（工商管理专业论文）M集团产品全生命周期管理系统PLM的构建规划研究.pdf

硕士论文 产品伞生命刷期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 摘要 伴随着市场经济的发展，产品客户化的需求如雨后春笋，产品的生命周期越来越 短，更新换代的速度越来越快，制造型企业的生产方式已由传统的按单一型号的批量 生产逐渐转变成面向客户化的生产方式，在这样的趋势下，传统的机械制造和装配行 业将面临越来越激烈的市场竞争环境，如何提高企业产品的研发效率、降低产品设计 和制造成本、缩短产品的上市周期已成为了企业所面临的严峻挑战，在此背景下，构 建产品全生命周期管理系统( p l m ) 成为了企业解决此问题的关键解决方案，因此，系 统地研究产品全生命周期管理系统( p l m ) 构建方法论和关键技术具有十分重要的意 义。 本论文在分析当前国内外机构和学者对产品全生命周期管理系统( p l m ) 的基本原 理和构建规划相关理论研究的基础上，把p l m 基本原理和构建规划方法论与制造型企 业的业务需求相集合，系统地阐述了如何实现p l m 整体构建规划的工作思路与方法， 并结合m 集团的p l m 的需求，以m 集团业务流程为例进行了详细构建规划和分析，并 对在构建规划中引入并行工程思想以实现业务流程优化等方面的内容进行了详细的 阐述。另外，针对当前系统集成方法所存在的问题，提出了基于消息中间件的e a i 集成模型，以期解决异构系统集成和跨平台实现工作流中数据包的动态访问以及跨平 台物理文件授权访问等问题。 关键词：p l m ，并行工程，系统集成，e a i ，e - l e a r n i n g ，协同 a b s t r a c t 硕士论文 一 a b s t r a c t a st h ed e v e l o p m e n to fm a r k e te c o n o m yt h er e q u i r e m e n to fp r o d u c tc u s t o m i z a t i o n e m e 唱e sl i k eb a m b o os h o o t sa f t e ras p r i n gr a i n t h ep r o d u c tl i f e c y c l eb e c o m e ss h o r t e ra n d s h o r t e r ，a n dt h es p e e do fp r o d u c tu p g r a d ea n du p d a t eb e c o m e sf a s t e ra n df a s t e r t r a d i t i o n a l s i n g l et y p eb a t c hp r o d u c t i o nm o d eo fm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sg r a d u a l l yc h a n g e st o c u s t o m i z e dp r o d u c t i o n i nt h i st r e n dt r a d i t i o n a lm e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da s s e m b l y i n d u s t r y i sf a c i n gm o r ea n dm o r ef u r i o u sm a r k e tc o m p e t i t i o n h o w t oi m p r o v et h e e f f i c i e n c yo fp r o d u c tr & d ，a n dr e d u c ep r o d u c td e s i g n & m a n u f a c t u r i n gc o s t a i l ds h o n t i m eo fn e w p r o d u c tc o m i n g i n t om a r k e th a sb e c o m eab i gc h a l l e n g eo fe n t e r p r i s e s i nt h i s b a c k g r o u n di n t r o d u c t i o no fp r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t ( p l m ) s y s t e mh a sb e e o m et h e k e ys o l u t i o no fe n t e r p r i s e st os o l v et h ep r o b l e m h e n c e ，s y s t e m a t i c a lr e s e a r c ho f c o n s t r u c t i o nm e t h o da n dc r i t i c a lt e c h n o l o g yo fp l m h a sag r e a ts i g n i f i c a n c e b a s e do nt h ea n a l y s i so fp l mb a s i cp r i n c i p l e sa n dc o n s t r u c t i o nt h e o r i e so fc u r r e n t i n s t i t u t e sa n ds c h o l a r sh o m ea n da b r o a d ；t h i sd i s s e r t a t i o nc o m b i n e dp l mb a s i cp r i n c i p l e a n dc o n s t r u c t i o nm e t h o dw i t ht h eb u s i n e s sr e q u i r e m e n to fm a n u f a c t u r i n g t y p ee n t e r p r i s e s ； s y s t e m a t i c a l l yd i s c u s s e dt h ew o r k i n gt h o u g h ta n dm e t h o do fh o wt or e a l i z ep l m i n t e g r a t e dc o n s t r u c t i o n b a s e do nt h ep l mr e q u i r e m e n to fm g r o u pc o ，l t d ，a n dt a k e nm g r o u pb u s i n e s sf l o w sa sa ne x a m p l e ；t h ed i s s e r t a t i o nd e t a i l e da n a l y z e dt h ec o n s t r u c t i o no f p l m ，a n df u l l yd i s c u s s e di n t r o d u c i n gp a r a l l e le n g i n e e r i n gt h o u g h td u r i n gc o n s t r u c t i o nt o r e a l i z eb u s i n e s sf l o wo p t i m i z a t i o n i na d d i t i o n ，a i m e dt os o l v ec u r r e n te x i s t i n gp r o b l e m i n s y s t e mi n t e g r a t i o nm e t h o d ；t h ee a ii n t e g r a t i o nm o d e lw a sg i v e no u t ；e x p e c t i n gt os o l v e t h ep r o b l e mo fh e t e r o g e n e o u ss y s t e mi n t e g r a t i o n ，a n dr e a l i z i n gc r o s sp l a t f o r md y n a m i c a c c e s so fd a t ap a c k a g e sa n da u t h o r i z e dp h y s i c a lf i l e s k e yw o r d s ：p l m ，c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，s y s t e m i n t e g r a t i o n ，e a i ， e - l e a r n i n g ，c o l l a b o r a t i o n 硕士论文产品伞生命蒯期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 图表目录 图1 1 产品全生命周期管理系统( p l m ) 2 图1 2 设计数据管理2 图1 3 设计过程管理3 图2 1s a s i ge c m 流程各相关阶段。1 4 图3 1 改进制造b o m 的建立方式3 7 图3 2 企业实施e r p 系统前的数据传递目标流程4 l 图4 1 统一编码、统一b o m 、统一用户组织、统一数据库的产品全生命周期管理( p l m ) 平台4 4 图4 2 按订单设计的业务流程模型4 5 图4 3 项目管理阶段关键点示意图4 6 图4 4 系统数据集成4 8 图4 5e l e a r n i n g 平台构架5 2 图5 1 项目管理工作任务逐层分解和工作结果5 5 图5 2w b s 分解示意图5 6 图5 3 图纸入库目标设计流程6 0 图5 4 基于项目管理子系统的新产品设计目标流程6 l 图5 5 基于p l m 系统的图纸更改目标流程6 4 图5 6 基于p l m 的工艺路线设计目标流程6 5 图5 7 基于p l m 的工艺规程管理目标流程6 6 图5 8 串行工程与并行工程7 0 图5 9 并行工艺过程规划总流程7 l 图5 1 0 单消息服务器传输应用架构7 3 图5 1 1 多消息中间件服务器应用架构7 4 图5 1 2 基于中间件集成的结构7 4 图5 1 3 基于消息中间件的集成构架示意图7 5 图5 1 4 基于消息中问件和基于e a i 集成架构7 6 图5 1 5 工作流中数据包信息的传递7 7 图5 1 6e r p m e s 如何访问存储在p l m 中的各种工程数据7 8 图6 1 产品数据组织模型8 0 图6 2 设计文件审批流程示例8 4 图6 3 更改建议单审批流程和更改单审批流程8 4 图6 4 实施项目组结构图8 7 v i 硕士论文产品伞生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 v i i 6 2 3 5一名名名 点 一式 同 格 异 统储 的 系存制例化的定示息表量表信库批列与据大限程数和权流在造制务息制控业信捷问业料敏访企材 l l 2 3l & & & 表表表表 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本 学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或 公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使 用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文 中作了明确的说明。 研究生签名：加o 年弓月z 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或 上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并 授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密 论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名： 硕：七论文m 集团产品伞生命j i 爿期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 1 绪论 1 1 概述 近年来，随着企业产品的用户化需求的提高，企业面临着前所未有的巨大压力， 一方面是用户对产品的交货期要求越来越严格、价格要求越低越好、质量要求越来越 高，另一方面是企业在产品系统化设计时，物料的种类增长速度越来越快，产品成本 难以下降，质量问题层出不穷。 针对市场变化所带来的挑战，许多企业选择构建c a d 系统进行数字化样机装配 和仿真分析、n c ( 数控) ) j n k ，部份企业开展应用产品数据管理系统( p d m ) 对设计结果 和设计过程进行管理。近年来，一些企业开始构建产品全生命周期管理系统( p l m ) ， 但在构建中对并行工程等先进理论缺乏深入讨论与应用，导致企业在构建p l m 后， 依然存在大量的串行工作方式，作业效率低下。同时，在构建中重视单元技术的应用， 对系统集成的研究和应用还存在不小的差距，企业存在大量的重复劳动，未能实现单 一数据源管理，信息孤岛现象普遍存在。 本文通过对产品全生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划在国内外研究的分析，并 结合m 集团的具体需求，提出m 集团产品全生命周期管理系统( p l m ) 的规划研究， 不仅对m 集团具有重要指导意义，对其它企业也具有一定的借鉴意义。 1 2 产品全生命周期管理系统定义 产品生命周期管理( p r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t ) ，包括贯穿于一个产品的生命 周期的数据管理所有的方面并在一个统一的数据平台上集成它们。理想的关联到产品 的所有部份和系统指引到包括p p s 和e r p 系统的中心数据。计算机辅助设计( c a d ) 、 计算机辅助工程( c a e ) 、计算机辅助制造( c a m ) ，也包括控制、会计、售后服务、用 户关怀和服务i l l 。 产品全生命周期管理( p l m ) 是一个集成的、信息驱动的方法，它由人、过程实践 和技术组成，应用于从设计、制造、配置、维护、服务到最终处理的产品生命周期的 所有方面。通过利用产品信息来减少整个企业乃至供应链中时间、能量和物质的浪费， p l m 推动了下一代精益思想【z j 。 c i m d a t a 将产品生生命周期管理定义为：一种战略性的业务方法，它应用一组一 致的业务解决方案，支持协作性的建立、管理和使用产品定义信息；它支持扩展企业 ( 客户、设计和供应伙伴等) 及跨越产品从概念到报废的整个生命周期：它将人员、流 程和业务系统和信息系统集成在一起【3 1 。 镕论聊i ：论女 从图l1 中我们可以清楚到了解到，p l m 是一个能涵盖从产品的需求定义、概念设计、 产品详细设计、试制、产品测试、产品生产、销售与分销、回收和处理等完整环节的 管理系统，对企业信息化建设具有十分重要的意义。 幽i1 产品全生命周j i i i 管理系统( p l m ) p l m 是从v d r a ( 产品数据管理系统) 发展而来p d m 主要关注于两个方面的管理 管理产品设计数据，二是管理设计过程。 产品设计数据管理： 数据组织起来以便其能更易于被访问，引用和交叉 r 用。数据包括常见的几何模 型如二维c a d 工程围和三维c a d 的模型和工程图，工程更改单据。规格说明书如 产品使用手册和说明文件，产品明细表或物料清单等( b o m ) 。 目i2 设计数据管理 颤b 论文m 集团p 品争生由脚期管理系统( p l m ) 帕构建规划究 设计过程管理： 控制人们创建和更改数据的方法，主要包括设计评审工作流程和更改工作流程。 在p d m 发展到2 0 0 0 年左右时，p d m 中加入工程项目管理，把设计过程按一个项目 管理的方式组织起来，用w s s 分解每一个设计阶段，在一个阶段完成后，提交设计 结果走评审流程。如果需求工程更改则走工程更收流程。 阿l3 设计过程管理 p l m 是在p d m 技术的基础上发展起来的，是p d m 的功能延伸。p d m 不但可以 用于企业的文档管理、产品结构管理与配置管理、工程变更管理、过程管理等方面， 而且可以作为企业流程优化、i s o g f l 0 0 认证、协同设计与虚拟制造的支持而支撑平台。 但p d m 主要是针对产品开发过程，强调对工程数据的管理其应用也是围绕工程设 计部门而展开的，而p l m 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。可以说，p l m 完全包含了p d m 的全部内容和功能，但p l m 又强调了 对产品生命周期内跨供应链的所有信息进行管理和利用的理念，这是它与p d m 的本 质区别【4 j 。 p l m 与e i l p 是一种互补的关系。e r p 侧重于企业内部的资源管理，可以管理企 业的产、供、销和人、财、物等信息。但是e r p 没有考虑数据源的问题。而p l m 可 以解决数据源和问题，包括市场数据、设计数据、工艺数据、维修数据等，尤其是可 以解决产品的b o m 来源问题。p l m 可以把设计数据和工艺数据融合起来，把e b o m 转换为m b o m ，再导入到e r p 系统中”j 。 1 绪论 硕士论文 1 3 产品全生命周期管理系统的主要功能简介 1 3 1 产品数据和产品结构管理 产品数据管理和产品结构管理完成产品数据的分类管理，包括产品物料编码或编 码成组技术应用，物料状态的定义、产品分类管理，具体元数据( 设计文档) 和相关文 档在电子仓库中的检出( c h e c ko u t ) 和检入( c h e e ki n ) 、状态有效性管理、物料版本管理， 设计b o m 的层次管理等。 其核心功能是一个电子仓库，用于存储数据，包括非结构化的各类设计数据和相 关文档，以及结构化数据如这些数据的状态和它们之间的关系，包括设计数据有层次 结构关系，设计数据有版本和当前状态信息等。 电子仓库是实现某种特定数据存储机制的元数据库及其管理系统。它保存所有与 产品相关的物理数据和文件的元数据以及它们存放位置的指针。元数据指文件或数据 的描述信息，如文件名称、类型、创建同期、作者、存取路径等，用户可以根据元数 据的相关属性就能找到或浏览文件，而无需关心具体的文件存放的物理位置【3 。 电子仓库通常提供用户权限管理、元数据和相关文档的检入和检出、数据分类、 查找和索引、版本管理、数据反签( 国内一些p l m 系统，根据用户的需要，提供在流 程执行过程中，把审核流程的过程信息写到元数据中的一种功能) 。 产品结构管理功能是把与产品相关的元数据和辅助文档按某种产品的层次关系， 通常采用层次b o m 关系，把数据组织起来，供用户使用，用户可以根据产品结构之 间的上下级查找到相关的元数据和文档，并可以输出b o m 表。在制造型企业中，通 常把这种b o m 表称为产品明细表，它通常包括如下一些信息：零部件代号、零部件 名称、上级零部件代号、数据、材料与规格、备注等。p l m 系统提供应提供按平行 或树状展开b o m 的功能。 1 3 2 产品配置管理 产品配置管理提供对各类b o m 视图的管理，通常先把各类零部件进行标准化， 对能完成相关功能但规格不同的零部件进行分类库，形成系列化，并建立约束关系库， 定义各类零部件之间的使用约束关系。如当使用a 发动机时，具体选择能和a 发动 机配套的底盘，而不能使用与b 发动机配套的底盘，我们就需要定义发动机和底盘 物料之间的约束关系。 产品配置的主要设计思想有两种，一种称为归纳法，另一种称为演绎法。归纳法 主要思想是先设计一个个系列化的产品，待系列化数据有三个或三个以上时，把这些 数据合并成一个大的b o m ，这样可能会形成在一个b o m 上有多个能完成相同类型 功能的零部件，在这个大b o m 上定义物料之间的约束关系，最后用此大b o m 派生 一个新的b o m ，即一个新产品。举例说明，先设计某个型号的汽车，再基于此形成 4 硕士论文 m 集团产品伞生命周期管理系统( p l n ) 的构建规划研究 二个系列化的产品，归纳法就是把这三个产品合成一个大的b o m ，这样形成了一个 汇总的汽车b o m ，但此b o m 中可能有多个汽车仪表盘等能完成相同功能的零部件， 在此b o m 上定义物料如汽车仪表盘和壳体结构之间的关系，壳体结构和底盘之间的 关系，底盘和发动机之间的关系。当我们选择某个发动机时，则相应的底盘、壳体和 仪表盘都关联起来了，再加上其它可选件，从而形成一个新的b o m 。 演绎法是指在产品第一次设计时，就能考虑到未来产品之间的逻辑约束关系，并 把系列化物料之间的关系先定义清楚，第一个具体的产品就通过这些约束关系产生。 与归纳法相比，这种方法对设计者要求较高，不仅要从产品设计角度考虑问题，还需 要从系列化角度考虑问题。 1 3 3 流程管理 流程管理是p l m 的重要基本功能之一，它包括流程模板的定义和流程具体执行 功能。流程板定义通常把常见的流程工作分解为一个个独立的工作任务，每一个任务 定义上执行的角色( 有时会指定到具体能担任此角色的人，如果不指定具体的执行人， 而是角色，则在流程的实例执行时指定) ，定义此工作任务上的一些执行事件( 如判断 一些条件是否满足事件：反签c a d 工程图纸；给相关人员发消息、审核通过事件启 动一个工作任务，审核不通过则回退到起点或流程中指定的工作任务节点事件) 。 流程执行是指当设计过程产生一些输出物如c a d 工程图或3 d 模型，对这些结 果的有效性需要进行验证，流程的发起来可以选择恰当的流程模板，建立一个模板实 际运行的实例，并提交执行，则流程将按照在流程模板中定义的工作任务进行执行， 各个工作任务上的角色扮演者进系统完成执行( 评审) 任务。 1 3 4 协同项目管理 项目管理在p l m 方案中具有十分重要的地位。大型产品开发过程涉及工程、市 场、销售、制造以及客户服务等多个部门，团队成员可能分布在不同的物理位置。项 目管理的目的就是促进交流，优化时间和资源分配，提高团队成员的活动效率，降低 产品成本和上市时间等。项目管理覆盖了产品生命周期的各个阶段，从需求分析和立 项丌始，经过方案设计、评审、实施，到加工生产、验收和维护等。项目管理具体满 足以下的要求：1 项止负责人能够及时地组织团队，包括企业各部门、客户、合作伙 伴和供应商等。项目负责人可以安排成员角色，分配任务，监督项目执行情况，进行 有效管理。2 产品团队在一个信息与资源共享的环境中协同工作，都能够进行实时的 交流和协作；团队成员可以共享项目知识和信息，能够获取和考核项目执行过程中的 决策。3 按照项目进度中的要求，合理分配资源，使团队资源能够得到优化利用1 3 j 。 1 绪论硕士论文 1 3 5 系统集成管理 系统集成是p l m 中关键的核心技术。企业信息化最大的问题就怕出现信息孤岛， 信息孤岛使数据多处重复分散，不仅滥浪费大量的人力劳动，而且使数据不仅保证唯 一有效性。系统集成是解决此问题的有效手段。 在p l m 中，系统集成分成两个大的部份，即p l m 面向各类c a d 、c a e 等前端 系统和面向e r p 等后端系统的两大部份。 对前端c a d 和c a e 系统，通常有两种集成方式，一是应用程序封装，二是在 c a d 或c a e 中利用二次开发手段开发集成模块实现紧密集成。 对后端e r p 系统，通常有四种集成方式，一是文本文件方式，二是a p i 方式， 三是基于对后台数据库中表的直接访问方式，四是使用消息中间件集成，其中第四种 方式作者已尝试在制造型企业p l m 和e r p 集成上进行了相关应用。 1 4 产品全生命周期管理系统的最新发展和研究方向概述 当前p l m 当前研究有几个方面的趋势： 一是与项目管理越来越紧密，这点对企业采用e t o 生产模式或称为项目化制造 模式( 按订单设计、生产) 是个福音： 二是与各类c a d 、c a e 集成越来越紧密，与常见的e r p 系统都能提供适配器， 无需要单独再开发； 三是更广泛的协同，包括用户、设计者、维护者、管理者在内的各类人员，都能 使用一个称为协同社区的平台来进行交流，交流的方式不仅有普通文字交流、常规语 音方式交流，更重要的是有能查看和动态评审的数据模型的三维协同平台，在此平台 中，一个操作者在旋转3 d 模型，其它人员都能动态看到，大家可以基于模型中同一 个问题进行红线批注、圈阅等； 四是随着产品客户化程度的提高，配置管理应用空前发展，在汽车、航空等领域 应用越来越深入，配置技术也向与c a d 、p l m 、配置管理模块三项“数据同步”发展。 随着产品生命周期越来越短，客户化程序越来越高，p l m 在支持敏捷制造和大 规模定制方面从技术上、管理思想上、实现方法上都获得了长足的发展。 大批量定制与敏捷制造都是为了满足多变的市场需求，以大批量的效益进行定制 产品的生产p 】。p l m 从配置管理( 也称为构型管理) 、企业协同、成组技术等方面有效 地支持大批量定制和敏捷制造，下列表简要比较敏捷制造和大批量定制的异同剧5 1 。 表1 1 敏捷制造和人批鬣定制的异同点 敏捷制造人批量定制 强调的重点 第一是时间，第二是成本 成本利时间并列第一 对网络的要求 必要条什充分但1 卜必要的条件 采用的方法 通过网络找到在供应链上最具竞争力的伙伴 根据人批量定制的原理，对产 6 硕i ：论文 m 集团产品伞生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 品设计过程和生产过程进行模 块化，按“外圆内方”的思想承 接订单。 客户化程度 可以完成根据客户的要求定制主要是通过产品变烈和模块组 合米实现定制 目标 迅速地将供应链上的最具竞争力的企业集成在满足客户订单需求的前提 起米，闱绕定制一个产品的整个过程组成一f ，通过减少产品的定制部分 个动态的企业或称没有同墒的企业和过程的定制环。停，尽量通过 标准化、系列化来实现 大批量定制的方式实际上就是山田太郎在实践p l m 战略中所提及的“磨合方 式和组合方法”：“外部磨合、内部组合”，把产品规格的构成分解为标准规格和可选 规格两部分，再把每个模块都标准化，然后针对客户的特殊需求组合相应的模块【6 j 。 “外部磨合、内部组合”的实际意义就是对外表现复杂的产品，在企业内部是通过 组件化的方式装配而成。 五是c a p p 转型，m p m 升温。c a p p 基于传统的工艺卡片，由于知识很难重用， 因此传统的c a p p 将一定会逐步转移到p l m 系统内的制造过程管理( m p m ) 。以c a p p 为代表的工艺p l m 方案将向两极发展。一是以知识重用和快速编制为目的的桌面 c a p p 应用系统。二是面向军工、汽车等大型装备制造业集成化的工艺数据管理系统。 第二个方面将是未来的重点【7 】。 实际上，我们更可以从u g s 、p t c 和达索的相关解决方案的发展方向看出m p m 发展的端倪。p t c 在2 0 0 5 年的时候收购了p o l y p a n ( m p m 提供商) ，并在2 0 0 6 年中对 其进行改善，整合到p d m l i n k 中，并将推出与p d m l i n k 完全一体的工艺开发解决模 块m p m l i n k ，使得用户的平台更加单一化，从而更好地实现p d m 与e r p 系统的整 厶f 7 】 口o p t c 、u g s 和达索都已拥有m p m 解决方案，即u g s 的t e c n o m a t i x 、达索的d e l m i a 和p t c 的m p m l i n k ，这三者将会在工艺及生产制造过程仿真领域展开激烈的竞争， 成为竞争的热点。除了国际厂商，目前国内相关厂商如艾克斯特和清软英泰，其c a p p 解决方案也开始向m p m 转型【7 l 。 六是p l m 开始关注于产品后期维修服务管理。p l m 包含了产品从概念到消亡的 全过程，因此，产品售后服务的相关数据，也是企业应当重点关注的产品数据之一。 u g s 和p t c 目前均已进入这一领域。例如：u g s 推出了t e a m c e n t e rm r o ( 维护、大 修、检查) 管理模块，以其提高产品维护和备品备件管理的效率。而p t c 则通过收购 a r b o r t e x t 和i t e d o ，进入交互式电子手册和维修辅助系统领域【7 1 。 七是p l m 支持绿色设计。电子高科技领域是各p l m 厂商竞争的重点行业，而随 着国际上电子环保法规的逐步出台和生效，如何抓住这一契机，将成为p l m 厂商竟 逐的另一焦点。p l m 将在这一过程中发挥重要作用。如果企业在产品数据管理平台 中对不符合绿色的零部件进行标识，使其在产品设计阶段进行环保控制，便可防止未 7 1 绪论硕士论文 来的退货、索赔等要求。因此，2 0 0 6 年，p t c 、u g s 和a g i l e 都分别推出了各自的环 保解决方案【7 1 。 1 5 目前产品全生命周期管理系统市场情况 根据c i m d a t a 近期的分析，全球p l m 市场( 包括离散和流程行业所有支撑产品研 发的信息系统) 在2 0 0 8 年增长了6 7 ，每个细分市场都呈增长趋势。全球p l m 市场 2 0 0 8 年达到了2 6 0 亿美元，涨幅6 7 。这是由于越来越多的企业在经济危机的持续 影响下认识到了p l m 在提高效率，降低成本和提高产品质量等方面的重要价值。预 计至2 0 1 3 年p l m 的投入将达到4 的年均复合增长率，整个市场也将突破3 1 7 亿美 元。然而，由于经济危机的持续影响，预计2 0 0 9 年将出现0 7 的负增长【8 j 。 c i m d a t a 认为，2 0 0 8 年全球企业在工具类解决方案的投入增长了6 8 ，达到1 6 9 亿美元。其中包括m c a d ，c a m ，e d a ，工程仿真分析，a e c ( i 程建筑设计) ，技 术文档出版等等。作为p l m 市场的一部分，工具类解决方案预计在未来的5 年内会 保持3 5 的年均复合增长率，至2 0 1 3 年突破2 0 0 亿美元。预计2 0 0 9 年将比2 0 0 8 年 下滑1 1 i 引。 2 0 0 8 年c p d m 领域增长了8 9 ，总额达到8 2 亿美元，包括软件和服务收入，涉 及协同和可视化、数据交换、产品族管理、合规管理、战略寻源采购、企业应用集成、 工作流、配置管理，以及面向特定行业或领域的解决方案。预计c p d m 领域至2 0 1 3 年将突破1 0 5 亿美元，年均复合增长率为5 1 。预计2 0 0 9 年将小幅增长0 2 i 引。 p l m 市场的数字化制造领域在2 0 0 8 年的总额为5 3 亿美元，增幅超过9 。预 计在未来的5 年此领域将以4 的年均复合增长率持续增长，至2 0 1 3 年将突破6 5 亿 美元。预计2 0 0 9 年将出现l 的负增长l 引。 p l m 市场目前在中国总体上保持稳定，稳中有增。从总体上来看，2 0 0 9 年中国 的p l m 市场格局变化不大。u g s 、达索、p t c 三大巨头仍然稳守高端，并逐渐走向 进中低端市场。而国内p l m 厂商由于面临的竞争低端价格压力增大，北京艾克斯特、 c a x a 等公司积极与国际p l m 厂商结盟，并推出针对中高端用户的p l m 解决方案， 中外厂商将在中端用户层面短兵相接。 p l m 市场总不乏新进入者。c a x a 宣布j 下式进入p l m ( 管理类软件) 市场，美国 p l m 领域老牌厂商t h i n k 3 基本完成进入中国的前导工作，与北京艾克斯特强强联合， 推出面向中高端的p l m 系统，并和原有p d m 系统一道，组成能覆盖中小企业p d m 应用和大中型企业p l m 应用的全面解决方案1 9 1 。 出于能提供整体信息化解决方案的目的，北京艾克斯特在2 0 0 3 年提出一体化解 决方案，即实现c a d c a p p p d m p l m e r p m e s 一体化集成后，p d m 厂商向e r p 领域进军，e r p 厂商也把触角伸向p l m 领域。北京艾克斯特自2 0 0 6 年成为微软a x 8 硕f ：论文m 集团产品伞生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 e r p 总代理，在中国丌始推广和深化应用a x 系统。2 0 0 9 初，中国本土厂商e r p 用 友收购重庆迈特科技有限责任公司p l m ，正式进军p l m 领域。 1 6 本文的研究思路与创新点 1 6 1 本论文的研究思路和方法 1 ) 研究构建规划的基本理论和相关应用理论 首先阅读国内外产品全生命周期管理系统的理论、研发和构建规划方面的文献资 料，特别关注于系统构建规划方面的研究，详细分析当前国际权威机构和组织对产品 全生命周期管理系统规划方面的研究，了解当前已取得的研究成绩和尚需要进一步努 力的方向。 2 ) 把p l m 的基本原理与行业企业的具体业务需求相结合 企业信息化的构建规划必须与企业需求相结合，不能把其它企业的经验生搬硬 套，而要与企业业务模式，特别是行业特点与企业特点相结合。信息化应实现量体裁 衣，可以借鉴其它企业先进管理和经验，绝不能把其它企业的生产模式生搬硬套到本 企业。 通过理论方面的研究，结合m 集团对产品全生命周期管理系统构建方面的需求， 对企业进行调研与分析。调研路线按照企业关键业务流方向，主要理清三条主线，一 是以市场需求和信息采集、客户订单及市场反馈和服务的需求主线；二是以项目规划、 任务分解、任务执行、进度反馈的项目管理为主线：三是以设计、工艺、制造、交付 为具体业务的技术为主线，包括产品全生命周期( p l m ) 管理系统应用所涵盖的所有业 务部门，如项目管理中心、技术中心、生产制造部、工艺研究所、主管副总经理等部 门与相关人员等。调研的方式为面对面座谈为主，调研对象包括公司高层领导、业务 部门负责人、业务骨干等，以相关程序文件、组织结构、图样文件为辅助手段。 在构建中要考虑企业当前现有基础数据和业务特点，对业务流程按循序渐进原则 进行优化与重组。 3 ) 在规划中实现业务流程优化与提升 实时引入“并行工程、e - l e a r n i n g 和基于消息中间件集成”等比较领先的思想或技 术，为企业提供更高层次上的管理理念或实现方法。根据企业当前技术研究与工艺管 理等方面的情况和需求，提出产品全生命周期管理系统的整体框架和单元功能需求， 和如何实施产品全生命周期管理系统的方法和要求，并在此基础上分析优化。 4 ) 整体规划、分布实施、关注当前，效益优先 在论文研究中，按“整体规划、分布实施、关注当前，效益优先”的基本思路，以 期实现在关键业务和瓶颈上获得突破。 9 l 绪论硕士论文 1 6 2 构建规划研究要注意的问题 首先必须详细了解当前p l m 系统理论和国内外p l m 系统构建方面的研究成果， 并和企业情况相结合，理论联系实际。其次在构建中要应用先进管理理念，以实现企 业管理提升和流程优化。再次，企业信息化建设规划，必须在理解企业信息化整体战 略目标的基础上，诊断、分析、评估企业现在的技术管理现状态，包括产品研发技术 为主线的技术应用现状和以项目管理为主线的研发和试制等过程管理现状，在此基础 上，优化企业现有的业务流程，结合所属行业信息化方面的实践经验和对最新信息技 术发展趋势的掌握，提出产品全生命周期管理( p l m ) 系统建设的远景、目标和战略， 制定p l m 系统平台的框架、并确定平台系统内各部分的集成关系和内在的逻辑关系， 以及具体信息系统的架构设计、选型和实施策略，对信息化目标和内容进行整体规划， 全面系统地指导企业信息化的进程，深入并具体地进行企业信息技术的应用，及时地 满足企业发展的需要，并有效充分地利用企业的现有的资源，促进企业战略目标的实 现，满足企业可持续发展的需要。 在进行信息化的过程中，要特别要注意避免三个误区：一是不了解情况就引进各 种信息化系统，贪大求全，不考虑现有基础；二是要注意信息化建设不能重硬件轻软 件平台，重视软件引进而忽视软件深入应用，技术管理方法和标准滞后，基础数据不 准确，培训力度不够等现象，三是重视单元技术而忽视系统集成，造成多个信息孤岛， 而使企业存在大量重复的劳动和数据多处重复但都无法保证有效性的现象。 信息化规划应该找到一个评价标准，信息化效果的好坏，关键在系统的深入应用 和所获得的实实在在的效益，因此，要强调应用第一和效益第一的原则，不求大求全， 不求最先进和最超前，而是应该结合当前企业的现状和规划发展的不同阶段，按“结 合实际和适度超前”的原则，按“总体规划、分步实施”方式推进。 基于以上指导思想，将通过以下步骤来进行企业的产品全生命周期管理( p l m ) 系 统的构建规划研究。 1 ) 分析宏观环境和企业微观环境 对企业所处的环境进行分析是信息化规划必不可少的工作，它是规划的依据。在 这部分工作中，需要深入分析企业所处的国内外宏观环境、行业环境、企业具有的优 势与劣势、面临的发展机遇与威胁等。这其中，有三点尤为重要，第一，要分析行业 的发展现状，发展特点，发展动力，发展方向，以及信息技术在此行业发展中起的作 用，第二，要分析并掌握信息技术本身的发展现状，发展特点和发展方向，第三，要 了解竞争对手对信息技术的应用情况，包括具体技术，实现功能，应用范围，实施手 段，以及成果和教训等等【2 。 2 ) 分析现有信息化建设水平 1 0 硕士论文 m 集团产品伞生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 从两个方面着手对企业的现状分析与评估：企业的业务流分析和企业的信息技术 应用能力及现状。企业的业务流分析是对企业业务与管理活动的特征、企业各项业务 活动的运作模式、业务活动对企业战略目标实现的作用进行分析，揭示现状与企业远 景之间的差距，确定关键问题，探讨改进方法：信息化现状分析是诊断企业信息化的 当前状况，包括基础网络、数据库、应用系统状况，分析信息系统对企业未来发展的 适应能力，给出信息化能力评估【2 。 3 ) 分析企业关键作业业务流程与优化 在前三步的基础上，分析并确定那些流程中不合理、效率低、与企业战略目标不 符的流程及环节，发现能够在现有环境中实现企业战略目标，并使企业获得竞争力的 关键业务驱动力以及关键流程，从而根据企业战略目标和外部环境，进一步优化流程。 信息系统的特点如果能够和这些直接创造价值的关键业务流程融合，这对信息技术投 资回报的贡献是非常巨大的，也是信息化建设的成败的一个衡量指标，在这一步中， 实现信息化与企业业务上的融合i z l j 。 1 6 3 本论文的创新点 在以上构建规划中，通过对p l m 基本理论和构建规划方面的研究，并结合当前 p l m 最新研究与发展，提出如下创新点： 1 ) 如何实现并行工程思想在产品全生命周期管理系统( p l m ) 的设计与工艺阶段 应用。并在对流程优化的基础上，实现设计与工艺并行和工艺内部并行。 2 ) 提出基于消息中间件和e a i 的应用系统集成模型，以期解决异构p l m 集成 中工作流中数据的动态访问和物理文件跨系统授权访问的问题。 2 当前国内外对产品全生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究硕士论文 2 当前国内外对产品全生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 2 1 国际权威机构对产品全生命周期管理系统( p l m ) 的构建规划研究 2 1 1i s o1 0 3 0 3 与g b t1 6 6 5 6 1 ) i s o 1 0 3 0 3 制造型企业大量采用c a d 工具进行产品的数字化设计工作，解决了产品设计和 数字化模拟装配与分析等问题，但由此带来了一个如何长期保存和使用这些c a d 数 据，包括数据的传输、交换和管理问题( 产品数据管理p d m 方面的一些内容) ，为了 解决此问题，国际标准化组织i s o t c l 8 4 s c 4 工业数据分技术委员从1 9 8 3 年开始， 组织制定一个统一的数据交换标准，此标准的基本原理和主要的应用协议已经成为正 式的i s o 国际标准，标准号为i s o1 0 3 0 3 ，名称为“i n d u s t r i a la u t o m a t i o ns y s t e m sa n d i n t e g r a t i o n p r o d u c td a t ar e p r e s e n t a t i o na n de x c h a n g e 一工业自动化系统和集成产品数 据表达与交换”。 i s o1 0 3 0 3 包括如下一些标准内容： ( 1 ) 描述方法： p a r t l ：概述及基本原理： p a r t ll ：e x p r e s s 语言参考手