（车辆工程专业论文）中小企业实施plm技术研究.pdf

摘要 摘要 p l m 产品生命周期管理是企业信息化的重要组成部分，它是一种对所有与 产品相关的数据在其整个生命周期内进行管理的技术。从地域上，它横跨整个 企业和供应链，从时间上，它覆盖从产品的概念阶段一直到产品报废的全过程。 p l m 系统以w e bi 作流技术与数据库技术为基础，能够提供诸如电子数据 存储和管理、电子保险箱及权限控制、支持多种文件格式、产品及产品结构管 理、工作流程管理、分类与检索、项目管理、集成接口等功能。 我国中小企业数量较多、规模较小、人员较少，产品种类多，批量少，资 金人才相对缺乏，管理体制不够完善，信息化程度低。面临国际市场日趋激烈 的竞争压力，我国中小企业更加迫切需要通过p l m 等信息化改革来提高自身的 产品竞争力。然而p l m 的实施并非简单的软件应用，它是一个长期复杂的系统 工程，需要正确的实施策略加以引导。由于国内外企业的差异性，国外的p l m 实施经验并不能直接应用到国内企业身上，因此本文通过对一些典型中小企业 实施案例的研究，以及对一些实施企业的访谈，总结出了我国中小企业实施p l m 的基本策略和流程，并提出中小企业实施中的关键技术问题。 结合本论文的研究内容，成功地对上海燃料电池汽车动力系统有限公司 p l m 项目进行了实施，进一步验证了本文总结的中小企业p l m 实施流程的可行 性。通过p l m 项目实施，企业提高了对产品数据的管理能力，提高了产品开发 的效率以及企业的市场竞争力。 最后，本文预测了p l m 行业的未来发展趋势。 关键词：p l m ，中小企业，实施流程 a b s t r a c t a b s t r a c t p l m ( 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 sag r e a ti m p o r t a n tp a r ti nn i n n o v a t i o n o fac o r p o r a t i o n p l mi sam a n a g e m e n tt e c h n o l o g yw h i c hi su s e dt om a n a g ea l ld a t a i nt h ew h o l el i f e c y c l eo fp r o d u c t o nr e g i o n ，i tc o v e r st h ew h o l ec o r p o r a t i o na n dt h e w h o l es u p p l yc h a i n ，a n do nt i m ei tc o v e r st h ew h o l ep r o c e s sf r o mt h ec o n c e p td e s i g n p h a s et ot h ef i n a ls c r a po f t h ep r o d u c t p l m s y s t e mi sc r e a t e do nt h eb a s i so fw e b a n dd a t a - b a s et e c h n o l o g y , w h i c hw i l l p r o v i d e s t h e f o l l o w i n g f u n c t i o nm o d u l e ss u c ha se l e c t r o n i cd a t a s t o r a g e a n d m a n a g e m e n t ，d a t av a u l ta n dj u r i s d i c t i o nc o n t r o l ，s u p p o r tf o rd i v e r s ef i l ef o r m a t s ， p r o d u c ta n dp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n t ，w o r k f l o wm a n a g e m e n t ，s o r ta n ds e a r c h s e r v i c e ，p r o j e c tm a n a g e m e n t ，i n t e g r a t i o ni n t e r f a c ea n de t c c o m p a r e dw i t hl a r g ee n t e r p r i s e s ，t h es m a l la n dm e d i u mo n e sh a v et h ef o l l o w i n g f e a t u r e s ：s m a l le n t e r p r i s es c a l e ，l e s se m p l o y e e s ，m o r ep r o d u c ts t y l e sb u tl e s sb a t c h ， l a c ko fm o n e ya n de x c e l l e n te m p l o y e e s ，i n c o m p l e t em a n a g e m e n ts y s t e m ，p o o rl e v e l i l li t b ef a c e dw i t ht h em o r ef i e r c ec o m p e t i t i o ni nm a r k e t ，t h es m a l la n dm e d i u m e n t e r p r i s e se a g e r l y n e e dt oe n h a n c et h ep r o d u c tc o m p e t i t i v e n e s s t h r o u g h i t i n n o v a t i o nl i k ep l m h o w e v e r , p l mi m p l e m e n t a t i o ni sn o tas i m p l eu s a g eo f s o f t w a r eb u tal o n g t e r mc o m p l e xp r o j e c t s oap l mp r o j c o tn e e d sac o r r e c t i m p l e m e n t a t i o ns t r a t e g y f o rt h ed i f f e r e n t c o r p o r a t i o n e n v i r o n m e n t , t h e i m p l e m e n t a t i o ne x p e r i e n c ei nt h eo v e r s e ac o r p o r a t i o n si sn o tu s e f u li nt h ed o m e s t i c o n e s o nal a r g ea m o u n to fc a s er e s e a r c ha n dv i s i to ne n t e r p r i s e s ，w ec o n c l u d eab a s i s s t r a t e r ya n dp r o c e s so fp l mi m p l e m e n t a t i o nf o rt h ed o m e s t i cs m a l la n dm e d i u m e n t e r p r i s e sa n dp o i n to u ts o m ek e yp r o b l e m sa n dt y p i c a lm i s t a k e si ni m p l e m e n t a t i o n a sat y p i c a lc a s e ，t h ep l m p r o j e c ti nt h es h a n g h a if u e lc e l lv e h i c l ep o w e r t r a i n l t d c o m p a n yf u r t h e rv e r i f i e st h ef e a s i b i l i t yo f t h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s sc o n c l u d e d a b o v e a f t e rt h es u c c e s s f u li m p l e m e n t a t i o no fp l mp r o j e c t ，t h ec o m p a n yi n c r e a s e d t h ea b i l i t yo fp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，e n h a n c e dt h ed e v e l o p m e n te f f i c i e n c yo fn e w p r o d u c t sa n db e c a m em o r ec o m p e t i t i v ei nm a r k e te v e n t u a l l y a b s t r a c t a tl a s t ，t h ep a p e rh a sg i v e nab r i e fd i s c u s s i o na b o u tt h ef u t u r eo fp l mi n d u s t r y k e yw o r d s ：p l m ，s m a l la n d m e d i u me n t e r p r i s e ，i m p l e m e n t a t i o np r o c e s s l l i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：勿鸟、亥 蜘占年专月，7 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月 日年月e 1 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：厅s 、宪 删年弓月，7 e t 第1 章综述 1 1p l g 概念的由来和发展 1 1 1p l m 的概念定义 p l m 的全称是p r o d u c tl i f e c y c l em 柚a g e m e n 卜一产品生命周期管理。由于 p l m 是一个发展很快、比较新的信息化领域，关于这一方面的研究成果还不多， 而且正在从事这方面研究的一些的咨询公司、厂商彼此之间还有一些不同的见 解，因此并没有一个公认的对p l m 的定义和诠释。以下列举出一些著名的咨询 公司对p l m 概念给出的论述。 1 c i m d a t a 的观点 p l m 是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案，把人、 过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念设计到报废 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。 p l m 为企业及其供应链组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础 技术和标准( 如x m l 、视算、协作和企业应用集成) 、信息生成工具( 如m c a d 、 e c a d 和技术发布) 、核心功能( 如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序 管理) 、功能性的应用( 如配置管理) 以及构建在其它系统上的商业解决方案。 2 a b e r d e e n 的观点 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。建设这样一个企业信息化环境的关键是，要有一个纪录 所有产品信息的、系统化的中心产品数据知识库。这个知识库用来保护数据、 实现基于任务的访问( 例如：经常使用的三维视算功能) 并作为一个协作平台 来共享应用、数据，实现贯穿全企业、跨越所有防火墙的数据访问。p l m 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 c o l l a b o r a t i v ev i s i o n s 的观点 第1 章综述 p l m 是一种极具潜力的商业n 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。p l m 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，增强交付客户化的和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。以p l m 为核心的企业信息化要突出可持续发展的战略思想， 要支持连续创新，要充分利用企业的智力资产。企业组织和实施p l m 战略的总 体框架是围绕着六个主要的需求来构造的，简称为“p l m a c t i o n 。这六个需 求是： 调整( a l i g n m e n t ) 平衡企业信息化投资花费，增加对p l m 的投资。 协同( c o l l a b o r a t i o n ) 与业务伙伴交换洞察力、想法和知识，而不是c a d 数据。 技术( t e c h n o l o g y ) 获取新的技术来建立智力资产生态系统。 创新( i n n o v a t i o n ) 开发客户驱动的、行业“杀手铜 类的创新产品。 机会( o p p o r t u n i t y ) 致力于跨学科的集成，追求产品的新的生命周期机 厶 z ；o 智力资产( i n t e l l e c t u a lp r o p e r t y ) - 把产品知识作为战略财富加以对待和 充分利用。 4 a m r 的观点 p l m 是一种技术辅助策略，把跨越业务流程和不同用户群体的那些单点应 用集成起来。与e r p 不同，p l m 将不会成为与某一软件厂商紧密集成的系统， p l m 不会废止已有系统，它将使用流程建模工具、可视化工具或其它协作技术 加上一定的语义集成来整合已有的系统。在由a m r 主持的一个名为“2 0 0 1 2 0 0 6 p l m 应用报告一一文中，在解决方案分类里面，把p l m 的内容大致分为四个应 用部分： 第一，产品数据管理( p l m ) 起着中心数据仓库的作用，它保存了产品定 义的所有信息。通过这些中心仓库，企业管理各类与研发和生产相关联的材料 清单( b o m ) 。 第二，协同产品设计( c p d ) 让工程师和设计者使用c 柚洲c a e 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。 第三，产品组合管理( p p m ) 是一套工具集，它为管理产品组合提供决策 2 第1 章综述 支持，包括新产品和现有产品。p p m 工具集有三个部分：用于日常工作任务协 调的项目管理；用于一次处理多个项目的纲要管理；用于理解产品如何共存于 市场的组合管理。 第四，客户需求管理( c n m ) 是一种获取销售数据和市场反馈意见，并且 把它们集成到产品设计和研发过程之中的软件。 正如在名称上所体现的，它是一个分析工具，可以帮助制造商开发基于客 户需求、适销对路的产品。当然，只由这四个部分还不足以组成p l m ，这只是 p l m 四个主要的应用部分。 5 d a r a t e c 的观点 产品生命周期管理( p l m ) 是一个愿景，它把过程和信息内容与产品价值 链连接起来的，使之合理化、集成化以及优化。p l m 能使制造厂商解放信息并 驾驭信息的力量来创造产品商务价值。如果实施完全成功的话，p l m 能够使制 造厂商或多或少做到：改进盈利时间，更敏捷地、更快和更协同地工作。同时， p l m 还可以让制造厂商来实现以下目的：挣钱( 盈利) ；交付新的、更好的产 品；企业成长；控制风险；安全运作；业务可预测；工作有序；并且最终，大 家都工作在职责和权限的范围之内，共同来为客户、为员工、为股民、乃至为 全社会，做正确的事情。p l m 由c a d 、c a e ( 或称仿真) 、p d m 、m p m ( 或 称数字化制造) 、b o m 、c r m 、c a m 这七个主要的支柱来支撑，共同形成了 p l m 核心解决方案集。没有这七个内容的支持，p l m 将匍匐在地、无法站立。 支持它的支柱越少，它的基础就越薄弱。 6 e d s 的观点 从战略上说，p l m 是一个以产品为核心的商业战略。它应用一系列的商业 解决方案来协同化地支持产品定义信息的生成、管理、分发和使用，从地域上 横跨整个企业和供应链，从时间上覆盖从产品的概念阶段一直到产品结束它的 使命的全生命周期。从数据上说，p l m 包含完整的产品定义信息，包括所有的 机械的、电子的产品数据，包括软件和文件内容等信息。从技术上说，p l m 结 合了一整套技术和最佳实践方法，例如产品数据管理、协作、协同产品商务、 视算仿真、企业应用集成、零部件供应管理以及其它业务方案。它沟通了在延 伸的产品定义供应链上的所有的o e m 、转包商、外协厂商、合作伙伴以及客户。 3 第1 章综述 从业务上说，p l m 能够开拓潜在业务并且能够整合现在的、未来的技术和 方法，以便高效地把创新和盈利的产品推向市场。 从发展上说，p l m 正在迅速地从一个竞争优势转变为竞争必需品，成为企 业信息化的必由之路。 1 1 2p l m 的形成和发展历史 1 产品、产品信息和产品数据 产品是指人造品，产品进入市场销售而成为商品，企业通过产品的附加值 经营而获取利润。信息是用以在通信中对事实、过程、概念、思想的表达或描 述。而数据则是信息的符号化表示，这里的符号有自己的特定集合。 产品数据是关于产品的一个或一组事实、概念、相关过程和要求的形式化 描述，在产品周期内使之适合于计算机处理。 产品数据具有如下一些特点： 第一，数据量大、类型多。描述产品的信息是多种类型的数据，除数字和 字符外，还有大量的图形、图像、运动视频和声音信息。只有多种媒体信息表 现方式，才能生动逼真地表现产品信息，又由于产品对象本身的系统性和长过 程的固有特点，使得产品数据量庞大而复杂，即使是较为标准的数据，如设计 规范数据、标准公差、结构要素、材料和零件、技术规范等，其数据量也是很 大的，这些客观因素都要求产品数据库具有大容量数据存储和快速处理能力。 产品数据主要有两类：一是设计环境数据，主要是设计环境规则、设计方 法、标准元素、设计条件和需求等；二是设计对象数据，主要是设计产品定义、 设计约束控制、产品性能、生产要求、经济核算、设计方案等。两类数据中， 都存在基本标准数据类型，同时又存在非结构化的变长数据，如变长字符串、 图形、图像信息、声音信息等。一般的基于传统数据模型的数据库就难于用自 然的方式对这类复杂对象进行描述、操作和检索，更谈不上有效地调用和处理。 第二，数据结构复杂。产品数据在随过程展开而动态形成发展的同时，随 之带来复杂多样的实体间关系。这些关系呈现网状结构，又有层次之分。分层 设计不仅有层次结构，而且对于不同的设计对象的层次数目也不一样，在每个 节点中，有的可能本身就具有复杂的机构特性，而传统的数据库无法提供这类 设计数据的存储结构，也难以用方便手段操纵这种非标准层次化的数据。 4 第1 章综述 产品中关于规则数据的表示和存取，其结构关系就显现出更加纷繁复杂景 象，特别是许多事实知识( 设计和生产经验) 本身就存在描述的模糊性，对设 计对象或管理对象又具有复杂的逻辑联系和不确定性推理。因此，必须采用新 的结构和方法来定义和操纵这种数据。 第三，动态数据模式。产品数据一般包括静态数据部分和动态数据部分。 静态数据部分是指事先准备好用于指导设计的信息，如设计规范等。动态数据 是指在产品设计过程中随设计行为展开而动态产生，并且直接关系到最后结果 的数据，如结构分析计算、力学模型、零件图形等，又如工艺规程、方案处理、 技术文档等。在产品数据的描述和管理，动态数据的管理更为主要。在动态数 据的管理中，库模式也要求具有动态构造性质，直到产品对象最终结果出来， 数据库的模式构造才完成。一般的传统商用型数据库管理系统难以支持这类动 态数据的描述和处理。 第四，随机存取和过程存取运行方式。产品设计通常要持续很长一段时间， 对数据不仅是简单的查询，或大量的提取数据，而且提取的数据要参与设计过 程。设计过程又使用多方面的相关信息，并且新产生的设计结果和对已有设计 数据的修改要作为事务提交，存入数据库。产品数据主要是过程存取。另外， 产品设计是一个试探性过程，要求能保留和管理设计的历史、不同设计方案和 动态变化的模式等。因此产品数据运行方式上还有版本控制的要求。产品设计 中有总体数据、各专业数据、竖向关联数据和横向关联数据，在一个集成系统 中，随机存取的数据量很大。 2 p d m 的形成 随着计算机技术的飞速发展和c a x 技术在企业的广泛普及和应用，企业的 信息集成以及过程集成是企业发展的必然要求。我国企业在工业生产中采用先 进的设计手段，特别是应用计算机技术和c a x 技术，提高企业的产品开发能力 和市场竞争能力的同时，产品设计过程中的设计数据和技术文档呈现出“信息 爆炸性的增长势头；另一方面，企业各部门使用不同的应用系统，这些自动 化单元之间缺乏有效的信息传递和转换，因而形成“信息孤岛；面对“信息 爆炸”解决“信息孤岛的问题已经突出地摆在了企业各级管理人员和技术人 员面前，已经成为制约企业发展的“瓶颈 。产品数据管理( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t - - p d m ) 正是在这一背景下产生的一种新的信息管理的思想和技术。 5 第1 章综述 产品数据管理技术是在关系型数据库技术和工程数据库技术的基础上，结 合面向对象技术发展起来的。在2 0 世纪8 0 年代初，数据库技术特别是关系型 数据库技术得到了飞速发展。数据库系统把数据的定义和描述从应用程序中分 离出来，提供了存储结构和逻辑结构，数据的总体逻辑结构与某类应用所涉及 的局部逻辑结构之间的映射和转换功能，提供了结构化查询语言s q l 和友好的 人机界面，简化了应用程序的设计和开发，提供数据库共享资源的完整性、一 致性、和安全性以及处理结构化数据的特点，为数据库技术在企业中的应用提 供了基础。这些数据库系统管理对象及关系简单、变化少、数据相对比较稳定， 主要用于事务处理等领域。在工程设计领域，产品数据量大、种类多、结构复 杂，特别是随着设计过程的进行，产品数据在不断地动态变化、传统的商用数 据库只面向记录，不支持设计过程，缺乏协调工作机制等弱点，难于处理非结 构化的数据，在企业的工程数据管理及各种工程应用方面显得力不从心，不能 适应现代企业对信息管理的要求。为此，出现了多种研究性的工程数据库管理 系统，用于满足工程设计与制造、生产管理与经营决策支持环境的数据库系统。 但工程数据库系统仍然存在着对工程应用支持不够的弱点，包括： 第一，对工程应用的数据表示不够充分，不能全面描述数据类型之间的分 类、组合、继承和引用关系。产品的开发过程存在多个阶段，包括需求分析、 概念设计、结构设计、详细设计、工艺设计、数据分析，直至产品制造与组装， 每个阶段都会产生大量的数据，数据类型繁多、这些数据类型之间还存在着分 类、组合、集成和引用关系。这些关系难以用普通的数据组织技术来清晰地描 述和管理。 第二，对应用集成地支持能力不强，难于做到产品信息和应用程序的完全 集成。由于各种工程数据来自不同的部门，不同的应用系统，这些应用系统之 间的集成和产品信息的集成是数据管理的关键，也是基本要求。然而现有的工 程数据库难于完全满足应用系统之间的无缝集成。 第三，应用开发接口能力差。由于不同企业对工程数据管理的实际需求各 不相同，因此往往需要在通用的工程数据管理系统的基础上，通过接口和用户 化工具，进行客户化定制工作。现有的工程数据库提供的手段不能满足这一要 求。 另外，工程数据管理系统仍然采用结构化的设计思想，仅限于结构化的数 据，功能扩展不多，应用集成功能考虑不够全面。 6 第1 章综述 面向对象技术提供的分解、组合和继承特性适于描述结构复杂、种类繁多 的工程数据，特别是工程设计领域的产品数据。p d m 技术正是在这一技术的支 持下，结合分布式数据库技术和计算机网络技术而发展起来的一种新型企业信 息集成平台技术。 产品数据管理技术是2 0 世纪8 0 年代初首先从c i a d c a m 和工程设计领域 产生出来的，当时主要是为解决大量工程图纸、技术文档以及c a d 文件的计算 机化的管理问题，后来逐渐扩展到产品开发中的三个主要领域，包括设计图纸 和电子文档管理、材料报表( b o m ) 的管理以及与工程文档的集成、工程变更 请求指令的跟踪和管理。现在的p d m 已经扩展到对企业产品全生命周期内所有 与产品相关的信息和过程的管理。 产品数据管理实际上也是企业计算机信息化发展到一定阶段的必然结果。 企业产品开发的各专业领域计算机化到一定程度，必然要遇到信息集成的问题， 一般的系统难以承担此任。唯有产品数据管理系统才能达到以前所未有的更大、 更完整的视图展示产品、过程与人员的关系。它横跨企业的产品设计开发全过 程直至产品全生命周期，它纵向深入到产品结构的各个层面直至产品零件的各 个侧面，它从信息共享等方面有力地支持并行工程，它为产品开发团队( t e a m w o r k ) 的每一个成员角色提供更加完备的服务；特别是在支持设计重用方面它 能发挥明显的优势。 产品数据管理的内涵是集成并管理与产品有关的信息与过程。产品数据管 理在企业范围为设计与制造建立一个并行化产品开发协作环境。它视整个企业 为一体，可横跨整个工程技术群体，是加速产品开发的使能器。它也是在分布 式企业管理模式的基础上，与其它应用系统建立直接联系的重要工具。产品数 据管理依据全局产品信息强调共享的观点，扩大了产品开发建模的含义。它为 不同地点、不同部门的人员提供了一个协同工作环境，使其可以在同一数字化 的产品模型上工作。 进入9 0 年代中后期，人们才逐步认识到产品数据管理的重要性。目前，由 于新的制造模式的发展与应用，如c i m s 、并行工程、虚拟制造等，人们已经认 识到产品数据管理对企业作为一个集成系统运行的重要性，可以认为产品数据 管理是使用于企业过程、组织方式的技术，具有强烈的企业运行模式的背景。 3 p d m 的发展 7 第1 章综述 p d m 技术的发展可以分为以下三个阶段：配合c a d 工具的p d m 系统、专 业p d m 产品产生和p d m 的标准化阶段。 ( 1 ) 配合c a d 工具的p d m 系统 早期的p d m 产品诞生于2 0 世纪的8 0 年代初。在当时，c a d 已经在企业 中得到广泛的应用，工程师们在享受c a d 带来好处的同时，也不得不将大量的 时间浪费在查找设计所需信息上，对于电子数据的存储和获取的新方法需求变 得越来越迫切了。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软件推出了第一 代p d m 产品。这些产品的目标主要是解决大量电子数据的存储和管理问题，提 供了维护“电子绘图仓库 的功能。 第一代p d m 产品仅在一定程度上缓解了“信息孤岛 问题，仍然普遍存在 系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。 ( 2 ) 专业p d m 产品 通过对早期p d m 产品功能的不断扩展，最终出现了专业化的p d m 产品， 如s d r c 公司的m e t a p h a s e 和u g s 的i m a n 等就是第二代p d m 产品的代表。 与第一代p d m 产品相比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功能，如对 产品生命周期内各种形式的产品数据的管理能力、对产品结构与配置的管理、 对电子数据的发布和更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与查询等。 同时，软件的集成能力和开放程度也有较大的提高，少数优秀的p d m 产品可以 真正实现企业级的信息集成和过程集成。第二代p d m 产品在技术上取得巨大进 步的同时，在商业上也获得了很大的成功。这时，p d m 开始成为一个产业，出 现了许多专业开发、销售和实施p d m 的公司。 ( 3 ) p d m 的标准化阶段 1 9 9 7 年2 月，o m g 组织公布了其p d me n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域 的第一个国际标准，本草案由许多p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m 、 s d r c 、p t c 等。p d me n a b l e r 的公布标志着p d m 技术在标准化方面迈出了崭 新的一步。 p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术，就p d m 的系统功能、p d m 的逻辑模型和 多个p d m 系统间的互操作提出了一个标准。这一标准的制订为新一代标准化 p d m 产品的发展奠定了基础。 4 p l m 与p d m 的区别和联系 8 第1 章综述 如果作为一个概念来说，p l m 出现的时间已经很长了。但是作为一个整体 解决方案的范畴，它仅仅是在最近一两年刚刚成为可行。之所以花费了数年的 时间来确立产品生命周期管理的市场定位，部分原因是由于它的来历甚至名字 都与p d m 和c a d 软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说，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。既然p l m 与所有与产品相关的数据的管理有关，那么就必然与p d m 密不可分，两者有着 深刻的渊源关系。基本上可以说，p d m 功能是p l m 中的一个子集，也是其中非 常重要的基础内容。p d m 侧重于对产品数据的管理；p l m 则强调对企业智力财 富的充分再利用；p d m 侧重于对产品开发阶段数据的管理：p l m 侧重于对产品 全生命周期内数据的管理。p d m 侧重于对企业内部产品数据的管理；p l m 则强 调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念。p d m 的体 系结构是强调以文档为中心的研发流程管理。重点在于建立文档之间的联接， p l m 则寻求能够实现在多功能、多部门、多学科、多外协供应商之间的紧密的 协同。以在这些领域中取得真实的互操作性为目标。p d m 提供刚性的、单纯化 的信息之间的联合性。p l m 提供的是上下文关联式的、更宽泛和更柔性的联合 性，因为p l m 允许在一个领域的创造性的活动对整个环境具有完整的意义。p d m 侧重于实现对e r p 等系统的对接式集成；p l m 侧重于以其为基础来实现整个企 业的信息化，以“p l m 生态系统的方式来实现对e r p 等系统的深层次集成。 1 2 实施p l _ g 的必要性 1 2 1 降低产品成本，提高工作效率 在传统的生产方式中，许多错误是用错了设计资料的版本造成的。这种错 误往往是在已经制造出产品零部件以后，到装配阶段无法进行正确装配时才能 被发现。这时，这种错误已经造成了很大的损失。如果这些零部件无法再利用， 成为废品，则他们的设计成本、制造成本就都损失掉了。p l m 系统不断地跟踪 所有与产品相关的信息的版本，可以使设计人员采用最新的数据，可以消除由 于用错设计资料版本所造成的损失，并且能够有效的缩短产品开发周期。 在产品设计过程中，不可避免要进行设计变更。当某个设计资料发生了设 计变更，所有引用这个设计资料的其他资料都必须随之进行更新。否则，这些 9 第1 章综述 未经更新的资料一旦用到生产中，必定要引起错误。要想对那些资料进行更新， 就必须能够找到它们。可以想象这种工作在人工条件下是难以做到的。利用p l m 系统的工程变更管理和产品结构管理，可以方便地知道哪些产品引用了某些资 料和某个产品引用了哪些资料，从而提高设计与制造的准确性，减少生产中的 这类错误。 产品设计变更有时可能看起来对整个开发项目，没有太大的影响，但是如 果设计变更是在产品开发的末期，则所造成的伤害则会非常显著，至少损失掉 了前期的设计成本。如果让产品开发团队的所有成员在开发的初期去共享与检 查所有的设计文件，将有助于大幅降低在产品开发末期发生设计变更的可能性。 如此便能够生产出较高品质的产品，降低设计成本，节省开发时间，减少设计 错误的发生次数。 1 2 2 保护企业资产，提高其重用率 在人工管理( 即使是利用计算机的文件系统来管理) 产品数据时，一个设 计人员无法了解其他设计人员的资料设计变化过程。当对某些资料设计变化有 疑问时，只有找到设计者本人才能搞清楚。这样，当企业设计人员发生流动调 走时，就会影响某些产品数据的使用，甚至无法利用这些有效数据，造成企业 智力资产的丢失。而在p l m 系统的设计过程中，不但记录产品数据本身，而且 记录产品数据的产生、变更的历史过程。因此，其他设计人员即使没有参加这 些数据的设计，也能够清楚地了解到它们的来龙去脉。所以产品数据的使用不 会因为设计人员的流动而受影响。由于p l m 系统的这种功能，使得企业中每个 设计人员的设计思想和经验得以保留，并可为企业中其他设计人员所共享。这 样，企业的技术资产只会积累，不会丢失，随着时间的推移与日俱增。 随着计算机越来越广泛的应用，作为企业的技术资产，企业产品数据的质 量和安全性越来越重要。在p l m 系统中，由于应用电子保险箱技术，可以提供 正确、一致和完整的产品数据，从而保证了产品数据的质量。电子保险箱的管 理机制也使已有的技术资料不会被误删除或覆盖。并且由于权限管理，没有权 限的用户无法接触相应的产品数据资料，从而保证了企业的技术资产的安全性。 由于可以方便地查询产品数据资料和采用变形设计，工作过程非常透明， 大大提高了产品零部件设计资料的重用率和设计经验的重用率。重用的设计资 l o 第1 章综述 料往往已经经过制造、使用的检验，利用它们进行设计的准确性程度相对较高， 从而使产品的质量也相应地得到提高。 1 2 3 提高企业管理水平 p l m 建立了一个同步监控与记录整个过程的管理系统。这和i s o 一9 0 0 0 以 及t q m ( t o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n t ) 系统建立的精神不谋而合。许多的t q m 中 的基本原则，如“让个人的管理过程中，找出并且解决问题 的需求，都和p l m 的管理目标一致。借助于p l m 系统的实施，在企业中建立一系列的管理、校对、 设计变更以及责任归属等符合国际标准的制度，将有助于企业推向国际化与标 准化的目标，是企业迈向全面质量管理的有效步骤。 p l m 系统在产品数据的整个生命周期中对其进行管理，保护了数据完整性。 通过p l m 系统的项目管理和流程管理功能，企业管理人员能够把一个产品 项目定义为一个流程，把这个项目分解为若干个阶段，把这些阶段对应地定义 为流程的节点，为这些节点分配各自的任务，安排这些节点的顺序，指定完成 这些任务的入员和期限。启动这个流程后，管理人员可以清楚地看到流程运行 到了哪个节点和流程运行中有哪些问题，从而有效地控制项目的进程。 1 2 4 缩短对客户反应时间 面对市场的激烈竞争，更多地争取到客户订单对企业的生存与发展是至关 重要。在产品展销会、产品订货会上，如果能对客户的要求迅速做出反应，尽 量满足客户的需求，无疑会为企业争取到更多的订单。 面对客户的要求，产品销售人员可以利用p l m 系统，调出本企业的各种产 品供客户选择。如果产品的某些功能不能够满足客户的需求，产品销售人员可 以利用p l m 的产品配置功能，根据客户的要求，利用本企业现有的零部件迅速 配置出新的产品结构。这样做几乎当时就可以给客户答复。如果这样还不能达 到客户的要求，产品销售人员还可以利用p l m 的产品配置功能，配置出虚拟的 产品结构( 即在产品结构中有些零部件还没有设计出来) 。销售人员把这样的产 品结构通过i n t e r n e t 传回企业的设计部门，由设计部门迅速给出这种配置是否可 行的答复。这样做的结果显然能够比仅仅拿着产品广告向客户宣传争取到更多 的客户订单，而这一切仅凭拥有计算机和上网是办不到的。 第1 章综述 1 2 5 提高产品竞争力 缩短产品上市的时间，提高产品质量和降低生产成本是提高企业产品竞争 能力的重要因素。 产品上市的时间主要受到以下三点因素的影响：一是工程设计工作所花费 的时间，二是用于校对上述工作成果所花费的时间，最后则是在设计过程中， 由于发现错误而返工修改所花费的时间。 p l m 系统可以缩短上面三点所花费的时间，达到缩短产品上市时间的目的： 1 p l m 为企业提供了并行工作的环境，使得产品设计中的各阶段工作可 以部分重叠，从而缩短设计工作的整体时间。 2 以有组织的方式( 例如产品结构树) 为设计者提供查询资料的界面，让 使用者方便、快速地获得必要的信息。 3 将典型的设计工作和校对工作定义为流程，加以自动化管理。 4 让被授权的设计者在任何时间，都可以快速取得正确版本的相关资料。 避免由于用到错误版本的资料而产生的错误，减少返工修改的发生。 5 在产品开发期间提前进行设计变更，降低在产品开发末期设计变更的可 能性，减少设计时间的损失。 根据诸多咨询公司和我的调研发现，借助p l m 系统的管理，企业可以大大 提高产品数据管理的能力，提高零部件的重用率。而经过使用的零部件已经经 历了实际应用的考验，其不足之处已经在应用中显现出来并得到改正，与新设 计的零部件相比，出现质量问题的风险要小的多。 此外，由于p l m 的应用从客观上规范化了企业工作流程和管理制度，使得 企业能够满足i s 0 - - 9 0 0 0 以及国外一些法规要求，这对于企业国内乃至海外市 场的开拓至关重要。在国际化的市场竞争中，我们发现，许多国内企业的产品 之所以不能成功地获得一些海外订单，往往是由于产品不能满足对方的质量体 系规范要求。 1 3p l f l 的市场规模和发展现状 1 3 1p l m 国内市场概况 1 2 第1 章综述 据e w o r k s 和d a r a t e c h 分析，2 0 0 4 年中国p l m 市场的总额是1 9 1 亿美元 ( 1 6 3 亿人民币) ，约占全球p l m 市场的2 ，预计2 0 0 5 年的增长率是3 0 。 该数据包括软件厂商的产品、实施和维护服务收入，渠道和代理商的营业额， 但不包括其它服务收入。与北美和西欧市场相比，中国p l m 市场还处于发展的 初期阶段，但具备了巨大的发展潜力，因此，中国p l m 市场的增长率将是全球 其它地区的三倍。 从应用的企业角度来看，国内诸如通用汽车、安徽奇瑞、日立电机等大公 司都已经成功实施了p l m 。同时我们发现，随着企业经济的发展，许多中小企 业诸如常熟开关厂等也陆续实施了p l m 。根据调查，中小企业对于p l m 的需求 增长迅速，像u g s 、p t c 和一些国内企业都在陆续推出面向中小企业的p l m 解 决方案来争夺这一市场。 目前国内市场对于p l m 的认识还有待提高，有些软件供应商和企业只重视 软件的购买而忽视实施咨询费用的投入，国内企业进行p l m 实施用于咨询费用 的投入明显少于国际平均水平。在欧美一些国家，p l m 实施软件购买和实施咨 询的费用应该各占总费用的一半。 1 3 2p l _ l l 国外主要供应商介绍 纵观国内外p l m 供应商主要分为以下几种类型： 第一，以q 缸帽l m 为核心业务并在传统上成功地集成了e r p 的p l m 专业 厂商，如：p t c 、达索、u g s 等公司。他们在p l m 中都有很长的历史。拥有几 何造型工具和产品数据管理之资产，这些系统在以产品设计为导向的行业和领 域是最强的。这些软件厂商正在几何学基础上扩展其p l m 能力，改善这个丰富 的设计信息的可访问性和可用性，来驱动企业的业务决策。 第二，以e r p 为核心业务而新开拓了p l m 功能的厂商，纵观这些厂商的 p l m 历史，如s a p 、b a a n 和o r a c l e 等，长期以来的工作是以资源管理和使用 b o m 表做计划，使用有组织的信息来进行事物处理，目前正在通过加入可视化 功能和在线会议功能来向更加协同化的方面转变。虽然在几何创新方面能力不 强，但是他们为流程制造业配置了成套的解决方案。 第三，提供单一产品的中立厂商例如a g i l es o f t w a r e 、m a t r i x o n e 等，他 们的角色主要是在以c a d 为中心和以e r p 为中心的厂商之间来搭桥拼缝的。他 1 3 第1 章综述 们强调自身的c a d 中立姿态，以便集成多种的c a d 和e r p 系统。 1 u g s 公司 u g s 是全球领先的产品全生命周期管理软件与服务供应商，在全球拥有 4 6 , 0 0 0 家客户。u g s 是唯一投资于行业套件、应用软件及服务的p l m 公司。 u g s 提供的产品包括u gn x ，t e a m c e n t e r ，s o l i de d g e ，t e e n o m a t i x 以及其他的 p l m 组件如j t - o p e n ，p l m v i s 等。 u g s 是美国通用汽车以及麦道航空公司长期的r r 咨询商，在业界拥有良好 的信誉。该公司在汽车、航空和机械制造业拥有最丰富的p l m 市场经验和实施 能力。在全球排名前3 0 强的汽车原始设备制造商中，有多达