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前PLM面臨的應用難題。

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。但當某件事物看上去功能太過強大和完美的時候，首先就會有人質(zhì)疑它的可行性，之后就會對它的實際應用前景產(chǎn)生懷疑。PLM已經(jīng)走過了最初不為用戶所認可的階段，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（計算機輔助設計）、CAPP（計算機輔助工藝過程設計）、CAE（計算機輔助工程）及CAM（計算機輔助制造）等，因此它的源頭在于提高工程設計人員在產(chǎn)品設計、工藝編制、質(zhì)量仿真、數(shù)控編程、測試分析等領域的工作效率和質(zhì)量，所以最初使用CAX的人群是制造企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造部門。

中國石油天然氣集團公司北京石油機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，設計周期從三年縮短到了一年。許繼集團則通過PLM建立起了研發(fā)體系管理架構(gòu)，大大增強了產(chǎn)品設計的可重用性。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)自動進行的。

盡管后來PLM將覆蓋范圍擴展到了前期的需求管理以及后期維修服務中產(chǎn)品資料的追蹤甚至產(chǎn)品報廢，但在實際場景中，PLM應用仍主要集中在產(chǎn)品設計和生產(chǎn)階段。早已認可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，涵蓋面很寬，實際上不可能擴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: 可以認為它和ERP一樣，都可以推動企業(yè)進步和發(fā)展。

以設計為導向

產(chǎn)品是制造企業(yè)經(jīng)濟活動的主要載體，產(chǎn)品的設計與開發(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)的最大貢獻莫過于將企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和設計流程更為規(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計、詳細設計、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，只是軟件設計的最終表現(xiàn)形式是程序代碼，而產(chǎn)品設計的表現(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，所生產(chǎn)的裝備其實是嵌入式設備，既有硬件也有軟件，但從前只是對硬件型號有較為細致的管理，至于里面輸入的是什么版本的軟件模塊，并沒有詳細的標識和追蹤，而且在開發(fā)過程中，無法對每個階段的狀態(tài)進行管理。在實施PLM之后，各個軟件模塊被當作一個一個零件進行管理，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。每個出廠設備都對應惟一的硬件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)部門設計出來各種配件，例如幾種發(fā)動機、幾種變速箱，但并不規(guī)定什么發(fā)動機配什么變速箱，而是由生產(chǎn)部門自己組合，導致研發(fā)部門最終不知道上市的某款車內(nèi)發(fā)動機、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)、設計和生產(chǎn)過程中相對統(tǒng)一的BOM編碼是PLM的基礎，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注的各種屬性，設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。

另一方面，產(chǎn)品設計的形象表現(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計階段，一旦設計定型，就會自動在系統(tǒng)中申報，并根據(jù)需要通知相關(guān)人員，進行進一步校核、審核、會簽、審定、批準等，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)圖紙上進行。到了檔案室，不僅要把紙質(zhì)圖紙歸檔，還要將其對應的電子圖紙也歸檔，但因為審批過程中的修改有相當一部分是在紙質(zhì)文檔上進行，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)。

像許繼集團和福田汽車這樣同時擁有設計和生產(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。國內(nèi)還有一類特殊的制造企業(yè)，其設計、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設計工具。正如鄒連陽所說，設計流程一旦固定，當有緊急任務的時候，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)同設計，在實際應用中也沒有那么高的使用熱情。

● 協(xié)同設計不被廣泛接受

北京石油機械廠的協(xié)同主要就體現(xiàn)在其PLM軟件中自帶的一款IM（即時消息）工具，利用它召開網(wǎng)絡會議、發(fā)布通知，而設計協(xié)同，就是一邊撥通電話，一邊打開自己的設計文件，雙方在電話里交流設計意見。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)在電話費不再是問題，遠比差旅費便宜，而且這樣的溝通非常直觀。

在福田汽車，二維的協(xié)同設計完全能夠?qū)崿F(xiàn)，從任何入口進入PLM系統(tǒng)都可以進行協(xié)同設計，但三維的協(xié)同設計還不能完全實現(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格，所以三維設計在福田只是作為一種驗證手段，證明總體設計沒有問題即可。是否以三維數(shù)據(jù)為生產(chǎn)依據(jù)其實具備很強的行業(yè)特性，例如空客、波音的設計文檔早已是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)同設計并不被廣泛接受。

另一方面，三維CAD設計工具是否統(tǒng)一以及網(wǎng)絡帶寬等因素也會影響異地三維協(xié)同設計的效果。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計問題，而設計工具不統(tǒng)一對于協(xié)同設計會有較大影響。至于網(wǎng)絡帶寬，就算是為了提供文檔共享而租用的專線網(wǎng)絡，和異地之間的帶寬也只是在2M左右，根本不具備3D協(xié)同設計的條件。從設計人員相對封閉的性格看，更多的人不愿意在設計途中將圖紙放進系統(tǒng)共享，而是在設計完了之后再放進去。此外，企業(yè)和企業(yè)之間的協(xié)同設計更是因為安全等因素無法實現(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用: 一是軟件開發(fā)，項目中用戶需求總是在變，而且某一點改動之后，可能會影響后面所有的模塊。在一個大型軟件系統(tǒng)中，設計周期通常較長，且邏輯關(guān)系復雜，設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，同樣是因為工程復雜，供應商繁多，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)過集團領導層和專家的評審，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)務部門，而且需求的可行性研究結(jié)果也是在不斷變化當中。當確定了需求的可行性，真正成為研發(fā)的需求時，才能進入PLM系統(tǒng)，開始其設計之旅。

許繼集團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計需求，從而不斷完善產(chǎn)品設計本身。

● CAPP純屬中國特色

將CAPP（計算機輔助工藝過程設計）獨立在PLM之外目前是中國的特色現(xiàn)象，在國外獨立的CAPP工具已經(jīng)很少使用。細心的用戶會發(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)控機床為主，只需要編寫數(shù)控程序即可。而在國內(nèi)，機床仍是主要的生產(chǎn)工具，一個機床只能做一件事，一個零件可能需要很多個工序，因此才需要CAPP這樣的工具。

實際上工藝設計本身是非常復雜的決策過程，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)人員去設計工藝流程。

盡管PLM也將CAPP容納進來，但它能做的也只是和3D設計連在一起，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計卡片坐在機器旁，而現(xiàn)在則是看著電子的3D圖片去工作。而且將CAPP集成進PLM，也使得PLM與ERP的集成更容易。

孤島難除

當前，相當多企業(yè)信息化的主要工作是消除信息孤島，但在相當長的一段時間內(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的流程是可以順應企業(yè)的實際業(yè)務流程去設計的，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 設計工具、ERP、SCM等，這當中的集成工作又該由誰來做？

根據(jù)鄒連陽的觀點，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。北京石油機械廠的PLM和ERP之間是完全獨立的，因為是兩個供應商分別提供，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)之間導入導出數(shù)據(jù)。以北京石油機械廠目前的生產(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90年代ERP失敗的原因，最終其實應該歸結(jié)于ERP數(shù)據(jù)導入的效率和質(zhì)量問題沒能解決。當時雖然上線了erp系統(tǒng)，但系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導入以及這些數(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，并建立相應的數(shù)據(jù)組，導入到ERP中，數(shù)據(jù)不進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)人員提出了相當大的挑戰(zhàn)，但遺憾的是，圖紙設計出來了是設計部門的功勞，生產(chǎn)出來了是ERP的功勞，這種數(shù)據(jù)導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行定制化開發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動導入和轉(zhuǎn)換。不過就算是福田汽車這樣規(guī)模的企業(yè)，目前仍有部分數(shù)據(jù)是通過Excel表設定自動導入功能。

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)心的重點不同; 二是將設計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，北京石油機械廠的三維CAD設計工具和圖文檔管理系統(tǒng)之間也是相互獨立的。且不說登錄它們需要不同的密碼，設計數(shù)據(jù)也需要用戶自己導入導出，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)