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從業(yè)務(wù)的視點認識PLM系統(tǒng)

PLM系統(tǒng)的本質(zhì)作用是推進業(yè)務(wù)變革，目的是實現(xiàn)收益向上，這和企業(yè)戰(zhàn)略息息相關(guān)。如果現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式不適合這種變革，那么企業(yè)也很難用好PLM系統(tǒng)。從圖1中可以看出，PLM系統(tǒng)不僅關(guān)注產(chǎn)品的虛擬階段，而且和采購、生產(chǎn)、售后等實體階段有聯(lián)系。單純以提高研發(fā)效率或縮減成本為目的導(dǎo)入PLM系統(tǒng)，很容易進入局部陷阱，導(dǎo)致項目的失敗。

通常客戶的要求是變動的，而設(shè)計人員的數(shù)量是相對固定的。把“接受訂單后進行設(shè)計”的模式變成“訂單前已經(jīng)完成設(shè)計”的模式，這是企業(yè)經(jīng)營者很希望的事情，因為后者能夠?qū)蛻舻男枨笞龀鲅杆俜磻?yīng)，也能夠縮短研發(fā)部門的時間。實踐證明這種模式是可行的，在日本它被成為“流用設(shè)計”或者是“借用設(shè)計”。

圖1.PLM系統(tǒng)的領(lǐng)域

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淺談PLM系統(tǒng)的種類

PLM覆蓋了從產(chǎn)品開發(fā)到售后服務(wù)的整個階段，根據(jù)PLM解決方案的提供商的立場不同，大體上PLM系統(tǒng)分為三類：以CAD為中心的PLM、以PDM為中心的PLM和以ERP為中心的PLM。此外還有一種輔助性的PLM，以物料主數(shù)據(jù)為中心的PLM。雖然有些老生常談，但筆者會更多從業(yè)務(wù)角度去分析這四種PLM模式。

以CAD為中心的PLM

此模式的PLM通過3DCAD軟件實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)共有。3DCAD軟件本身具有高效的設(shè)計效率和可視化的界面，通過PLM平臺能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計者的共同作業(yè)。在實際業(yè)務(wù)中，企業(yè)可能存在多種3D設(shè)計軟件或者同一軟件不同版本的情況，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的不一致性和不準確性。這需要企業(yè)構(gòu)筑LDM（Local Data Management）和TDM（Team Data Management）數(shù)據(jù)管理功能，通過版本等履歷來管理日常完成的CAD數(shù)據(jù)。此外三維建模是一種復(fù)雜設(shè)計工作，需要對產(chǎn)品涉及到的參數(shù)和容差有深刻的認識，這方面的業(yè)務(wù)更加考驗研發(fā)設(shè)計人員的品質(zhì)工學的能力。

另一方面，通過PLM系統(tǒng)企業(yè)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共有，但3DCAD數(shù)據(jù)非常龐大，如果發(fā)生工程變更，尤其在產(chǎn)品研發(fā)階段，設(shè)計內(nèi)容不斷的變更，這會極大地影響網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和PLM響應(yīng)速度，引起制造工程信息的混亂甚至PLM系統(tǒng)的崩潰。為了解決這個矛盾，PLM把圖紙狀態(tài)分成了“Work in數(shù)據(jù)”和“共有數(shù)據(jù)”2種，并且在“共有數(shù)據(jù)”階段，實現(xiàn)了3D輕量化模型的功能。

但這還不足夠，企業(yè)必須從業(yè)務(wù)著手，推進產(chǎn)品標準化、模塊化的建立和圖紙借用制度，也就是需要建立PLM（橫斷業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)共享）和LDM（設(shè)計中的數(shù)據(jù)共享）的模式。

以PDM為中心的PLM

通過PDM管理設(shè)計成果（圖紙、設(shè)計手冊、零部件屬性等）建立面向產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)的PLM系統(tǒng)。PDM最初是用來解決“信息孤島”問題，實現(xiàn)設(shè)計效率化。此模式PLM的核心是PDM功能，通常以BOM為中心進行產(chǎn)品管理。需要注意的是，PDM業(yè)務(wù)關(guān)注研發(fā)設(shè)計共享，而PLM關(guān)注的是以產(chǎn)品為軸的各業(yè)務(wù)之間的信息傳遞。由于理解上的偏差，導(dǎo)致PLM項目失敗的案例很多。

圖2 PLM與PDM的不同點

從圖2中我們可以看出PLM和PDM的區(qū)別，再結(jié)合PLM成功的項目案例，顯然導(dǎo)入PLM系統(tǒng)不是單純的軟件問題，更涉及到各個相關(guān)業(yè)務(wù)部門。根據(jù)筆者的研發(fā)改善經(jīng)驗，要想充分發(fā)揮PDM系統(tǒng)功能一是需要建立標準化、模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；二是是推動“圖紙借用”制度。而要充分發(fā)揮PLM系統(tǒng)功能，需要建立能夠正確順暢傳遞產(chǎn)品信息的模式，現(xiàn)在可行的辦法是對BOM進行統(tǒng)一化管理，也就是需要建立統(tǒng)合BOM主數(shù)據(jù)。

以ERP為中心的PLM

此模式的PLM的關(guān)注點是企業(yè)經(jīng)營能力，通過實現(xiàn)經(jīng)營信息的可視化，把客戶需求的產(chǎn)品信息與企業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略結(jié)合起來。ERP著眼于企業(yè)的管理能力，以財務(wù)系統(tǒng)為中心的信息化系統(tǒng)。信息收集的范圍涉及到生產(chǎn)管理、銷售管理、采購管理等，是企業(yè)的基礎(chǔ)系統(tǒng)。結(jié)合PLM系統(tǒng)后，管理層能夠?qū)Ξa(chǎn)品開發(fā)相關(guān)的資源進行項目管理，并使企業(yè)系統(tǒng)（生產(chǎn)管理、銷售管理、采購管理等）具有柔性，在很多項目制企業(yè)或者石化企業(yè)中，都采用以ERP為核心的PLM。

和PDM為中心的PLM有些類似，要想充分發(fā)揮PLM功能，需要采用結(jié)合BOM的方法推進業(yè)務(wù)與系統(tǒng)的結(jié)合。并且此模式的PLM，還需要輸入物料相關(guān)的材質(zhì)與素材等生產(chǎn)采購信息，對產(chǎn)品標準化、模塊化、參數(shù)化的要求更高。

以主數(shù)據(jù)為中心的PLM

沒有專門的提供商，通常作為PLM的輔助模塊（例如SAP MDM的模塊）實現(xiàn)信息快速而準確地傳遞。實際上，最先導(dǎo)入ERP系統(tǒng)的企業(yè)占據(jù)了大多數(shù)。當導(dǎo)入PLM系統(tǒng)后，需要實現(xiàn)設(shè)計信息和生產(chǎn)信息的共有化。但由于業(yè)務(wù)部門的內(nèi)容不同或者供應(yīng)商對相同產(chǎn)品命名的不同，會導(dǎo)致一物多碼，影響業(yè)務(wù)效率。

因此，此模式PLM對業(yè)務(wù)能力要求最高，除了用標準化參數(shù)化的設(shè)計理念來準備數(shù)據(jù)外，還需要對各部門的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化管理，并且對各部門的業(yè)務(wù)規(guī)則統(tǒng)一化。

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明確PLM系統(tǒng)導(dǎo)入的目的

PLM項目導(dǎo)入成功的前提在于目的的明確。從圖2我們可以得出PDM的目的是實現(xiàn)設(shè)計作業(yè)的效率化，這是一個很明確的課題。而PLM的目的是實現(xiàn)企業(yè)收益性向上，換句話說，PLM關(guān)注客戶需求的新產(chǎn)品開發(fā)。這是全局性的視點，但也導(dǎo)致了PLM導(dǎo)入目的的模糊性。

所以在導(dǎo)入PLM系統(tǒng)前，首先企業(yè)應(yīng)該以全局性的視點來審視自身特點，把握企業(yè)的特性和業(yè)務(wù)需求，明確PLM系統(tǒng)涉及的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)。PLM的導(dǎo)入不僅僅是設(shè)計部門的課題，而是產(chǎn)品開發(fā)過程的課題，和企業(yè)的方針緊密的關(guān)聯(lián)。

根據(jù)筆者的經(jīng)驗，PLM系統(tǒng)導(dǎo)入的前提條件需要整備一下幾點：

• PLM系統(tǒng)導(dǎo)入的背景和目的的明確；

• 設(shè)計/開發(fā)作業(yè)的明確；

• 專業(yè)術(shù)語、名稱的明確統(tǒng)一化；

• PLM系統(tǒng)范圍的明確；

• 把握設(shè)計信息和部門的關(guān)系。

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深刻理解PLM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)機能

雖然不同的PLM提供商對PLM的理解不同，提供的PLM核心內(nèi)容也不同，但PLM的功能點大都相同，此文就不加以贅述，筆者從業(yè)務(wù)角度探討一下PLM系統(tǒng)的機能。對于PLM系統(tǒng)涉及到的業(yè)務(wù)人員，希望PLM能夠快速、準確地提供數(shù)據(jù)，要求系統(tǒng)具有快速響應(yīng)性和穩(wěn)定性。另一方面，PLM系統(tǒng)導(dǎo)入是一種業(yè)務(wù)變革，是從使用CAD、CAM等軟件進行的個別型設(shè)計轉(zhuǎn)變成了PLM系統(tǒng)下統(tǒng)合型設(shè)計。這種變革不僅僅體現(xiàn)在組織形式，更是反映在了人員的思想上。

那么從業(yè)務(wù)角度上看，PLM系統(tǒng)可分為以下3種功能群。

核心解決方案群，例如統(tǒng)合BOM解決方案，文檔管理方案，產(chǎn)品開發(fā)項目管理方案，門戶方案，信息安全方案等。

設(shè)計應(yīng)用方案群，例如CAD集成方案，設(shè)計開發(fā)方案，組合設(shè)計方案，物料信息管理解決方案，國際分散設(shè)計方案，協(xié)作開發(fā)方案等。

價值鏈解決方案群，例如ERP連接方案，采購輔助方案，知識管理方案，配置關(guān)聯(lián)方案，產(chǎn)品企劃方案等。

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充分發(fā)揮PLM系統(tǒng)機能，現(xiàn)行的企業(yè)業(yè)務(wù)適合嗎？

PLM系統(tǒng)與業(yè)務(wù)結(jié)合程度影響著PLM使用的效果。上文已經(jīng)說過，PLM是以全局性為視點的系統(tǒng)，涉及了橫斷的業(yè)務(wù)部門。那么制造企業(yè)的研發(fā)設(shè)計視點是全局性的？還是局部性的？如果是局部性的，那么必然會和PLM系統(tǒng)產(chǎn)生沖突。

要想實現(xiàn)企業(yè)的變革和PLM系統(tǒng)的成功導(dǎo)入，必須從理解市場開始。科技的進步和日趨復(fù)雜的市場環(huán)境，使企業(yè)關(guān)注小批量多品種的生產(chǎn)模式。要想以適合的成本，適合的時機推出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，必須推進跨部門的研發(fā)模式，例如：并行工程、IPD（集成產(chǎn)品開發(fā)）、QFD（質(zhì)量功能展開）或者DFX（面向X的設(shè)計）。

另一方面，產(chǎn)品的品質(zhì)和成本80%以上是在設(shè)計階段決定的，建立以研發(fā)為中心的生產(chǎn)模式符合現(xiàn)代企業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略，因此PLM系統(tǒng)是實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略的有效系統(tǒng)。企業(yè)通過PLM系統(tǒng)綜合公司以往的產(chǎn)品和技術(shù)成果，推進標準產(chǎn)品和模塊的建設(shè)，有效地集約資源，達成設(shè)計效率化，這是持續(xù)追求產(chǎn)品的最適QCD（品質(zhì)、成本、交期）的活動。

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業(yè)務(wù)的理解是PLM系統(tǒng)導(dǎo)入成功的關(guān)鍵

PLM系統(tǒng)涉及到多個業(yè)務(wù)部門，項目負責人應(yīng)該對產(chǎn)品開發(fā)流程有清晰的認識，這里說的研發(fā)流程不單純地局限在研發(fā)設(shè)計部門，而是和市場、企劃、研發(fā)、生產(chǎn)、采購等多部門相關(guān)的流程。如圖1所示，PLM系統(tǒng)涉及多個部門業(yè)務(wù)，又和其他系統(tǒng)有交互。

現(xiàn)代市場競爭中，企業(yè)以用適合的成本在適合的時機推出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為目標，那么企業(yè)如何是把握產(chǎn)品的生命周期呢？如何迅速淘汰滯銷或利潤降低的產(chǎn)品？如何快速推出新產(chǎn)品？如何把握產(chǎn)品品質(zhì)？等等都是企業(yè)所面臨的課題，而PLM系統(tǒng)能夠很好解決有關(guān)產(chǎn)品QCD的課題，借用日本PTC社長的話：PLM旨在管理暢銷產(chǎn)品的規(guī)格。如何理解暢銷產(chǎn)品的規(guī)格，需要對業(yè)務(wù)有深刻的理解。

品質(zhì)管理體系的確立

實際上PLM系統(tǒng)并不提供QM（品質(zhì)管理）工具，但卻管理QM活動產(chǎn)生的成果物，如圖3。國內(nèi)企業(yè)的品質(zhì)管理活動大都停留在生產(chǎn)階段的QA（品質(zhì)保證）階段和QC（品質(zhì)管理）階段，而對從研發(fā)端提高產(chǎn)品的QCD的QE（品質(zhì)工學）理念沒有關(guān)注。然而在六西格瑪或者精益生產(chǎn)中，都強調(diào)研發(fā)設(shè)計在公司的重要作用。“從開始就把事情做好！”這是日本企業(yè)的口號，他們在研發(fā)設(shè)計端的投入也超過歐美企業(yè)。如果設(shè)計端發(fā)生錯誤或者延遲，必然對后續(xù)環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，生產(chǎn)的連續(xù)性必然也會被打斷。另一方面，品質(zhì)工學里面有涉及多部門協(xié)作研發(fā)的工具，能夠幫助設(shè)計者更好的理解PLM的應(yīng)用。

圖3.品質(zhì)管理體系

建立標準化、模塊化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

很多企業(yè)導(dǎo)入PLM系統(tǒng)后，并沒取得預(yù)期效果，相反抱怨迭起：“重碼、廢碼太多”，“設(shè)計BOM轉(zhuǎn)化成MBOM太費勁”，“出貨產(chǎn)品與圖紙對應(yīng)不上”，“對研發(fā)幫助不大”等。供應(yīng)商和客戶的不同，功能樣式的不同導(dǎo)致產(chǎn)品的多品種多規(guī)格。

如果每個零部件都建立新的圖紙和數(shù)據(jù)，顯然是費時費力。其實PDM的出現(xiàn)就是用來解決信息孤島問題的，但僅僅靠規(guī)范的命名并不能解決數(shù)據(jù)越來越龐大的問題，也不能區(qū)分暢銷和滯銷的產(chǎn)品信息。PLM系統(tǒng)通過產(chǎn)品軸管理產(chǎn)品的生命周期，另一方面暢銷產(chǎn)品和滯銷產(chǎn)品并非完全沒有聯(lián)系，相反它們大部分結(jié)構(gòu)是相同的，因此PLM系統(tǒng)需要把這部分信息區(qū)分出來。

并且業(yè)務(wù)人員以BOM的形式傳遞產(chǎn)品數(shù)據(jù)（圖紙、文檔等），為了縮短交貨周期和削減在庫庫存，需要把產(chǎn)品標準化。但是客戶的需求多種多樣，如果針對每種要求都進行設(shè)計的話，顯然增加了設(shè)計量。這種情況下，先進制造企業(yè)通過模塊化的手段（不同模塊的組合來實現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化）滿足客戶要求。綜合企業(yè)實際和客戶兩方面考慮，模塊可以分為：標準模塊、可選模塊和定制化模塊。

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研發(fā)過程的梳理

中國被稱為“世界工廠”，實際上更類似“世界代工廠”，因為中國企業(yè)的研發(fā)能力比較薄弱，更多的是模仿設(shè)計和生產(chǎn)。在發(fā)達國家制造企業(yè)中，研發(fā)和設(shè)計是兩個部門。國內(nèi)有些企業(yè)雖然區(qū)分了研發(fā)和設(shè)計業(yè)務(wù)，但了解研發(fā)意義的企業(yè)卻是少數(shù)。

可以這樣解釋研發(fā)和設(shè)計的不同：研發(fā)部門制定相應(yīng)規(guī)則，如設(shè)計手冊、標準圖紙等；設(shè)計部門則是在規(guī)則體系下，接合客戶要求進行設(shè)計，如定制模塊的圖紙、設(shè)計BOM等。這樣做的好處是，設(shè)計內(nèi)容前置，也就是市場人員能夠進行提案銷售和配置設(shè)計，迅速報價等，對降低庫存和生存管理也有巨大作用。

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PLM與業(yè)務(wù)的結(jié)合點

PLM系統(tǒng)主要與研發(fā)設(shè)計業(yè)務(wù)結(jié)合，所以需要企業(yè)對ECM（設(shè)計鏈）進行管理和改善，把握業(yè)務(wù)應(yīng)用的關(guān)鍵點，發(fā)揮PLM系統(tǒng)的功能。

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建立知識管理體系

如果物料凌亂地堆放在工廠，勢必影響生產(chǎn)效率，因為生產(chǎn)人員需要花費大量時間搜尋所需物料。同理，數(shù)據(jù)信息凌亂地“堆放”在PLM系統(tǒng)中，勢必影響設(shè)計效率，因為設(shè)計人員需要花費大量時間搜尋所需產(chǎn)品信息。

和物料不同的是，技術(shù)部門的成果物是虛擬產(chǎn)品。工廠顯然不能隨意丟棄物料，一是物料需要花錢購買，二是工廠也沒有這么多堆放物料的地方。雖然知識也被看作財富，但當尋找圖紙還不如畫一份的圖紙省事時，設(shè)計者自然而然不斷地重復(fù)畫相同圖紙，而且這種行為是不斷持續(xù)的。

工廠物料很凌亂時，工廠人員可以通過5S和管理制度來整理。同理技術(shù)部門也可以通過5S和知識管理體系來建立共享式的資料庫。值得注意的是，活動面向的內(nèi)容是虛擬的產(chǎn)品信息，對象為腦力勞動者。

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統(tǒng)合BOM的應(yīng)用

對于業(yè)務(wù)人員，使用PLM系統(tǒng)的層面更多的是局限在BOM和CAD的操作，通過BOM傳遞來實現(xiàn)信息在產(chǎn)品軸上傳遞。但由于橫跨產(chǎn)品生命周期的PLM系統(tǒng)所涉及的業(yè)務(wù)內(nèi)容不同，導(dǎo)致各部門所涉及的BOM也不同（訂單BOM、設(shè)計BOM、制造BOM、采購BOM等）。

為了實現(xiàn)產(chǎn)品生命周的信息正確快速地傳達，需要對各種BOM進行統(tǒng)一化管理。要想建立統(tǒng)合BOM系統(tǒng)，需要有全局性的觀點，通過編碼體系建立的映射關(guān)系，以設(shè)計BOM為基礎(chǔ)把涉及部門聯(lián)系起來。換句話說：統(tǒng)合BOM是橫斷型的產(chǎn)品信息集合。上文提到的以物料主數(shù)據(jù)為中心的PLM，實際上就是統(tǒng)合BOM的基礎(chǔ)，因為BOM是由P/N（零部件編碼）和P/S（零部件關(guān)系）兩部分組合成的。

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并行工程的推進

從圖4中我們可以看出，并行工程可以看成橫斷型的設(shè)計思想。雖然并行工程的成果物大都是圖紙等設(shè)計成果物，但是參與并行工程的人員卻涉及到生產(chǎn)、采購、銷售、售后等多業(yè)務(wù)部門人員，也就是要在設(shè)計階段考慮制造、采購和運輸?shù)葐栴}。通過PLM系統(tǒng)，可以縮短并行工程之間的銜接，也就是把從設(shè)計到試制階段的交叉過程整合到一個階段，如圖4中的改善目標。

因此同時，從研發(fā)到量產(chǎn)階段，信息量驟然增大。虛擬性的圖紙成為實物出現(xiàn)在工廠的各個環(huán)節(jié)。為了連接2個世界（設(shè)計部門的虛擬產(chǎn)品和生產(chǎn)部門的實物產(chǎn)品），通過Bill of Process（過程清單），也就是生產(chǎn)過程管理表來實現(xiàn)的。通過PLM和CAD、CAM技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)準備過程的模擬，縮短虛擬與現(xiàn)實的轉(zhuǎn)化時間。

圖4 PLM系統(tǒng)下的并行工程

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結(jié)論

總之，成功導(dǎo)入PLM系統(tǒng)和充分發(fā)揮PLM功能，需要以企業(yè)戰(zhàn)略為指導(dǎo)，建立以研發(fā)設(shè)計業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的多部門協(xié)作機制。不斷完善知識管理體制，推進標準化和制度化的建設(shè)，通過全體員工的合作努力，建立適合公司業(yè)務(wù)的信息化系統(tǒng)。