PLM产品生命周期管理引领企业研发信息化

    PLM日益成为企业研发信息化的核心组成部分，引入PLM可以显著提高企业的盈利能力和竞争优势。

    FMC公司是世界领先的化学和制药公司，其下属的能源输送集团在实施PLM系统之前，订单交付时间是18～24个月，在实施PLM系统之后，这个数字降低到3～4个月；洛克西德·马丁公司在实施PLM系统后，流程效率提高了30%～50%；宝马公司在实施PLM系统后，成功将产品开发时间缩短了30%。从上面这组数据中，我们不难看出PLM的魅力。

   PLM概念纷争

    关于产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，简称PLM)的概念，与其他信息化的热点话题一样，国外研究机构和咨询公司给出了各种各样的定义。

    1.CIMdata的观点：PLM是一种企业信息化的商业战略。它通过实施一整套业务解决方案，把人、过程和信息有效集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。

    2.Aberdeen的观点：PLM覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程，它是一个开放的、互操作的、完整的应用方案。建设这样一个企业信息化环境的关键是要有一个记录所有产品信息的系统化中心产品数据知识库，PLM的作用可以覆盖到一个产品从概念设计、制造、使用直到报废的每一个环节。

    3.CollaborativeVisions的观点：PLM是一种极具潜力的商业IT战略，它专注于解决企业如何在一个可持续发展的基础上，开发和交付创新产品所关联的所有重大问题。PLM包括了充分利用跨越供应链的产品智力资产来实现产品创新的最大化，改善产品研发速度和敏捷性，增强交付客户化且为用户量身定做产品的能力，以便最大限度地满足客户的需求。

    4.AMR的观点：PLM是一种技术辅助策略，它把跨越业务流程和不同用户群体的单点应用集成起来。PLM不会废止已有系统，它将使用流程建模工具、可视化工具或其他协作技术，加上一定的语义集成来整合已有系统。AMR把PLM的内容分为四个主要应用部分：

    ●产品数据管理(PDM)起着中心数据仓库的作用，它保存了产品定义的所有信息。从这些中心仓库，企业可以管理各类与研发和生产相关联的材料清单(BOM)；

    ●协同产品设计(CPD)让工程师和设计者使用CAD/CAM/CAE软件以及所有与这些系统配合使用的补充性软件，以协同的方式在一起研发产品；

    ●产品组合管理(PPM)这是一套工具集，它为管理产品组合提供决策支持，包括新产品和现有产品；

    ●客户需求管理(CNM)是一种获取销售数据和市场反馈意见，并把它们集成到产品设计和研发过程之中的软件。

    5.Daratec的观点：PLM把过程和信息内容与产品价值链连接起来，使之合理化、集成化及优化，它能使制造厂商解放信息并驾驭信息，以此创造产品的商务价值。PLM由CAD、CAE(或称仿真)、PDM、MPM(或称数字化制造)、BOM、CRM、CAM这七个主要支柱来支撑，它们共同形成PLM核心解决方案集。支持它的支柱越少，它的基础就越薄弱。

    如何定义PLM是一个十分重要的问题，这有助于市场对PLM的理解，有助于在制造业客户群体里推广PLM的使用和实施。笔者建议，应从业务和运营两个角度来分析(如图1所示)。

图1 从业务和运营的角度分析PLM

    从业务的角度来看，PLM主要涵盖：产品组合的决策、项目投资的决策、资源投入的决策、项目计划的决定、产品及平台更新的决策。

    从运营的角度来看，PLM主要涵盖：需求及设计规范、零件重用和采购、产品配置、产品成本核算以及产品版本管理。

    由此，我们不难描绘出PLM涵盖的业务流程和运营流程(如图2所示)。

图2 PLM涵盖的业务流程和运营流程

    同时，从这些纷乱复杂、形式各样的定义中，我们也不难看出其中的共性以及反映的问题：

    首先，复杂多样的定义说明人们对PLM的认识未统一。这主要有三个方面的原因：一是复杂性，PLM本身就是一个多元化、多层次、多功能的综合物，涉及广泛的业务活动；第二，PLM是个新兴事物，它的内涵和外延不很确切，而且随着社会、经济和科学技术的发展处于不断发展之中；第三，人们出于不同的研究目的或使用目的，从不同的角度出发，对PLM可以做出不同的理解与解释。

    其次，说明PLM作为一种重要的生产要素在经济发展中的作用日益增加。知识已成为企业持续创新、获取竞争优势的重要来源，这刺激了企业积极开发知识，并以此作为创造价值的源泉。

    最后，PLM是学科和技术的结合，随着实践的深入，人们发现信息技术仅仅是其中的必要因素之一。

    到目前为止，PLM还没得到中国制造企业的普遍重视，其中一个主要原因是，中国企业的信息化建设大多处于初级阶段，迫于眼下的竞争压力，企业关注的焦点还是集中在产品的制造及下游分销环节上，而不是包括产品研发、设计、采购、制造、售后服务在内的产品全生命周期协同管理。

    另外一个重要原因同样不可忽视。很多人将PLM错误地理解成是一个技术问题，国内CIMS研究中心的专家们总是倾向于用技术语言描绘PLM系统，忽视了与之相关的管理问题，所以PDM/PLM成为“863”研究课题，而不是一个系统的管理体系。事实上，这是一个很大的误解，企业实施PLM系统是一个典型的管理改造工程，需要在企业文化、战略、组织、流程等层面进行相应的变革。

       PLM的应用历史

    PLM技术最早出现于20世纪80年代初期，目的是为了解决大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机化的管理问题。

    进入21世纪，企业之间的竞争更加激烈，客户对产品的个性化要求越来越高。越来越多的成功企业开始意识到企业真正的生命力在于新产品的创新能力。随着Web技术的日益成熟，企业竞争热点从产品的成本、质量和上市时间转向能够快速响应市场变化的产品创新。将产品整个生命周期的所有数据收集并有效组织起来，通过提供一个统一的入口让产品开发工程师随时能够共享、访问并重复利用这些企业财富，在短时间内开发出高质量满足用户个性化要求的产品成为众多企业追求的目标。20世纪90年代末出现的协同产品定义管理(cPDM，collaborative Product Definition Management)进一步演化为产品生命周期管理(PLM)，并成为企业参与全球竞争的一种战略性方法。

    现代PLM的最新思想和理念，实际上都是对PDM(Product Data Management，产品数据管理)的扩展，PDM仍然是核心，它们的出发点都是为了实现企业内部和企业之间的信息集成和业务协同，最终使企业在产品创新和推向市场的速度方面获得竞争优势。同时，它们又各有侧重：CPC更多强调商务上的协同；cPDM更多地从企业协同运作角度来考虑问题；PLM则更多地强调产品本身，产品创新是它的驱动力(如图3所示)。

图3 从PDM到PLM的演进

    研发信息化攻坚自主创新

    在产品创新日渐成为提高企业市场竞争能力的关键环节时，我们不得不正视这样的现实：随着市场竞争的加剧，目前企业产品开发普遍面临着新的严峻挑战，这对原本产品创新能力就相对薄弱的国内企业而言，无疑进一步加重了负担。因此，尽快寻求新的出路，如引进先进的产品开发管理理念和流程，通过研发信息化引入先进的管理工具和构建核心支撑系统就成了现今众多企业的目标所在。当前，产品开发创新面临着如下挑战：

    ●日益激烈的竞争环境 国际贸易壁垒正逐渐被打破，我国与世界经济的联系将更加密切，国内的高科技行业将面临 “全球一体化”的新局面，竞争日益激烈的趋势不可避免；

    ●变化的市场 产品需求增长速度加快及用户需求的多样化，使得企业产品开发随时面临着变化的市场，对产品创新能力提出了更高的要求；

    ●产品设计日益复杂 用户需求不断变化、增加，产品功能日益强化，产品设计方案日益复杂，这对企业产品设计部门来说无疑是极大的挑战；

    ●产品生命周期缩短 企业要求更短的开发周期，使得产品开发周期极大压缩，对产品开发来说难度更大；

    ●产品开发模式急需更新 目前国内许多企业仍沿用传统的产品开发模式，即在产品开发中采用串行的开发流程，且缺乏相应的技术手段，使设计出的产品无法满足用户期望，开发周期长，产品成本高。

    根据有关资料统计，在西方发达国家的企业中，七个创新概念只有一个能够成功；近66%的CEO对其公司在新产品开发上的表现感到失望；近50%的新产品开发项目面临失败的厄运。那么，究竟产品开发方面存在哪些主要问题影响了企业产品开发创新能力的提高呢?

    除了管理和流程的问题外，信息化程度不足也对企业研发的效能及效率造成很大的伤害。我们举几个一般企业在产品开发上容易因信息化不足而出现的无效率的例子。根据国外DataTech的研究调查，产品设计过程中，研发人员大约有50%～60%的工作时间浪费在寻找资料上，研发资料的混乱对于人员的生产力造成很大的伤害；只有40%左右的时间在真正从事开发设计工作。此外，大型制造业有85%的新零件或设计工作是研发人员因为不知道已经有其他人员设计过，而重复执行的工作，这导致研发人力资源的严重浪费。

    在将CAD图档转换到其他CAD软件时，研发人员必须花费20%的工作时间重建一个新的CAD档案；而大部分公司在整个产品研发过程当中至少要执行5～50次的CAD图档转换工作。将这些现象归整来看，其实研发人员真正花在设计工作上的时间十分有限，这也正是企业改善研发效能的重点。

    近年来，大规模定制和满足客户对产品的个性化需求已经成为制造业不可扭转的趋势，中国企业已经在许多大规模定制上面临严峻挑战: 如何通过最小的内部多样性来满足最大的外部多样性需求?主要的解决方法是提高零部件的标准化和模块化程度，充分利用标准件和模块化组件进行组合，形成尽可能多的产品，以及提高产品的系列化和柔性化，可根据个性化的需求演变出多种变型产品。而用手工方式对产品开发过程中产生的大量配置数据进行管理效率低，成本高，显然又难以满足客户对时间和价格的要求。这样制造业企业自然就希望在应用了CAD、CAPP等软件的基础上，进一步采用PLM软件，通过实现市场、设计、制造和服务信息的共享，通过协同方式对产品开发过程和产品配置结构进行管理，最大限度地利用已有资源，提高产品开发效率和质量。

    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%准确率，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，仅开发蒙迪欧一款车，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%；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，有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。

    这些企业通过实践发现，PLM能帮助建立跨企业的协同设计环境，实现产品协同开发；提高设计重用率，提高设计变更过程的效率，从而积累企业的核心竞争力。

   PLM系统的技术定位

    综合现代PLM技术与市场，我们认为PLM是当代企业面向客户和市场，快速重组产品生命周期中的组织结构、业务过程和资源配置，从而使企业实现整体利益最大化的先进管理理念。PLM系统是支持企业实施PLM技术的计算机软件系统。

    现有的CAD/CAM、ERP、PDM、SCM、CRM等系统，主要是针对产品生命周期中某些阶段的解决方案，难以支持企业作为一个整体来获得更高的效率、取得更多的创新以及满足客户的特殊需求，迫切需要一种将这些单独的系统整合到一起的企业信息化策略。PLM系统的技术定位是为上述分离的系统提供统一的支撑平台(如图4所示)，以支持企业业务过程的协同运作。

图4 PLM系统在企业管理信息系统中的技术定位

    从逻辑上看，PLM系统为不同的企业应用系统提供统一的基础信息表示和操作，是连接企业各个业务部门的信息平台与纽带，PLM系统支持扩展企业资源的动态集成、配置、维护和管理。企业应用系统(如：CAD/CAM、ERP、SCM、CRM、eBusiness等)都依赖于PLM系统，并通过PLM系统进行连接和集成。企业所有业务数据都遵照统一的信息与过程模型被集成到PLM系统中；扩展企业的所有部门都能够通过PLM系统获得信息服务。

（编辑：admin）