（管理科学与工程专业论文）基于plm的制造业企业信息管理集成模式研究.pdf

摘要 摘要 终睫经济全球纯鳃渡潮鼗孛罾热入w t o ，孛蓬摹l 逡娩曩三瑟睡豢鑫薤严竣 豹擒战。信息纯稔度已经成为众韭能否生存的关键。越泉越多的企娥意识到这 一点，于是各种不同的信息系统如c a d 、p d m 、c a p p 、e r p 等得到了广泛的 应用。 镶弼霉雩，疆麓企韭蕊惠纯豹蔻盈窥蒺次不断扩大耪深纯，企盈串产生了丈 量堂复数据，一方面，企业信息成灾，信息污染严重：翳一方面，企姚中存在 大量的“信息孤岛”，使得制造业企业中大慧的数据资源不能产生应肖的价值， 影穗众犍鲍发震。霾瑟，鲡砖建立辩学合理、毒速骞效豹售患集成模式残务企 业信息化研究的热门话题。剩髑产品生命周期管理p l m 对企业信息进行集成 就是疑中的一种方法。p l m 结合电子商务技术与协同技术，将产品的_ 歼发流程 与s c m 、c r m 、e r p 等系统进行集成，将孤岛式的信怠管理转变为熊成化黪 一俸管理。 本文运用信息集成的理论，对当前制造舭企业的信息化发展现状做了全面 的分析，指出制造址企业利用产品全生命周期管理来整合内部信息资源的重要 建帮必要往。文串遴过对产燕黧愈趸麓管毽懿掇念、数攒整理、产瑟续梅_ 窝配 置管壤的详细介缁，让读者对品全生命周期管理有了全面的了解，并在此基 础上提出了基于p l m 建立制谶北企业的信息管理集成模型的构想，详细为大 家介缨了p l m 与e r p 、c a d 、c a x 系统之闻是如何进移集成和数据交换靛。 巍翦，我国燕在努力振兴装备麓遥篷，穗倍本文豹磷究麓煮对我鬻镪逵业 的信息化建设会有定的参考价值。 关键词：产晶嫩命周期管邈，信息集成，协同作业，集成模式，物料清单 a b s t r a c t a c c o m p a n yw i t ht h ee c o n o m yg l o b a l i z a t i o na n do u rc o u n t r ye n t r yi n t ow t o ， t h em a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yi nc h i n ah a sf a c e dt h eu n p r e c e d e n t e do p p o a 碰t ya n d c h a l l e n g e n l ed e g r e eo fi n f o r m a t i o nb e c o m et h ek e ye n t e r p r i s e sc a ns u r “v e m o r e a n dm o r ee n t e r p r i s e sr e c o g n i z et h i s , s oav a r i e t yo f i n f o r m a t i o ns y s t e ms u c ha sc a d 。 p d m ，c a p p ，e r p ，a n ds oh a v eb e e nw i d e l yu s e d b u ta tt h es a m et i m e ，w i t ht h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n t i n u o u se x p a n s i o na n d d e e p e n i n go n t h es c o p ea n dl e v e le n t e r p r i s e sh a v eal o to f d u p l i c a t i o no f d a t a o nt h e o n eh 醐文e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nd i s a s t e r , i n f o r m a t i o np o l l u t i o ni ss e r i o u s ；o nt h e o t h e rh a n d , t h e r ea r eal o to fe n t e r p r i s e si nt h e i n f o r m a t i o ni s l a n d ，m a l d n gal a r g e n u m b e ro fm 扣瑚妇c t 啦_ i n 鬈e n t e r p r i s e si nt h ed a t a - s o u r e e sd o n th a v ep r o p e rv a l u e , a f f e c tt h ed e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e s s oh o wt os e tu pe f f e c t i v ei n f o r m a t i o n i n t e g r a t e dm o d e li sh o tt o p i co fm o d e mn m n a g e m c r t t i t so n eo fw a y st oa c h i e v e i n f o r m a t i o ni n t e g r a t e db yt a k i n ga d v a n t a g eo fp r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t t h e p l mb o n d i n ge l e c t r o nc o m l n e r c , e t e c h n o l o g ya n dt h ec o o r d i n a t i o nt e c h n o l o g y m a k e sp r o d u c td e v e l o p m e n tf l o wa n dc r m 、c a d 、e r p 、c a p pi n t e g r a t e d i t t r a n s f o r m st h ei s o l a t e di s l a n d - l i k ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ti n t oa ni n t e g r a t e db o d y m a n a g e m e n t t h i sp a p e rl l s c st h et h e o r yo fi n f o r m a t i o ni n t e r g r a d e d 。d o i n gac o m p r e h e n s i v e a n a l y s i so ft h e c u r r e n td e v e l o p m e n ts t a t u so fi n f o r m a t i o no fm a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e st om a k eu s eo ft h a tp r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n to fi n f o r m a t i o n r 髓o u r c e st oi n t e r n a li n t e g r a t i o no ft h ei m p o r t a n c ea n dn e c e s s i t y t b r o u g ht h e c o n c e p to f p r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t , d a t am a n a g e m e 戚p r o d u c ts t r u c t u r ea n d c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n to fd e t a i l , t h ep a p e ra l l o wr e a d e rt op r o d u c tl i f e c y c l e m a n a g e m e n tw i t hac o m p r e h e n s i v eu n d e r s t a n d i n 函a n db a s e do nt h i sp r o p o s e d e s t a b l i s h i n gm a n u f a c t u r i n gi n t e g r a t e de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tm o d e l a n di n u - o d u c e dp l ma n de r p ，c a ds y s t e m si sh o wt oc a r r yo u tt h ei n t e g r a t i o na n d i d a t ae x c h a n g e n o w a d a y so u rc o u n t r yi sp r o m o t i n gt h ee q u i p m e n tm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y d i l i g e n t l y ，ib e l i e v et h i s a r t i c l eh a st h es t r o n g e rr e f e r e n c ev a l u et oo u tc o u n t r y m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yi n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o n k e yw o r d s ：p r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t ，i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ， c o o r d i n a t i o nw o r k ，i n t e g r a t e dm o d e l ，b i l lo f m a t e r i a l 东j 艺财经大学研究生学位论文原创性声明 文 在 成 果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰 写过的研究成果，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体 均已注明。本声踞的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：立球 日期朝年i f 月j 妇 东北财经大学研究生学位论文使用授权书 一j 女t 】i 瓣阳蝴燃趟瓣诚擎巢鞍在舭财经 大学攻读博士硕：。学位搬阍在导师指导下完成的博士，硕士学位 论文。本论文的研究成果归东北财经大学所有，本论文的研究内 容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解东j b 财经大学关于 保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论 文的复印馋和电子版本，允许论文被查阅和借阕。本人授权东北 财经大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以 公布论文的全部或部分内容。 作者签名 建琳 导师签名：腽铭牙7 i 一1 。 n 日期：汩f 年f f 月曲 日鬣：3 以0 年i f 玛，妇 本藏 第章绪论 1 1 选题背景及意义 第一章绪论 中国已经加入w t o 多年，跨国公司纷纷在中国建立了自己的生产基地， m a d ei nc h i n a 已经为世界人民所熟悉了。毋庸受疑，长期以来，凭借积极融入 全球制造业供应网络和采购网络，努力成为世界的重要制造基地，中国的制造 业获得了长足的发展，整个工业领域空前地繁荣起来。然而这种繁荣又能持续 多久呢? 随着全球经济的一体化，区域性的竞争已经发展成为全球性的竞争。 在这种情况下，企业要生存发展就要在保证产品质量的情况下，加快推陈出新 的速度，降低制造成本。中国是世界第一大纺织服装生产国，第四大汽车制造 国，并且逐渐成为世界的制造业中心。但我们在国际市场上却很少能够看到我 们自己的出名品牌，也就是说我们还远远不能称得上是一个制造业强国。产品 创新能力不足和自主知识产权的产品稀缺是我国制造业的硬伤。经济学家樊刚回 认为，当前经济已经进入通货紧缩时代，产品过剩，价格竞争日益激烈已是必 然趋势，单套产品的利润必然会越来越薄，没有创新能力的制造环节将是最大 的受害者。那么，我国的制造业该何去何从? 那自然是加大力度提升创新能力。 在这个过程中，p l m 扮演着重要的角色。产品全生命周期管理( p r o d u c t l i f e , c y c l em a n a g e m e n t ，p l m ) 作为一种全新的产品思维方式和管理理念，已经 在学术界逐渐得到了认可。它通过构筑产品信息数据库建立一个统一的产品研 发系统平台。在这个平台上，所有参与设计的人员通过浏览器就可以共享所有 的设计文档与信息，就可以共同完成某种产品的开发设计工作。系统可以根据 不同需求，实时提供个性化的技术信息咨询服务。不但企业的员工之间，而且 企业的最终用户和合作伙伴，都可以跨越时空的限制，参与到该企业产品研发 设计的各个环节中来，使其产品从一开始设计就充分体现用户的需求，这样生 产出来的产品才能够真正让用户满意。同时，产品的设计信息将直接进入企业 的生产制造系统，与供应链上的采购、生产、销售和商务等各个环节自动连接 起来，从而简化工作流程，大大缩短了新产品从创意到上市的时间周期。这样 纛子p l m 秘耩逢韭企藏僚惠警瑾羹藏模式毋 完 i i i i m mi l l l lm l lm l m m l l l l l i l l l l 蔓 众业的市场竞争能力就被大大提升了。据a b e r d e e n o 公司分析，企业全面实施 p l m 后，可节省5 一1 0 的直接材料成本，降低开发成本1 0 也o ，进入市 场冀寸闻加快1 5 v s o ，降低用于质量傺诞方面鲍费用l s 蛾o ，降低制造成 本1 0 ，挺毒生产攀2 5 。 0 - 6 0 。嚣鼯上魏渡音、漆夷棼德舄丁、丰疆，蓬魔 的联想、华为、一汽等有先见之弱移宥安力的公司都已经域怒在准备实藏p l m 系统。p l m 正成为龛球制造业信息系统建设的大趋势。 1 2 论文主要研究内容 1 2 1 磊蘩磺究璐妖 关于集成和信息集成问题，国内外众多学者给予了嵩魔的重视，并从多个 角度对此问题进行丁深入的研究。 从国内外对p l m 的研究现状来髫，p l m 尚属一个较新的概念，不管是从 瀵论疆究还是麸实黼戆瘟建状凝来看，京舔处予超步黔鬏，嚣魏建箕遴雩亍系绕 惩研究还是缀有实际意义豹。 在国外，一些火的r r 厂商都在这方面加大了投入，并掇供了相应的解决方 案，取得了一些成绩，但还存在一些问题。除了实际的研究和应用，在p l m 的 璎论上也取得了一些谶展。如t h o m a sv 四等阐述了信息技术与p l m 之间的关 系，s t r o w b r i d g ea ，粼薅毫子囊务成髑錾了p l m 中，l x 馈萨簸企监集成翡 宠度讨论了产品数攒簿理豹应震等等，逡蓬研究不莰健进tp l m 理论的探讨， 馓为p l m 的应用提供了一些思路和方法。 在我国，制造业的竞争压力不断加剧，p l m 管理技术程中国制造业中推行 也是势在必行。且前网内对p l m 研究还处在起步阶段。程璎论研究上，周康 繁静簿酞市场和协网黝焦度出发构造了产黯生命周期瑾论嘏絮，裙步翅释7 p l m 懿臻疑鞠骚究，文g 事田。等簸麓逡照整个发震趋势专动态上漭述了臻究 p l m 的重要性，指蹴了p l m 是当前制造她的生存命脉，王麓民 则从数据管域 的角度上对p l m 进行了简要评论。 作为一种新鲜攀物，p l m 技术和蠼念在国内大中型企她刚歼始被认识，躐 搿冀_ 芷懿广泛应用逐有一定距离，但p l m 俸为一种新的管理理念必将逐灏兴 2 第一章绪论 起。 1 2 2 本文主要研究内容及研究方法 本课题以对p l m 基本理论的探讨为切入点，以制造业企业信息资源集成 为核心，围绕p l m 系统对企业信息资源和信息系统进行集成整合的研究，主 要内容包括：第一章的绪论，介绍本篇论文的概况：第二章主要讲述我国制造 业现阶段信息化的状况以及对p l m 的需求；论文的第三章、第四章、第五章 和第六章是本篇论文的中心内容，主要向大家介绍p l m 的数据管理和产品结 构与配置管理，并讨论了如何以p l ，m 为基础平台来进行企业各个应用系统的 集成整合；为了更好地理解，第七章将为大家介绍一个p l m 应用实例；最后 将给出对于p l m 发展的总结和展望。 由于受条件的限制，作者无法亲自到大的上马p l m 的制造企业中进行实 地的考察，因此论文采用的是归纳的研究方法，侧重于理论研究，不当之处不 可避免，望多加指正。 o 樊刚，经济学博士，中嗣社会科学研究院研究员，中国社会科学院教授，田家级有哭出贡献的中青年 专家，现任中国经济体制改革研究基金会秘书长，国民经济研究所所长 oa l ，她ng r o u p 公司是主要进行全球技术驱动的价值链市场研究的领先供应商 h t l p “w w w a b e r d e e n m 。t h o m a sv ，美国p t c 公司执行副总裁兼首席营销官荛田参数技术公司( p a r a m e t r i ct e c l m o l o g y c o r p o r a t i o n ) 1 9 8 5 年成立，是c a i d c a d c a f d c a m p d m 领域最具代表性的软件公司 。s t r o w b r i d g c a 的观点在他的 t h e i m p l i c a t i o n s o f c - b i n e s $ f o r p r o d u c t l i f e c y c l e m m m g c m e n t ) 一文中提 出，此文发表在p d mi m p l e m e n t a t i o n - p a i n sa n dg a i n s 饵以n o 2 0 0 0 0 5 4 ) ，发表日期：2 0 0 0 年地点； l o n d o nu k 。j x g a o 的观点出自( a p p l i c a t i o no f p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t t e c h n o l o g i e s f o r a a t e * p r i s e i n t e g r a t i o n ，此 文发表在2 0 0 3 年i n t e r n a t i o n a l r o u m a lo f c o m p u t e ri n t e 鲋a t e dm a n u f a c t u r i n g 上 周康渠，女。1 9 6 7 年9 月生，博士，副教授，主要研究方向为企业信息化工程、物流工程等在 l n c s ， 中国机械工程 ，计算机集成制造系统c i m s 簪发袭论文2 0 余篇，被三大捡索收录7 篇 3 蕊干p l m 的制髓败企业信息管璞集成模式研究 每刘丰硼，现担任i b m ( 中缃) 公司产品生龠周期管理部门商缘市场专员从1 9 9 0 年开始介入c a d c a m 市场，蝴参与了中蔼第一汽车集团、航必第= 研究院，中艄机床工业协会、崎尔滨动力集团锦企业 c a d c a m t p d m 矮毽酌窭姥，对p l m 蠹璐弩臻特魏见解 。王建爵教授，博士生替赉l i 。清华太学软件学院党委书记，软件学院信崽系统与工茬研究所所长胃 家8 6 3 磺目计算机领域专家组组长 4 第二章制造业及其信息化 2 1 概述 第二章制造业及其信息化 作为人类社会经济生活的基础和主体，制造业和我们的日常生活是息息相 关的。我们通常把对原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品的 行业都称为制造业( m a n u f a c t u r i n g ) 。制造的过程包括从原材料市场到制成品 市场的全过程，不仅包括企业内部，还包括企业外部所有与制造有关的过程。 市场经济的大潮无情地冲击着过去的计划经济体制，也把企业推向了风口 浪尖。在这巨大的变革之中，传统的生产管理方式、企业组织结构和决策准则， 已不能适应日趋激烈的全球市场竞争。当前我国的众多企业，特别是大中型企 业存在着生存困境和竞争能力低的严重局面。企业要想在竞争激烈的国际环境 中求生存、求发展，就要面对瞬息万变的市场变化，及时开发出满足用户需求 的新产品，即缩短新产品的上市时间( t ) ；提高产品的质量( q ) ；降低产品 的成本( c ) ，使价格具有竞争；并提供优质的售后服务( s ) ，在用户中享有 极高的信誉。 2 2 我国制造业企业信息化现状和对p l m 的需求 2 2 1 制造业竞争要素的变迁 从历史上来说，制造业曾经长时期以手工作坊方式运行。从工业革命以后， 随着劳动分工和零件“互换性”概念产生以后，生产的规模便随之逐渐扩大， 出现了流水生产线，生产效率实现了大幅度的跃进。但是随着生产力的增长， 物质财富越来越丰富，人们对商品的要求越来越高，对商品多样性的需求日益 突出，这就使大批量的生产方式逐渐变得不适应市场竞争。 5 基于p l i v i 的制造业畿业信息管理纂成摸式研究 图2 1 带场趋势 从图2 一l 可以看出，市场要求的商品种类越来越多，筒生命周期贝| 越来越 短，同时还要求企业有处理批量大小任意的订单的能力，也就是说要求用大规 模黧产( m a s s p r o d u c t i o n ) 豹成零生产警瀵是大貔蔫户不溺令往要求豹产鑫。 由于市场趋势的变化，制造业众业的竞争要素自然也援随之发擞改变。如 图2 - 2 所示，最初产业成本是企业毙争的决定饿因素，随艨被产品的餍量取代， 接鬻各今企数纷纷鸯嚣侠声蕊静上帝辩瓣、舞麓户提供更磐懿派务戒为企鼗疆蹇 竞争能力的焦点。到了9 0 年代后半期，随着人们对环境保护的关注，企业在生 产的绿色化上投入了大量的精力。现谨进入2 l 燃纪，全社会都在提倡知识创新， 靠遗垃企盥自然也不能忽筏。 6 第二章制造业及其信息化 竞 争 要 素 圈2 2 制造业竞争要素的变迁 时闻 2 2 2 我国制造业信息化现状 现今，各个企业也深刻地认识到了实现信息化的重要性，都纷纷加大了对 信息化的投入，许多企业采用了越来越多的计算机应用系统，但取得的效果却 往往是不尽如人意的。这说明不是我们的计算机应用系统的效率低，而主要是 由于管理方面的原因和缺乏长远的规划。引入的系统往往只考虑到本部门的利 益，缺乏从整个产品开发的全生命周期来规划，特别是由于缺乏支持产品全生 命周期业务过程的制造基础数据的支持，这就使得系统的使用效果大打折扣。 经过对制造业的信息化分析，目前我国制造业普遍存在以下几个方面的问题： 1 、产品数据庞大但缺乏有效的管理。目前大多制造企业的电子文档保存在 工程技术人员的个人计算机中，导致文档格式不统一，数据分散查找困难，数 据之间缺乏关联性等等。更严重的是这些数据没有得到安全保护，可以随意地 复制和删除，或因计算机的故障而永远丢失。因此需要提高产品数据的管理水 平，确保数据的完整性、高效性和安全性。 7 基于p l m 的制造业企业信忠管理集成模式研究 2 、系统之间的集成不充分，信息不及时、不准确、不共享。这种不充分就 导致了我们经常说的“信息孤岛”问题。要想使我们的各个信息系统发挥出最 大的潜能，就必须从全局的观点来规划我们的数据，使制造生产、供、销、人、 财、物形成一个有机的整体，让他们之间的数据得以交换。并行工程不仅要求 支撑技术能够支持多学科领域专家群体协同工作，而且要求把产品信息与开发 过程有机地集成起来，做到正确的时刻，把正确的信息，以正确的形式传送给 正确的人，以便人们及时做出正确的决策。另外，各级领导需要信息时，根据 权限可以透明地调用所需的信息。这是目前最高层次的信息管理要求。 3 、业务间的协同性差。面对全球经济一体化，顾客需求个性化以及产品交 货高速化的经济时代，产品开发与生产之间、与供应商之间以及与顾客之间结 合越来越紧密。要适应这一经济特征，必须提供强大的协同系统，以满足当前 的变革。 制造业信息化目前面临的这些问题已经得到了国家的高度重视，特别是在 2 0 0 6 年这一年，信息化成为了制造业的主旋律。国家先后出台了国家中长期 科学和技术发展规划纲要、( 2 0 0 6 2 0 2 0 年国家信息化发展战略、关于 推进“十一五”制造业信息化科技工程工作的若干指导意见、中国信息化 发展报告2 0 0 6 ) ) 等一系列有关制造业信息化的政策。政策如此频繁、如此之多， 是我国信息化史上前所未有的，这使得我国的“信息化带动工业化”的战略走 向了实质阶段。这对于我们制造业企业来说既是一次机遇又是一次挑战。 2 2 3 制造业对p l m 的迫切需求 目前，制造企业所使用的应用软件愈来愈多，这些应用系统具有异构环境， 用于处理产品定义、流程描述和生产控制中的异构信息，并将各种数据信息分 别存放在不同的物理系统中。于是这些系统的集成问题日益突出的摆在我们面 前。 企业应用系统的信息集成内涵是不断扩展的，从信息集成发展到过程集成、 企业间集成。就企业信息化的应用而言，不同层次的集成，对支持环境及信息 共享方式的要求可能不一样，但总的来说，基于产品生命周期管理实现工程应 用系统集成的必要性体现在以下几个方面。在产品的全生命周期中，c a x 系 8 第二章制造业及其信息化 统用于产品的设计、分析与制造，p l m 系统用于管理与产品有关的数据和过程， e r p 系统管理企业的人、财、物、信息等企业资源，各系统的侧重点不同。 由于这些系统的应用范围和侧重点的不同，其信息模型的不一致造成各应用系 统之间的“信息孤岛”，没有实现企业信息资源最大限度的重用和共享，这对 于企业来说是一种信息资源的浪费。企业实现产品生命周期管理是企业信息 化的主要发展方向。目前，出现了一些商品化的所谓生命周期管理软件系统， 但任何单一的系统仍然无法完成制造业的整个产品生命周期管理，因而需要利 用企业的现有信息资源进行系统集成，这是一种可行的实现方式 9 纂于p l m 的制避业企业信息管壤燕成模式研辩 l i i i i i i i i i i i i i i i 目目| 3 。 p l m 筒介 第三章p l m 的概念与内涵 3 1 1p l m 的定义 凑予p l m 是一令发震攫恢嚣怠毙较耨鹣馈患诬领域，毽兹在学术赛葶曩王 监界并没有公认的产晶生命周期锊理概念盼定义。许多企业管理咨询机构和软 件供成商都对p u 绘了自己的寇义。 c i m d a t a q 认为产品生命周期管理是一种战赂性豹业务模式和企业信息他 策隆，它应用一系麓瓣监务解决穷案，把入、避程帮信患鬻效邀集成在起， 支持产品信息在全众业和产品生命周期内( 从概念到生命周期结束) 的创建、 管理、分发和使用j 搜程。c i m d a t a 认为任何工妣企业的产鼎生命周期都熙由产 品定义囊会周麓、产鼓生产生务瓒蘩帮运终支撩生翕周麓黧郝分组残。声燕定 义生命尉期开始于最初的客户需求和产品概念，结束于产黼报废和现场服务支 持，研究的对象是作为智力资源的产品，包含产品如何设计、制造和服务等信 息；产品生产生命周期与产品生产秘发运等众救活动相关，蟹理豹对象懋物理 意义土豹产晶；运俸支持生命蠲籁瓣主要指对众堑运作新鼹豹基磕设施、入力、 财务和( 制造) 资源的统一监控嗣调配。 a r m * 公司则认为p l m 是一种把跨越业务流程和不网用户群体的鹧点应 矮款终集戏起来整会逛骞匏系统。宅恕p 艇文致分秀霆令瘦弱蘩分；声鑫数 据管璁( p d m ) 、协同产品设计( c p d ) 、产晶组合管理( p p m ) 、客户需求 管理( 4 m ) 。其中p d m 起着机d 数据仓库的作用，保存了产品定义的所有 信息。麸这些中心仓痒中，企业管理各类与磷发和生产楣关联豹材料清单。c p d 谴工程帮和设计者使用c a d c a m c a e 软佟戳及所有与这楚系统配合傻蘑的 补充性软件，以协同的方式在怒研发产品。p p m 是一套工具集，它为管理产 品组含提供决策支4 寄，包括新产黯和现有产品。c n m 是种获取营销数据和 泰场反镄意霓，劳爨戆毽稍集袋鬟产品设诗纛耢发过程之孛瓣软终系统，它是 一种分析工具，可以帮助制造企救开发基于客户需求、适销对路的产品。 1 0 第三章p l m 的概念与内涵 a b e r d e e n 认为p l m 是覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程的、 开放的、互操作的一整套应用方案。建设者建设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、系统化的中心产品数据知识库。 以上关于p l m 定义的介绍虽各有不同，但归结起来产品生命周期管理是 一项企业信息化战略，是为了满足制造企业对产品生命周期信息管理的需求而 产生的一种新的管理模式，支持产品生命周期中企业内部和外部的资源共享， 实现以产品为核心的协同开发、制造和管理。 3 1 2 p l m 的优点 p l m 已经成为制造企业全面实现管理、经营、设计、制造和服务等过程信 息化的基础。实施p l m 战略，可以帮助制造企业全面规划管理模式、技术和 设备升级、组织结构、业务过程、合作伙伴和客户关系。p l m 能够提高企业的 敏捷性，快速响应不断变化的市场压力和竞争态势。p l m 能够帮助企业做到： ( 1 ) 解决信息集成难题。产品生命周期管理自始至终都贯穿着集成的思想， 它对数据进行合理的规划和管理，并把数据作为其他各种应用系统的基础，避 免了数据的异构和重复，很好的解决了“信息孤岛”问题。 ( 2 ) 缩短产品开发周期。由于企业的所有人员都可以通过各种形式共享和 分析产品数据，充分交流和协调工作，减少由于信息不一致造成的错误，降低 了返工的几率，使得产品可以尽快推向市场，获得投资回报。 ( 3 ) 支持企业协同。现在大型的制造企业越来越依赖于中小企业作为其供 应商或合作伙伴，p l m 能够帮助中小企业提高与大型制造企业协同工作的能 力。中小企业通过p l m ，可以协同部件设计制造，保证满足最终产品的组装要 求。企业内部和企业之问的技术与业务人员可以远程数据操作，建立全面的制 造企业与客户、供应商和业务伙伴之间的协作关系。 3 2 产品生命周期管理框架 3 2 1 产品生命周期管理框架 产品生命周期管理框架可以帮助人们理解产品生命周期管理的功能需求、 1 l 基于p l m 的制造业企业信息管理集成模式研究 应用系统构成及系统之间的集成关系。具体地讲，产品生命周期管理框架描述 在产品生命周期中主要的数据处理业务。它使得制造企业可以清晰地确定核心 的产品数据处理功能和业务流程。其次，产品生命周期管理框架描述为了实现 上述的产品数据处理功能和过程，企业需要实施的计算机系统以及它们之间的 关系。在一定程度上，产品生命周期管理框架构成了一个基本的企业信息化整 体解决方案。 如图3 1 所示，产品生命周期作为一种基本的企业信息化整体解决方案一 般包括三个层次。最下面一层是数据层，它是由各种数据要素构成的产品数据 源。第二层是使能( e n a b l i n g ) 层或支撑层。它是由p l m 系统构成的。它直接 获取、存储和管理产品数据，并且集成各种应用系统。第三层是应用层，它由 各种应用系统构成。应用系统用于完成特定专业领域的业务处理，其种类繁多， 图中只列出了比较常见的典型应用系统。p l m 向物理上分散和业务上异构的应 用系统提供单一标准的产品信息源。p l m 提供的产品信息资源覆盖产品的全生 命周期。p l m 与这些应用系统互相交换客户需求、订单、产品定义、工艺、资 源、成本和销售等信息。p l m 解决方案成为整个产品生命周期的桥梁，支持产 品生命周期的各个合作伙伴实时地进行协同，并允许扩展企业共享和利用各种 不同的知识。p u 不仅能够使产品生命周期中的成本效率最大化，还能够帮助 企业进行产品创新，赢得市场，提高了企业产品的价值。 1 2 第三章p l m 的概念与内涵 图3 1 产品全生命周期管理框架 3 2 2p l m 的核心功能 由于开发商的不同或者是企业的需求存在差异，p l m 系统在功能上也存在 着区别之处，但是在总体上都具备三个方面的功能，即数据管理、过程管理和 集成。 1 、产品数据和结构管理 p l m 系统的数据管理模块完成数据分类、索引、状态跟踪、数据检入和检 出等功能。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。 它要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 1 3 基于p l m 的制造业企业信息管理集成模式研究 针元数据指文件或数据的描述信息，如文件名、类型、创建日期、作者、存 取路径等，用户只需根据相关元数据就能找到或浏览相关文件，而无需关心文 件的具体存放位置。电子仓库可以完成用户权限管理、数据对象的动态浏览和 导航、数据对象的如何检出、按对象属性进行检索和查询、保存数据对象的多 重版本等功能。 产品结构与配置管理作为产品数据组织和管理的一种新形式，以电子仓库 作为底层支持，以物料清单( b i l lo f m a t c r i a l ，b o m ) 为其组织核心，把定义最 终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理与控制； 并在一定目标或规则的约束下，向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和 描述，如设计视图、装配视图、制造视图、计划视图等。 2 、协同项目管理。 大型产品开发过程设计工程、市场、销售、制造以及客户服务支持等多个 部门，项目管理就必须促进信息交流，优化时间和资源分配，提高团队成员的 活动效率，降低产品成本和缩短上市时间等，使企业在一个信息与资源共享的 环境中进行协同工作，实现实时地交流与合作。 3 、信息集成 集成是p l m 的一项关键技术，可以充分与其他业务系统( 如 e r p ，c l l h s c m ) 等进行信息交换。信息集成平台将p l m 系统与各种应用系统 连接起来，支持其它系统之间的数据交换和共享。 4 、资源管理 资源管理主要操作关于人力资源、技术资源、设备资源和动力资源等相关 的数据。资源管理建立全部企业资源资料库，实时跟踪各种资源的状态，支持 企业决策。 oc i m d a t a 公司是独立公正的全球分析公司，旨在提供策略性咨询服务，使企业能由产品生命周期解决方 案提升产品设计与后续流程的能力服务的客户遍及全球，涵盖北美、欧洲及亚太地区 h t t p ：w w w c i m d a t a c o m oa r m 公司设计先进的数字产品核心应用技术应用领域涉及无线，网络、消费娱乐、影像、汽车电子， 安全应用及存储装置h t t p ：w w w m m c o m 1 4 第四章制造业p l m 的数据管理 第四章制造业p l m 的数据管理 4 1 电子仓库管理 4 1 1 电子仓库的概念 所谓电子仓库( e l e c t r o n i cd a t av a l u e ) 是在通用的数据库系统的基础上， 在p l m 系统中实现某种特定数据存储机制的元数据( m e t a - d a t a ，即管理数据 的数据) 库及其管理系统。它保存所有与产品相关的物理文件和物理数据的元 数据，以及指向物理文件和物理数据的指针。该指针指向实际存放物理文件的 文件系统与目录或存放物理数据的数据库记录。将元数据与物理数据和物理文 件分离，并通过指针建立他们之间的联系，如图4 1 所示。 存放物理文件的文 存放物理数据的数 件系统和目录据库记录 图4 1p l m 中数据仓库的工作原理 利用元数据对物理文件进行管理，只需将物理文件的描述信息，如文件名、 文件长度、文件类型、创建日期、版本、所有者以及存取路径等属性赋给元数 据对象，同时建立元数据与该物理文件的连接，保证元数据与物理文件的对应 1 5 基于p l m 的制造业企业信息管理羹成模式研究 关系。这样可以达到实现快速检索和节省存储空间的目的。电子仓库是p l m 系 统中最基本、最核心的部分，是实现p l m 系统中其他相关功能的基础。 4 1 2 电子仓库的类型 我们根据物理数据的存储方式，通常把电子仓库分为集中式、分布式、虚 拟式三种类型。 ( 1 ) 集中式电子仓库。将物理数据统一集中到中心服务器上进行管理，元 数据库、存放物理数据记录的数据库以及存放物理文件的文件系统，都位于同 一服务器上。采用这种方式使得数据的唯一性得到了很好的保证，安全性好， 但访问和查询速度慢，效率低。 ( 2 ) 分布式电子仓库。将存放物理数据的数据库、存放物理文件的文件系 统分布到多个计算机上，同时建立他们的元数据之间的联系。分布式电子仓库 具有物理数据库、文件系统分布以及电子仓库之间互联的特点。一个分布式电 子仓库由多个分布在不同计算机上的物理数据库、文件系统目录组成。同时， 同一物理数据库、文件系统目录可以对应多个不同的电子仓库，以实现他们之 间的元数据共享。因此，在分布式环境下不同的电子仓库之间、电子仓库与用 户之间能直接进行透明的数据操作，用户不再需要远程登录来获取数据。 ( 3 ) 虚拟式电子仓库。在分布式电子仓库的基础上，不仅做到文件系统目 录、物理数据库的分布，而且做到元数据库与物理数据库的分布，即只有一个 虚拟的电子仓库，而实际元数据的确分布在多个物理电子仓库中。虚拟的元数 据管理与分布式文件管理的实现，使得用户能透明地访问全企业的产品信息， 而不用考虑数据和文件的物理位置。 目前，大多数的p l m 系统提供集中式或分布式管理方式，少数系统提供 虚拟式电子仓库管理方式。 4 1 3 电子仓库的功能 为了保证数据的安全性、正确性和一致性，用户在存取p l m 系统中的共 享数据时，都要通过检入( c h e e ki n ) 和检出( c h e c ko u t ) 操作以及相应的权 限的检验。 1 6 第四章制造业p l m 的数据管理 检入操作主要是实现将用户的私有数据存入电子仓库。只有对电子仓库具 有检入权限的用户才可以将个人工作区中的数据对象存入到电子仓库中，一旦 该数据被检入到电子仓库后，其属性就发生了变化，从用户个人所有变成该电 子仓库的属主所有，而与原来的用户脱离了所属关系。普通用户在权限许可下， 可以浏览电子仓库中的数据对象，但不允许修改。只有对电子仓库具有修改权 限的用户，才能对电子仓库中的数据对象进行修改。 检出操作过程与检入操作正好相反。检出操作是实现将电子仓库中的数据 检出到用户个人工作区进行修改。当用户需要修改电子仓库中的对象时，必须 将对象从电子仓库中检出。此时，电子仓库对该对象进行加锁，其他用户只能 浏览对象的内容而不能进行其他操作。经过用户修改的对象再次放回到原来的 电子仓库时，并不覆盖原有的对象，而是生成新的版本，此时原对象才能解锁。 由于只有电子仓库的属主或授权用户才能对电子仓库中的数据进行相应操 作，其他未经授权的用户不能操纵其中的数据，这就为p l m 系统控制其内部 管理环境和外部应用之间的数据传递提供一种安全的管理手段。 概括地说，电子仓库主要可以实现以下对数据对象的操作功能： 1 ) 数据对象的检入和检出； 2 ) 改变数据对象的状态； 3 ) 转换数据对象的属主关系； 4 ) 按对象属性进行检索； 5 ) 数据对象的动态浏览与导航； 6 ) 数据对象的归档； 7 ) 数据对象的安全控制与管理功能等。 4 1 4 基于电子仓库的p l m 数据管理 电子仓库是p l m 系统中最基本、最核心的功能，是实现p l m 系统中其他 相关功能的基础，在电子仓库的基础上，可以实现对产品的各种数据管理，如 图4 2 所示。 1 7 基于p l m 的制造业企业信息管理集成模式研究 4 2 零部件管理 图4 - 2 基于电子仓库的p l m 数据管理 4 2 1 企业对零部件管理的需求 一般的制造业企业都有自己的编码标准，每个零部件都有唯一的代号。但 是随着产品的扩充，原有的编码系统逐渐无法满足要求，很多企业在引进外部 产品图纸时往往将外部产品编码系统也一并引入，导致产品编码体系变得复杂 和混乱。其次一个零部件可能会被多个产品使用，当零部件进行更改时，需要 检索其涉及到的全部产品，并对更改进行影响范围分析，这样要保持产品数据 的一致性就越困难。由此可见，如何对零件进行合理有效的管理成为制造业信 息化集成中必须解决的问题。 p l m 系统中的零部件管理系统正是用来完成这一功能的模块。它是将设计 中可能重用的零部件信息，采用标准的数据格式进行描述，由专门的信息系统 加以管理，并建立与c a d 系统的标准接口，提供给设计人员进行检索和访问， 检索到的零部件信息可以方便地导入到设计人员的计算机应用系统中进行重 用。 1 8 第四章制造业p l m 的数据管理 4 2 2 零部件的标准化 零部件是产品的基本组成要素，零部件管理首先是对零部件进行标准化、 规范化的管理。这是p l m 系统有效管理零部件的前提，也是p l m 实施成功的 基础。对零部件的标准化我们一般采取以下几项措施。 l 、建立完善的编码体系 利用零件结构形状和尺寸分布的规律性，按产品零件功能的相似性，把机 械零件进行分类和编码。将制造企业中所有的零部件都按照统一制定的标准规 则命名，使得一物一名。信息编码必须包含明确的产品信息，具有唯一性、可 扩充性、规范性、合理性等。 2 、零部件的a b c 分析 对产品中主要零部件按其功能和结构的相似性进行分类，形成零件族。每 一个零件族中，确定几个主类型，其余的零件通过主类型的参数变型获得。将 企业中零部件划分为a 类件( 专用件) 、b 类件( 企业标准件) 和c 类件( 标 准件和外购件) ，了解零件的分布状况，从中确定企业标准化零件，供设计人 员在设计时优先选用。 3 、参数分析 对己确定的零件主类型进行分析研究，哪些尺寸可以保持为常数，哪些尺 寸必须定义为变量。通过减少零件参数，也可以减少工具夹具种类，从而建立 变型设计系统。 4 、零件