PLM产品技术的发展趋势

1.引言

PLM（产品全生命周期管理）越来越受到企业的重视，它已经从原来的理论概念发展到渐趋成熟的软件产品，并且必将成为企业未来发展的必由之路。

过去的几年，在国内外PLM软件厂商和实施企业的努力下，PLM经过了快速的发展，在企业中的应用从研发延伸到工艺、制造等相关的产品生命周期阶段；应用的行业也从传统机械制造业扩展到其他行业，例如电子、制药和快速消费品等行业。

在PLM的发展过程中，根据国内外PLM厂商的发展动向，以及对PLM关键技术的研究，我们认为PLM在未来几年将围绕以下几个重要的方向发展：

可定制化的解决方案；

高效多层次协同应用；

多周期产品数据管理；

知识共享与重用管理；

数字化仿真普及应用；

这些重要的发展方向将决定PLM的整个市场普及推广，并给PLM带来前所未有的应用高潮，以下将对上述的发展方向及内容进行阐述。

2.PLM技术的发展方向

2.1可定制化的解决方案

PLM成功应用的关键取决于软件供应商对企业的需求响应的速度和代价，响应速度越快并且付出代价合理，那么系统实施成功并且不断深化的可能性就越大，因此PLM必须是一个可定制化解决方案。

从PLM系统的发展轨迹来看，PLM系统的可定制能力经历了缺乏可定制、模型可定制、模型驱动的构件可定制的这样的发展过程，随着实施企业的逐渐理性，PLM需要提供一个使企业可以快速、安全、稳定并且低成本的部署，并运行一个数据模型和业务模型符合具体需求的可定制的解决方案。如图1所示，随着PLM在产品的各个生命周期阶段功能的完善，使得PLM的功能愈来愈丰富和强大，但即使是这样，也不能完全满足不同企业的个性需求，因此提供一个可定制化的解决方案就显得非常有必要，让用户来决定最终PLM产品的形态和配置。

图1 PLM可定制化的解决方案

当前主流的国际PLM厂商在可定制化方面做了相当多的研究，例如PTC公司的Windchill在基于Java平台的基础上，实现了企业实施过程中的二次开发功能，同时可以进行简单的数据建模，但是这些需要企业进行一定量的开发，而且提供的建模能力远远满足不了不同企业的个性需要，如：企业在PLM系统实施中，经常需要定制大量的基于业务过程驱动的具有严格权限控制的各类业务单据，因此，国外主流PLM厂商的解决方案距离真正的可定制化的解决方案尚有距离。

2.2高效多层次协同应用

随着PLM的快速发展，PLM已经逐步覆盖从产品市场需求、概念设计、详细设计、加工制造、售后服务，直到产品报废回收等全过程的管理，并逐步实现了与企业其它信息系统的深入集成。目前国内外许多集团型企业也在使用PLM系统，同时产业链上的上下游企业之间也需要通过PLM实现协同，因此伴随着的问题就是解决产品不同阶段、不同参与人员和组织之间的协同，因为只有高效的协同应用，优化的业务过程，才能真正提高企业的工作效率，缩短响应时间，为企业带来更好的利润回报。

协同的应用根据企业的业务需求可以分为多个层次，我们把协同应用分为三个大的层次：项目管理协同、业务过程管理的协同和业务数据协同管理。项目管理的协同可以在整个企业不同部门之间或者产业链的上下游企业之间应用，主要反映的任务的关系和结果，这对于解决集团型企业应用非常适合；

业务过程管理的协同可以在部门内部或者部门之间应用，主要反映日常业务的执行过程和结果，满足了企业日常工作的自动化协同；

业务数据的协同管理是最基本的协同，通过数据的生命周期阶段或者状态在不同人员之间形成协同，保证业务数据在整个生存周期的正确和完整。

当前主流的PLM产品都分别提供了这几个层次的协同解决方案，例如UGS的TeamCenter产品提供了企业协同、工程协同、制造协同、项目协同、需求协同、可视化协同、社区协同等不同的解决方案，这些协同方案针对不同的需求产生。

高效多层次协同不但强调协同方案的“多”，更强调不同协同方案的一致性和完整性，在提供企业产业链之间、企业部门之间、部门内部等多层次的协同的同时，提高不同协同之间的集成和协同方法的不断探索，实现不同多层次协同的无缝集成。如图2所示，目前PLM系统在协同方面的应用还主要停留在企业内部业务规则和业务数据的协同，虽然部分企业也实施了项目管理，但是和PLM系统的高效紧密集成还有一定距离。

图2 高效协同应用的二维示意图

2.3多周期产品数据管理

PLM产品是从PDM产品发展起来的，在企业的应用已经从研发部门延伸到企业的各个部门，对于同一份系统中的数据，根据企业的划分标准不同，会有多个生命周期，例如对于一个文档对象，根据不同的标准，可能会参与两个生命周期的变化：

业务生命周期：需求、设计、审批、工艺、制造、售后等；

数据生命周期：工作阶段、审批阶段、归档阶段；

因此多周期的数据管理是PLM系统发展应用的趋势，如图3所示，同一份数据同时存在于5个生命周期线上，需要保证不同生命周期的不同阶段的有效管理。

目前主流的PLM厂商都有自己的产品生命周期管理解决方案，但是还没有多周期产品数据管理，单周期的数据管理对于项目型的应用比较适合，因为项目本身就包含了一次性的特点，而产品的管理是重复迭代，周而复始，需要更加复杂的周期管理。

2.4知识共享与重用管理

现在知识管理已经非常热门，企业不断推出各种知识管理解决方案。关于知识管理系统定义非常多，如知识管理系统是一种把企业的事实知识(know-what)、技能知识（know-how）、原理知识(know-why)与存在于公司数据库和操作技术中的显性知识组织起来的技术。

随着企业应用PLM的时间越来越长，积累的数据 来越多，这其中包含了企业多年沉淀的知识，如何让这些知识方便的在企业内部共享和传播就显得非常重要。

知识的共享和重用的应用包含两个方面：一是获取知识，即进行数据挖掘和数据的整理；另一个是知识传播，即把已经整理好的知识融入到PLM系统，依靠PLM系统把必要的知识传递给相关的人，为企业的生产进行服务，减少不必要的重复劳动或者探索。通过知识分类和梳理理，可以把企业的各类知识进行有效的管理，有效的形成企业的知识资产。

如图4所示，是一个知识共享和重用管理的过程，在PLM已有的数据中进行挖掘和整理，形成可共享的知识，然后通过PLM系统传播给所有部门的人员，在使用的过程中，整合人们总结的知识，并和已有的知识进行累积分析，形成循环使用，达到智力资源的优化配置。

2.5数字化仿真应用普及

随着企业对生产制造过程的仿真和管理的需求不断加大，全球三大PLM厂商UGS-Tecnomatix、达索-Delmia、PTC-Polyplan均已拥有了自己的数字化制造解决方案，开始了产品生命周期的一个新阶段的应用探索。通过数字化仿真企业可以节约产品研发、生产准备和生产节拍制定等许多成本， 并可以节约大量的时间。

图4 知识共享和重用管理示意图

数字化仿真主要分为两个方面，一是产品生产制造的仿真，另一方面是管理过程的仿真。

产品生产制造的仿真主要应用在航空航天、汽车和电子等发杂、大型制造行业中，一个产品研制的完成需要较长的时间，复杂度比较高，如果按照传统的生产流程，在产品形成和测试过程中，需要耗费大量的人力和物力进行验证，这些工作需要耗费企业大量的成本，而且测试并不意味着一次性成功，有了数字化仿真，就可以通过在计算机上进行大量的测试和验证工作，大大节省了成本和时间。

管理过程的仿真主要是管理者在制定新的业务过程的时候，按照传统的做法，需要进行较长的适应和磨合期，而且如何进行已有业务规则的调整，需要实际的人员参与，形成的周期比较长，对于企业的管理是一个很大的挑战。有了数字化仿真，管理者可以通过PLM系统仿真业务规则的制定和执行过程，生成相关的数据，制定相关的业务过程，进行仿真，在仿真的过程中发现问题进行改进，节省了成本，提高了管理过程的可控制性。管理以人为本，辅以先进的信息技术，才能真正提高企业的管理水平。

现在各主要PLM厂商主要集中在产品生产制造的仿真研究上，管理过程的仿真还是一个新的领域，在今后的几年将会是PLM应用的热点。

3.结束语

随着PLM的应用的广泛和深入，企业对PLM的要求也越来越多，越来越理性，因此软件厂商把握住PLM产品的发展方向就非常关键。

可定制化的解决方案、高效多层次协同应用、多周期产品数据管理、知识共享与重用管理、数字化仿真普及应用等5个方面将会给PLM的发展带来更广阔的市场空间。

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