PLM是什么之一 PLM系统简介

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    现代制造企业最根本的问题是增强自主创新能力和竞争能力,特别是自主的产品开发能力。企业面临全球化的市场竞争,新产品更新换代加快,产品生命周期缩短,只有利用信息技术才能适应这种变化。同时,企业要增强产品开发能力,需要有效地管理、控制和使用产品生命周期中的各种信息,这是进行产品创新的基础信息和技术源泉。

 

PLM 产品全生命周期管理
 

    随着计算机技术的发展和CAD、CAE、CAPP、CAM系统的广泛应用,制造企业中的产品开发能力和设计质量得到了有效的提高,但必须清醒地看到,这些计算机应用系统只能解决企业产品设计与生产过程中的一些局部问题,并且由于很多计算机异构系统的应用,又带来了一系列新的问题。例如,数据资源急剧增加,检索重用困难,数据无法共享,数据缺乏安全性,甚至会出现数据泛滥以及产品生命周期中的信息集成问题。如果没有一种有效、透明的数据管理方法和手段,制造企业中大量的数据资源并不能产生应有的价值。从国际上看,20世纪70年代中期到80年代初,美、英等国的企业开始大量应用计算机技术。他们花费了大量的成本来解决产品生命周期中各种数据的管理问题。
 

    制造企业产品生命周期中的数据包括所有与产品有关的数据,以及来自产品设计、生产、支持的过程信息。这些产品数据在一定程度上已经成为企业十分重要的知识资源和生产要素。企业的很多业务活动都是在计算机网络的基础上,围绕这些产品数据和技术信息而开展的。因此,从企业发展的角度来看,应该建立一个能满足产品生命周期的信息管理框架,来组织和规范企业的各种数据资源,使产品生命周期中的市场信息、产品数据、技术文档、工作流程、工程更改、项目信息和质量信息等能够有效地进行交换、集成和共享,实现产品生命周期的信息集成、过程集成和协同应用。
 

    近年来,产品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)技术得到了迅速发展,它是为了满足制造企业对产品生命周期管理的需求而产生的一种新的管理模式。

 

   PLM是指一类软件和服务,使用Internet技术,使每个相关人员在产品的生命周期内协同地对产品开发、制造、销售进行管理,而不管这些人员在产品开发和商务过程中担任什么角色、使用什么计算机工具、身处什么地理位置或在供应链的什么环节。因此,PLM是企业信息化的重要组成部分,可以对企业有关产品信息和过程进行统一的管理和系统集成,其核心在于能够使所有与项目有关的人员在整个信息生命周期中共享与产品相关的异构数据,成为支持企业经营管理、产品开发、过程重组的企业级的集成支撑环境。
 

    PLM是在产品数据管理(Product Data.Managemerlt,PDM)技术的基础上发展起来的,是PDM的功能延伸。PDM不但可以用于企业的文档管理、产品结构与配置管理、工程变更管理、过程管理等方面,而且可以作为企业流程优化、ISO 90()o认证、协同设计与虚拟制造的支撑平台。但PDM主要针对产品开发过程,强调对工程数据的管理,其应用也是围绕工程设计部门而展开的,而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。可以说,PLM完全包含了PDM的全部内容和功能。但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理念,这是它与PDM的本质区别。

    PLM与ERP是一种互补的关系。ERP侧重于企业内部的资源管理,可以管理企业的产、供、销和人、财、物等信息,但是ERP没有考虑数据源的问题。而PLM可以解决数据源的问题,包括市场数据、设计数据、工艺数据、维修数据等,尤其是可以解决产品的BOM信息来源问题。PLM可以把设计数据和工艺数据融合起来,把E-BOM转换成M-BOM,再导入到ERP系统中。
 

    产品生命周期管理的理念倡导科学管理和技术的密切结合。实施企业的产品生命周期管理,不是单纯的技术问题,更重要的是企业在经营理念、企业文化、发展战略、组织管理、业务流程等层面进行相应的变革,因而实施PLM系统是一个典型的管理改造工程。同时,PLM实施是一项复杂的系统工程,它涉及的范围广、部门多,不仅涉及技术,而且涉及企业管理、业务组织和流程再造。因此,需要用系统观点和方法论做指导。

 

    ①以单一产品数据源的组织为核心,组织分布于企业各个部门的产品数据,进行统一管理,保证产品数据的一致性、完整性和可靠性,并作为整个企业所有相关产品数据的共同访问资源。

    ②围绕产品生命周期,对制造企业的产品数据管理、配置管理、过程管理、项目管理、质量管理和应用系统集成等内容进行了系统的论述。

    ③在对PDM和PLM基本原理与方法进行阐述的基础上,重点对制造企业产品数据的组织、建模、管理等问题进行了系统的分析。


二、 制造企业产品生命周期管理的主要功能如下

 

    (1)产品数据与文档资料的管理

 

    制造企业产品生命周期中的产品数据与文档资料的管理,包括3D设计模型、仿真分析数据、2D工程图档、扫描后的图纸档案和一般文档资料的管理,工艺数据的管理,企业或跨企业的零部件库的管理。对这与产品相关信息的管理有以下要求。

 

    ①文件查询。产品设计过程中会产生大量的文件和图纸。例如,设计一架波音737飞机有46万张图,设计一条万吨轮船大约有150万张图,文件量很大。另外,新产品设计需要经常查阅老产品的设计图纸。大量的设计信息以计算机文件形式存在,这些图纸或文本文件有可能存放在企业各个部门相关人员的某一计算机目录下。因此,需要提供计算机查询的手段,能够根据项目、设计人、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的各种参数,如材料、重量、加工方法等进行查询。

 

    ②版本管理。对各种数据文件和文档资料的修改过程和版本状态的管理,保证数据的一致性和有效性,最终保证企业的产品设计和生产制造活动能够使用正确版本的数据或图纸。

 

    ③安全保密。制造企业将产品数据存放到计算机网络环境下,这些数据极易受到非法调用、修改和泄密,所以需要解决数据的安全保存和保密问题。这就要求根据各类人员的不同职责,分别赋予不同的权限,处理不同范围的资料。同样,对资料也设置不同的密级,以保证各类资料不被非法修改和盗用。

 

    ④数据共享。产品数据以电子文件形式通过计算机网络进行交换,保证数据在权限控制范围内送到需要的人手中,实现各种异构数据在企业的不同部门甚至企业之间的交换和共享。

 

    (2)产品生命周期的过程管理

 

    制造企业产品生命周期中的数据包括所有与产品有差的数椐,以及来自设计、生产、支持等过程信息。产品开发过程管理的任务是对整个产品形成的过程进行控制,并使得该过程在任何时候都可以追溯。过程管理通过对设计开发过程进行定义和控制,使产品数据与其相关的过程能够紧密地结合起来,以实现对有关的开发活动与设计流程的协调和控制,使得产品设计、开发制造、供销、售后服务等各个环节的信息能够得到有效的管理。

 

    ①产品开发流程管理。制造企业通过产品生命周期中的过程管理框架,来定义和控制数据操作的基本过程。过程管理不仅向有关人员发送信息和下达工作任务,还对各种业务作业,如数据和文档的生成、工程更改等活动进行控制。

 

    ②审批发放。对于企业中的各种产品数据和电子文档,将现有的手工审批制度,转变为网络环境下的审批发放管理。

 

     据状态和流向控制管理产品数据在PLM环境中各个设计团队之间的流向,以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动,及时了解各项任务的具体状况,以及各项任务的完成情况。

 

    ④记录备案。各种审批记录、重要的操作、关键性的决策都需要长期保存,以备查询。

 

(3)产品结构与配置管理

 

    产品由成千上万个零部件通过一定的装配关系组合而成,每个零部件义由一些相关数据和技术文档组成,相互之间具有一定的约束关系。每种数据的变化,都会波及或影响到其他相关产品的数据。同时,每一新产品的开发大约需要继承老产品约80%的技术资料。从企业的应用角度,要求这些不断变化的数据在逻辑结构上保持一致,因而必须建立一个产品数据构造的框架,把众多的产品数据按一定的关系和规则组织起来,实现对产品数据的结构化管理。

 

    ①产品结构关联与层次关系的管理、。产品由很多零部件组成。如一辆汽车约由10万个零件,一架飞机由20万~100万个零件组成。面对数量如此之多的零件,企业各类人员要查询有关产品的资料,需花费大量的时间,因而需要对产品相关数据进行结构化的描述和管理,使产品各部件之间的关系一目了然。

 

    ②统一的物料清单BOM管理。企业的零部件通常分为自制件,外协件、外购件及原材料等。不同部门有不同形式的BOM表,企业要花费大量时间和成本才能完成这些报表,而要保证BOM的一致性,则需要投入相当多的人力。如果设计和制造的材料清单不一致,就会造成返工和浪费。在计算机中要随时将最新的设计更改状态,自动生成各类材料清单。企业必须准确、及时地做好这些物料的计划、采购和管理,以便准确地将设计部门产生的数据和变更信息传送到生产制造和采购供应部门,实现整个企业全局数据的统一管理和信息集成。因此,对生产过程不同阶段的各种不同类型BOM进行统一管理是非常必要的。

 

    ③系列产品的配置管理。承袭老产品,开发新产品,构造新的产品结构配置关系。另外,可以将同一个零件的不同版本数据保存在计算机中,分别用于系列产品中的不同型号。

 

(4)工程更改管理

 

    在产品生命周期中,凡涉及到各种数据的T程更改对产品开发团队、企业、合作伙伴、客户等产生影响时,这个变更就应当纳入有效的管理和约束之下。而对应于不同的企业,不同的业务对象,不同的变更原因。或者不同的变更级别,涉及的人员范围不同,变更管理的约束机制也可能不尽相同。传统的工程更改完全依靠人工管理,难免发生各种各样的差错。计算机技术应在以下几方面改善更改管理的水平。

 

    1更改流程。要求制定严格的更改流程管理程序。

 

    2更改影响。要求自动搜索某项更改所涉及的范围,通过电子邮件及时通知有关人员,关注某项更改可能造成的影响

 

    3自动更改。一个更改申请得到批准,应确保数据库中数据改变之后,其相关引用系统的数据也能全部得到更改

 

    (5)产品开发项目管理

 

    企业根据对产品开发项目的分析,采用特定的方法(如CPM/PERT),制定出合理的产品开发项目计划,并通过确定项自组人员、分配任务和资源,以及在项目执行时对产品开发进度和中间环节进行检查等手段,来保证产品开发项目按计划完成。主要包括:产品开发项目计划的制定与管理、资源计划、项目费用管理和项目变更控制。

 

    (6)产品质量信息管理

 

    对于制造企业而言,产品质量是企业的技术水平、管理水平、人员素质、劳动效率等各方面的综合反映,已成为市场竞争的决定性因素之一。在现代经济技术环境下,质量的概念不再局限于企业内部,而应该扩展到包括企业内部和外部环境。因此,应该围绕产品生命周期,建立涵盖内部生产经营系统和外部环境的集成化质量信息管理系统,在网络数据的支持下实现从市场调研、产品设计、生产制造直到售后服务产品全生命周期中质量数据采集、处理与传递的自动化。主要内容按照产品生命周期的方根阶段分为质量计划,面向质量的产品设计、制造和使用过程质量控制、管理3个部分。

 

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