譚建新

[摘 要]使用PLM技術需要一種新的理念，企業(yè)應深刻理解PLM技術的功能與特點，建立和完善基于PLM技術的數(shù)字制造系統(tǒng)的構架與運行模式，使該系統(tǒng)能成為提高企業(yè)產品研發(fā)效率的有效途徑。

[關鍵詞]建立和完善 PLM技術 數(shù)字化制造系統(tǒng)

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0720027－02

隨著金融危機影響的深入，越來越多的企業(yè)認識到產業(yè)升級的重要性，探索如何實現(xiàn)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的飛躍，同時，我國離制造業(yè)強國的目標仍相距甚遠，核心產品與核心制造技術仍掌握在國際跨國大企業(yè)，如何提升企業(yè)的核心競爭力，實現(xiàn)由制造大國向制造強國的轉變，已成為我國制造業(yè)的當務之急。國家在“十一五”規(guī)劃中明確提出：加快工業(yè)化，以信息化帶動工業(yè)化。因此，加快企業(yè)的信息化進程，依據(jù)信息化更好更快地研發(fā)新產品，加快產業(yè)升級的步伐，是企業(yè)提高競爭力的有效途徑。PLM作為企業(yè)提升業(yè)務協(xié)同和產品創(chuàng)新能力的管理理念，近年來受到企業(yè)的廣泛重視，很多企業(yè)把PLM管理應放在企業(yè)戰(zhàn)略層面，作為企業(yè)提高創(chuàng)新水平，提升核心競爭能力的管理創(chuàng)新工程。構建基于PLM技術的數(shù)字化企業(yè)制造系統(tǒng)，是目前許多企業(yè)致力于研究與推廣的重要課題。本文將就建立和完善基于PLM技術的數(shù)字制造系統(tǒng)作些研究與探索。

一、PLM技術概念、功能與特點

（一）PLM的概念及發(fā)展

PLM是英文Product Like-cycle Management的縮寫，中文含義是產品生命周期管理，它是對產品整個生命周期的培育期、成長期、成熟期、衰退期、結束期進行全面管理，是企業(yè)目前唯一面向產品創(chuàng)新的系統(tǒng)，它將PDM（產品數(shù)據(jù)管理）與SCM（供應鏈管理）、CRM（客戶關系管理），ERP（企業(yè)資源管理）等企業(yè)主要信息化系統(tǒng)進行集成，解決企業(yè)信息中的“孤島”現(xiàn)象，實現(xiàn)產品的接單、概念設計、產品設計、工藝流程與作業(yè)、產品供應與售后服務等管理信息的全面數(shù)字化，實現(xiàn)產品開發(fā)與流程管理，從而全面提升企業(yè)效率與核心競爭力，目前在制造業(yè)得到了迅速推廣。

作為一個概念，PLM出現(xiàn)的時間已經(jīng)很長，但作為一個企業(yè)產品創(chuàng)新的系統(tǒng)，作為一個整體的數(shù)字化解決方案，是近幾年才成為企業(yè)的選擇，它的技術基礎源于CAD、CAP、CAM、CAE、PDM及3D技術等，各種軟件系統(tǒng)的不斷推廣與完善，同時又有賴于企業(yè)數(shù)控機床，數(shù)控制造中心及柔性制造系統(tǒng)等基于數(shù)字信息的加工設備的規(guī)模應用。它來源于PDM，但又跨越了PDM，它強調對產品整個生命周期所有信息進行管理，雖然PLM以產品設計管理開始，但擴展到最后，基本涵蓋了企業(yè)所有業(yè)務范圍。它不再是一個技術層面的東西，而上升到企業(yè)產品管理的戰(zhàn)略，它決定企業(yè)向市場提供產品的適宜性、時機、質量和可持續(xù)性。因此，將PLM定義為應對競爭，快速開發(fā)與推出新產品的企業(yè)策略更為精確。

（二）PLM技術的功能與特點

目前許多世界頂級企業(yè)都采取了PLM集成技術，據(jù)Daratech統(tǒng)計，2004年全球PLM市場營業(yè)額96.4億美元，較2003年增長13%，2005年達到106億美元，而據(jù)Cimdata數(shù)據(jù)顯示，2008年將達到145億美元，年復合成長率達8%，所有這些均顯示，PLM技術已成為制造業(yè)的發(fā)展趨勢。PLM本質上是以企業(yè)的產品數(shù)據(jù)為核心，解決用戶從需求、訂單信息、產品開發(fā)、工藝設計、生產制造的綜合管理與過程管理，以信息化手段改變企業(yè)傳統(tǒng)的設計、制造模式，為企業(yè)提供產品創(chuàng)新與業(yè)務協(xié)調的信息化平臺，增強企業(yè)對市場的響應能力，在一個實施了PLM技術的企業(yè)，通過產品數(shù)據(jù)管理（PDM），協(xié)同產品設計（CPD）、產品綜合管理（PPM）及客戶需求管理（CRM），供應鏈管理（SCM），其產品在設計時各業(yè)務部門可以和設計部門同時介入，并行作業(yè)，預先考慮產品整個周期的各種因素，提前發(fā)現(xiàn)設計偏差，及時修正，并按照市場需求預測，不斷更新設計方案，優(yōu)化設計，降低成本，響應市場，大大縮短開發(fā)時間，顯著提高企業(yè)運行效率。

PLM它是一種以產品為核心的戰(zhàn)略，它從地域上橫跨了整個企業(yè)與供應鏈及客戶，從時間上覆蓋從產品的概念設計起直到退出市場，它不僅包含完整的產品信息與數(shù)據(jù)，也包含軟件文件及制造設備的程序信息，它通過產品數(shù)據(jù)管理與協(xié)作，電子商務，仿真技術，應用集成、零部件供應管理，勾通在延伸的產品定義供應鏈上的所有合作伙伴，高效地把盈利，創(chuàng)新產品推向市場。通用汽車公司應用PLM技術后，研發(fā)效率每年提高10%，新車從設計到上市，由原來的42個月縮短為12個月，每年開發(fā)的產品項目由原來每年16個增加到26個，韓國雙龍汽車公司采用PLM數(shù)字化制造系統(tǒng)推出的汽車，由概念車到量產車，周期不到兩年。因此，從發(fā)展上說，PLM正迅速地從企業(yè)策略變?yōu)槠髽I(yè)的核心競爭力，成為企業(yè)通過信息化促進產業(yè)升級的必由之路。

二、企業(yè)數(shù)字化制造系統(tǒng)的架構與運行

（一）數(shù)字化制造系統(tǒng)的構架

企業(yè)在采用PLM之前，產品在設計和生產環(huán)節(jié)有著明顯的先后順序，設計人員首先使用CAD等設計軟件，對產品進行設計，然后提交技術專家，進行技術，經(jīng)濟測算，測試制造的可行性，修正后再測試，樣機出來后進行工藝及制造，零部件采購等，這種方式極大的延緩了產品創(chuàng)新的速度，而PLM技術最大的優(yōu)點在于可以“并行作業(yè)，上下關聯(lián)”優(yōu)化流程管理。但PLM并不是一種簡單的系統(tǒng)集成，一個PDM，加CAD/CAM，再輔以數(shù)字化裝配，連接某個ERP或SCM系統(tǒng)，這不是PLM的真正內涵，這只是一種技術的堆積，真正的PLM是針對一個具體的使命，將ERP系統(tǒng)、SCM系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)四個企業(yè)信息化的主要業(yè)務領域的系統(tǒng)進行有機集成，通過信息化手段，將信息技術、自動化技術、現(xiàn)代管理技術和制造技術相結合。在這個集成過程中，軟件產品是基礎，服務是關鍵，數(shù)據(jù)是根本，用是目的、不同的企業(yè)，不同的產品開發(fā)，PLM集成模式是不一樣的，一個成功的PLM集成可以從IT組織、財務、產品設計，市場和實施五個方面進行評價。其中至關重要的是定義問題，依靠PLM解決方案的需求定位，企業(yè)才可以正確評判PLM的適用性。以下是企業(yè)常見的一種基于PLM技術的數(shù)字制造系統(tǒng)。

在這個系統(tǒng)中，產品信息流不必在CAD、CAM、CAPP這間直接交換，CAD、CAM、CAPP系統(tǒng)各自將生成的信息放回PLM系統(tǒng)，同時，隨時可以以PLM系統(tǒng)中提取所需信息，實現(xiàn)CAD、CAM、CAPP、PDM與PLM系統(tǒng)的集成，在PLM與ERP集成上，PLM不僅可以向ERP傳遞產品信息，同時ERP中生成的與產品有關的生產、維修、供應、客戶信息，也可以提取到PLM系統(tǒng)，以最大限度地共享企業(yè)全部信息系統(tǒng)。

（二）數(shù)字化制造系統(tǒng)的運行模式

在數(shù)字化制造系統(tǒng)中，PLM系統(tǒng)提供了一個虛擬的信息平臺，在此信息平臺上，所有產品、工藝、生產、流程和資源等信息均可以進行虛擬管理和集成，其中信息流以電子樣機這種虛擬產品數(shù)據(jù)形式在各系統(tǒng)中流動，實現(xiàn)“并行設計、協(xié)調設計、上下關聯(lián)、流程管理”，在這個數(shù)字化制造環(huán)境中，設計人員可以設計并管理自己的零件，同時還可以對裝配中的所有零件與自己設計的零件進行協(xié)調，通過數(shù)字樣機可視化和信息技術，使技術人員在開發(fā)過程的早期就虛擬檢查相關零件的幾何尺寸是否協(xié)調，通過3D檢查干涉狀況，這樣設計員可以在虛擬的裝配環(huán)境下設計，減少對物理樣機的需求，同時，客戶管理系統(tǒng)與供應鏈系統(tǒng)也可提取電子樣機的數(shù)據(jù)、早期介入、并行作業(yè)，大大縮短產品開發(fā)周期。

1．在這個流程中，銷售部接受訂單，通過CRM系統(tǒng)，生成產品特征信息，輸入PLM系統(tǒng)。

2．技術部接受產品特征信息進行電子樣機的設計，將電子樣機的數(shù)據(jù)傳至PLM系統(tǒng)。

3．采購部、生產部從PLM系統(tǒng)提取電子樣機數(shù)據(jù)，進行虛擬采購與虛擬生產，并將信息反饋至PLM系統(tǒng)。

4．技術部從PLM系統(tǒng)提取虛擬采購與生產信息修改并完善電子樣機。

5．生產部從PLM系統(tǒng)提取改進后的電子樣機數(shù)據(jù)，進行工裝、工藝設計、組織生產，采購部組織外協(xié)件采購。銷售部開始新產品推介。

三、企業(yè)建立和完善數(shù)字化制造系統(tǒng)需注意的問題

（一）企業(yè)在數(shù)字化制造系統(tǒng)建設中存在問題

我國的PLM技術起步較晚，企業(yè)原有信息程度低，因此，企業(yè)在數(shù)字化制造系統(tǒng)建設中存在一些問題，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

1．軟件環(huán)境不統(tǒng)一，各種平臺共存。

2．設計與制造自成體系，過程脫節(jié)。

3．數(shù)據(jù)管理落后；標準統(tǒng)一與信息化程度低。

4．各種管理系統(tǒng)信息流不暢。

（二）企業(yè)在建立數(shù)字化制造系統(tǒng)時需加強的工作

1．加強企業(yè)標準化建設，建立數(shù)字化設計/制造協(xié)調平臺，及各種基礎數(shù)據(jù)庫。

2．以PLM技術為基礎，構建企業(yè)全局信息集成框架，建立工業(yè)管理平臺，作好制造資源管理系統(tǒng)，優(yōu)化工藝流程，創(chuàng)建典型工藝。

3．用電子審簽流程取代手工簽審，加強企業(yè)信息化建設，保持信息流暢。

針對PLM，強調的是“業(yè)務協(xié)同創(chuàng)新”、“知識整合重用”、“系統(tǒng)應用集成”。企業(yè)應從發(fā)展戰(zhàn)略角度，著重進行研發(fā)業(yè)務模式與流程分析，將以研發(fā)為管理核心的PLM應用，分別向前到市場需求、向后到售后服務、向內到業(yè)務協(xié)同，向外到系統(tǒng)全面集成來決定PLM的應用策略和實施細節(jié)。

基于PLM技術的數(shù)字化制造系統(tǒng)作為產品研發(fā)和管理的高效的創(chuàng)新手段，從開始提出到現(xiàn)在，已顯示出勃勃生機，成為各大企業(yè)競相實施的產品開發(fā)策略，它改善了企業(yè)產品創(chuàng)新體系。我國企業(yè)應加快步伐，盡快構建和完善基于PLM技術的數(shù)字化制造系統(tǒng)，以信息化促進工業(yè)化，實現(xiàn)制造中心向研發(fā)中心轉變，才能跟上國際最先進企業(yè)前進的步伐，增強企業(yè)競爭力，盡快從金融危機中解脫出來，使企業(yè)更上一層樓。

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