PLM系统在制造业的应用

来源：e-works

随着经济全球化的不断推进、市场竞争的日趋激烈，制造业面临着升级转型的挑战。如何实现企业升级转型，从“中国制造”走向“中国创造”，已成为企业经营者面对的重大课题。

产品生命周期管理（PLM）是继CAD/CAM之后发展起来的新一代产品创新和协同管理解决方案。PLM作为产品概念的提出到产品退出市场这一过程中对产品信息的管理，受到企业的广泛关注。应用PLM系统，企业可以整合并高效应用现有资源，全面推动产品创新与协同，有效缩短从“中国制造”到“中国创造”的进程。

PLM系统帮助企业建立统一的产品研发设计工艺协同及研发项目管控平台，提高研发效率，提升产品质量。在此基础上，逐渐进行业务扩展，实现跨前期规划、研发设计生产制造、维护维修的产品全生命周期管理，缩短产品开发周期，提高产品创新能力，满足科研与制造业不断发展变化的需求，提高企业核心竞争力。

PLM是一系列应用解决方案，能够应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用。PLM系统能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。

PLM系统主要应用于制造业企业，尤其是产品结构复杂、设计周期长、设计工作量大、按订单设计的企业。对于企业提高研发效率，实现研发过程的协同工作，缩短产品上市周期，降低产品成本起到了重要作用。

PLM系统的主要应用目标是整合以产品数据管理为核心的产品数据平台和以ERP为核心的产供销服资源管理平台，减少中间环节，使所开发出来的产品更符合市场的需求。一方面缩短产品从研发到投产的周期；另一方面可以从系统中及时获取其它部门提供的相关信息，为产品研发和改善提供依据。总之，面向制造以产品全生命周期为主线，为企业提供设计、生产、销售、服务的一体化应用是PLM的发展趋势。

目前，我国制造企业在研发制造领域，普遍存在以下问题：

大部分企业的产品设计采用AutoCAD、Solidworks等设计软件，完成了甩图板工程，但产品的设计数据完全依靠人工管理。产品数据在各业务部门之间的手动更改，使得技术资料的准确性和一致性难以保障。由于没有产品数据的集成管理，一方面，技术文件检索复杂拐一方面，浏览、编辑操作无记录，不能有效防止技术泄密。

另外，设计与工艺部门之间信息沟通不畅，导致目前图纸中的借用件较多，零部件通用化程度不够，不利于企业整体技术进步和降低生产成本。无法为ERP系统提供产品BOM清单，不能为ERP提供数据源，使得设计数据转为生产数据需要二次输入。

管理上的不通畅导致设计成本越来越高产品越来越复杂平均售价越来越低，这一切都给企业带来巨大的压力。各种各样的设计难题不断加快的产品生命周期以及复杂的供应链，这一切都给企业在推出产品开发预算协同管理和质量目标方面提出了新的挑战，这也是当前竞争环境下摆在企业设计部门和产品设计人员面前的急迫课题。

产品设计、工艺协同的不通畅导致设计成本越来越高、设计工艺协同周期长、难度大。各种各样的设计问题、工艺和制造难题给企业在推出产品、开发预算、协同设计和制造方面提出了新的挑战，企业研发与制造如何有机衔接，提升协同效率，这是摆在企业管理层和具体技术人员面前的急迫课题，如何实现设计BOM到工艺BOM的转化，充分重用产品开发数据并管理工艺设计流程和数据，提升工艺编制效率，保证设计、工艺产品结构数据的一致性和自动同步，实现设计工艺一体化，这是企业实现数字化协同设计、提升核心效率的关键环节。

这些问题的产生与累积对研发管理体系提出了越来越高的要求。国内很多企业已经建设了PLM系统来解决以上问题，为企业领导和设计人员提供了有效的产品研发管理和项目管控手段，大大提高了研发效率，降低了研发成本。全面建设PLM系统，实现产品研发数字化，加强产品数据管理，应用虚拟样机技术和先进的集成制造模式，建立集成、并行、虚拟、协同的产品研发网络，达到优化产品设计加快研发速度、提高产品设计效率和设计质量，降低研制成本，缩短新产品开发周期，满足客户的个性化多样化需求，提升产品技术含量和竞争力。

通过统一部署产品开发平台，各单位能够对产品开发全生命周期进行管理，具备集成机械、电气、电子、软件等各类设计工具的能力，支持公共模块的复用，支持跨部门、跨系统的协同开发设计，支持异步开发或并行开发，实现跨部门、跨系统、跨阶段的研发活动的整合和协同。

从国内制造业企业的业务现状来看，研发管理理念与当前国际先进的集成研发理念相比，还有一定差距，管理手段还有待加强，这就为产品研发管理体系的改进提出了迫切要求，急需进行产品生命周期管理体系的研究与PLM系统的建设。PLM系统支持产品全生命周期的信息创建、管理、分发和应用，能够集成人力资源、业务流程、专业工具软件等研发资源。

通过对产品研发管理体系的要素抽取和流程优化，可将PLM的应用范围拓展到对基础性、前瞻性以及应用技术研究的管理。PLM项目的建设将为企业带来以下几个方面的改进：

1、梳理与优化研发管理过程，建立产品生命周期管理体系，通过产品全生命周期管理体系建设，将梳理各单位现有研发管理过程，优化研发管理体系，并在此技术上进行深入与扩展研究，形成企业统一的产品研发、设计、生产制造和运维管理体系，实现企业的统一管控。

2、建立与规范产品资源库，提高知识重用率，通过整理与规范产品数据管理标准，逐渐建立起跨产品全生命周期的产品资源库，实现图文档管理、研发数据管理、产品结构管理、工作流程管理等信息化管理的目标，提高数据管理与重用的效率，进而提高设计与研发效率，改善产品质量。

3、建立协同设计研发环境，提高研发效率，建立电子化的协同设计研发环境，实现电子资源的快速浏览和安全访问；实现协同研发项目管理，提高项目管理的质量与效率；实现设计与工艺的协同，缩短研发时间，提高研发效率。

4、实现数字化产品设计、数字化制造、提高产品质量，在虚拟环境下，通过产品设计、仿真分析与虚拟制造的手段对产品性能及制造过程进行分析优化，减少现实环境中可能发生的问题，提高产品制造一次成功率，降低研发与制造成本。

随着PLM系统在企业内部的深入应用，PLM系统将为企业业务过程和协同管理提供有利的协同环境，从而为企业带来可观的直接或间接的经济效益和社会效益，并为企业制定未来可持续发展战略提供必要的技术保障和辅助决策。

总之，产品全生命周期管理体系的研究与项目建设可以规范项目过程管理、提高产品质量、降低研发成本、缩短研发周期，对企业信息化建设与长远发展具有良好的促进作用。建成后的PLM系统将作为科研与制造业企业的研发管理平台，能够管理科技项目产品研发、设计、制造等业务，将成为科研与制造业企业的核心管理平台，可以缩短产品研发时间，提高产品质量，方便产品运行维护，具有良好的技术与经济效益。

因此，建立完善的产品生命周期管理体系，在此基础上梳理产品研发过程中的需求项目流程文档等管理要求，调研国内国际主流的PLM软件厂商，选取适合企业自身的PLM软件，通过PLM项目的实施建设，加快企业各部门PLM系统的有机应用，提高企业的研发制造能力，提升企业的核心竞争力。

PLM软件产品广泛应用于机械装备、电子电气、汽车汽配、家电、勘探、设计、建筑、化工、院校等行业，是企业重要的创新管理平台，为企业提供了一整套全方位的数字化产品生命周期管理平台。通过图文档管理、物料管理、产品管理、流程管理、项目管理、协同办公等系统功能，支持从概念创意、设计、工艺、样机制作、生产制造、销售、维护到报废产品全生命周期各个阶段的信息创建、协同、应用和管理，帮助企业搭建高效的产品研发管理及企业协同办公平台，迅速提升企业在知识沉淀、技术规范、产品设计、项目管控、业务优化及高效协同办公的管理水平，并利用它在产品生命周期中的每一个阶段提高盈利能力。