前言

經(jīng)濟(jì)全球化和工業(yè)信息化使制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、發(fā)展模式和活動(dòng)空間等發(fā)生了深刻的變化，這些變化對(duì)制造業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為滿(mǎn)足日益變化的客戶(hù)需求，產(chǎn)品制造商需要從以生產(chǎn)推動(dòng)銷(xiāo)售的方式，轉(zhuǎn)變到按客戶(hù)需求訂單安排生產(chǎn)的方式。特別是近年來(lái)興起的企業(yè)外包業(yè)務(wù)和單一的客戶(hù)需求的增加，生產(chǎn)廠商只有降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加快產(chǎn)品上市時(shí)間，以及為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)，才能最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤(rùn)最大化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品全生命周期管理對(duì)企業(yè)作為一個(gè)集成系統(tǒng)運(yùn)行的重要性。可以認(rèn)為，產(chǎn)品全生命周期管理PLM系統(tǒng)是適用于企業(yè)過(guò)程、組織方式的技術(shù)，具有強(qiáng)烈的企業(yè)運(yùn)行模式的背景。

產(chǎn)品生命周期管理PLM自提出以來(lái)，便迅速成為制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。PLM結(jié)合電子商務(wù)技術(shù)與協(xié)同技術(shù)，將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程與SCM、CRM、ERP等系統(tǒng)進(jìn)行集成，將孤島式流程管理轉(zhuǎn)變成集成化的一體管理，實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品維護(hù)到管理信息的全面數(shù)字化；實(shí)現(xiàn)企業(yè)知識(shí)價(jià)值的提升與知識(shí)共享管理，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，從而全面提升企業(yè)生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品生命周期管理的成本，以提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各種單元軟件(CAD/CAM/CAPP等)和企業(yè)管理軟件(ERP/SCM等)在企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。在產(chǎn)品全生命周期管理過(guò)程中由于采用不同的系統(tǒng)、不同的應(yīng)用、不同的技術(shù)平臺(tái)，使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)難以順暢流動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源不能共享，形成所謂的“信息孤島”。

“信息孤島”在技術(shù)帶來(lái)的不良影響可以分為以下幾個(gè)方面：

1、數(shù)據(jù)的一致性無(wú)法保證。由于不同應(yīng)用系統(tǒng)的信息定義和采集過(guò)程相互獨(dú)立，導(dǎo)致企業(yè)的同一數(shù)據(jù)在不同的應(yīng)用中可能不一致。

2、信息及時(shí)共享、反饋難。如銷(xiāo)售部門(mén)不能及時(shí)掌握可用庫(kù)存信息，不能及時(shí)了解銷(xiāo)售合同履約情況，不能及時(shí)知道產(chǎn)品價(jià)格變化情況，生產(chǎn)部門(mén)則不能及時(shí)掌握市場(chǎng)銷(xiāo)售情況、可用庫(kù)存情況，無(wú)法確定合理的安全庫(kù)存量。

3、企業(yè)數(shù)據(jù)中存在很大的冗余和大量的垃圾信息。

4、信息需要重復(fù)多次的輸入，對(duì)信息的多次采集不僅浪費(fèi)企業(yè)資源，而且容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)的失真。PLM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多BOM間的數(shù)據(jù)映射機(jī)制，產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同應(yīng)用系統(tǒng)間的一致性、完整性和集成性，有利于實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間制造資源的合理分配和利用，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期管理提供有力技術(shù)支持，也為解決信息孤島問(wèn)題提供新的途徑。

一、產(chǎn)品生命周期管理PLM的內(nèi)涵

隨著我國(guó)市場(chǎng)的逐漸開(kāi)放，企業(yè)面臨著全球化的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是中小企業(yè)面臨的壓力更大。新產(chǎn)品的更新加快，企業(yè)最根本的問(wèn)題是增強(qiáng)自主創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)能力，尤其是自主產(chǎn)品的研發(fā)。企業(yè)要增強(qiáng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，需要有效的管理、控制和使用產(chǎn)品生命周期中的各種信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及CAD、CAE、CAPP、CAM系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，企業(yè)的產(chǎn)品自主研發(fā)能力在不斷的增強(qiáng)，但必須清醒的認(rèn)識(shí)到，這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只能是解決企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的一些局部的問(wèn)題，如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的管理等。

從企業(yè)的發(fā)展角度來(lái)看，應(yīng)該建立一個(gè)滿(mǎn)足企業(yè)產(chǎn)品生命周期管理的信息管理框架，組織規(guī)范企業(yè)急劇增長(zhǎng)的各種數(shù)據(jù)資源，使產(chǎn)品生命周期中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)文檔、工作流程、工程更改、項(xiàng)目管理等能夠有效的進(jìn)行交換、集成和共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的信息、過(guò)程集成和協(xié)同應(yīng)用，這樣就產(chǎn)生了產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(Product Lifecycle Management，PLM)。

PLM是一種新的管理思想和新興技術(shù)。關(guān)于PLM的概念目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義和詮釋?zhuān)b智能制造精英俱樂(lè)部根據(jù)對(duì)PLM的理解以及功能組成給出了觀點(diǎn)。

服裝智能制造精英俱樂(lè)部認(rèn)為，PLM是一種企業(yè)信息化的商業(yè)戰(zhàn)略。它實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案，把人、過(guò)程和信息有效地集成在一起，作用于整個(gè)企業(yè)，遍歷產(chǎn)品從概念到報(bào)廢的全生命周期，支持與產(chǎn)品相關(guān)的協(xié)作研發(fā)、管理、分發(fā)和使用產(chǎn)品定義信息。服裝智能制造精英俱樂(lè)部認(rèn)為PLM是覆蓋了從產(chǎn)品誕生到消亡的產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的、開(kāi)放的、互操作的一整套應(yīng)用方案。建設(shè)這樣一個(gè)企業(yè)信息化環(huán)境的關(guān)鍵是，要有一個(gè)記錄所有產(chǎn)品信息的系統(tǒng)化的中心產(chǎn)品數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)。同時(shí)PLM是一種技術(shù)輔助策略，把跨越業(yè)務(wù)流程和不同用戶(hù)群體的那些單點(diǎn)應(yīng)用集成起來(lái)。

與ERP不同，PLM將不會(huì)成為與某一軟件廠商緊密集成的系統(tǒng)，PLM不會(huì)廢止已有系統(tǒng)，它將使用流程建模工具、可視化工具或其他協(xié)作技術(shù)加上一定的語(yǔ)義集成來(lái)整合已有的系統(tǒng)。Daratec認(rèn)為PLM把過(guò)程和信息內(nèi)容與產(chǎn)品價(jià)值鏈連接起來(lái)，使之合理化、集成化以及優(yōu)化。PLM能使制造廠商用解放信息并駕馭信息的力量來(lái)創(chuàng)造產(chǎn)品商務(wù)價(jià)值。PLM由CAD、CAE(或稱(chēng)仿真)、PDM、BOM、CRM、CAM等主要的支柱來(lái)支撐，共同形成了PLM核心解決方案集。沒(méi)有這些內(nèi)容的支持，PLM將無(wú)法站立。支持它的支柱越少，它的基礎(chǔ)就越薄弱。

結(jié)合國(guó)際上權(quán)威機(jī)構(gòu)給出的概念，可以這么認(rèn)為，產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)是指管理產(chǎn)品從需求、規(guī)劃、設(shè)計(jì)生產(chǎn)、經(jīng)銷(xiāo)、運(yùn)行、使用、維修保養(yǎng)、直到回收再用處置的全生命周期中的信息與過(guò)程。它既是一門(mén)技術(shù),又是一種制造的理念。它支持并行設(shè)計(jì)、敏捷制造、協(xié)同設(shè)計(jì)和制造,網(wǎng)絡(luò)化制造等先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。

所以說(shuō)，PLM不僅僅是一種工具，更重要的是面向產(chǎn)品創(chuàng)新的一種知識(shí)管理和流程優(yōu)化的理念，同時(shí)通過(guò)各種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的工具集成然后得以實(shí)現(xiàn)，它的目標(biāo)是跟蹤、組織、訪問(wèn)和管理產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、使用維護(hù)和售后服務(wù)等生命周期過(guò)程中的所有的數(shù)據(jù)信息。

PLM與PDM在功能和概念上極為相近，區(qū)別在于：PLM可以認(rèn)為是PDM的延伸。PLM強(qiáng)調(diào)對(duì)企業(yè)智力財(cái)富的充分再利用；PDM側(cè)重于對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段數(shù)據(jù)的管理，PLM側(cè)重于對(duì)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)數(shù)據(jù)的管理；PDM側(cè)重于對(duì)企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理，PLM則強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)跨越供應(yīng)鏈的企業(yè)聯(lián)盟內(nèi)的所有信息進(jìn)行管理和利用。

PLM的基礎(chǔ)是目前的CAD、CAE、CAM、PDM、ERP、供應(yīng)鏈管理(SCM)、客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)和知識(shí)庫(kù)等信息平臺(tái),它將成為下一代企業(yè)聯(lián)盟的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與管理協(xié)同信息集成平臺(tái)。PLM的作用是使富有經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)淵博、富有商業(yè)頭腦的企業(yè)經(jīng)理們把握產(chǎn)品的全局信息,把主要精力集中到產(chǎn)品生命中的整個(gè)過(guò)程,而不只是關(guān)注產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。它有助于企業(yè)經(jīng)理們掌握產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的核心,及時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。

PLM的管理思想是從新產(chǎn)品的戰(zhàn)略策劃開(kāi)始,就將與產(chǎn)品有關(guān)的功能、性能、外觀特征、質(zhì)量、成本、顧客群、銷(xiāo)售價(jià)格、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品投放時(shí)機(jī)、市場(chǎng)占有量維護(hù)、差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的保持等一系列問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一考慮,詳細(xì)計(jì)劃、分階段控制實(shí)施使各種有限資源發(fā)揮出最大效益。

二、PLM的技術(shù)架構(gòu)

綜合現(xiàn)代PLM技術(shù)與市場(chǎng)，產(chǎn)品全生命周期管理是當(dāng)代企業(yè)面向客戶(hù)和市場(chǎng)，快速重組產(chǎn)品每個(gè)生命周期中的組織結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)過(guò)程和資源配置，從而使企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體利益最大化的先進(jìn)管理理念。產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLMS）是支持企業(yè)實(shí)施PLM技術(shù)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。

目前，現(xiàn)有的CAX、ERP、PDM、SCM、CRM等系統(tǒng)，主要是針對(duì)產(chǎn)品全生命周期中某些階段的解決方案，難以支持企業(yè)作為一個(gè)整體來(lái)獲得更高的效率、取得更多的創(chuàng)新以及滿(mǎn)足客戶(hù)的特殊需求，迫切需要一種將這些單獨(dú)的系統(tǒng)結(jié)合到一起的企業(yè)信息化策略。

PLMS的技術(shù)定位是為上述分立的系統(tǒng)提供統(tǒng)一的支撐平臺(tái)，以支持企業(yè)業(yè)務(wù)過(guò)程的協(xié)同運(yùn)作。也就是說(shuō)PLMS為不同的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)信息表示和操作，是連接企業(yè)各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)的信息平臺(tái)與紐帶，PLMS支持?jǐn)U展企業(yè)資源的動(dòng)態(tài)集成、配置、維護(hù)和管理。

企業(yè)各應(yīng)用系統(tǒng)，如CAX、ERP、PDM、SCM、CRM等都依賴(lài)于PLMS，并通過(guò)PLMS進(jìn)行連接和集成。企業(yè)所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都遵照統(tǒng)一的信息與過(guò)程模型被集成到PLMS中；擴(kuò)展企業(yè)的所有部門(mén)都能夠通過(guò)PLMS獲得信息服務(wù)。

1.PLM的關(guān)鍵技術(shù)

（1）統(tǒng)一模型

面對(duì)產(chǎn)品不同階段（設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)和服務(wù)等）所產(chǎn)生的異構(gòu)數(shù)據(jù)，PLMS的技術(shù)重點(diǎn)是支持產(chǎn)品各個(gè)階段的數(shù)據(jù)和過(guò)程管理，通過(guò)統(tǒng)一的信息建模實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品各階段數(shù)據(jù)的管理、轉(zhuǎn)換和使用。同時(shí)要求該產(chǎn)品模型能隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程自動(dòng)擴(kuò)張，并從設(shè)計(jì)模型自動(dòng)映射為不同目的的模型，如信息流分析模型、性能優(yōu)化模型、動(dòng)態(tài)仿真模型、任務(wù)控制模型等，產(chǎn)品模型還能夠全面表達(dá)和評(píng)價(jià)與產(chǎn)品全生命周期相關(guān)的性能指標(biāo)。

產(chǎn)品模型是支持產(chǎn)品管理的信息的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它綜合描述產(chǎn)品開(kāi)發(fā)管理過(guò)程中所需要的信息數(shù)據(jù)：產(chǎn)品數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)、組織數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)和路徑數(shù)據(jù)等等，使產(chǎn)品管理能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)建、分析、重構(gòu)、動(dòng)態(tài)模擬以及任務(wù)控制等功能。

產(chǎn)品模型的多視圖特性主要表現(xiàn)在：信息流分析、性能評(píng)價(jià)、動(dòng)態(tài)模擬、任務(wù)管理在內(nèi)的多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理，它們分別需要產(chǎn)品模型的不同的信息，如信息流分析以產(chǎn)品的輸入、輸出數(shù)據(jù)為對(duì)象，性能評(píng)價(jià)需要資源、成員間的協(xié)同等信息，動(dòng)態(tài)仿真注重于時(shí)間的激發(fā)、結(jié)束條件、時(shí)間和空間等信息，而任務(wù)管理則需要較為全面的信息。因此，在管理的每一階段應(yīng)有相應(yīng)的模型：信息流分析模型、性能評(píng)價(jià)模型、動(dòng)態(tài)仿真模型、任務(wù)控制模型，它們從不同的側(cè)面表達(dá)產(chǎn)品生命過(guò)程，有靜態(tài)的，也有動(dòng)態(tài)的。因此，產(chǎn)品模型是多視角的，僅用某單一視圖來(lái)表達(dá)是不夠的。

（2）數(shù)據(jù)應(yīng)用集成

服裝智能制造精英俱樂(lè)部指出，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，企業(yè)間的聯(lián)合與協(xié)作日趨緊密，作為企業(yè)信息平臺(tái)的產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)（PLMS）將提供更加強(qiáng)大的集成與擴(kuò)展功能，增加企業(yè)柔性，便于這些具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)聯(lián)盟更加有效的工作。集成的數(shù)據(jù)環(huán)境保證數(shù)據(jù)的唯一性和一致性。唯一性指不同的用戶(hù)在對(duì)同一數(shù)據(jù)單元進(jìn)行操作時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞的是數(shù)據(jù)的映像或者是一種參照關(guān)系，而不是通過(guò)復(fù)制和拷貝生成一個(gè)新的數(shù)據(jù)單元；一致性指數(shù)據(jù)單元的變更能及時(shí)通知到有關(guān)的工作結(jié)點(diǎn)，并且在數(shù)據(jù)變更時(shí)，提供一種加解鎖機(jī)制，保證數(shù)據(jù)版本的統(tǒng)一。這種集成數(shù)據(jù)環(huán)境可采用集中式共享數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)。

（3）全面協(xié)同

PDM的多年實(shí)踐，較好地解決了企業(yè)的數(shù)據(jù)管理和使用問(wèn)題。由于通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，制約組織（團(tuán)隊(duì)）工作效率的協(xié)同工作基礎(chǔ)得到了改善。PLM將依賴(lài)于先進(jìn)的支持企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間的協(xié)同工作。

2.PLM的技術(shù)層次

為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理的目標(biāo)，制造企業(yè)需要通過(guò)不同的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)分別完成產(chǎn)品生命周期某一階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理。這些應(yīng)用系統(tǒng)之間存在著復(fù)雜的輸入輸出關(guān)系，它們之間相互影響、相互制約。PLM框架有助于用戶(hù)理解PLM的功能需求以及各應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成及不同系統(tǒng)之間的集成關(guān)系。它不但可以清晰地確定產(chǎn)品的數(shù)據(jù)處理功能和業(yè)務(wù)流程，而且可以描述企業(yè)需要實(shí)施的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及它們之間的關(guān)系。從一定程度上可以說(shuō)，PLM框架構(gòu)成了一個(gè)基本的企業(yè)信息化整體解決方案，可以分為三個(gè)層次：

1)數(shù)據(jù)層

由各種數(shù)據(jù)要素構(gòu)成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，在物理上可以使分布的，但是在邏輯上是集成的。

2)支撐層

一般有PLM或PDM系統(tǒng)構(gòu)成，具有直接獲取、存儲(chǔ)和管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)的功能，并且集成各種應(yīng)用系統(tǒng)。

3)應(yīng)用層

由各種應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成完成各種專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的特殊需要。

產(chǎn)品生命周期是PLM的主線，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品生命周期的分析，可以了解到PLM需要管理哪些階段，哪些內(nèi)容，以及需要提供哪些功能。在產(chǎn)品生命周期的不同階段，系統(tǒng)具有不同的功能特征；在用戶(hù)需求階段，系統(tǒng)主要完成的任務(wù)是對(duì)市場(chǎng)以及用戶(hù)需求進(jìn)行合理分析，結(jié)合企業(yè)的資源，確定產(chǎn)品的發(fā)展戰(zhàn)略:概念設(shè)計(jì)階段，需要確定企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能所采用的方案；在產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，解決對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)部件的數(shù)字化設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的仿真分析和優(yōu)化，選擇合適的供應(yīng)商來(lái)協(xié)同零部件的設(shè)計(jì)；在新產(chǎn)品的試制階段，需要完成新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型；新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備階段里面，需要進(jìn)行工藝工裝的設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)線的選擇改造、采購(gòu)準(zhǔn)備和新產(chǎn)品的市場(chǎng)測(cè)試等工作；生產(chǎn)銷(xiāo)售階段，PLM系統(tǒng)關(guān)注供應(yīng)鏈的管理(SCM)、客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)等問(wèn)題。

根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品在其生命周期各階段的支持工具，形成一個(gè)完整的PLM系統(tǒng)功能框架。這個(gè)框架中集成了其他的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)如CAD、CAM、CRM等應(yīng)用工具，PLM將這些系統(tǒng)所產(chǎn)生的產(chǎn)品信息進(jìn)行獲取、處理、傳遞和存儲(chǔ)。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著PLM技術(shù)和企業(yè)管理模式的不斷發(fā)展，如果能充分利用這些技術(shù)滿(mǎn)足企業(yè)信息化的需求，必然會(huì)對(duì)工藝信息化的應(yīng)用效果帶來(lái)較大的提升。但是工藝標(biāo)準(zhǔn)還不是很規(guī)范，不是很全，還有待進(jìn)一步的研究，另外實(shí)施PLM解決方案是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要科學(xué)的實(shí)施策略作為指導(dǎo)方針，針對(duì)企業(yè)、供應(yīng)商和軟件在實(shí)施過(guò)程中各自的定位，研究出一套科學(xué)、實(shí)用、有效的實(shí)施方法。