产品生命周期管理讲义

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1、 什么是产品生命周期管理（什么是产品生命周期管理（PLM）我国制造业信息化的大潮已经滚滚而来。它正朝着两个方向发展：一个是 ERP、CRM 或 SCM 等，另 一个就是从产品设计、产品开发入手的 CAD/CAM 手段的拓展。相对于前者比较明确或者稳定的技术结构 而言，后者还处在概念更新和不断发展的阶段。 经济全球化和工业信息化使制造业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻的变化，这些变化对 制造业提出了严峻的挑战。为满足日益变化的客户需求，产品制造商需要从以生产推动销售的方式，转变到 按客户需求订单安排生产的方式。特别是近年来兴起的企业外包业务和单一的客户需求的增加，生产厂商只 有开展协同

2、产品生命过程管理才能达到降低产品成本、提高产品质量、加快产品上市时间，以及为客户提供 优质的产品服务。因此，可以断言：以产品创新为特征的制造业时代，需要 PLM（Product Lifecycle Management，产品生命周期管理） 。 PLM：做企业信息化的基石：做企业信息化的基石 制造业企业在信息化建设中至少有四种类型的资产：品牌/商标资产、知识型资产、营运资产和有形资 产，对应的技术分别是 CRM、PLM、SCM、ERP 等。对于无形资产如品牌资产、知识型资产的维护是企业 信息化过程中不可缺少的重要环节。但对于知识型资产，与其说是一个新概念的诞生，不如说是强化人们对 既有知识资产的

3、重视，因为它已经存在于公司的日常活动中，而企业竞争力最重要的源泉就是基于创新的知 识及其载体各种产品。 因此，在制造业企业中信息化存在着以下四个系统。 第一， PLM。这是因为在以产品生产为主要经济活动的制造业企业中，产品开发过程占用了产品生命 周期成本的 70%或者更多，甚至在一项新的产品设计付诸生产之前也是如此。而 ERP 系统只能改善在产品 生命周期成本中另外的 30%成本。新产品的开发工作在整个公司的经费支出中占有很大比例，特别是在整个 开发项目中由于各种原因，如果新设计的产品不能以低廉的成本进行生产，那么，它们就难以满足市场的质 量要求；或者产品在准备上市时市场需求发生了变化而被取消

4、，公司经费将被白白地浪费掉。 第二， SCM。供应链是由供应商、仓库、作业和零售渠道等组成的一个序列，供应链系统可以优化产 品成本与价值，它主要为企业的制造服务。 第三，CRM。CRM 系统可以及时获取客户需求和为客户提供服务使企业减少“软”成本。 第四， ERP。它对企业的进、销、存进行管理，并主要表现在有形资产的管理上。我们从中可以看出， ERP、SCM、CRM 企业管理类信息系统的推广确实简化和改进了各种商业规则，但是这些系统对提高制造 商产品开发过程中的核心功能却没有太大的影响。因此，在企业信息化的四个系统中，PLM 是企业信息化 的基础，是企业需要花大力气推广的。那么，PLM 与 E

5、RP 有什么区别？如图 1 所示，PLM 重点放在了知识 产品或者说无形资产的管理上，而 ERP 的管理都发生在企业的有形产品推出之后。在 ERP 系统中有形的产品库存越少越好，在 PLM 系统中则希望无形的产品尽量多。ERP 管理无形的数字化知识产品则显得有些无 能为力。 产品生命周期管理的具体内容产品生命周期管理的具体内容 PLM 是一项对所有产品相关数据进行管理的技术。它将设计和制造工程师所使用的数据全部统一放置 在一起进行管理，也就是通过构筑产品信息数据库，建立一个统一的产品研发系统平台。在这个平台上，所 有参与设计的人员通过浏览器就可以共享所有的设计文档与信息，并通过浏览器来共同完成

6、某产品的开发设 计工作。PLM 可以根据不同的需求，实时地提供个性化的技术信息咨询服务。企业的员工、企业的最终用 户和合作伙伴等，都可以跨越时空的限制，参与到企业产品研发设计的各个环节中来，使其产品从最初的设 计开始就充分体现用户的需求。这样一来，生产出来的产品才能最大限度地满足客户的需求。同时，产品的 设计信息将直接进入到企业的生产制造系统，与供应链上的采购、生产、销售、商务各个环节联系起来，从 而简化了流程、缩短了新产品从创意到上市的时间周期。而 PLM 中的核心是协同，它包含了 CAD、PDM（Product Data Management,产品数据管理）等不同层次的信息系统。其中，CA

7、D 主要用于企业 内部，PDM 主要用于企业部门之间。 PLM 不是一种现成的工具，而是面向产品创新的一种知识管理和流程优化的理念，同时又通过各种工 具得以实现。实现 PLM 基础包括以下五点： 以流程为核心进行针对行业的业务流程优化。此时，对于 CAD 产品已经不能简单地看作一种开发工具， 而是一种思想和方法的载体。重新规划流程，将使得传统 CAD 产品能够纳入到系统的全相关性指标中，能 够对产品的设计/工艺/制造的全过程有着预览全景的了解。 协同工作环境。提升 3D 技术的应用水平，实现产品信息的全程数据共享的协同作业的环境。 对知识型资产的要素进行分解。IBM 的 3D PLM 的知识体

8、系是以 PPR（Product-产品、Process-开发的 流程和制造、Resource-资源）为中心的信息管理框架。利用 PPR 定义用于描述基本要素的数据格式，实现 标准化作业、信息化制造的底层数据基础。例如，加工一个散热器片，不仅仅是其几何空间的描述，同时还 需要定义如何加工的信息，相关材料、甚至自动专家的信息。又如，当加厚肋板的时候，系统将自动提醒成 本可能会超过 20%的信息。这实际上是将整个制造过程在虚拟世界中前移，在数字世界完成各种制造模拟， 以最大限度地减少实际生产造成的资源浪费。 知识管理。PLM 是一个管理思想从上而下的渗透过程。通过建立能够沉淀并被其他同事重复利用的知

9、识型资产，使得公司在前进的过程中，许多优秀的创意和经验、教训都会沉积到公司的系统中去，使得操作 者能大大降低时间。因此，“第一次就做对“(Right First Time)已经成为知识库的一个目标。 连结的工具。由于整个系统具有开放性和扩展性的特点，需要有一种工具能够实现整个过程的记录和应 用。 介绍一下实施 PLM 技术的三个软件工具。 三、三、PDM 与与 ERP 的区别的区别 PDM（Product Data Management System，即：产品数据管理系统）和 ERP（Enterprise Resource Planning，即：企业资源计划） ，是当前先进制造技术群中涉及企业

10、管理的两个重 要技术领域。从理论上说，PDM 能够集成并管理所有与产品有关的信息和与产品相关的过程。它能帮助企 业构造一个适合异构计算机运作环境的集成应用平台，对“粗放型“发展的各种单项计算机辅助技术进行“集 约化“管理。ERP 则是在 MRP-II 基础上发展起来的、先进的企业经营管理模式。ERP 进一步吸取了现代管 理思想，对企业活动中和制造有关的所有资源和过程进行统一的管理，在目标上充分体现对成本的控制、对 质量的控制和对客户服务的管理，着眼于企业制造领域准连续的计算机化管理，主要用于生产制造阶段和后勤管理。虽然 PDM 和 ERP 在管理重点上有所不同，但是，由于同一产品的形成周期涉及

11、 PDM 和 ERP 两个 领域，所以，对 PDM 和 ERP 进行系统集成研究，对于有效缩短产品形成周期、加速产品从设计领域到制造 领域的转化，从而，从根本上促进企业的现代化进程具有十分重要的现实意义。 1. PDM 与 ERP 之间的区别和联系 产品数据管理（PDM）技术诞生于 20 世纪 80 年代早期，正式提出 PDM 这一概念是在 80 年代后期。 业界对 PDM 还没有一个统一的定义。1995 年 2 月，主要致力于 PDM 技术和相关计算机集成技术的国际咨 询公司 CIMdata 公司在其发布的PDM Today一文中，对 PDM 提出了简单的定义： “PDM 是一门用来管理所有

12、与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD 文件、结构、权限信息 等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。 ” 而另一个著名的国际咨询公司 Gartner Group 公司，在其市场研究报告中则把 PDM 定义为： “PDM 是为企业设计和生产构筑一个并行产品开发环境(由供应、工程设计、制造、采购、销售与市场、 客户构成)的关键使能技术。一个成熟的 PDM 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个信 息生命周期中自由共享和传递与产品相关的所有异构数据。 ”而 ERP 是对企业和制造有关的所有资源和过程 进行统一管理的技术，侧重于制造领域物流的管理，其代表功能有：

13、主生产计划、物料需求计划、原材料采 购计划、车间作业计划、工装设备管理、财务系统管理、库存管理等。因此，PDM 和 ERP 系统成分都包含 动态（过程）和静态（PDM 中主要是描述产品的状态信息、几何拓扑以及信息间的逻辑关系，ERP 中主要 是设备、班组、车间、资金、库存等制造资源）两个方面，所以，为了实现以 PDM 为代表的信息领域和以 ERP 为代表的制造领域之间的集成，必须在有效发挥系统“1+1?2“的集成功能的前提下，在全局信息共享和 过程目标一致的基础上，充分满足 PDM 和 ERP 系统在静态和动态两个方面的要求。为了实现这一系统集成 目标，首先必须对 PDM 和 ERP 在管理对

14、象、作用领域、管理途径和方式等方面的区别和联系具有系统的认 识。 1.1 PDM 和 ERP 的区别 a. 捕获产品定义数据 PDM 系统首要且最重要的功能就是捕获和共享任何形式的产品定义数据。该功能的作用贯穿于整个企业之 中，从产品设计生命周期的早期阶段就开始发挥作用，而这种关键能力在 ERP 系统中却并不能得到充分地 展示。 有效捕获工程数据 PDM 系统通常提供应用程序界面（API）开发工具箱，以便能为多种设计、制造、分析软件建立应用接 口。这一独特的连接工具使系统集成工程师几乎可以用户化所有 PDM 功能以满足对特定软件设计工具的特 定数据实施管理的要求。例如，现代 CAD 工具可以创

15、建包含多种形式且拥有相互关联文件的“产品模型“。 当设计人员修改零部件时，与其相关的装配、子装配以及相应的图形文件和制造文件都会做相应的改变。通 过实际的应用程序界面，PDM 系统能够把握它们之间的关系并且在整个设计过程中跟踪其状态信息。与此 相反，现有的 ERP 系统却不易进行用户化。 对共享数据的访问 一旦工程数据登记注册到一个 PDM 系统中，我们怎样才能做到在不影响其安全性的前提下对它进行数 据共享一个具有优秀体系结构的 PDM 系统能够利用“电子数据仓库“来保护和存储工程数据。电子数据仓库可能由一个或多个“仓库位置“构成，它们分布在整个异构的网络计算环境中。储存在“电子仓库“中的工程

16、数 据根据 PDM 系统的使用规则，可以被授权用户访问。而 ERP 系统在产品定义数据共享方面的能力是有限的。产品结构和产品定义数据 在许多企业中，产品结构规划是从设计部门编写工程零部件清单开始的。工程部件清单通过手工输入到 ERP 系统，并且作为创建按计划的视图材料明细表 (BOM)的起始点。而创建按计划的视图来确定材料明细 表是通过修改工程部件清单实现的，并且与其他计划信息一起来平衡生产需求与现有机器设备、材料以及可 直接使用的劳动力资源之间的关系。 现代 PDM 系统已经能够实现产品结构功能，它不仅能够代替传统的工 程部件清单，而且提供了一个易于使用的图形界面，让用户可以方便地定位和使用产品定