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产品生命周期管理(PLM)的应用原理

  摘  要 :PLM(Product Lifecycle Management)是一个软件产品,也是一个信息管理系统。与其它管理信息系统相比,PLM更像一个“壳”(本文称:平台),它需要更多一点的设置。PLM一方面动态地将企业各地域、各部门、各个工程师产品开发的、制造的、销售采集的产品数据传递到“壳”上来,另一方面,又在这个“壳”上,帮助工程师们进行“人机交互”,协同工作。本文通过一个案例,详细地描述了PLM支撑平台的应用技术及工作原理。

  1.认知PLM

  从1978年沈阳鼓风机厂第一家引进IBM的COPICS计算机管理软件至今近三十年。在这三十年里我们实施了MRPII、ERP、DRP、…系统,这些系统都是基于计算机辅助企业经营管理的,是CAD、CAPP为它们提供了大量的基础数据,如物料编码、物料清单、工艺路线等等。为此有的产品设计工程师抱怨:自己在e路上,一直是个苦行僧,为信息管理系统贡献了大量的基础数据,而真正的受益者却不是自己!当我们认知了PLM后,方才知道,原来产品设计工程师也是可以受益的。

  在本世纪初提起PLM,人们曾以为做产品生命周期的信息管理是一个遥远的梦。用当时一位老空调设计工程师的话:如果开发一款新品空调,需要一年的产品设计时间,那么它的质量需要两年的市场培养期!也就是说一个新产品不仅要一年的开发时间,还要两年的市场服务时间,不间断地收集产品在市场上的质量反馈信息,不断的改善产品,它的质量才能逐渐稳定下来。以此推想,要做某个空调产品生命周期的信息管理系统,不仅要建设公司内部的产品设计、采购、制造、销售等多个部门的信息系统,还要建设庞大的市场信息系统。这是一个多大的信息工程,如果没有一个良好的软件系统支持,真的是天方夜谈。

  但是今天,由于人民生活水平与需求的提高,及国家信息化设施建设的不断完善。人们利用信息管理工具不少产品的开发周期,从过去一年已经缩短到几个月,并且产品在市场销售周期也越来越短。与此同时,产品的物流,在仓库里的滞留时间,却明显地凸现出来了。在传统的企业管理中,由于信息的匮乏,人们只关心产品的销售环节,关心某个产品赚不赚钱,有没有利润。而在现代企业管理中,人们更关心产品的开发时间,制造质量,市场前景,…,甚至有的优秀的企业家,还关心什么时候能阻断某个产品的销路,以便更好地保持企业品牌的形象!为此,PLM的应用孕育而生。

  然而与其它的信息管理系统相比,PLM的应用更加专业化,更像一个平台。例如,某个企业希望进行异地产品的协同开发时,需要搭建一个多地域的共享信息平台;又如,一个集团公司希望管理产品在设计院产生的成本情况,或管理产品在制造公司的成本情况,或管理产品在销售公司的利润情况,……,需要搭建一个多公司的产品信息共享平台;还有在多家公司供应链管理的应用中,公司之间希望在产品形成过程中既有异常反馈信息,又有同步改善的系统,需要搭建一个公司间的信息反馈平台等等。

  PLM就是这样的一个产品信息管理支撑平台,它的应用核心就是针对企业的需求,通过特定的“设置”搭建适用的信息共享平台。

  2.搭建PLM支撑平台

  在学习PLM的应用之前,先让我们要了解一下我国企业信息管理系统的应用背景。目前,在我国的信息管理系统商品软件中,许多产品是来源于发达国家的。与我国企业“大而全,小而全”,“麻雀虽小,五脏具全”相比,国外的信息管理商品软件更加专业化一些。这就是我国在信息化建设中遇到的最大的一个“国情”。

  因此在应用PLM以前,我们先要了解自己企业的情况。这样我们在深入了解PLM的时候,会发现一些功能上与现实中存在的差异。 “怎么办?”,我们将会困惑:是走“自行开发”的道路?还是走“专业化”的道路?还是走中庸之道,买过来:“修修补补”的应用。当然,“改变自己”,与国际接轨,规范企业,规范市场,走专业化,企业只要拿来就用,这是非常好的的捷径。

  当我们坚定了信息以后,接下来要做的是要搭建一个适合企业的PLM支撑平台。
图PLM支撑平台是某个集团公司PLM支撑平台的构思。该公司是一个以设计、制造、销售服务为一体的集团公司。集团公司内部下属有,设计院,多家专业制造公司,营销公司,售后服务公司,公司内部机构具有明显的专业分工。PLM是多家专业公司信息共享的平台。


    图PLM支撑平台

  图中有四类信息可以共享:产品形成过程信息,产品生命期反馈信息,产品历史文档信息,PLM系统环境信息。

  第一类是产品形成过程的信息。显然每个产品都经过多家公司,多个子系统。产品从设计开始,在设计院用CAD和CAPP产品完成设计以后,传递给专业制造公司;专业制造公司用ERP子系统完成产品制造后,传递给销售销公司;营销公司利用DRP子系统传递销售信息;售后服务公司通过CRM子系统管理与传递客户信息。

  第二类是产品形成过程中的反馈信息。我们知道产品形成过程经过了多家公司,各专业公司之间都希望接收信息者(俗称:下游公司)具有与发送信息者(俗称:上游公司)反馈的信息渠道,我们可以灵活地利用PLM,作为第三方子系统作为反馈渠道。

  第三类是产品历史文档信息。我们可以通过PLM镜像产品形成过程信息,获得一个完整的产品形成过程的数据!再通过PLM整合产品生命周期的信息!这是一个极妙的应用。否则是任何系统都难承担起这项功能。原因是一个产品生命周期的信息量大,分布广,时间长,三块“硬骨头”同时出现在一个信息系统中!在镜像的同时又为产品设计管理与协同开发提供了基本信息源。

  第四类是PLM系统环境信息,它主要是为产品设计管理与协同开发,提供人机交互的界面。

  很显然,图中第二类,第三类,第四类信息都是通过PLM平台实现的。

  3.分析四类信息的应用

  下面我们详细地分解上节四大类信息的工作原理。

  3.1产品的形成过程与它的子系统

  图中,产品的形成过程信息包括:产品设计、工艺设计、产品制造、产品分销、产品售后服务五方面的信息。

  (1) 产品设计。产品的形成过程是从产品设计开始的。在我国,90年代初我们已经成功地推行计算机辅助设计系统(CAD)。CAD的成功应用彻底地结束了传统的图板设计方式,开创了一个产品设计的新时代。回首往昔,在企业推广CAD时是非常艰难的。试想,现在还有哪一家公司,哪一位工程师愿意再拿起图版来做产品设计?这就是进步!

  (2) 工艺设计。当一个新产品的设计完成以后,工艺设计师便开始产品的工艺设计。产品的工艺设计是要解决该产品在哪里加工最好?用什么设备加工质量非常好的?等等问题。而计算机辅助工艺规划(CAPP)较好地解决工艺设计与信息管理问题。同样CAPP也改变了传统的图板工艺设计的方式。不同的是与CAD相比,CAPP应用要更深入复杂一些。我们期待着CAPP的普及与应用,将开创出一个全新的产品工艺设计时代。

  (3) 产品制造。当产品的工艺设计完成之后,便进入了产品的制造阶段。MRPII/ERP能有效地帮助制造企业做出资源计划。我国MRPII/ERP的普及与应用,正在成就中国制造业快速地进入世界制造的行列。

  (4) 产品分销。当产品制造完成后,产品是通过分销系统推向市场的。在市场经济中,分销资源计划(DRP)系统更能合理地管理商品的物流、价值流。目前,我国的分销信息管理系统能够高效率地管理全球各地的物流信息。

   (5) 售后服务。当产品销售给客户后,企业希望通过对产品的售后服务与客户保持友好的往来,使企业与客户长期地双双受益。于是有了应用CRM系统。拉近了企业与客户的联系,接通了产品的市场质量反馈信息。

  可见PLM支撑平台是一个多家公司,多个子系统的应用环境。平台的应用构思是想通过产品形成过程的流程,利用PLM无缝地连接各个子系统,在产品的形成过程,动态地获取产品生命过程中的信息。

   .2产品生命周期中的反馈信息

  图PLM支撑平台的第一个用途是无缝联接产品形成过程中反馈信息。

  在产品形成过程中,产品始终存在着不断改进的过程,而这些改进的数据需要从下游子系统反馈到它的上游子系统上去。例如:当工艺设计者(CAPP)发现产品设计质量的问题,提出申请:“要求修改产品的设计”。这个信息应该准确地反馈到产品设计者(CAD)哪里去。仅当产品设计者确定申请是合理的,才能进行修改!由于反馈信息具有突发性,异常性、甚至致命性。因此企业管理者非常注重这个信息反馈渠道。而该公司产品反馈的信息一般有以下四类。

  反馈信息分析:

  (1) 设计变更。当产品在工艺设计时,通常是工艺设计工程师最早发现产品的设计问题的。由工艺设计工程师提出:申请改善产品设计。当申请完成后,发出产品设计变更通知,再继续该产品的工艺设计,仅当工艺设计完成以后,才投入生产。此举,能够避免不良设计,带来不良的产品质量。这样PLM需要与CAD和CAPP无缝连接,连通产品与工艺设计的反馈信息渠道。

  (2) 工艺变更。同样在产品在制造中,不免会存在着工艺设计问题,或者产品设计的问题。制造者将申请,设计变更、或工艺变更。这些信息被PLM及时地反馈至工艺设计和产品设计子系统,进行改进。这时PLM要与CAD、CAPP、ERP无缝连接,连通产品制造与产品设计、工艺设计的反馈信息渠道。

  (3) 制造变更。产品在分配或销售中,常会出现制造的问题,工艺设计的问题,产品设计的问题。需要申请改进。这就要求PLM要与CAD、CAPP、ERP、DRP无缝连接,连通销售与产品制造、设计、工艺设计的反馈信息渠道。

  (4) 产品安全与质量变更。产品在售后服务中,存在的问题最多,有分销运输的、产品制造的、工艺设计的、产品设计的。这就对PLM提出最高要求与CAD、CAPP、ERP、DRP和CRM无缝连接,连通客户与销售服务、产品制造、设计、工艺设计的反馈信息渠道。

   3.3产品历史文档信息

  图PLM支撑平台的第二个用途是获取、存储产品形成过程的历史数据。在产品形成过程中,整合产品生命周期中的信息,这是非常重要的,与传统的通过“事后”统计方式整合产品生命周期的信息,的不同之处是在“事中”,在产品的形成过程中进行。

  事实上不管是怎样整合,或用什么样的信息系统来做,对于产品的历史文档信息的获取、存储都是一项极其浩大的信息工程。如图,各子系统都在各自的子系统中采集、存储数据,而PLM系统依据产品形成过程的原理,“逐一”地将它们抓举(用IT的术语:镜像)过来,并存储起来,并进行整合处理。图中镜像的数据有:

  (1)镜像产品设计数据。PLM镜像产品设计(CAD)的历史文档,获取特定产品设计的数据。

  (2)镜像产品工艺设计数据。PLM镜像产品工艺设计(CAPP)的历史文档,获取特定的产品工艺设计的数据。

  (3)镜像产品制造数据。PLM镜像产品制造(ERP)的历史文档,获取特定产品制造的数据。

  (4)镜像产品分销数据。PLM镜像产品分销(DRP)的历史文档,获取特定产品分销的数据。

  (5)镜像客户管理数据。PLM镜像产品售后服务(CRM)的历史文档,获取特定产品售后服务的数据。

  当然PLM的镜像过程是通过系统后台自动完成的,不需要人工处理。有了这些数据后, 而这些历史文档信息,为PLM协同开发提供了大量的动态信息。

  3.4 PLM支撑平台

  图PLM支撑平台的第三个用途是创建“人机交互”工作环境。例如在图中“设置”了产品设计管理、协同开发管理、资产与设备管理、质量&安全管理模式后,可以进行以下分析。
支撑平台的工作原理:

  (1) 资产与设备管理。假设:PLM “设置”了研究院的资产,设备,以及设备维护规则,及并发项目的处理原则等等。PLM的管理者们和工程师们一眼就知道,产品研究院的规模、设备的状态等等,很快就能掌握产品的开发能力和设计能力。再无需 “满世界”地去寻找信息,来决策某一个产品开发计划。

  (2) 质量&安全管理。假设:PLM “设置”了产品的安全标准,安全生产的标准,质量检验的标准等等。这便于跟踪与检查产品开发过程。由于产品安全,安全生产,环保都是产品开发中非常重要的,不可忽略的环节,它是产品拥有市场的基本条件。如果PLM平台可以随时调出产品的质量与安全数据,“度量”产品的质量与安全,那么产品的质量在未到市场前就得以改善。

  (3) 产品设计管理。若在PLM “设置”了产品设计的项目模式,参加的人员与组织,定点供应商,定点制造工厂,客户与设备等等。参与产品开发的人员可以方便地通过PLM平台管理与控制各类资源。

  (4) 协同开发管理。如果在PLM “设置”了外部开发通讯标准数据。试想:供应商、客户、制造同时都共同享有设计、供应、制造与客户完整的产品信息。在这样的设计开发环境下,我们只要建立好规则,就可以实现协同产品设计。可谓:“设置”像一张无界的“壳”,搭建了一个“多地域而无障碍”的信息大平台!”

  因此,PLM的关键应用技术是搭建PLM支撑平台,而成功地搭建PLM支撑平台的核心技术又是“设置”。这里有一好比:PLM“设置”,就像搭戏台子!常言道:“搭什么样的台子,演什么样的戏。”。

  4. PLM支撑平台面临的挑战

  图PLM支撑平台是某家集团公司PLM应用的构思。而该公司是一个具有二十多年信息管理系统应用背景的企业。要实现PLM,目前主要面临着两大方面的挑战。

  4.1 IT技术面临的关键挑战

  (1)由于有二十多年信息管理系统应用的历史,在IT技术方面,主要面临着多信息管理子系统需要整合问题,多个服务器需要整合的问题,异构数据库需要整合的问题,异构操作系统需要整合的问题。

  (2)PLM与各子系统的接口技术问题。

  4.2 应用技术面临的关键挑战

  (1)以集团公司应用为目标,整合产品编码。保证产品编码在集团公司内部是唯一的,也就是说集团内部(在多家专业公司中)统一产品编码。

  (2)整合物料编码。要保证物料编码在产品生命周期间内是唯一的,以集团为管理目标控制内部编码,保证物料编码的可识别性和唯一性。

  (3)规范各公司的业务流程。要保证集团公司内各专业公司的交易数据是准确的。

  (4)建立集中管理组织机制。统一的组织,统一的指挥,统一的规则。保证不同的专业公司,在同一个PLM平台上,实现共享信息,协同产品的设计与开发。

  5.小结

  图PLM支撑平台是一家集团公司的构思,它是一个比较复杂的应用工程。当然,不同的企业,它的PLM支撑平台也会有所不同。例如,企业只需要解决两地产品设计,产品协同开发的问题,则只要“设置”项目模式,共享产品开发过程,搭建产品协同开发平台就可以了。显然PLM的应用环境是可塑的。了解这一点,我们就不难发现PLM的应用前景是很广的。(e-works)

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