周期曲线,产品经过培育期、成长期、成熟期、衰退期、直至结束产品生命。这条S型曲线代表了以传统的方式来思考一个产品生命周期的各个阶段与企业在此产品上的收入(效益)的关系。

培育期指在产品上市前的研发阶段,在这个时期,企业要投入大量的资金在产品开发上;成长期指产品上市后为企业创收的快速增长阶段,生产规模逐渐加大;

成熟期指产品稳定在为企业创收的一个相当高的水平上,产销量最大;

衰退期指产品在市场上的竞争力开始减弱,为企业创收的水平明显下滑;

结束期指产品已经不能完全满足市场的需求,企业会逐渐停止对此产品的生产,让其逐渐退出市场。

如图2,在PLM的作用下,产品生命周期曲线可以被重新塑造,在产品生命周期的各个阶段都会产生相应的作用,从总体上为企业带来巨大的效益。

在培育期,由于协同化产品研发方式的引入,流程的改进,此阶段被明显地缩短,即让创新产品提前进入了市场,加快了产品上市速度。而且在产品被优化的同时,研发的成本有显著的降低。

在成长期,早期模拟工厂运作,准备大规模生产。同时加快产品创新的速度,力争让产品适销对路,早日占领市场。

图4PLM重塑曲线所产生的效益

在成熟期,充分集成各个供应商/合作伙伴,保证零部件的供应。大量进行客户化研究,增加变形设计,减少物理样件/原型。保持市场份额。

在衰退期,提高产品的灵活性和适用性,扩大由于竞争而被压缩的利润空间。衍生出新的用途和使用方法,力图进入新的销售市场。

在结束期,提供可视化的售后服务与维修示范说明,让服务变得无处不在和简便易行,减少产品的总体维修成本。

在以上各个阶段,PLM实现了降低成本和增加利润的目标。从数学角度来看,两条曲线与坐标轴之间所包含的面积为PLM重塑产品生命周期曲线后为企业所带来的总体效益。

这个S型曲线,代表了以传统的方式来思考一个产品生命周期的各个阶段与企业效益的关系。在这个曲线背后的基本的想法是最小化培育期的研发成本和最大化成长期至结束期的企业收入。尽管这个表示法是相对正确的,甚至曾经是相当有用的,现在许多公司在论述PLM时仍然还使用这条曲线作为说明概念的图例。但是,包含在这条曲线中的观点是单纯化的,学术思想甚至是有点儿过时的——这是因为,这个观点只关注了产品的生命周期,而没有去关注随生命周期而生存发展的智力资产;只关注了符合单一变化规律的产品生命周期,而没有去关注适应多种变化规律的产品生命周期;只关注了企业的某一历史阶段的产品生命周期,而没有去关注让企业可持续发展的长期的产品生命周期管理战略。

发展趋势

在PLM的发展过程中,根据国内外PLM厂商的发展动向,以及对PLM关键技术的研究,PLM在未来几年将围绕以下几个重要的方向发展:

可定制化的解决方案;

高效多层次协同应用;

多周期产品数据管理;

知识共享与重用管理;

产品生命周期管理

数字化仿真普及应用;

这些重要的发展方向将决定PLM的整个市场普及推广,并给PLM带来前所未有的应用高潮。

1、可定制化的解决方案

PLM成功应用的关键取决于软件供应商对企业的需求响应的速度和代价,响应速度越快并且付出代价合理,那么系统实施成功并且不断深化的可能性就越大,因此PLM必须是一个可定制化解决方案。从PLM系统的发展轨迹来看,PLM系统的可定制能力经历了缺乏可定制、模型可定制、模型驱动的构件可定制的这样的发展过程,随着实施企业的逐渐理性,PLM需要提供一个使企业可以快速、安全、稳定并且低成本的部署,并运行一个数据模型和业务模型符合具体需求的可定制的解决方案。如图3所示,随着PLM在产品的各个生命周期阶段功能的完善,使得PLM的功能愈来愈丰富和强大,但即使是这样,也不能完全满足不同企业的个性需求,因此提供一个可定制化的解决方案就显得非常有必要,让用户来决定最终PLM产品的形态和配置。

当前主流的国际PLM厂商在可定制化方面做了相当多的研究,例如PTC公司的Windchill在基于Java平台的基础上,实现了企业实施过程中的二次开发功能,同时可以进行简单的数据建模,但是这些需要企业进行一定量的开发,而且提供的建模能力远远满足不了不同企业的个性需要,如:企业在PLM系统实施中,经常需要定制大量的基于业务过程驱动的具有严格权限控制的各类业务单据,因此,国外主流PLM厂商的解决方案距离真正的可定制化的解决方案尚有距离。

2、高效多层次协同应用

随着PLM的快速发展,PLM已经逐步覆盖从产品市场需求、概念设计、详细设计、加工制造、售后服务,直到产品报废回收等全过程的管理,并逐步实现了与企业其它信息系统的深入集成。目前国内外许多集团型企业也在使用PLM系统,同时产业链上的上下游企业之间也需要通过PLM实现协同,因此伴随着的问题就是解决产品不同阶段、不同参与人员和组织之间的协同,因为只有高效的协同应用,优化的业务过程,才能真正提高企业的工作效率,缩短响应时间,为企业带来更好的利润回报。协同的应用根据企业的业务需求可以分为多个层次,我们把协同应用分为三个大的层次:项目管理协同、业务过程管理的协同和业务数据协同管理。

项目管理的协同可以在整个企业不同部门之间或者产业链的上下游企业之间应用,主要反映的任务的关系和结果,这对于解决集团型企业应用非常适合;

业务过程管理的协同可以在部门内部或者部门之间应用,主要反映日常业务的执行过程和结果,满足了企业日常工作的自动化协同;

业务数据的协同管理是最基本的协同,通过数据的生命周期阶段或者状态在不同人员之间形成协同,保证业务数据在整个生存周期的正确和完整。

当前主流的PLM产品都分别提供了这几个层次的协同解决方案,例如UGS的TeamCenter产品提供了企业协同、工程协同、制造协同、项目协同、需求协同、可视化协同、社区协同等不同的解决方案,这些协同方案针对不同的需求产生。

高效多层次协同不但强调协同方案的“多”,更强调不同协同方案的一致性和完整性,提供企业产业链之间、企业部门之间、部门内部等多层次的协同的同时,提高不同协同之间的集成和协同方法的不断探索,实现不同多层次协同的无缝集成。如图5所示,目前PLM系统在协同方面的应用还主要停留在企业内部业务规则和业务数据的协同,虽然部分企业也实施了项目管理,但是和PLM系统的高效紧密集成还有一定距离。

3、多周期产品数据管理

PLM产品是从PDM产品发展起来的,在企业的应用已经从研发部门延伸到企业的各个部门,对于同一份系统中的数据,根据企业的划分标准不同,会有多个生命周期,例如对一个文档对象,根据不同的标准,可能会参与两个生命周期的变化: 业务生命周期:需求、设计、审批、工艺、制造、售后等;

数据生命周期:工作阶段、审批阶段、归档阶段;因此多周期的数据管理是PLM系统发展应用的趋势,如图6示,同一份数据同时存在于5个生命周期线上,需要保证不同生命周期的不同阶段的有效管理。目前主流的PLM厂商都有自己的产品生命周期管理解决方案,但是还没有多周期产品数据管理,单周期的数据管理对于项目型的应用比较适合,因为项目本身就包含了一次性的特点,而产品的管理是重复迭代,周而复始,需要更加复杂的周期管理。

4、知识共享与重用管理

现在知识管理已经非常热门,企业不断推出各种知识管理解决方案。关于知识管理系统定义非常多,如知识管理系统是一种把企业的事实知识(know-what)、技能知识(know-how)、原理知识(know-why)与存在于公司数据库和操作技术中的显性知识组织起来的技术。

随着企业应用PLM的时间越来越长,积累的数据来越多,这其中包含了企业多年沉淀的知识,如何让这些知识方便的在企业内部共享和传播就显得非常重要。

知识的共享和重用的应用包含两个方面:一是获取知识,即进行数据挖掘和数据的整理;另一个是知识传播,即把已经整理好的知识融入到PLM系统,依靠PLM系统把必要的知识传递给相关的人,为企业的生产进行服务,减少不必要的重复劳动或者探索。通过知识分类和梳理理,可以把企业的各类知识进行有效的管理,有效的形成企业的知识资产。

如图7所示,是一个知识共享和重用管理的过程,在PLM已有的数据中进行挖掘和整理,形成可共享的知识,然后通过PLM系统传播给所有部门的人员,在使用的过程中,整合人们总结的知识,并和已有的知识进行累积分析,形成循环使用,达到智力资源的优化配置。

5、数字化仿真应用普及

随着企业对生产制造过程的仿真和管理的需求不断加大,全球三大PLM厂商UGS-Tecnomatix(已被西门子收购)、达索-Delmia、PTC-Polyplan均已拥有了自己的数字化制造解决方案,开始了产品生命周期的一个新阶段的应用探索。通过数字化仿真企业可以节约产品研发、生产准备和生产节拍制定等许多成本,并可以节约大量的时间。

数字化仿真主要分为两个方面,一是产品生产制造的仿真,另一方面是管理过程的仿真。

产品生产制造的仿真主要应用在航空航天、汽车和电子等发杂、大型制造行业中,一个产品研制的完成需要较长的时间,复杂度比较高,如果按照传统的生产流程,在产品形成和测试过程中,需要耗费大量的人力和物力进行验证,这些工作需要耗费企业大量的成本,而且测试并不意味着一次性成功,有了数字化仿真,就可以通过在计算机上进行大量的测试和验证工作,大大节省了成本和时间。

管理过程的仿真主要是管理者在制定新的业务过程的时候,按照传统的做法,需要进行较长的适应和磨合期,而且如何进行已有业务规则的调整,需要实际的人员参与,形成的周期比较长,对于企业的管理是一个很大的挑战。有了数字化仿真,管理者可以通过PLM系统仿真业务规则的制定和执行过程,生成相关的数据,制定相关的业务过程,进行仿真,在仿真的过程中发现问题进行改进,节省了成本,提高了管理过程的可控制性。管理以人为本,辅以先进的信息技术,才能真正提高企业的管理水平。

现在各主要PLM厂商主要集中在产品生产制造的仿真研究上,管理过程的仿真还是一个新的领域,在今后的几年将会是PLM应用的热点。

应用范围

PLM应用是一个或多个PLM核心功能的集合体,提供一套可满足产品生命周期具体需求的功能,它代表了PLM解决方案的某一视图。随着PLM在企业的推广应用,许多不同的PLM使能应用被开发出来,如配置管理、工程变更管理、文档管理等,现在都已成为PLM的标准功能。这些应用缩短了PLM的实施时间,并将许多成功的实施经验融合在这些应用中。典型的PLM应用有:[1]

(1)变更管理(Change/Revision Management)

使数据的修订过程可以被跟踪和管理,它建立在PLM核心功能之上,提供一个打包的方案来管理变更请求、变更通知、变更策略,最后到变更的执行和跟踪等一整套方案。

(2)配置管理(Configuration Management)

建立在产品结构管理功能之上,它使产品配置信息可以被创建、记录和修改,允许产品按照特殊要求被建造,记录某个变形被使用来形成产品的结构。同时,也为产品周期中不同领域提供不同的产品结构表示。

(3)工作台(Console/Dashboard)

将完成特定任务必须的所有功能和工具集成到一个界面下,使最终用户可以在一个统一的环境中完成诸如设计协同、数据样机、设计评阅和仿真等工作。

(4)文档管理(Document Management)

提供图档、文档、实体模型安全存取、版本发布、自动迁移、归档、签审过程中的格式转换、浏览、圈阅和标注,以及全文检索、打印、邮戳管理、网络发布等一套完整的管理方案,并提供多语言和多媒体的支持。

(5)项目管理(Project Managmenet)

管理项目的计划、执行和控制等活动,以及与这些活动相关的资源。并将它们与产品数据和流程关联在一起,最终达到项目的进度、成本和质量的管理。

(6)产品协同

提供一类基于Ineternet的软件和服务,能让产品价值链上每个环节的每个相关人员不论在任何时候、任何地点都能够协同地对产品进行开发、制造和管理。

(7)产品构型

产品构型管理是应对系列化产品设计和生产的有效方法。通过构型管理避免产品发生局部修改,或更换选件时重新构造BOM表和数据准备等繁重任务。

(8)产品研发管理(Product Development)

通常PLM会被用于生产研发,所以研发管理是十分关键的,贯穿于整个研发部门和环节。当然,研发不见得只有研发部门用,通常会牵扯到多个部门,如包装部、配方研发部等

(9)合规(Regulatory Compliance)

合规通常会用于食品饮料、化工、日化、电子领域的产品研发,因为这些行业需要大量的去匹配标准,以保证自己的产品不会违反相关部门的规定。如食品不能违反食品添加剂法规,化工不能违反EHS法规等。

项目管理

PLM中的项目管理技术

项目管理作为PLM系统中的一个重要功能,与专业的项目管理系统相比,有其自身的一些优势,它不仅能对项目文档进行管理,而且能够执行进度计划管理、任务跟踪和资源调配。  PLM系统中分产品结构管理模块、工作流和过程管理模块、用户管理模块、变更管理模块和协同工作平台,可以用来支持PLM系统进行项目管理,然后把这几个模块的功能集成起来建立项目管理模型。

(1)产品结构管理。PLM系统一般采用视图控制法,来对某个产品结构的各种不同划分方法进行管理和描述,产品结构视图可以按照项目任务的具体需求来定义。也可以反映项目里程碑对产品结构信息的要求。

(2)工作流与过程管理。PLM系统的工作流与过程管理提供—个控制并行工作流程的计算机环境。利用PLM图示化的工作流编辑器,可以在PLM系统中,建立符合各企业习惯的并行的工作流程。根据项目任务的结构特点,可以利用工作流与过程管理模块为任务数据对象,建立相关的串行或并行流程。当任务中的数据对象被赋予流程后,流程用于控制该数据对象的流转过程,工作流与过程控制根据各环节的操作,自动将文档推到下一环节。如果任务有相关数据对象被赋予了流程,只有当所有被赋予流程的数据对象走完相应的流程后,该任务才能提交,继续下一步的项目任务节点。

(3)用户管理。PLM系统对系统用户的个人信息进行管理,项目负责人利用这些信息,可以针对一个既定的项目,组织一个完整的集成产品研发团队。

(4)变更管理。PLM系统的变更管理,是建立在工作流与过程管理基础上的,通过工程变更流程控制整个变更过程。项目任务在执行过程中,如果发生延期或资源冲突,可以通过变更管理来对任务进行重新编排。

 

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