PLM：产品资源与相关业务的立体化管理

作者：李博 夏榆滨 杨建峰

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 一、引言 CIMdata公司(总裁EdMiller)1995年在《PDM today》中对PDM的定义是：PDM是一门用来管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。后来，人们又进一步认为，PDM是一种理念，其应用并不是一种简单技术或软件系统的实施，而是一种以产品为中心的管理思想的体现；从那时至今，PDM又发展了不到十年的时间，出现了PLM的概念。CIMdata公司认为： PLM是一种商业策略，它通过一系列有机联系的商业解决方案，支持产品定义信息的协同创新、管理、数据分发和使用能够支持扩展企业（包括客户、设计伙伴、供应伙伴等）其管理涉及从产品概念的产生到废弃整个时间跨度的各个阶段它能够实现对人、过程、业务系统和信息的集成。 由PDM到PLM，虽然从管理的理念上有了许多的更新，但是，各种核心的产品数据建模与管理技术变化并不大，两者支持的基础业务也相似。那么问题是：如何区分PDM和PLM两种概念，两者的实施重点如何不同？ 事实上，PDM相关技术和理念经历了一个产生、推广、发展、再推广、再发展…循环往复不断进步的辨证发展过程，人们不断采用新的计算机技术，不断扩充系统的管理能力，不断适应新环境下新的产品资源管理业务需求。PLM正是这种事物螺旋发展的必然结果。 基于新一代互联网、电子商务等技术，人们克服了PDM原有信息技术对相关产品资源管理业务支持的局限性，在更高层次上和更宽范围内发展了对产品资源和相关业务的管理方法，跨上了PLM的新台阶。因此，要正确理解PLM离不开管理和技术两个层面上的全面思考。 二、对PLM的理解 协同贯穿于企业业务的各个层面，特别是对现代制造企业而言，经济全球化要求其实现扩展企业间的大跨度协同。因此实现产品全生命周期管理的一个重点是支持扩展企业产品全生命周期协同工程。 产品全生命周期管理是一种强调围绕生命周期坐标对产品数据进行立体监控管理的制造业工程信息与业务管理策略。为更准确的表达这种策略，我们可以建立以产品生命周期为时间轴，以扩展企业协同业务为功能轴，以面向扩展企业产品全生命周期数据为信息轴的立体管理模型。如下图1所示。 产品生命周期（时间轴）：每个产品都将跨越从概念的需求、酝酿、产生、产品的设计、修订、投产、销售、服务、换代等过程。此轴上的坐标代表不同的生命周期阶段。对产品生命周期的监控将保证在整个生命周期中，产品数据的完整性、一致性、安全性、共享性等； 扩展企业产品全生命周期数据（信息轴）：现代化大型制造企业的生产大多数是一种社会化的分工合作，特别是计算机网络技术的发展更是加速了这种合作或协同，产生了虚拟或扩展企业的工业模式，这种模式将产生大量的合作性的产品数据，即扩展企业间的产品数据，其中包括各种应用系统的结构化和非结构化数据。此轴上的坐标表示不同扩展企业的数据。对于这些数据的集成、有效监控和维护，将会大大提高企业对产品各个生命周期数据的共享效率和共享质量，因此扩展企业产品全生命周期的维护是产品全生命周期管理的关键； 扩展企业协同业务（功能轴）：同样，虚拟或扩展企业模式将产生大量的协同业务，为了支持这种业务，就需要有可灵活伸缩的分布式协同业务支持网络，并对不同具体扩展企业单位进行协同工作的支持，实现各种信息孤岛的有机集成，简化业务过程，优化业务流程。此轴上的不同坐标代表不同的协同业务或支持的功能。所以对扩展企业协同业务的监控是产品全生命周期管理的关键技术。 三、基于PLM理念的产品信息与相关业务解决方案 PLM实现对产品信息在时间、结构和业务各个层面的完整监控与支持，CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM等是企业产品研发业务中的不同方面，其涉及的数据是生命周期某个或某几个阶段。对于扩展企业而言，其产品相关数据可能分布在不同的地理位置。因此需要PLM系统提供一个完整的技术解决方案。 基于立体化管理的思想，我们可以在如下三个方面建立制造企业全生命周期管理解决方案： 面向扩展企业的产品生命周期数据管理解决方案：对来自于不同企业或同一企业地理上分散的生命周期数据进行整合管理。 产品生命周期监控管理解决方案：对于各种数据沿着其生命周期时间轴进行跟踪、监控和其他各种管理。 面向扩展企业的协同业务优化管理方案：要对来自于不同企业或相同企业在地理位置上分散的各个协同工作团队进行信息共享、业务运行的支持。 对于上述任何一个问题的解决方案都将涉及多方面技术的子解决方案，而且在解决方案的功能上交错缠绕在一起，综合形成扩展企业的全生命周期管理完整解决方案。如图2所示 四、TiPLM功能与技术构架 TiPLM是清软英泰公司在国家863重大项目“产品全生命周期管理系统”的支持之下研发的PLM产品，TiPLM强调围绕生命周期坐标对产品数据进行立体监控管理的策略。其主要的制造企业应用解决方案包括：面向扩展企业的产品生命周期数据管理、产品生命周期监控管理和面向扩展企业的协同业务优化管理。 为了支持上述的解决方案，TiPLM沿着产品生命周期这个管理轴线，对应销售、设计、工艺、生产、计划、服务等产品生命周期业务，建立了以产品数据为中心的一系列功能模块。例如：TiDesk, TiMessenger, TiResource, TiPLM Development Kit, TiPLM.NET，TiModeler，TiAdmin，TiProject，TiIntegrator等，用以支持用户的日常数据共享、消息传递、设计标准共享、系统二次开发、系统分布、业务建模、系统管理、项目管理和系统集成等。如图3所示。通过这些模块，可以对不同生命周期阶段特定业务的特定产品数据进行有效的跟踪和控制。 TiPLM是建立在面向对象技术之上的。其程序的实现是基于面向对象的系统开发方法，其数据的管理是基于面向对象的数据模型。相关底层服务与管理功能包括：持久对象服务、元数据管理、消息服务、文件服务、数据转换服务、安全审计管理、运行环境管理、组织与用户权限管理等。TiPLM技术架构如图4所示。 五、厦门金龙：TiPLM一体化工艺信息管理 厦门金龙客车公司于2003年春实施了TiPLM一体化工艺信息管理系统。该系统基于多视图管理，实现了对工艺生命周期数据演变的连续化管理。由于工艺信息管理业务与PLM系统功能的充分融合，使得传统PDM与工艺信息管理系统集成时所存在的产品数据与工艺数据的一致化问题得到了有效的解决。另外，本系统实现了设计工艺完整的过程管理，能够基于一体化地数据与业务，较好地支持工程系统的并行化协同业务过程。基于TiPLM的一体化工艺信息管理系统的框架如图5所示。 厦门金龙的TiPLM一体化工艺信息管理解决方案的主要特点如下： 高效、灵活、快速的工艺模板定制，金龙公司根据自己的企业标准，定制出近二十种工艺填卡模板和汇总模板。 灵活的关系定制，清晰表达零件和工艺对象、卡片对象的关联关系，用户通过系统所提供的关系导航能快速建立汇总模板，避免了象其他工艺系统进行汇总时需要进行烦琐定义的过程。 工艺填卡方便、快捷、可视化。 完整的权限管理机制，其权限管理覆盖技术中心级工艺-事业部级工艺-车间级，能够实现流程权限与工艺属性权限的综合控制。 基于公共文件夹与私人文件夹的文件夹管理，支持工艺协同编制。 强大的可定制数据汇总管理模块。 基于网络及数据库环境并具有开放性的工艺资源管理器。 适应工艺业务的产品结构多视图管理。 六、基于PLM理念的企业业务流程的优化重组 PLM的解决方案可以实现对产品相关业务过程的全方位支持。这并不是说每个企业都可以简单的买来一个PLM产品系统，就可以实现这个完整解决方案了。不同的企业，有不同的业务现状。 实施PLM必须认真分析企业的信息化现状、业务流程的形式、企业的文化、企业的战略、企业的经济现状等，建立特定的PLM企业业务运作模型，因地制宜的实现业务流程的优化改造，而不能千篇一律。否则，将造成企业对PLM的不适应。如，过于追求先进，造成企业无法适应；或过于迁就现行业务，无法真正发挥实施PLM的作用；或实施过大，伤及企业元气；或实施过小，影响PLM的未来升级换代，等等。不恰当的业务流程重组和PLM解决方案，即使实施了，也难以正常地运行，易于形成了所谓的企业对PLM“水土不符”症状。 我们认为，实施PLM，不分企业大小。大企业有大企业的管理模式，小企业有小企业的产品业务。关键问题是通过细致周到的调查和耐心细致的研究，设计并突出对各自的关键业务的优化解决方案，将PLM的理念合理地融入到企业的管理业务流程中。即使是小企业，也可以充分利用PLM的理念来高效运作，也可以基于PLM的平台参与全球协同产品的开发。 七、实施PLM增强企业的核心竞争力 没有好的管理理念，企业很难谈的上会有一个好的发展。实施PLM，就是实施一套基于PLM的管理理念。优化了的管理理念将带来企业的高效运转，将节省企业的经营成本，保护并充分利用企业的知识资源，增强其核心竞争力。 例如，实施PLM将帮助企业从根本上找到增加企业收入和降低直接成本的真正源头——即如何有效地在一个连续稳定的基础上，搞好产品的研发与创新。PLM可以帮助产品设计人员在第一时间和第一地点找出影响产品成本的真正成因，尽快做出如何开发产品的决定，让正确的产品及早入市，以提高企业的核心竞争力。研究资料表明，产品“全生命周期成本”的80％是在产品设计阶段决定的。 建立PLM系统，可以让企业有能力快速适应或改变产品特征，或快速把来自供应商和业务合作伙伴的有优势的产品特征结合到自己的产品中来。不仅要让产品快速上市，而且要让正确的产品快速上市，以适应不断变化的市场需求，求得最有利的竞争地位。 结合新一代电子商务技术，PLM将支持客户参与产品的设计过程，帮助企业更好地满足客户的个性化需求，也可以更好的支持售后服务对产品信息的需求，最终将使企业获得更多的市场份额。 八、实施PLM的要点 前面已经指出，PLM的解决方案不是千篇一律的，应该是因地制宜的。也就是说，实施PLM必须认真分析企业的信息化现状、业务流程的形式、企业的文化、企业的战略、企业的经济现状等，建立特定的PLM企业业务运作模型，按照企业的实际情况，制定业务流程的优化改造的方案，设计企业的PLM解决方案。 好的调研分析和先进的PLM技术二者都很重要。这一点上，实施PLM与实施ERP有相似之处。某些人认为，有了好的软件就基本上有了好的实施了。这种认识是片面的。拿ERP实施情况而言，有的企业实施ERP后反而觉得企业管理难以控制了，什么原因？就是没有充分的调查研究。 当然，好的调查研究，需要有高素质的人员。这些人员不但要对PLM的技术清楚，也要对PLM的理念有一个全面的认识，还要对企业管理有一定的知识。全才难寻，但是，好的实施队伍可以通过集体中个体的互补来弥补这个不足。 在调查研究的基础上，需要作更进一步的规划工作。PLM的实施将是由规划、模拟运行、运作、管理四个阶段组成的迭代、持续改进的实施过程：  规划：“凡事预则立，不预则废”，规划阶段的基本目标是定义产品生命周期本次迭代过程中所有相关业务的协同解决方案。 规划阶段对PLM项目成败及收益具有重大意义，PLM应用的主要业务风险和需求风险问题必须在规划阶段结束之前得到解决。 模拟运行：模拟运行阶段的目标是建立PLM系统本次实施的原型，他在一个由关键用户参加实际操作的原型中模拟运行规划阶段形成的解决方案，以便为运作阶段的推广和企业重组提供一个稳定的基础和准确的数字报告。模拟运行是基于对大多数重要需求（对企业现行运作结构有很大影响的业务）的考虑和风险评估与控制发展而来的。规划阶段提出方案的稳定性和价值收益是通过一个或多个原型进行评估的。 运作：运作阶段的目标是应用原型系统向业务部门推广。该阶段的主要实施团队将从以软件供应商和咨询服务商为主转变为企业的关键用户。从某种意义上说，从规划和模拟运行阶段到运作和管理化阶段，企业运作管理经历了从陈旧模式的思维定势到先进制造和生产模式运作的转变和升华。 管理：管理阶段的目标是固化前三个阶段取得的应用，取得持续的收益，并形成对业务的持续改进，同时为企业持续发展提出新的需求，使企业不固步自封，走上可持续发展的道路。从这种意义上说，PLM系统是解决企业持续发展的根本途径。在此过程中，重点在于管理资源和控制操作，以便持续优化成本、进度和质量。 如前所述，在系统上线以后，PLM的实施工作基本告一段落，然而这并不意味着实施工作的终结。因为企业往往需要很长一段时间才能适应新的工作方式，才能更加熟练地应用系统从而发挥出系统应有的潜力。通常这个阶段也是最重要和最易被忽视的阶段。尽管过程模型、数据模型等在产品数据管理系统中得以实现，但这种管理方式和工作环境对企业是新的，而且在运行中还会发现问题。因此，必须收集用户反馈信息，调整原设计，再实施新的循环，根据企业需要和数据管理系统功能的许可，不断加人新的内容。 九、PDM系统如何跨入到PLM系统 掌握了PLM的实施策略，对于实现从PDM到PLM的跨越，也就成功了一半。PDM与PLM在数据类型方面有许多相似之处，为了降低企业运行建立PLM数据仓库的负担，我们可以首先确定数据转移的方案。但是需要注意的是，PDM与PLM的不同之处则在实施PDM到PLM跨越的需要重点考虑的技术问题。在数据分布方式、安全控制策略等方面应作为重点考虑的内容。当然，不同的PDM系统和PLM系统有不同的跨越方式。 PLM打破了限制产品设计者、产品制造者、销售者、使用者之间进行沟通的技术桎梏，通过互联网进行协作，让公司在产品的设计创新上突飞猛进，同时可以缩短开发周期，提高生产效率，降低产品成本。 与此同时，PLM也打破了企业涉及部门、制造部门、销售部门之间企业运作的藩篱，而企业各个部门在一开始意识上并不接受PLM的概念。因此实施PLM需要有不断的进行PLM理念宣传的工作。只有大家统一了认识，才能够高效和高质量的实现PDM到PLM的跨越。 十、ERP系统和PLM系统在企业中的关系 如前所述，PLM系统与ERP系统有着许多的联系，它们有各自的数据模型和业务重点。PLM更强调产品数据核心，更强调其产品数据的定义信息及相关业务。显然，ERP系统也具有产品的相关数据，但这些数据主要是面向生产管理的，它是一种产品数据某一个方面的“快照”。不需要复杂的版本支持。而PLM应能够支持各种复杂的产品数据模型，还应能支持产品定义数据的更改跟踪，需要有非常复杂的版本管理机制和相关工作流机制。 从另一个角度来说，PLM的重点在于对企业知识产品的管理，而ERP的管理则发生在企业有形产品推出之后，也就是在产品的规格、尺寸、外观和功能等都被确定，并且可以进入上线量产的阶段。ERP关注制造业务流程，需要需求信息的支持，在企业产、供、销的价值链条上发挥作用，在ERP的系统中，设计者希望有形产品的库存越少越好，理想的状态是达到零库存，而在PLM系统中，则希望无形产品尽量地多。 PLM与ERP之间的联系主要是产品基本数据和产品结构数据的联系，PLM是源头，ERP是使用者。企业先上ERP还是先上PLM对于不同的企业应该有不同的答案。这还要看企业的经济能力，管理现状，对PLM的需求程度等方面。一般来说，对于大多数企业建议先上PLM后上ERP。当先上PLM后，ERP的产品数据将有了一个源头。这有助于提高效率，保证数据的一致性。当然有些企业产品定义数据的数量和种类有限，产品定义相关流程简单甚至没有，则可以先上ERP。 严格地说，PLM与ERP的关系不一定总是确定，这还决定于企业的具体需求，可以将一部分PDM的功能集成到ERP中，也可以将一部分ERP的功能集成到PLM中。图6给出了一个集成解决方案示例。 十一、小结 因此，相对于PDM而言，PLM在业务的支持领域、产品数据的管理形式、功能运行的效率、产品数据的共享程度等方面更加全面地适应了以产品为核心的企业经营管理理念。从另一个角度而言，一个企业可以通过全面实施PLM技术来推动其企业业务流程的重组，用现代管理理念来改造企业旧的管理模式。我们认为，对我国制造企业而言，PLM理念的广泛应用不存在是否可能的问题，只存在时间长短的问题。 另外，可以说在信息结构和业务管理的复杂程度上，PLM是其他一般的信息管理系统所无法比拟的，在相关软件实现技术复杂度或技术水平上，PLM系统也是相当高的。因此，除了在制造业的应用外，PLM的生命周期策略和相关软件系统，经过简单的调整还可以很好地应用到其他具有类似复杂或简单管理需求的领域，如办公自动化或电子政务等。 (end)

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