从离散到泛流程行业，PLM价值持续扩展

在国际PLM研究机构CIMdata对制造业高管最新的一份调研中，56%的调查者认为PLM仍是当前的热词，大部分企业认为PLM值得持续投入。从PLM的定义来看，它是应用一系列业务解决方案，来支持在企业内和企业间协同创建、管理、传播和应用贯穿整个产品生命周期的产品定义信息，并集成人、流程、业务系统和产品信息的一种战略业务方法。

作为支撑企业研发创新的战略性手段，PLM的价值是泛行业的，它不仅仅体现在航空航天、船舶、汽车、装备制造、高科技电子等离散行业，也逐渐扩展至化工、冶金等流程行业，以及越来越多的混合制造行业（如医药、食品饮料等）。从2018-2022年PLM投资情况来看，食品饮料、制药、石化等泛流程行业的PLM投资呈逐年递增趋势。

图：2018-2022年各行业PLM投资情况 来源：CIMdata

过去二十年间，企业的研发现状与管理诉求发生了巨大的变化。一方面，产品个性化、定制化需求成为常态，产品全生命周期所产生的数据越来越多；另一方面，研发与其它业务产生的连接越来越广泛，产品的研发周期不断缩短。以及伴随着云计算、物联网、大数据、人工智能等技术对研发过程潜移默化的影响，使得研发价值链发生了根本性的变革。

对于在研发管理上不断面临挑战的泛流程行业来说，同样需要建立起统一的产品研发管理平台，实现基于统一研发管理平台的项目流程管理、业务流程管理和项目过程数据管理，保证项目过程的透明与规范，实现产品数据的**性和可控性，以及研发知识的积累和重用。

一直以来，PLM技术主要应用于航空、汽车等为代表的离散制造业，以产品BOM为主线，确保产品全生命周期数据的一致性，通过多学科、异地协同提升研发效率，缩短研发周期和产品上市时间，并通过支撑模块化设计提升企业个性化定制的能力。

纵观制造企业对于研发管理的共性需求，主要集中在：BOM管理、图文档和对象管理、发布与变更管理、产品结构管理、配置管理、零部件管理、分类和检索、项目管理等维度，不同供应商PLM系统的功能模块发展得越来越趋同。当然，随着企业需求的不断深化，PLM系统还逐渐覆盖到需求管理、报价管理（CPQ）、风险管理、供应链协同、运维服务等环节。

而相比于离散制造业，流程行业的产品形态、工艺设计、工艺验证、生产模式等都不太一样。从产品的研发制造维度来看，离散行业与流程行业的差异性主要体现在以下几个方面：

◉ 首先，离散行业主要是以产品BOM为核心的生产模式。物料更多的通过批次来管理；物料的产品结构可以用树状的结构进行展示；产成品最终都是由一定数量的零件或部件组成；BOM需要足够精确。而流程行业的研发和生产更多以配方为核心，企业通常会使用配方和公式来规定原材料，以及制成成品所需的每种原材料的量，产品配方保密性要求较高；产品结构往往不是很固定，上下级物料之间的关系可能随温度、湿度、季节、工艺等条件不同而不同。

◉ 其次，在成本核算方面，BOM是离散制造业进行成本核算的依据，但某些流程行业的配方一般是不能直接作为生产成本核算的依据。譬如组装一个水龙头需要5个零部件，在质量稳定的情况下成本是相对固定的；但在食品行业，生成1吨橙汁，可能需要2吨品质好的橙子，也可能需要2.5吨品质一般的橙子，原材料消耗要以实际为准。

◉ 第三，在计划制定方面，流程企业的产品是以流水生产线方式组织，连续的生产方式只存在连续的工艺流程；而离散制造业的生产作业计划往往需要根据优先级、齐套、交期、设备能力、均衡生产等方面对工序级、设备级的作业计划进行调度。

◉ 第四，在产品质量方面，流程行业一般根据生产批次对产品进行各工序上的抽样检验；而对于离散行业，如果是单件小批量生产，一般需要检验每个零件、每道工序的加工质量，如果是大批量生产，一般采用首检、抽检、SPC分析相结合等方式。

总的来看，离散制造业通常需要在生产中进行大量的工艺控制和品质管理，以确保产品的质量和稳定性，这就需要从研发端对产品数据进行统一的管理，保证数据的准确性和一致性；而流程行业的研发管理，不管是仿制开发，还是定制开发，都需要关注配方管理、实验管理、研发过程管理、项目管理等维度。当然，不管是离散行业，还是流程行业，在产品研发过程中都需要一个跨部门、甚至跨企业协作的产品创新平台予以支撑。

相较于离散行业，流程企业在研发管理环节的核心诉求亦有所不同。

◉ 以化工行业为例，其产品研发过程涉及化工热力学、传递过程、单元操作、化学反应工程、化工系统工程、应用数学、计算机与软件等众多学科的交叉融合，可以说，搭建良好的研发管理体系，是化工企业高速运转和持续获取竞争力的关键。

◉ 而在医药行业，其产品研发过程中的衍生报告、知识、档案等信息非常庞杂，往往存在研发周期长、跨部门协作难度大、多项目并行资源调配不平衡、项目进度难以把控、项目成本及绩效难评估等问题，它们的核心诉求是缩短研发周期、提高产品质量、降低研发成本。

◉ 在食品饮料行业，其产品研发往往关注HP值、甜度、酸度、粘度等指标，口味初步确认后，还要对体系中的颜色、稳定剂的稳定性、添加功能因子的稳定性等进行评估，继而从采购、制造、仓储、企划、法律法规、口感、成本等众多方面进行综合考虑。它们的核心诉求是快速洞察消费者需求、快速响应市场、稳定产品品质和降低成本。

分析上述典型流程行业的研发管理业务，可以总结出其共性的诉求是：洞察需求、构建体系、提升效率、促进创新、降低成本。具体来看，首先，要建立市场和客户需求管理流程，使企业的产品研发以市场和客户需求为导向；其次，建立项目管理机制和结构化的产品开发流程；第三，建立跨职能部门的研发团队；第四，建立研发绩效考核机制，提升研发人员积极性，为产品研发奠定人力资源基础；第五，建立数据化和结构化的配方设计及实验数据管理，提升研发效率。

从这些维度来看，流程行业PLM的关键功能在于：打通市场与研发之间通道；实现产品研发业务流程的横向拉通；实现研发知识资产的积累与再利用；研发物料的管理、以及规范原材料的保密管理；配方、工艺及实验管理，实现实验过程数据结构化；设计生产一体化，实现研产销的高效协同等。

作为一项关键技术，PLM不仅仅是一套IT系统，更是支撑企业研发创新的战略性业务手段，对离散行业和流程行业来说同样至关重要。但客观来说，流程行业PLM应用的成熟度还比较低，尚属于探索阶段。

流程行业的研发特点是策划一步、试制一步、试验一步，每一步均有可能成功、也有可能失败。从功能范畴来看，配方管理、工艺管理、实验管理是流程行业PLM的重要模块；特别是配方管理，几乎是流程行业PLM的标配；同时，流程行业PLM与实验室信息管理系统（LIMS）的关系密切，如化工产品研发主要是通过实验，对实验相关数据的管理要求较高，包括实验方案、实验记录以及对实验结果的评审等，呈现出PLM与LIMS集成、融合的应用趋势，也催生出不同厂商提出诸如实验室信息学、数字化实验室等解决方案。

整体来看，基于PLM系统的实施，可以为流程行业企业引入产品研发管理体系管理思维，建立科学的研发管理模式和高效的业务运作流程，建立起数字化的产品研发管理平台，提高研发系统的管理水平和运作效率，以达到如下目标：

首先，是研发过程的项目管理。建立基于PLM系统的产品开发流程和项目管理平台，实现项目执行的透明化和规范化、项目资源的分派和负荷平衡、项目预警机制和项目阶段评审管理，**程度地保证项目进度，降低项目延期风险；以及确保项目资料的及时性、准确性和完整性。

其次，实现研发过程中间状态的管理。基于PLM系统，可以实现将整个研发过程的中间态数据（试制每一步的产出物）进行全面管理，有利于企业积累研发经验教训，提升研发的知识传承能力，潜移默化提升后续研发成功率和效率。

第三，实现业务过程的流程化作业。实现项目计划与业务流程的一体化，通过规范业务作业，协调各部门、各专业的协同工作，保证项目过程的一致性。

第四，实现项目进度的数字化管理。通过解决项目执行管理过程中依靠人工检查、跟踪的方式，从多种角度实时了解和监控项目过程中可能存在的风险，为项目管理的监控提供有效的手段。

第五，实现研发信息的数据化和结构化管理。包括配方信息、实验物料的统一管理，确保物料信息的**性、共享性和安全性；实现由实验配方记录单到产品配方的自动转换，实现产品配方的结构化管理，为生产提供准确的信息源头。

第六，实现研发知识库的管理。流程行业在研发环节通常涉及大量实验，对知识库的积累和管理需求较为迫切。基于PLM系统，可以系统地对显性知识进行整理与利用，对隐形知识进行采集与沉淀，继而实现规范的管理，以提升产品研发能力和创新能力，同时为人才培养奠定基础。

具体到不同的细分行业，PLM的目标又有所不同。

譬如食品饮料行业。PLM的目标与价值还在于实现食品饮料的配方管理，包括结构化配方管理、配方计算功能、分段配方转化、配方合规管理等；食品饮料的合规管理，包括标准数据管理、添加剂管理、过敏源管理等；食品饮料市场大数据分析，包括数据定向跟踪、采集、分析和可视化；食品饮料的标签管理，包括标签模板、包装标准、营养成分生成、生成标签数据等；食品饮料材料管理，包括材料数据化、材料认证管理、材料营养成分等；在项目管理环节，则包含项目模板、项目过程管控、项目风险控制、研发绩效管理、项目管理看板等。

而对于医药化工行业，PLM的应用价值还在于建立符合医药和化工企业研发要求的过程管理体系，包括梳理新产品开发项目、优化和改进项目两大类型研发流程，并就研发阶段、任务活动、输出等进行了规范和标准化；研发资料集中管控，包括有效的、规范化、完整的管理项目研发过程中的各种技术资料，项目文档通过参照标准模板进行编制并提交系统内进行电子审签，可通过多种查询条件快速检索；配方等关键技术资料安全保密，包括明确产品生产所需的各项原材料的名称、规格、产地、单位、数量、工艺要求及质量指标、执行标准等等关键性的技术参数信息，对配方、作业指导书等关键技术资料的安全保密管理。

• 研发产品数据全生命周期管理可有效积累经验数据，为未来减少试制失败次数，降低研发成本、提升研发速度提供了可能；
• 研发中间态BOM自动生成量产设计BOM，减少量产产品数据的出错可能性；
• 产品数据和LIMS数据一体化管理，为对比分析提供依据；
• 支持配方核心数据的保密和组织隔离；
• 支持半流程、半离散产品数据统一描述和协同设计。‍‍