产品全生命周期数字化的管理

产品全生命周期数字化管理龚欣（东南大学机械工程学院南京211189）摘要：所谓产品全生命周期管理（ProductLife-CycleManagement，PLM），就是指从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。PLM是一种先进的企业信息化思想，它让人们思考在激烈的市场竞争中，如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本。如果说产品是树，那么是产品管理给了这棵树生命，而这棵生命之树的成长则需要PLM来照料与浇灌。关键词：PLM，产品生命周期，信息化一、产品全生命周期管理的简要概念现代信息社会迅速发展，产品的落后将导致失去市占率及营收的机会；产品的要求与品质不精确招致时间浪费及重新设计的成本。任何成功的产品，严谨的产品定义是生命周期的第一步。但是没有可完善的技术来协助管理，在两个不同部门间对产品的认知是失序的，例如：产品文件上的产品功能叙述无法即时更新，导致品质、可用性及客户对产品接受度的降低。于是软件业者发展一套数据库——PLM（产品全生命管理），来协助公司解决以上问题。所谓产品的生命周期，就是指从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。产品生命周期管理（ProductLivecycleManagement,简称PLM）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。企业为了使产品及时上市，打败竞争者，投资回收率ROI（returnoninvestment）极大化，产品知识快速移转，从市场研究员到产品经理到产品设计员到技术支援都需要迅速迅速作出响应，因此，PLM技术就应运而生。二、产品全生命周期管理的内容PLM可以从企业资源计划（ERP）、供应链管理（SCM）、客户关系管理（CRM）系统中提取相关的资讯，并使之与产品知识发生关联，进而使之用于扩展型企业，使从制造到市场、从采购到支持的所有人都能够更快速、高效地工作。这样就允许在公司间的整个网络上共同工作来进行概念设计、产品设计、产品生产、产品维护，对整个网络的操作就象对一个单独的机构操作一样。PLM允许扩展型企业在公司间共用产品的业务流程和产品知识，包括从提出概念到产品退出市场整个生命周期的各个阶段。产品全生命周期是一种战略性的业务模式，支持产品信息在全企业和产品全生命周期内（从概念到生命周期结束）的创建、管理、分发和使用，它集成了员工、流程和信息等要素。在理想情况下，所有参与某项产品的系统和部门，有权使用同一个数据库：从计划(PPS/ERP)，设计(CAD)，计算(CAE)，成形到控制(CAM)，销售和服务.但事实上，没有一个PLM产品能完全满足所有企业资讯整合需求，也没有任何一个企业能完全使用套装软件既有功能而不作任何客制化开发之导入方式完成系统建构，而每一套PLM解决方案亦各有千秋；有些产品是从产品设计观点及工程角度出发，重视产品协同设计的能力；有些产品是从整体平台出发及专案管理出发，重视产品生命周期管理的能力；有些则是以产品知识累积及企业流程管理出发，重视产品结构及知识累积的能力等。以信息化带动工业化是中国制定的一个为期50年的长期发展战略。在中国加入WTO以后，西方经济低迷，神州一枝独秀，中国正在迅速成为世界制造业的中心。在经济全球化的压力下，中国的制造业企业面临更加激烈的市场竞争。君不见，满街跑的“国产”汽车多数打着国外的商标；国内的家电企业正在被外方索要巨额的专利费等等。提升企业的核心竞争力已经成为企业首要的任务，而实现首要任务的有效途径之一就是加快企业的信息化进程，依托信息化的手段，研发出更新更好的产品，有效地增加收入和降低成本。因此，近一两年来，企业信息化正在成为企业行动的目标和市场上时髦的词汇。企业信息化，特别是制造业企业信息化，无论如何分类、组合，剖析、预测，或是以想要的任何方式来评估、定义它，最终，企业信息化尘埃落定为四个主要的业务领域，由四种主要的IT信息系统所代表。它们是：企业资源规划(ERP)系统，供应链管理(SCM)系统，客户关系管理(CRM)系统和产品生命周期管理(PLM)系统。这四种信息系统的有机结合应用，构成了企业信息化的重要组成部分。企业可以根据自身的情况，面向某类特定的业务问题，选用一种或几种系统来构建自己的企业信息化框架体系。那种认为企业信息化就是实施ERP系统的观点是十分片面和有害的。三、产品全生命周期管理的发展历史与特点在ERP、SCM、CRM以及PLM这四个系统中，PLM的成长和成熟花费了最长的时间，并且最不容易被人所理解。它也与其他系统有着较大的区别，这是因为迄今为止，它是惟一面向产品创新的系统，也是最具互操作性的系统。例如，如果企业为了制造的用途，使用PLM软件来真正管理一个产品的全生命周期，它需要与SCM、CRM，特别是ERP进行集成。如果作为一个概念来说，PLM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PDM和CAD软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说，PLM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PLM与所有与产品相关的数据的管理有关，那么就必然与PDM密不可分，有着深刻的渊源关系，可以说PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了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，这是与PDM的本质区别。由于PLM与PDM的渊源关系，实际上几乎没有一个以“全新”面貌出现的PLM厂商。大多数PLM厂商来自PDM厂商。有一些原PDM厂商已经开发了成体系的PLM解决方案，成功地实现了向PLM厂商的转化，如EDS、IBM。当然，也有ERP厂商的加入，如SAP，已经提出了自己的基于ERP立场的PLM解决方案，试图在这个广大的市场上来分一勺羹；还有一些CAD或工程软件厂商也正在做这样的努力。需要指出的是，有一些原来本是PDM/CAD的厂商，并没有推出实际的PLM产品，而只是改了个名字就自称为PLM解决方案厂商，顺道搭车卖一些PDM/CAD产品。这样，一些鱼目混珠的动作给市场和广大客户都造成了很多的困惑。PLM，并不是一种简单的“系统集成”——例如，把一个PDM，两个CAD，再来一个数字化装配，加之连接上某个ERP或是SCM系统，辅之以Web技术，就是“PLM”系统了——这样做，只是实现了一种技术的堆积和继承，只是完成了任务和过程自动化这样的功能，没有体现出PLM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的，但是对于实施PLM战略是不充分的。首先要理解到，由于PLM策略是完全从事于不同的商业使命，因而它需要更复杂的系统体系结构。PLM技术的选择和实施必须以这样的方式来做，构建一个面向更广泛的商业使命的生命周期财富管理系统来组成。技术的采用必须根据这个高层次使命的原则来选择，而不是以完成任务和过程自动化这样传统的历史使命来选择。四、产品全生命周期数字化管理的运作我们已经认识到，只有PLM可以最大限度地实现跨越时空、地域和供应链的信息集成，在产品全生命周期内，充分利用分布在ERP、CRM、SCM等系统中的产品数据和企业智力资产。因此，PLM系统的价值取决于在企业内能否与ERP、SCM、CRM集成使用，组成PLM生态系统。由于企业各自的特点和问题不同，在实施PLM系统时也不必要求四个系统全部一齐上马，合理的方式是针对企业具体需求，为其提供系统组合的入门方案，“统一规划，按需建设，重点先行”。从应用的目的上说，建设以PLM系统为核心的企业信息化系统，大致有三大类15种入门方式可供企业选择。1.以企业资源规划为基础产品生命周期管理①物料需求规划与产品数据管理这是广为使用的PLM应用思路之一。例如在规定的时间内制造某种设备，MRP系统从PDM系统中提取材料清单(BOM)，来决定什么样的装配必须自行创建，什么样的材料必须外购。这样比较好地解决了工程BOM和制造BOM的沟通问题。②人力资源与项目管理项目管理系统在做日常工作的协调与管理时，需要调用企业内可用的资源(例如人员和时效性等)数据。③采购与项目管理企业建造某种设备时，项目团队通常需要购买原材料，需要生成采购订单的能力。这个订单可以与财务预算联系起来。④财务与项目管理项目管理是监测预算并实现跨项目预测的一种软件工具。它提取每一个项目的财务信息并检查当前成本是否与预期的成本相符？时间表是否与所有的项目进度相符？⑤生产管理与工程为了有效地沟通从工程研发到车间工作面的工程变更指令(ECO)，产品数据需要在制造和PMD系统(经由CAD系统)之间流动起来。这将有助于减少不合格的零件生产。2.以供应链管理为基础①供应链规划与产品数据管理在企业对企业的工程变更指令管理中，主要目标是揭示在供应链上隐藏的成本。制造商需要把它的PDM系统与供应链规划系统连接起来，以便沟通某个ECO的细节，由此可以更好地预见这个ECO在供应链上对下游的影响。一个ECO的实际成本来自对存货、制造、供应链规划和客户服务的不连贯。通过连接SCP和PDM，制造商可以生成“whatif”设定方案，来决定引入ECO的最佳时间。②生产规划与项目管理在企业已经规划的各种项目中，企业可以从项目管理系统中提取数据，并运行仿真软件，以便在实际的瓶颈发生之前确定其位置。这将帮助制造商合理地组织资源，并基于总体的成本，决定在哪里制造产品更好。③资源获取与产品数据管理当原设备制造商打算提出一个建议需求时(RFP)，它应该尽可能详细地制定出产品定义。通常情况下，这个信息通过SCM或供应商关系管理(SRM)系统是无法获得的。所以把资源获取与PDM集成在一起成为解决问题的关键。④资源获取与协同产品设计由于在资源获取过程中可以提供完整的产品定义信息，那么协同的B2B产品设计就成为切实可行的事情。当一个外协供应商被邀请来参与一个投标项目时，可以把其标准件的资源信息与其PDM系统连接起来，它不仅可以投标于标准的零部件，还可以结合自己所拥有的独特技术和客户的性能指标要求，把自己特有的制造能力结合到产品设计中去。这样，OEM厂商在产品设计期间也共享了外协供应商的智力资源，并从中获益。⑤需求预测与产品组合管理当一个新产品上市时，将会引发一定数量的产品零部件的调拨或拆分。有了来自市场分析的数据，企业可以把这些数据输入到需求预测中，并在它们的产品组合中，获得对各种产品更准确的市场表现评估。3.以客户关系管理为基础①市场分析与产品组合管理当制造商计划启动一个新产品上市时，市场分析软件要调用来自产品组合管理系统的所有本公司产品信息，并以此决定新产品如何与现有产品相适应，是否要调拨使用其他零部件。②客户服务与产品数据管理对于制造商来说，把产品服务历史与产品数据管理系统集成起来是十分重要的，甚至某些来自客户服务的信息可以直接结合到产品设计中去。大多数制造商都证实，在其产品服务部门里，有大量对产品设计有用的信息，但是工程设计部门的人往往不知晓这些信息。③销售预测与项目管理来自项目管理的预测数据可以与销售和市场环节连接起来，以实现“可行承诺”式的生产制造。在按单设计的环境中，过量地承诺客户对企业来说是毁灭性的。企业要实现准确的销售预测，必须十分依赖于来自正在执行中的项目的实时信息。④客户关系管理与客户需求管理客户需求管理是提取销售数据并把它们集成到开发过程中的软件，所以与CRM的集成是至关重要的。以下的例子都用到了销售数据：其一，按单设计的制造商把顾客的需求信息反馈到工程开发环境中，实现客户化设计；其二，按单配制的制造商使用销售数据来生成销售指南，让客户可以按预先设定的配制来购买产品；其三，在批处理(例如消费品)中，电子收款机的销售数据被用于价格敏感模型和效用分析。⑤知识管理与产品组合管理产品组合管理是负责分析产品如何在市场上存在的软件，它需要使用诸如专利、规则需求、测试以及各种知识产权等信息。从这个意义上说，产品组合管理可以被视为企业智力资产的集散中心。需要指出的是，这15种系统的组合，只是在应对企业