PLM到底是什么呢？現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢如何？

時間：2023-03-14 20:54:02 | 來源：電子商務(wù)

時間：2023-03-14 20:54:02 來源：電子商務(wù)

企業(yè)數(shù)字化建設(shè)最核心的環(huán)節(jié)是以產(chǎn)品為導(dǎo)向的數(shù)字化升級，而其中最關(guān)鍵的是建立完整的產(chǎn)品數(shù)字化體系和符合市場環(huán)境需求的產(chǎn)品生命周期控制管理，即本文將要介紹的PLM軟件。

本文將從以下幾個部分對PLM進行介紹，讀者可根據(jù)目錄選擇自己需要的信息閱讀：

• 一、PLM的概念及其內(nèi)容
• 二、PLM的發(fā)展歷史
• 三、PLM的應(yīng)用范圍
• 四、PLM的應(yīng)用現(xiàn)狀
• 五、PLM的發(fā)展趨勢

一、PLM的概念及其內(nèi)容

根據(jù)業(yè)界權(quán)威的CIMDATA的定義，PLM是一種應(yīng)用于在單一地點的企業(yè)內(nèi)部、分散在多個地點的企業(yè)內(nèi)部，以及在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)之間的，支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案。它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。

PLM抽象的描述，是一種管理策略。企業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品生命周期的理念，把從產(chǎn)生產(chǎn)品的第一個想法，到設(shè)計，研發(fā)，實驗，原型機，采購，制造，市場，銷售，售后服務(wù)所有的流程統(tǒng)一優(yōu)化管理，意圖提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少錯誤發(fā)生，從而降低成本，提高利潤。

PLM直觀的描述，是一個軟件，是一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作和管理平臺。一個優(yōu)秀的PLM平臺可以實現(xiàn)與企業(yè)的數(shù)據(jù)庫和其他的工程和商業(yè)軟件互聯(lián)，用統(tǒng)一的平臺整合企業(yè)內(nèi)部的所有信息。與此同時，PLM又不單單是一個軟件。一個優(yōu)秀的PLM供應(yīng)商可以基于成熟標(biāo)準(zhǔn)的思路，根據(jù)客戶的自身特點和商業(yè)需求，為客戶量身定做PLM解決方案，進而幫助企業(yè)優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的商業(yè)流程，提高企業(yè)的KPI（關(guān)鍵績效指標(biāo)）。

PLM包含以下五個方面的內(nèi)容：

• 1. 基礎(chǔ)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)（如：XML、可視化、協(xié)同和企業(yè)應(yīng)用集成）；
• 2. 信息創(chuàng)建和分析的工具（如：機械CAD、電氣CAD、CAM、CAE、計算機輔助軟件工程CASE、信息發(fā)布工具等）；
• 3. 核心功能（如：數(shù)據(jù)倉庫、文檔和內(nèi)容管理、工作流和任務(wù)管理等）；
• 4. 應(yīng)用功能（如：配置管理、配方管理、合規(guī)）；
• 5. 面向業(yè)務(wù)/行業(yè)的解決方案和咨詢服務(wù)（如：汽車和高科技行業(yè)）。

二、PLM的發(fā)展歷史

任何優(yōu)秀的技術(shù)，都是為了解決存在的問題而產(chǎn)生的。PLM也不例外，它要解決的就是企業(yè)信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理的問題。伴隨著科技和生產(chǎn)方式的變化，為了解決企業(yè)數(shù)據(jù)管理和使用的問題，到今天為止，人們走出了五步：

1. 手工管理

IT技術(shù)剛剛應(yīng)用到數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域時，人們是通過手工來管理生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的。人們會用計算機記錄數(shù)據(jù)文件，之后打印，歸類，裝訂，存儲。某個新用戶想再次使用數(shù)據(jù)的時候，必須申請到足夠的權(quán)限，到檔案館調(diào)用原版文件。如果不同的生產(chǎn)地點或者部門需要同一份文件，這份文件就只能通過復(fù)印或者移動硬盤的方式，從一個地點以人工的方式帶到另一個地點。
這種方式需要很大的時間和管理成本，同時也很難保證精確性和高效率。例如，文件手工歸類和再次檢索，就是一個非常復(fù)雜的工作。隨著企業(yè)運營數(shù)據(jù)的增加，結(jié)構(gòu)逐漸變得復(fù)雜，這種模式會使數(shù)據(jù)檢索變的繁重而枯燥，且更容易造成丟失的情況。

2. 基于文件服務(wù)器的管理

隨著用戶系統(tǒng)的發(fā)展和融合，人們不再將重要的數(shù)據(jù)和文件打印出來存儲，而是直接在文件服務(wù)器中以電子版的形式存儲下來。
為了給數(shù)據(jù)分類，人們會使用文件系統(tǒng)本身的分類方式。例如，在硬盤中建立復(fù)雜的文件夾結(jié)構(gòu)，用文件夾的名稱進行數(shù)據(jù)的分類存儲。利用不同服務(wù)器之間的互聯(lián)，人們實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的多地分享。但是，隨著文件越來越多的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)庫也越來越大。人們越來越需要更加簡單的操作，需要更細(xì)致地給數(shù)據(jù)分類，以方便檢索。

3. 基于文件的管理

上個世紀(jì)80年代，人們發(fā)明了第一個EDM(Engineering Data Management)系統(tǒng)，即工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在文件服務(wù)器的基礎(chǔ)上，EDM系統(tǒng)提供了更加豐富的功能，例如用戶管理，單一文件多版本等等。在使用EDM的過程中，用戶需要有固定的權(quán)限，才能將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提取到Vault(電子倉庫)中，進行相應(yīng)的更改。
EDM最革命性的是將元數(shù)據(jù)(Metadata)和數(shù)據(jù)體(Payload)分隔開來。數(shù)據(jù)體或者說實際數(shù)據(jù)代表的是數(shù)據(jù)所欲傳遞的實際信息，例如圖紙上設(shè)備的幾何圖形。元數(shù)據(jù)用于輔助傳遞跟數(shù)據(jù)體相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如這份圖紙的尺寸，日期，創(chuàng)建者等等。數(shù)據(jù)體一般存儲在文件系統(tǒng)中，而元數(shù)據(jù)會在中心數(shù)據(jù)庫中進行存儲。

4. 基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理

由于引入元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫，人們開始將數(shù)據(jù)按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行配置和管理。這樣慢慢形成了最初的產(chǎn)品BOM?；诋a(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理能夠更加直觀的展現(xiàn)出組裝件和單個加工產(chǎn)品之間的聯(lián)系。人們可以更方便地了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生成物料清單，或者使用列表等等。

5. 基于產(chǎn)品機構(gòu)和企業(yè)流程的管理

現(xiàn)在的PLM系統(tǒng)不僅可以按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)，也可以用更多的數(shù)據(jù)形式來描述企業(yè)的運行管理流程。
優(yōu)秀的PLM系統(tǒng)的使用目標(biāo)是為整個公司各個部門建立一個集成的數(shù)據(jù)模型，然后將所有的產(chǎn)品相關(guān)和流程相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲到這個數(shù)據(jù)模型中。例如，用戶在CAD軟件中完成產(chǎn)品設(shè)計后，CAD系統(tǒng)便將數(shù)據(jù)體和元數(shù)據(jù)歸類存入數(shù)據(jù)模型中。企業(yè)的流程信息也會存入數(shù)據(jù)模型中。因此，優(yōu)秀的PLM平臺需要強大的數(shù)據(jù)庫作為后臺，來保障數(shù)據(jù)的實時性和一致性。

三、PLM的應(yīng)用范圍

PLM應(yīng)用是一個或多個PLM核心功能的集合體，提供一套可滿足產(chǎn)品生命周期具體需求的功能，它代表了PLM解決方案的某一視圖。隨著PLM在企業(yè)的推廣應(yīng)用，許多不同的PLM功能應(yīng)用被開發(fā)出來，如配置管理、工程變更管理、文檔管理等，現(xiàn)在都已成為PLM的標(biāo)準(zhǔn)功能。這些應(yīng)用縮短了PLM的實施時間，并將許多成功的實施經(jīng)驗融合在這些應(yīng)用中。

典型的PLM應(yīng)用有：

• 1. 變更管理（Change/Revision Management）

使數(shù)據(jù)的修訂過程可以被跟蹤和管理，它建立在PLM核心功能之上，提供一個打包的方案來管理變更請求、變更通知、變更策略，最后到變更的執(zhí)行和跟蹤等一整套方案。

• 2. 配置管理（Configuration Management）

建立在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理功能之上，它使產(chǎn)品配置信息可以被創(chuàng)建、記錄和修改，允許產(chǎn)品按照特殊要求被建造，記錄某個變形被使用來形成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。同時，也為產(chǎn)品周期中不同領(lǐng)域提供不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表示。

• 3. 工作臺（Console/Dashboard）

將完成特定任務(wù)必須的所有功能和工具集成到一個界面下，使最終用戶可以在一個統(tǒng)一的環(huán)境中完成諸如設(shè)計協(xié)同、數(shù)據(jù)樣機、設(shè)計評閱和仿真等工作。

• 4. 文檔管理（Document Management）

提供圖檔、文檔、實體模型安全存取、版本發(fā)布、自動遷移、歸檔、簽審過程中的格式轉(zhuǎn)換、瀏覽、圈閱和標(biāo)注，以及全文檢索、打印、郵戳管理、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等一套完整的管理方案，并提供多語言和多媒體的支持。

• 5. 項目管理（Project Managmenet）

管理項目的計劃、執(zhí)行和控制等活動，以及與這些活動相關(guān)的資源。并將它們與產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流程關(guān)聯(lián)在一起，最終達(dá)到項目的進度、成本和質(zhì)量的管理。

• 6. 產(chǎn)品協(xié)同（Product collaboration）

提供一類基于Ineternet的軟件和服務(wù)，能讓產(chǎn)品價值鏈上每個環(huán)節(jié)的每個相關(guān)人員不論在任何時候、任何地點都能夠協(xié)同地對產(chǎn)品進行開發(fā)、制造和管理。

• 7. 產(chǎn)品構(gòu)型（Product configuration）

產(chǎn)品構(gòu)型管理是應(yīng)對系列化產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的有效方法。通過構(gòu)型管理避免產(chǎn)品發(fā)生局部修改，或更換選件時重新構(gòu)造BOM表和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備等繁重任務(wù)。

• 8. 產(chǎn)品研發(fā)管理（Product Development)

通常PLM會被用于生產(chǎn)研發(fā)，所以研發(fā)管理是十分關(guān)鍵的，貫穿于整個研發(fā)部門和環(huán)節(jié)。當(dāng)然，研發(fā)不見得只有研發(fā)部門用，通常會牽扯到多個部門，如包裝部、配方研發(fā)部等。

• 9. 合規(guī)（Regulatory Compliance）

合規(guī)通常會用于食品飲料、化工、日化、電子領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)，因為這些行業(yè)需要大量的去匹配標(biāo)準(zhǔn)，以保證自己的產(chǎn)品不會違反相關(guān)部門的規(guī)定。如食品不能違反食品添加劑法規(guī)，化工不能違反EHS法規(guī)等。

四、PLM的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，很多制造型企業(yè)都實施和應(yīng)用了PLM系統(tǒng)，但應(yīng)用的效果則千差萬別，我們可以借鑒CMM能成熟度模型來開發(fā)一個PLM應(yīng)用成熟度評估模型，并以之來評估企業(yè)中PLM系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

如圖所示，我們可以把企業(yè)中PLM系統(tǒng)的應(yīng)用效果或水平分為五個等級：

• 1. 一級，實現(xiàn)了企業(yè)中CAD數(shù)模、圖紙、工藝文件等文檔的集中和版本管理。
• 2. 二級，在一級的基礎(chǔ)上，通過項目的形式，實現(xiàn)了團隊協(xié)作，過程規(guī)范的研發(fā)管理。通常，很多企業(yè)的PLM應(yīng)用水平處于一級和二級之間，我們稱之為1.5級，依此類推。
• 3. 三級，在二級的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了工程變更管理，工程數(shù)據(jù)變更的全過程可追溯。
• 4. 四級，在三級的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了以零件為中心，配置和BOM化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品定義；其中，BOM包括原型BOM、工程EBOM、制造MBOM、服務(wù)SBOM等之間的有機迭代和一體化，并實現(xiàn)了上述信息在市場、工程、采購、制造、服務(wù)等專業(yè)領(lǐng)域的共享、協(xié)同和集成。
• 5. 在四級的基礎(chǔ)上，工程文檔、項目管理、工程變更、配置管理、全局性BOM等實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈級的共享、協(xié)同和集成。

從實際應(yīng)用效果看，中國的大部分制造企業(yè)PLM應(yīng)用效果處于一級和二級之間，部分應(yīng)用效果較好的企業(yè)處于二級和三級之間，極少數(shù)國內(nèi)領(lǐng)先的制造企業(yè)的處于三級和四級之間?？梢哉f，就國內(nèi)而言，PLM應(yīng)用水平達(dá)到并超過四級的制造企業(yè)少之又少。

五、PLM的發(fā)展趨勢

在PLM的發(fā)展過程中，根據(jù)國內(nèi)外PLM廠商的發(fā)展動向，以及對PLM關(guān)鍵技術(shù)的研究，PLM在未來幾年將圍繞以下幾個重要的方向發(fā)展：

1. 可定制化的解決方案

PLM成功應(yīng)用的關(guān)鍵取決于軟件供應(yīng)商對企業(yè)的需求響應(yīng)的速度和代價，響應(yīng)速度越快并且付出代價合理，那么系統(tǒng)實施成功并且不斷深化的可能性就越大。因此，PLM必須是一個可定制化解決方案。
從PLM系統(tǒng)的發(fā)展軌跡來看，PLM系統(tǒng)的可定制能力經(jīng)歷了缺乏可定制、模型可定制、模型驅(qū)動的構(gòu)件可定制的這樣的發(fā)展過程。隨著實施企業(yè)的逐漸理性，PLM需要提供一個使企業(yè)可以快速、安全、穩(wěn)定并且低成本的部署，并運行一個數(shù)據(jù)模型和業(yè)務(wù)模型符合具體需求的可定制的解決方案。
當(dāng)前主流的國際PLM廠商在可定制化方面做了相當(dāng)多的研究，例如，PTC公司的Windchill在基于Java平臺的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了企業(yè)實施過程中的二次開發(fā)功能；同時，可以進行簡單的數(shù)據(jù)建模。但這需要企業(yè)進行一定量的開發(fā)，而且提供的建模能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了不同企業(yè)的個性需要。例如，企業(yè)在PLM系統(tǒng)實施中，經(jīng)常需要定制大量的基于業(yè)務(wù)過程驅(qū)動的具有嚴(yán)格權(quán)限控制的各類業(yè)務(wù)單據(jù)。，國外主流PLM廠商的解決方案距離真正的可定制化的解決方案尚有距離。

2. 高效多層次協(xié)同應(yīng)用

隨著PLM的快速發(fā)展，PLM已經(jīng)逐步覆蓋從產(chǎn)品市場需求、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、加工制造、售后服務(wù)，直到產(chǎn)品報廢回收等全過程的管理，并逐步實現(xiàn)了與企業(yè)其它信息系統(tǒng)的深入集成。
目前國內(nèi)外許多集團型企業(yè)也在使用PLM系統(tǒng)，同時產(chǎn)業(yè)鏈上的上下游企業(yè)之間也需要通過PLM實現(xiàn)協(xié)同，因此伴隨著的問題就是解決產(chǎn)品不同階段、不同參與人員和組織之間的協(xié)同，因為只有高效的協(xié)同應(yīng)用，優(yōu)化的業(yè)務(wù)過程，才能真正提高企業(yè)的工作效率，縮短響應(yīng)時間，為企業(yè)帶來更好的利潤回報。
協(xié)同的應(yīng)用根據(jù)企業(yè)的業(yè)務(wù)需求可以分為多個層次，我們把協(xié)同應(yīng)用分為三個大的層次：項目管理協(xié)同、業(yè)務(wù)過程管理的協(xié)同和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)協(xié)同管理。目前PLM系統(tǒng)在協(xié)同方面的應(yīng)用還主要停留在企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的協(xié)同，雖然部分企業(yè)也實施了項目管理，但是和PLM系統(tǒng)的高效緊密集成還有一定距離。

3. 多周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

PLM產(chǎn)品是從PDM產(chǎn)品發(fā)展起來的，在企業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)從研發(fā)部門延伸到企業(yè)的各個部門，對于同一份系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，根據(jù)企業(yè)的劃分標(biāo)準(zhǔn)不同，會有多個生命周期。例如，對于一個文檔對象，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，可能會參與兩個生命周期的變化，即業(yè)務(wù)生命周期和數(shù)據(jù)生命周期的變化，因此，多周期的數(shù)據(jù)管理是PLM系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用的趨勢。
目前主流的PLM廠商都有自己的產(chǎn)品生命周期管理解決方案，但是還沒有多周期產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。單周期的數(shù)據(jù)管理對于項目型的應(yīng)用比較適合，因為項目本身就包含了一次性的特點，而產(chǎn)品的管理是重復(fù)迭代、周而復(fù)始的，需要更加復(fù)雜的周期管理。

4. 知識共享與重用管理

現(xiàn)在知識管理已經(jīng)非常熱門，企業(yè)不斷推出各種知識管理解決方案。關(guān)于知識管理系統(tǒng)定義非常多，例如：“知識管理系統(tǒng)是一種把企業(yè)的事實知識(know-what)、技能知識（know-how）、原理知識(know-why)與存在于公司數(shù)據(jù)庫和操作技術(shù)中的顯性知識組織起來的技術(shù)。”隨著企業(yè)應(yīng)用PLM的時間越來越長，積累的數(shù)據(jù)來越多，這其中包含了企業(yè)多年沉淀的知識，如何讓這些知識能夠在企業(yè)內(nèi)部以方便的方式共享和傳播就顯得非常重要。
知識的共享和重用的應(yīng)用包含兩個方面：一是獲取知識，即進行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)的整理；二是知識傳播，即把已經(jīng)整理好的知識融入到PLM系統(tǒng)，依靠PLM系統(tǒng)把必要的知識傳遞給相關(guān)的人。這可以為企業(yè)的生產(chǎn)進行服務(wù)，以減少不必要的重復(fù)勞動或者探索。通過知識分類和梳理，可以把企業(yè)的各類知識進行有效的管理，從而有效地形成企業(yè)的知識資產(chǎn)。

5. 數(shù)字化仿真普及應(yīng)用

隨著企業(yè)對生產(chǎn)制造過程的仿真和管理的需求不斷增加，全球三大PLM廠商UGS-Tecnomatix、達(dá)索-Delmia、PTC-Polyplan均已擁有了自己的數(shù)字化制造解決方案，開始了產(chǎn)品生命周期的一個新階段的應(yīng)用探索。通過數(shù)字化仿真，企業(yè)可以節(jié)約產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)節(jié)拍制定等方面需要的許多成本，同時，也可為其節(jié)約大量的時間。
數(shù)字化仿真主要分為兩個方面，一是產(chǎn)品生產(chǎn)制造的仿真，二是管理過程的仿真?，F(xiàn)在各主要PLM廠商主要集中在產(chǎn)品生產(chǎn)制造的仿真研究上，管理過程的仿真還是一個新的領(lǐng)域，但在今后的幾年將會是PLM應(yīng)用的熱點。

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