1、PLM(產品生命周期管理)應用與集成研究PLM(ProductLife-cycleManagement)系統在最近兩年開始出現這樣的趨勢：一些國內信息化廠商相繼推出了自己的PLM系統，為了符合國內企業的現實情況，這些系統大多還停留在“準PLM系統”的階段，而研究者則往往處在應用研究、框架研究的階段。一、什么是PLM？產品生命周期管理PLM(ProductLife-cycleManagement)自20世紀末提出以來，便迅速成為制造業關注的焦點。PLM結合電子商務技術與協同技術，將產品的開發流程與SCM、CRM、ERP等系統進行集成，將孤島式流程管理轉變為集成化的一體管理，實現從概念設計、產品設

2、計、產品生產、產品維護到管理信息的全面數字化；實現企業知識價值的提升與知識共享管理，產品開發和業務流程的優化，從而全面提升企業生產效率，降低產品生命周期管理的成本，以提升企業的市場競爭力。目前，國內PLM軟件的應用研究剛剛起步，國內外企業信息化現狀的較大差別使我們無法照搬國外現有理論，國產化PLM的基礎理論、關鍵技術、集成技術等還有待進一步的研究。二、PLM系統的基本原理及體系結構PLM系統提供的產品生命周期管理系統是電子商務整體解決方案的6個核心內容CRM、SCM、ERP、電子交易(E-Commerce)、智能商務(BI)、產品生命周期管理(PLM)之一。它以Web工作流技術與Web項目管理

3、技術為基礎，支持產品全生命周期管理。它對分散的“產品信息孤島”進行無縫集成，對產品設計制造各個階段相關的歷史數據、現用數據、實驗數據、規范文檔等進行管理，為不同階段以及不同的合作伙伴提供統一標準的規范數據。PLM系統及其應用集成系統框圖如圖1所示。產品生命周期管理(PLM)涵蓋企業產品從需求分析、概念設計、產品設計、工藝規劃、生產測試、交付、維護和維修、產品回收再利用的全過程。其涵蓋CAD、CAPP、CAM、ERP、SCM、CRM等產品全生命周期各階段的解決方案，并通過PLM進行連接與集成。它可以集成來自企業內外的信息資源，如：銷售、市場、維護和維修服務、客戶、質量保證、制造加工、部件供應商伙

4、伴等的信息，從而建立起規范的產品信息來源。擴展企業的所有部門和分支機構都能通過PLM獲得信息服務。圖1PLM系統的集成框架三、國內PLM應用存在問題分析PLM軟件的集成應用是一項復雜的系統工程，涉及到軟件開發的成熟度、企業的實際需求。制造企業是目前PLM應用的主體，分析制造企業的信息化現狀，總的來說，存在以下主要問題：(1)電子文檔管理落后目前大多制造企業的電子文檔數據均保存在工程技術人員的個人計算機中，由此帶來了一系列的問題，如電子文檔與紙介質文檔的版本不統一，數據分散查找不方便，不能反應數據之間的關聯性，沒有按零部件的特性進行分類，等等。更嚴重的是，這些數據沒有得到安全保護，可以隨意地復制

5、和刪除，或因計算機的故障而永遠丟失。因此，需要通過實施PLM項目提高產品數據的管理水平，保證產品電子數據的完整性、高效性和安全性。即，首先要有建立良好的數據組織管理模型，并按照科學的規則對產品設計及工藝數據進行有效地組織與管理，使其方便使用。其次，還要能安全地存取產品技術數據(包括設計圖紙、工藝卡片及其他相關數據)，并按照有效的流程控制數據的正確性。此外，還要提供快速查詢的手段，方便獲取所需數據，實現數據共享，規范文件格式和數據。最后，還必須及時、準確地提供所需的物料清單，供生產經營使用。(2)數據查找困難對于企業來說，全新的設計是極少的，一般的設計工作基本上都是在原有設計基礎上的改型設計。這

6、種設計必然要經常參考舊有的設計結果，如果沒有方便的查詢工具，不能找到需要的數據，工程師可能會重新設計一個零件或工裝，設計重用率不高。所以，必須采用計算機查詢，能根據項目、設計人、工作階段、審批狀態、日期、類型以及預先定義的各種參數，如材料、重量、加工方法等進行查詢，不僅可以查到當前的資料，還可以查到過去的或者類似項目的相應資料。（3）業務間的協同性差面對當前全球經濟一體化，顧客需求個性化以及產品交貨高速化的經濟時代，產品開發與生產之間、與供應商之間以及與顧客之間耦合程度越來越強。要適應這一時代經濟特征，必須提供強大的協同系統，以滿足當前的經濟變革。這種變革帶來的變化有兩點特點：一是全面徹底性；

7、另外一點是強相關性。所謂全面徹底是指變化發生在所有的領域內。比如：設計環節中的概念設計、工程設計與工業制造；商務環節中的市場、銷售與流通制造環節中的物料控制、計劃成本控制。所謂強相關性是指這些所有的環節中所包括的組成部分之間是有內在的業務聯系（工作流），而且這些業務流程本身又與模式的變化有互動的關系。（4）與其他應用系統集成度低CAx系統無法把產品加工信息傳遞到后續環節，阻礙了計算機應用技術的進一步提高。目前，只有把CAx和生產制造結合成一體，才能進一步提高生產力和加工精度。隨著計算機應用的日益廣泛和深入，人們很快發現，只有當CAx系統一次性輸入的信息能在后續環節（如CAPP中）一再被應用，才

8、是最經濟的。所以，人們首先致力于把已經存在的CAx、CAPP、ERP系統通過工程數據庫及有關應用接口，實現CAx/CAPP/ERP的集成，才能實現設計生產的自動化。目前，PLM系統是最好的CAx/CAPP/ERP集成平臺。它可以把與產品有關的信息統一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進行有條不紊的管理。不同的CAx/CAPP/ERP系統都可以從PLM中提取各自所需要的信息，再把結果放回PLM中，從而真正實現集成。以上問題應該說在制造行業普遍存在，因此開發和實施一個成功的PLM應用系統，應該具有以下基本功能。（1）利用跨行業、全球化的可視化協同工作模式建立一個集成的可視化管理環境，以便在擴

9、大的企業范圍內分享和共用復雜產品數據。建立基礎集成框架、信息模型圖形化定義、對象屬性定義，對象間關系定義等工具，使貫穿于整個制造價值鏈的協同能力得到大大的提高，使企業從概念設計到產品發布都能以更快的速度、更低的成本推出更好的產品。（2）實現產品業務流程的優化重組。PLM系統將提供一套健全的業務流程構成與優化方案，功能強大的Web工作流程圖形化定義工具，通過幫助企業掌握和運用這些流程工具，對產品生命周期的全過程進行設計與優化。（3）實現對企業知識集成與共享。企業的核心競爭力產品和技術的創新力，而知識集成又是創新能力的關鍵。知識集成主要是對分散在企業員工頭腦中的經驗與知識進行集成，通過對集體知識的

10、捕獲、共享以提高企業應變和創新能力。PLM系統幫助企業繼承、管理、優化企業的知識資源，提高知識、經驗的可重用性。（4）建立以PLM系統為應用集成框架的開方式可擴展體系結構。信息孤島的形成是因為各應用系統分別建立在不同的數據模型之上，難以實現系統間的數據共享與信息集成。因此，需要建立一個包括各個應用系統在內的、全局的、統一的共享信息模型，即產品總體信息模型。通過該模型，各個應用系統對模型的數據有唯一相同的解釋：數據模型全局一致，不同應用系統在數據交換過程中避免了語義上的誤解和分歧；避免了產品數據的冗余和不一致現象；使對動態數據管理成為可能。四、PLM系統的相關關鍵技術適合國情的PLM系統應充分考

11、慮國內制造業的實際需求，實現更為通用的信息集成。在應用系統的開發過程中，其關鍵技術有如下幾點。（1）靈活的系統建模框架：為了能夠建立一個健全的系統，必須首先建立系統的相應模型，包括系統體系結構模型、組織關系模型、信息傳遞與交互模型、協同工作模型以及各階段系統設計模型。（2）基于Web的項目管理系統：基于Web的項目管理是基礎集成框架的重要組成部分，它是保障產品生命周期各階段數據管理的有效組織形式。項目管理功能包括項目組織結構建立、任務分解、項目管理、項目監控、項目維護等。（3）基于Web的工作流管理系統：是PLM系統正常運行的基本保障，它使分散地域的信息流、知識流集成成為可能。（4）工具集開發

12、與集成：基礎集成框架為PLM系統提供基礎支撐，具體任務的完成需要通過各個相應工具實現。（5）網絡安全技術：PLM系統運行環境構建于Intranet/Internet之上，所以為了保證數據信息的安全，必須采取相應的軟、硬件保障措施。在網絡建設中系統采用硬件防火墻技術：在軟件開發過程中，采用基于角色的身份認證與授權技術，確保合法信息不被非法盜用、修改與截獲。（6）基礎集成框架構建：基礎集成框架為PLM系統的提供基礎支持環境，主要包括基本平臺與各協同工具。基本平臺以工作流系統為主體，可以實現遠程的信息傳遞。協同工具包括共享視頻、共享音頻、共享白板、電子郵件、協同瀏覽器等。五、結束語PLM技術自誕生之日起便受到廣泛關注，國外PLM技術與理論的研究已經比較成熟，一些國外大公司，如IBM，Agile、EDS、Dassault、MetrixOne、SAP等都已推出了PLM解決方案，且