PLM需求現(xiàn)狀：概念大難落實

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“大而全”是PLM從PDM演變過來之后給人的第一感覺，涵蓋面很寬。但咨詢公司所說的PLM只是理想狀態(tài)，如何讓現(xiàn)實與理想更為接近、如何將“大而全”的概念落到實處是當(dāng)前PLM面臨的應(yīng)用難題。

聲稱能夠管理產(chǎn)品生命周期中的所有信息是PLM（Product Lifecycle Manage-ment,產(chǎn)品生命周期管理）的承諾。但當(dāng)某件事物看上去功能太過強(qiáng)大和完美的時候，首先就會有人質(zhì)疑它的可行性，之后就會對它的實際應(yīng)用前景產(chǎn)生懷疑。PLM已經(jīng)走過了最初不為用戶所認(rèn)可的階段，但現(xiàn)實問題是，那么大的一個概念，如何落到實處？在實際應(yīng)用中，用戶更看重它哪些方面的能力？用戶的實際使用與PLM的理想狀態(tài)是否存在錯位？ 

“一部分”也算是PLM

PLM涵蓋產(chǎn)品的整個生命周期，而企業(yè)對PLM的需求往往只局限在其中的某一部分，如三維CAD、圖文檔管理等。

PLM最初源自PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理），而PDM則是源自CAX，包括CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）、CAPP（計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計）、CAE（計算機(jī)輔助工程）及CAM（計算機(jī)輔助制造）等，因此它的源頭在于提高工程設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計、工藝編制、質(zhì)量仿真、數(shù)控編程、測試分析等領(lǐng)域的工作效率和質(zhì)量，所以最初使用CAX的人群是制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造部門。

中國石油天然氣集團(tuán)公司北京石油機(jī)械廠總工程師鄒連陽在接受記者采訪時表示，其石油鉆采配件頂驅(qū)裝置的設(shè)計在利用CAD工具及企業(yè)圖文檔管理系統(tǒng)的輔助之后，設(shè)計周期從三年縮短到了一年。許繼集團(tuán)則通過PLM建立起了研發(fā)體系管理架構(gòu)，大大增強(qiáng)了產(chǎn)品設(shè)計的可重用性。而福田汽車在部署PLM系統(tǒng)之后，所有電子圖文檔的變更修改和歸檔都是由系統(tǒng)自動進(jìn)行的。

盡管后來PLM將覆蓋范圍擴(kuò)展到了前期的需求管理以及后期維修服務(wù)中產(chǎn)品資料的追蹤甚至產(chǎn)品報廢，但在實際場景中，PLM應(yīng)用仍主要集中在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)階段。早已認(rèn)可PLM的大中規(guī)模制造企業(yè)不再質(zhì)疑PLM的必要性和能力，但許繼集團(tuán)有限公司信息中心主任郝子現(xiàn)和北汽福田汽車股份有限公司工程研究院PLM科項目經(jīng)理陸勤柱都表示，自己迫切需要的PLM功能并沒那么多。而對于北京石油機(jī)械廠這樣規(guī)模更小一些的企業(yè)來說，基本的圖文檔管理系統(tǒng)和各類CAX工具基本上就可以滿足需求了。

它們所實施的都可以稱為PLM的一部分，但都不是全部。實際上對于PLM的定義，每個PLM商家的說法還不盡相同，在具體實現(xiàn)時，模塊功能交互、劃分邊界不清，常常讓用戶也有些糊涂。盡管都說自己可以提供一個完整的PLM解決方案，但仍然在不斷地開發(fā)新功能。或許從現(xiàn)階段看，PLM有時顯得有些大而無當(dāng)，涵蓋面很寬，實際上不可能擴(kuò)展到咨詢公司所說的那樣完備。UGS高級顧問婁忻在接受記者采訪時如此剖析PLM: 可以認(rèn)為它和ERP一樣，都可以推動企業(yè)進(jìn)步和發(fā)展。

以設(shè)計為導(dǎo)向

產(chǎn)品是制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動的主要載體，產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)成本占據(jù)總成本的70%，而將產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計流程更為規(guī)范地管理起來則是PLM的誘人之處。

現(xiàn)階段PLM對制造企業(yè)的最大貢獻(xiàn)莫過于將企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計流程更為規(guī)范地管理起來。有人稱，PLM管理的是制造企業(yè)無形的知識資產(chǎn)，而知識的載體則是各種產(chǎn)品。在以產(chǎn)品生產(chǎn)為主要經(jīng)濟(jì)活動的制造企業(yè)中，產(chǎn)品開發(fā)的成本占據(jù)了產(chǎn)品生命周期成本的70%還多，而ERP只能改善另外30%的成本。

在軟件開發(fā)逐漸規(guī)范之后，人們常常將軟件業(yè)稱為制造業(yè)，實際上軟件制造除了在工藝制造階段比傳統(tǒng)制造業(yè)簡化了很多，其他方面的工序基本雷同，尤其在制造業(yè)多品種、小批量的特性越來越明顯的今天。從需求管理到概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、測試分析等，期間貫穿著文檔管理、變更管理、配置管理等，都是二者必須經(jīng)歷的過程，只是軟件設(shè)計的最終表現(xiàn)形式是程序代碼，而產(chǎn)品設(shè)計的表現(xiàn)形式是二維或三維圖紙。軟件開發(fā)在更早的時候就有CMM、軟件工程技術(shù)的輔助，而國內(nèi)制造企業(yè)對PLM的重視只是近兩年的事。

在許繼集團(tuán)，所生產(chǎn)的裝備其實是嵌入式設(shè)備，既有硬件也有軟件，但從前只是對硬件型號有較為細(xì)致的管理，至于里面輸入的是什么版本的軟件模塊，并沒有詳細(xì)的標(biāo)識和追蹤，而且在開發(fā)過程中，無法對每個階段的狀態(tài)進(jìn)行管理。在實施PLM之后，各個軟件模塊被當(dāng)作一個一個零件進(jìn)行管理，并賦予每個軟件一個BOM（Bill Of Material，物料清單）號，從而將軟件的管理硬件化。每個出廠設(shè)備都對應(yīng)惟一的硬件BOM號和軟件BOM號，無論是最終用戶的意見反饋還是軟件測試過程中的反饋，都可以追溯到具體的“零部件”。

在福田汽車也曾有過類似的情況發(fā)生，研發(fā)部門設(shè)計出來各種配件，例如幾種發(fā)動機(jī)、幾種變速箱，但并不規(guī)定什么發(fā)動機(jī)配什么變速箱，而是由生產(chǎn)部門自己組合，導(dǎo)致研發(fā)部門最終不知道上市的某款車內(nèi)發(fā)動機(jī)、變速箱的具體型號，以致發(fā)生問題之后無從追溯。

貫穿研發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)過程中相對統(tǒng)一的BOM編碼是PLM的基礎(chǔ)，也是PDM的核心，因為產(chǎn)品在PLM系統(tǒng)中的物化表現(xiàn)就是這些編碼及其中標(biāo)注的各種屬性，設(shè)計過程中有任何變化，都要快速傳遞到生產(chǎn)系統(tǒng)中，最終的生產(chǎn)就是以這些BOM數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

另一方面，產(chǎn)品設(shè)計的形象表現(xiàn)就是二維、三維圖紙和文檔，這些是另一種類型的數(shù)據(jù)，相對來說，它們的活躍期主要是在設(shè)計階段，一旦設(shè)計定型，就會自動在系統(tǒng)中申報，并根據(jù)需要通知相關(guān)人員，進(jìn)行進(jìn)一步校核、審核、會簽、審定、批準(zhǔn)等，最終將文檔自動歸檔入庫。從前，福田汽車的文檔歸檔純粹是手工操作，先是一系列涉及多個業(yè)務(wù)和管理部門的審批流程在紙質(zhì)圖紙上走一遍，有任何修改也都是在紙質(zhì)圖紙上進(jìn)行。到了檔案室，不僅要把紙質(zhì)圖紙歸檔，還要將其對應(yīng)的電子圖紙也歸檔，但因為審批過程中的修改有相當(dāng)一部分是在紙質(zhì)文檔上進(jìn)行，常有電子圖文檔沒有及時更新就存檔的情況發(fā)生。PLM將設(shè)計審批的流程固化在了系統(tǒng)中，因此任何改動都要在系統(tǒng)中進(jìn)行。雖然國內(nèi)制造企業(yè)完全采用電子歸檔的還很少見，不過大、中規(guī)模的企業(yè)都在從紙質(zhì)歸檔逐步過渡到電子歸檔。在福田汽車，異地的文檔共享，都已通過電子發(fā)放的形式實現(xiàn)。

據(jù)郝子現(xiàn)介紹，目前許繼集團(tuán)的PLM主要實現(xiàn)了項目管理、文檔管理、重用管理、更改管理和缺陷管理五個部分。主要都是集中在建立研發(fā)體系管理框架和建立工程體系管理框架。而福田汽車的PLM實施則主要覆蓋了文檔管理、三維CAD的集成、配置管理等方面，直接使用PLM的用戶將近700人，通過PLM查詢產(chǎn)品信息的人數(shù)達(dá)2000人，包括生產(chǎn)、銷售、市場等部門的員工都會直接或間接地與PLM產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

像許繼集團(tuán)和福田汽車這樣同時擁有設(shè)計和生產(chǎn)部門的企業(yè)在實施PLM的時候都是以研發(fā)、設(shè)計部門為主。而對于那些沒有生產(chǎn)部門的研究所，項目管理、需求管理、圖文檔管理才是它們目前的主要關(guān)注點(diǎn)。國內(nèi)還有一類特殊的制造企業(yè)，其設(shè)計、研發(fā)都是在國外完成，國內(nèi)工廠只是接受來自國外的數(shù)據(jù)，相比較而言，它們的PLM更注重PDM與ERP、SCM等其他系統(tǒng)之間的連接和集成。

另外，像北京石油機(jī)械廠這樣的中小規(guī)模制造企業(yè)，最看重的只是圖文檔管理和3D設(shè)計工具。正如鄒連陽所說，設(shè)計流程一旦固定，當(dāng)有緊急任務(wù)的時候，想變通使用更為靈活的方式都難，反而增加了內(nèi)部溝通成本。貫穿PLM始終的協(xié)作精神對中小企業(yè)來說，可能并不是非常吸引人。

PLM需求現(xiàn)狀

對PLM的現(xiàn)實需求狀況與其理想狀態(tài)還存在著較大的差距。

為什么用戶對PLM的其他方面不那么感興趣？就算是被商家熱炒的協(xié)同設(shè)計，在實際應(yīng)用中也沒有那么高的使用熱情。

● 協(xié)同設(shè)計不被廣泛接受

北京石油機(jī)械廠的協(xié)同主要就體現(xiàn)在其PLM軟件中自帶的一款I(lǐng)M（即時消息）工具，利用它召開網(wǎng)絡(luò)會議、發(fā)布通知，而設(shè)計協(xié)同，就是一邊撥通電話，一邊打開自己的設(shè)計文件，雙方在電話里交流設(shè)計意見。鄒連陽感覺這樣已經(jīng)很方便了，以前國際長途很貴，但現(xiàn)在電話費(fèi)不再是問題，遠(yuǎn)比差旅費(fèi)便宜，而且這樣的溝通非常直觀。

在福田汽車，二維的協(xié)同設(shè)計完全能夠?qū)崿F(xiàn)，從任何入口進(jìn)入PLM系統(tǒng)都可以進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，但三維的協(xié)同設(shè)計還不能完全實現(xiàn)。實際上福田是以生產(chǎn)商用車為主，大量的零部件并沒有三維數(shù)據(jù)，因為商用車對于裝配等方面的要求并不那么嚴(yán)格，所以三維設(shè)計在福田只是作為一種驗證手段，證明總體設(shè)計沒有問題即可。是否以三維數(shù)據(jù)為生產(chǎn)依據(jù)其實具備很強(qiáng)的行業(yè)特性，例如空客、波音的設(shè)計文檔早已是3D發(fā)放，國際上轎車的生產(chǎn)也基本都是以3D為依據(jù)。但在國內(nèi)，大多數(shù)制造企業(yè)的圖文檔仍是以二維數(shù)據(jù)為主，因此基于三維的協(xié)同設(shè)計并不被廣泛接受。

另一方面，三維CAD設(shè)計工具是否統(tǒng)一以及網(wǎng)絡(luò)帶寬等因素也會影響異地三維協(xié)同設(shè)計的效果。通常一個企業(yè)內(nèi)部會擁有多種CAD軟件，工程師會選擇自己習(xí)慣使用的工具，或是企業(yè)會根據(jù)不同CAD軟件的優(yōu)勢，讓它們分別去處理不同的設(shè)計問題，而設(shè)計工具不統(tǒng)一對于協(xié)同設(shè)計會有較大影響。至于網(wǎng)絡(luò)帶寬，就算是為了提供文檔共享而租用的專線網(wǎng)絡(luò)，和異地之間的帶寬也只是在2M左右，根本不具備3D協(xié)同設(shè)計的條件。從設(shè)計人員相對封閉的性格看，更多的人不愿意在設(shè)計途中將圖紙放進(jìn)系統(tǒng)共享，而是在設(shè)計完了之后再放進(jìn)去。此外，企業(yè)和企業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計更是因為安全等因素?zé)o法實現(xiàn)。通常在為下游生產(chǎn)廠商提供圖紙的時候，仍然是以光盤為主。

● 需求管理在PLM之外

早期的需求管理來自兩類應(yīng)用: 一是軟件開發(fā)，項目中用戶需求總是在變，而且某一點(diǎn)改動之后，可能會影響后面所有的模塊。在一個大型軟件系統(tǒng)中，設(shè)計周期通常較長，且邏輯關(guān)系復(fù)雜，設(shè)計人員很可能記不清需求的變動到底會影響到哪些方面; 二是國防工程，同樣是因為工程復(fù)雜，供應(yīng)商繁多，某個部件性能的改善可能就會影響到對另一部件的性能需求。但是對于研發(fā)周期不長的項目，企業(yè)用戶通常就不會考慮使用需求管理工具。

郝子現(xiàn)將需求管理分為兩個部分: 起始需求的可行性和設(shè)計過程中的變更需求。要論證最初的用戶需求是否可行，通常需要經(jīng)過集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)層和專家的評審，并要經(jīng)過立項委員會討論通過，才能正式立項，其中會涉及多個管理部門和業(yè)務(wù)部門，而且需求的可行性研究結(jié)果也是在不斷變化當(dāng)中。當(dāng)確定了需求的可行性，真正成為研發(fā)的需求時，才能進(jìn)入PLM系統(tǒng)，開始其設(shè)計之旅。

許繼集團(tuán)目前對需求管理的做法比較具有代表性，需求管理被放在了PLM系統(tǒng)之外。因為需求可行性研究過程中需要充分發(fā)揮人的主觀能動的創(chuàng)造力，這不是系統(tǒng)能夠代替的。

值得一提的是，許繼集團(tuán)將上述兩種需求中的后一種放在了PLM系統(tǒng)中，它沒有稱之為需求管理，而是叫做缺陷管理。任何在設(shè)計、測試、生產(chǎn)以及用戶使用過程中產(chǎn)生的反饋意見，只要是與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)，都會被納入缺陷管理中，研發(fā)部門會根據(jù)這些反饋意見修改設(shè)計需求，從而不斷完善產(chǎn)品設(shè)計本身。

● CAPP純屬中國特色

將CAPP（計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計）獨(dú)立在PLM之外目前是中國的特色現(xiàn)象，在國外獨(dú)立的CAPP工具已經(jīng)很少使用。細(xì)心的用戶會發(fā)現(xiàn)，CAPP工具都是國產(chǎn)的，一個重要原因是，國外的制造目前是以數(shù)控機(jī)床為主，只需要編寫數(shù)控程序即可。而在國內(nèi)，機(jī)床仍是主要的生產(chǎn)工具，一個機(jī)床只能做一件事，一個零件可能需要很多個工序，因此才需要CAPP這樣的工具。

實際上工藝設(shè)計本身是非常復(fù)雜的決策過程，CAPP并不能自動生成工藝流程，它只是類似辦公軟件一樣的東西，可以輔助技術(shù)人員去設(shè)計工藝流程。

盡管PLM也將CAPP容納進(jìn)來，但它能做的也只是和3D設(shè)計連在一起，從而為工藝人員提供一個三維的環(huán)境，以前工人拿著一張張設(shè)計卡片坐在機(jī)器旁，而現(xiàn)在則是看著電子的3D圖片去工作。而且將CAPP集成進(jìn)PLM，也使得PLM與ERP的集成更容易。

孤島難除

當(dāng)前，相當(dāng)多企業(yè)信息化的主要工作是消除信息孤島，但在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，孤島問題還是難以有效解決。

任何新的技術(shù)、新的工具都能帶來效率的提升，哪怕只是使用其中的一部分，只要將流程理順就沒問題。PLM與ERP的巨大不同在于，PLM的流程是可以順應(yīng)企業(yè)的實際業(yè)務(wù)流程去設(shè)計的，所以從理論上說PLM的部署難度要低于ERP，尤其在有過ERP實施的經(jīng)驗之后。

但隨之而來的問題是，作為新興事物，PLM需要與企業(yè)的原有系統(tǒng)融為一體。例如與3D 設(shè)計工具、ERP、SCM等，這當(dāng)中的集成工作又該由誰來做？

根據(jù)鄒連陽的觀點(diǎn)，原來的“千島湖”變成了“百島湖”，信息孤島少了，但平臺之間仍然是割裂的。北京石油機(jī)械廠的PLM和ERP之間是完全獨(dú)立的，因為是兩個供應(yīng)商分別提供，如今的集成問題沒有人主動幫助解決，現(xiàn)在只能靠手工操作Excel表在兩個系統(tǒng)之間導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)。以北京石油機(jī)械廠目前的生產(chǎn)規(guī)模來說，這樣的手工操作不會影響目前的正常生產(chǎn)，鄒連陽表示，這種情況他們并不急于改變。

不過對于更大規(guī)模的企業(yè)來說，兩者之間的集成問題必須解決。在婁忻看來，20世紀(jì)90年代ERP失敗的原因，最終其實應(yīng)該歸結(jié)于ERP數(shù)據(jù)導(dǎo)入的效率和質(zhì)量問題沒能解決。當(dāng)時雖然上線了erp系統(tǒng)，但系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及這些數(shù)據(jù)的生成都是手工完成，技術(shù)人員需要先將圖紙上的數(shù)據(jù)錄入計算機(jī)，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)組，導(dǎo)入到ERP中，數(shù)據(jù)不進(jìn)ERP系統(tǒng)，則無法開通生產(chǎn)。所以無論是從時間還是正確性上來說，都對這些技術(shù)人員提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，但遺憾的是，圖紙設(shè)計出來了是設(shè)計部門的功勞，生產(chǎn)出來了是ERP的功勞，這種數(shù)據(jù)導(dǎo)入的工作無疑是吃力不討好，誰也堅持不了多久就跑了，最終的結(jié)果是ERP沒能真正用起來。

有了PLM之后，顯然數(shù)據(jù)的生成工作量大大減輕，但是來自不同廠商的ERP和PLM之間的BOM數(shù)據(jù)很難做到“一碼通”，多一個屬性或少一個屬性是常有的事，所以常用的做法仍然是進(jìn)行定制化開發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入和轉(zhuǎn)換。不過就算是福田汽車這樣規(guī)模的企業(yè)，目前仍有部分?jǐn)?shù)據(jù)是通過Excel表設(shè)定自動導(dǎo)入功能。

婁忻提醒用戶，PLM和ERP之間的集成其實可以分為四個層面: 一是物料的屬性統(tǒng)一，通常產(chǎn)品的設(shè)計屬性和生產(chǎn)屬性會存在差異，因為兩個階段關(guān)心的重點(diǎn)不同; 二是將設(shè)計BOM轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)BOM; 三是生產(chǎn)工藝有些是由研發(fā)部門產(chǎn)生，需要將它們傳遞到ERP中; 四是任何設(shè)計變更也需要時時同步到ERP中去。

除了與ERP的集成問題，北京石油機(jī)械廠的三維CAD設(shè)計工具和圖文檔管理系統(tǒng)之間也是相互獨(dú)立的。且不說登錄它們需要不同的密碼，設(shè)計數(shù)據(jù)也需要用戶自己導(dǎo)入導(dǎo)出，而無法自動關(guān)聯(lián)。

對三維CAD軟件的集成，算是國產(chǎn)PLM的一大劣勢。相對而言，大型PLM工具在這方面做得更好一些。因為三維數(shù)據(jù)模型非常復(fù)雜，而且成本非常高，所以它與其他系統(tǒng)的集成不是一般人能做得了的，國外有些第三方機(jī)構(gòu)專門做這件事，而國內(nèi)這方面的技術(shù)力量弱了很多。(ccw)