當(dāng)企業(yè)的產(chǎn)品變得更加智能、人與物之間開始實現(xiàn)互聯(lián)、個性化定制消費觀念實現(xiàn)了消費者與生產(chǎn)廠家的信息對接，新的產(chǎn)品創(chuàng)新模式也在不知不覺中逐漸形成，進(jìn)而催使制造企業(yè)不得不去重新思考如何推進(jìn)新時代的產(chǎn)品創(chuàng)新？如何適應(yīng)在產(chǎn)品生命周期越來越短的競爭環(huán)境中滿足客戶越來越個性化的產(chǎn)品需求？

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智能制造架構(gòu)下，PLM系統(tǒng)的地位與作用

在智能制造體系架構(gòu)中，智能產(chǎn)品、智能服務(wù)直接影響著企業(yè)商業(yè)模式的創(chuàng)新，是非常重要的組成部分。智能產(chǎn)品通常包括機械、電氣和嵌入式軟件/系統(tǒng)，具有記憶、感知、計算和傳輸功能。如今，智能產(chǎn)品基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，可以感知自身狀態(tài)，進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，及時幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進(jìn)行市場營銷的決策。

物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)產(chǎn)品智能化、互連化發(fā)展的同時，開啟了一個競爭的新時代。智能產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中將衍生出一系列相關(guān)產(chǎn)品或服務(wù)市場，這些產(chǎn)品和服務(wù)組合到一起能滿足更廣泛的潛在需求。更多價值從產(chǎn)品向由產(chǎn)品衍生的服務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也預(yù)示著巨大的挑戰(zhàn)和機會。企業(yè)需要發(fā)揮智能互聯(lián)產(chǎn)品的全部潛力，結(jié)合全面的服務(wù)創(chuàng)造更多價值。越來越多的制造企業(yè)也更加深刻地理解了智能產(chǎn)品實質(zhì)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了新的服務(wù)模式，將產(chǎn)品全生命周期管理拓展到服務(wù)階段，塑造服務(wù)競爭優(yōu)勢。此外，個性化定制也屬于一種智能服務(wù)，消費者直接與生產(chǎn)廠家對接，批量為1。

總的來說，智能制造時代帶來的影響主要體現(xiàn)在新的產(chǎn)品、新的商業(yè)模式和新的流程三個方面。企業(yè)應(yīng)如何適應(yīng)這些變革？從設(shè)計到服務(wù)、從供應(yīng)鏈到資金再到人力資源、從產(chǎn)品使用維護(hù)到報廢回收，產(chǎn)品數(shù)據(jù)如今變得無處不在，如何利用好這些數(shù)據(jù)，讓這些數(shù)據(jù)發(fā)揮出應(yīng)有的價值？如何將客戶的需求與產(chǎn)品相連？企業(yè)應(yīng)采用什么方式進(jìn)行內(nèi)外部的設(shè)計協(xié)同？

要解決這些問題，實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新，必須要依靠產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)PLM系統(tǒng)的支撐。在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)下，PLM系統(tǒng)是建立在設(shè)計信息、生產(chǎn)信息、用戶使用及反饋信息的高度智能化集成基礎(chǔ)上的，從智能化的需求收集到基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)獲得的過程，從智能化的用戶參與式設(shè)計到能夠直接轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)信息并被執(zhí)行。

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PLM系統(tǒng)應(yīng)用趨勢剖析

在數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)（e-works）與國際知名PLM研究機構(gòu)CIMdata聯(lián)合舉辦的PLM市場與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上，CIMdata總裁Peter Bilello就曾指出，在產(chǎn)品生命周期中，如果產(chǎn)品全生命周期沒有形成閉環(huán)將會阻礙具有顛覆性和全球競爭力產(chǎn)品的開發(fā)和支持，并且企業(yè)內(nèi)和上下游企業(yè)間多個領(lǐng)域的團(tuán)隊難以有效協(xié)作。

為促使生命周期形成閉環(huán)，一方面需要推進(jìn)數(shù)據(jù)分析，因為企業(yè)在產(chǎn)品生命周期的每個階段都產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，有些數(shù)據(jù)直接來自產(chǎn)品本身，其他數(shù)據(jù)來自社交媒體和多種松散結(jié)構(gòu)，而這些數(shù)據(jù)大部分都被忽略。另一方面對未來發(fā)展的問題和需求分析等也很需要。此外增強數(shù)據(jù)的互操作性、工作流和流程的透明度，以及不同領(lǐng)域團(tuán)隊之間的協(xié)作等方面都要考慮。

所以，在智能制造體系架構(gòu)下，PLM系統(tǒng)具有非常重要的作用，其應(yīng)用趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）為企業(yè)搭建產(chǎn)品創(chuàng)新管理平臺。

PLM系統(tǒng)將設(shè)計、工藝、工程、分析與仿真、制造、質(zhì)量、維修維護(hù)、回收等相關(guān)的過程多種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一組織、管理和呈現(xiàn)，解決產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集中、安全、有效的管理。同時，通過搭建涵蓋各部分?jǐn)?shù)據(jù)的BOM，將分散于各階段、各部門的設(shè)計、工藝、制造、質(zhì)量等數(shù)據(jù)整合起來，為整個智能制造體系提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。并且還可以集成程序設(shè)計與管理、仿真、優(yōu)化、創(chuàng)新、質(zhì)量等工具，使研發(fā)體系可以快速高效地應(yīng)用這些工具，從而進(jìn)行差異性、高性能、高品質(zhì)的智能產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新。

（2）增強企業(yè)個性化、系列化產(chǎn)品開發(fā)能力。

PLM系統(tǒng)通過以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為中心組織產(chǎn)品信息，即能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的系列化管理，通過有效建立物料清單的多視圖管理和配置規(guī)則，又能夠保障產(chǎn)品及零部件版本的有效控制。根據(jù)預(yù)定義的零部件集及它們之間的相互約束關(guān)系，通過合理的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化組合，形成滿足客戶個性化要求的產(chǎn)品設(shè)計過程。在PLM系統(tǒng)產(chǎn)品配置過程中會涉及到大量的數(shù)據(jù)信息如物料信息、各種參數(shù)信息、零部件版本信息等，同時也會涉及到企業(yè)多個職能部門間信息的交互與傳遞如設(shè)計、采購、工藝、制造、售后等部門。為了解決這個問題，企業(yè)還必須要搭建全流程、多層級、多功能的企業(yè)級BOM體系，通過一套切實有效的BOM體系來支撐企業(yè)大批量定制的生產(chǎn)模式。

（3）構(gòu)建協(xié)同的設(shè)計創(chuàng)新環(huán)境，與客戶進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新。

PLM系統(tǒng)基于云端可以與供應(yīng)商、合作伙伴、客戶進(jìn)行協(xié)同研發(fā)，讓所有人都能夠參與到開放式的創(chuàng)新中來。幫助企業(yè)在產(chǎn)品早期研發(fā)過程中與設(shè)計伙伴、供應(yīng)商等進(jìn)行協(xié)同，通過實時協(xié)同、信息共享、移動化，使企業(yè)能夠更有效地開展合作，并能利用社交實現(xiàn)更大范圍的協(xié)同創(chuàng)新，加速產(chǎn)品開發(fā)。國際知名PLM研究機構(gòu)CIMdata曾指出社交計算對于PLM發(fā)展的重要意義，主要表現(xiàn)在三個方面：使用社交計算開發(fā)產(chǎn)品；在產(chǎn)品里運用社交計算；用社交計算營銷產(chǎn)品。

（4）建立全局變更管理。

在產(chǎn)品全生命周期整個過程中還存在變更管理模型，包括功能、設(shè)計、零件、成品、維修等階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)都會存在發(fā)布前的多次調(diào)整，發(fā)布后的多次改變，這種調(diào)整和改變都需要進(jìn)行相應(yīng)的管理與執(zhí)行。在PLM系統(tǒng)上，建立以業(yè)務(wù)流程驅(qū)動的變更管理，管理整個變更過程。同時，通過分析變更的影響范圍，為受影響的對象執(zhí)行變更提供相應(yīng)的依據(jù)和參考，保證變更的準(zhǔn)確性；通過流程的控制，協(xié)同變更過程各參與人的工作，保證變更的及時性；通過數(shù)據(jù)集成平臺接口，將變更數(shù)據(jù)及時下發(fā)到ERP、MES等系統(tǒng)，覆蓋整個產(chǎn)品全生命周期的各個相關(guān)業(yè)務(wù)部門，保證變更的有效性。

（5）以模型為核心，構(gòu)建基于模型的企業(yè)。

企業(yè)可以將產(chǎn)品全生命周期中所需要的數(shù)據(jù)、信息和知識進(jìn)行整理，結(jié)合PLM系統(tǒng)，建立便于系統(tǒng)集成和應(yīng)用的產(chǎn)品模型和過程模型，通過模型進(jìn)行多學(xué)科、跨部門、跨企業(yè)的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計、制造和管理，通過模型支持技術(shù)創(chuàng)新、大批量定制和綠色制造。

（6）互聯(lián)資產(chǎn)，管理基于物聯(lián)網(wǎng)收集的產(chǎn)品運行數(shù)據(jù)，開展大數(shù)據(jù)分析。

基于傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)可以對產(chǎn)品的性能、質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控，使工程技術(shù)人員更加直觀地了解當(dāng)前產(chǎn)品在實際工況下的軟硬件運行狀況。在此基礎(chǔ)上，就能夠基于大數(shù)據(jù)分析和智能優(yōu)化對搜集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析、編程，進(jìn)行預(yù)防性的維修維護(hù)，也可以明確在以往產(chǎn)品研發(fā)過程中出現(xiàn)的問題，繼而在下一代產(chǎn)品研發(fā)中改進(jìn)設(shè)計，使產(chǎn)品能夠不斷的動態(tài)優(yōu)化來改善用戶的體驗，持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和功能。

（7）建立端到端的客戶結(jié)構(gòu)化需求管理。

企業(yè)的產(chǎn)品能否迅速占領(lǐng)市場，很大程度上決定于其產(chǎn)品是否準(zhǔn)確把握住客戶多樣化的需求并付諸實踐，及時在產(chǎn)品策略上做出轉(zhuǎn)變。PLM系統(tǒng)通過結(jié)構(gòu)化需求管理可以集成產(chǎn)品全生命周期所有過程（需求開發(fā)、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、生產(chǎn)制造、銷售、使用、維護(hù)以及回收等）的需求目標(biāo)，并關(guān)聯(lián)到文件、產(chǎn)品主數(shù)據(jù)以及物料清單上，明確各階段需求的相關(guān)角色和職責(zé)，確定其他過程開始的先決條件和技術(shù)策略，并在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)動態(tài)地反饋與產(chǎn)品需求相關(guān)的各種信息，使產(chǎn)品全生命周期各階段及時響應(yīng)需求變化，確保需求管理的順利實施。

（8）建立以“系統(tǒng)工程”為核心的產(chǎn)品研發(fā)體系。

系統(tǒng)工程是一個用于實現(xiàn)智能產(chǎn)品開發(fā)的跨學(xué)科方法，這也是智能制造時代下研發(fā)智能產(chǎn)品的核心需求之一。將“系統(tǒng)工程”融合在PLM系統(tǒng)中，可以將研發(fā)過程中不同部門所產(chǎn)生的模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中在一個單一的環(huán)境下進(jìn)行管理，對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計綜合和系統(tǒng)驗證；其次，對這些系統(tǒng)模型還可以進(jìn)行權(quán)限管理與版本管理，并實現(xiàn)研發(fā)流程的相關(guān)聯(lián)，保障數(shù)據(jù)的可靠性及可追溯性。而且不同的系統(tǒng)模型會演變出各種不同的設(shè)計方案，所以必須要將這些模型數(shù)據(jù)有效的管理起來，基于系統(tǒng)工程下的PLM就是將開發(fā)組織中相關(guān)的人中，數(shù)據(jù)以及模型、流程進(jìn)行有效集成，建立設(shè)計變量和方案管理平臺，以支持協(xié)作開發(fā)過程。

（9）實現(xiàn)流程行業(yè)的配方管理。

隨著PLM的內(nèi)涵和管理范疇在不斷的擴(kuò)展，應(yīng)用的行業(yè)也由最初的離散制造行業(yè)，逐漸向流程行業(yè)延伸。特別是食品、生命科學(xué)與制藥、服裝等以工藝配方生產(chǎn)產(chǎn)品的配方型企業(yè)，通過PLM系統(tǒng)可以實現(xiàn)對產(chǎn)品的工藝配方和工藝過程進(jìn)行管理。

（10）建立結(jié)構(gòu)化工藝管理平臺。

企業(yè)需要開展結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計并實行設(shè)計工藝一體化、工藝仿真應(yīng)用、數(shù)據(jù)集成等工作，同時利用PLM系統(tǒng)來更有效地管理工藝數(shù)據(jù)并與產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)同步工程。結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計能夠提升制造工藝設(shè)計的效率、提高工藝知識重用率，結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)理論上能更好地與ERP、MES等系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)集成，在解決了前后系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性后理論上能實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的自動化，提高產(chǎn)品研發(fā)整體信息化效率，能更好地幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。

除了上述十點以外，在智能制造時代，隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，PLM系統(tǒng)的應(yīng)用必然會有更多的延伸，將會對產(chǎn)品全生命周期各階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，來充分滿足智能制造數(shù)據(jù)管理的要求，有效打通從設(shè)計、制造、使用、維修維護(hù)、回收的數(shù)