汽车项目研发如何应用PLM系统

产品全生命周期管理（PLM）既是一种管理方法，也是一种先进的产品管理理念。这种管理模式摒弃了以往在一个固定的时间段，从一个固定的角度出发来分析评估产品性能和设计思路，采用了贯穿产品的需求、规划、设计、生产、销售、使用、运行、售后保养，直到回收再利用的全过程并对实施过程进行科学有效管理，帮助项目管理者和所有参与者及时整合、汇总、传递和共享有关新产品设计的数据和信息，如下图。

随着信息系统管理技术的不断发展，建立全生命周期项目管理系统，通过人机工程设计，合理确定项目人员、分配项目任务和资源等有效对产品研发进度和中间成果进行过程监控管理，确保企业资源可以聚焦关键产品战略目标。通过引入市场、采购、生产提前介入模式，优化企业业务流程，消除部门人员间的信息孤岛，加强跨区域部门间工作协同，避免重复工作和资源浪费，保证产品研发的质量和进度，从而有效降低产品研发和生产成本，增强产品市场竞争力，最终提高企业新产品销售收入和附加利润。

PLM有效存储和整合企业的知识数据和信息资源，改变以往企业信息化管理过程中经常出现的迟滞数据，把产品研发项目执行过程中涉及所有信息和知识按照一定的逻辑关系进行归类和排序，形成一个内容丰富的信息数据“生态系统”，全部有价值的涉及新产品和项目执行的数据信息都在这个系统内不断累积和更新，并在系统内循环流动，从而实现企业数据已经的增值和再利用，使整个研发项目团队成员的知识体系不断丰富，认识不断创新，可以有效提升新产品的市场竞争力。PLM可以为企业决策者和项目管理者作出更加准确地决策提供完备且准确信息，为企业将有限的资源分配和应用到合适的业务工作内容上。

为了适应消费者不断变化的使用需求和引入门益变化更新的新技术，现在的汽车企业经常需要同步研发多个新车型产品，给项目人员和有限资源带来前所未有的现实拱成。在这种情况下，企业需要在科学分析现状的基础上，合理协调好各车型项目的各种资源分配，不断平衡产品研发各个阶段的投入成本和预期产出之间的取舍，最终实现企业整体利润达到最大化。新产品研发过程中，让所有相关利益方都能够在项目启动阶段就积极地参与到产品研发设计的各个环节中来，通过信息和知识输入，实现新产品从最初的设计就开始充分考虑终端消费者用户的个性化需求和售好，改变以往企业过度关注产品价值链而忽视消费者的片面理解，将传统的价值链上的直线沟通转变为涉及所有利益相关方的网络式的全员沟通，沟通对象不仅包括供应商、生产商、经销商，还涵盖终端消费者、潜在竞争对手等，形成一种全面的、无障碍的信息数据流通，通过广泛信息共享和合作，共同创造动态的全新商业模式。

1、基于PLM的项目管理系统概述

面对产品同质化日趋明显，企业间的市场竞争日益激烈，企业需要在极短的时间内研发出最大程度满足消费者需求的功能复杂的新产品，所以新产品研发项目与一般的工程项目管理不同，具有鲜明的特点。一是项目管理的目标是研发一种能够满足市场需求、具有一定竞争能力的新产品，二是为确保项目的顺利实施需要组建一支集成了全部研发环节的研发团队，三是项目实施过程普遍采用同步作业模式，通过协同配合和数据共享最大程度地压缩研发周期。基于新产品研发项目上述特点，基于全生命周期管理概念的项目管理系统可以分成以下三种模块，分别是组织构架模型、业务流程模型和任务分解模型。

（1）组织架构模型

组织架构模型用来规范系统中人员如何在合适的位置发挥作用的组织形式的模型，在PLM的项目组织模型中，依次描述了人员角色、职责、部门和项目组5种要素，构建了一个设计所有项目参与人员之间、部门与部门、以及人员与部门之间业务逻辑关系。

人员是最基本的组成要素，是在项目实施过程中具有独立行为、有一定业务知识和能力的个体。

角色是系统以职责和能力为基准，为每一个人员配置了不同的角色，来完成项目实施过程中的某一项任务，并且这种角色与具体的人员相互对应，而且人员在实际工作过程中受到他对应的角色所带来的各种权限限制。

职责主要反映的是项目实施过程中管理上的等级关系，不同职责赋予不同的角色，为整个项目内容依据WBS分解层次调配只有不同职责的人员进行操作，如项目总监、项目经理、计划员、设计师、工艺工程师等。

部门是对公司内部管理结构的一种系统描述，每一个人员、角色都被归入一个具体的部门，赋予具体的职责，饼根据企业的业务特点进行科学设置。

项目组则是为了完成一种新产品研发工作而临时组建的一种临时性组织机构，在充分考虑工作目标的基础上，通过借助跨部门、跨业务链的方式.贯穿整个新产品研发过程中涉及所有部门四。

（2）业务流程模型

业务流程模型运用全生命周期理念对企业现有新产品研发过程进行流程重组和再设计，进一步提高工作能效，其核心是围绕企业的某一项具体业务流程，贯穿整个产品生命周期，将原有业务流程中的每一个活动进行分析优化，把具体的工作加工抽象成业务流程模型中的一个个信息元素，通过对这些信息元素的分析和排布，不仅实现了覆盖全业务链的工作单元电子化，也方便项目管理人员处理和优化工作顺序和节奏，实现业务流程最优化。

描述产品研发流程通常由4个要素组成：

一是功能要素，主要是描述业务流程由哪些工作内容组成，以及这些内容之间存在逻辑关系和相互影响。

二是行为要素，主要是描述业务流程中涉及的工作内容需要在什么时间开始和结束，以及如何通过信息反馈、数据迭代、开始和结束节点判据来科学评估项目执行状态。

三是组织要素，主要是描述业务流程执行人员、项目配置资源情况和产品研发成员之间的关系和业务分工合作状态。

四是信息要素，主要是描述在执行业务流程过程中产生的信息数据，以及与之对应的工作实体之冋的关系，通过分析数据发现的问题可以在工作实体状态中体现，并根据需要进行必要调整。

（3）工作分解模型

任务分解模型是制定项目计划中重要的一个环节，也是最考验项目管理者能力的一项工作。运用全生命周期理念确定工作分解结构，科学系统地将项目划分为若干个独立的任务单元，再将这些任务单元继续细分成若干个子任务单元，如此分解一直到细分为最简单的工作任务，往往存在多个任务分解层级，如此便形成了树状的层次结构模型。每一项任务分解模型都是由项目、任务、文档、步骤这四个基本构件逐级搭建而成，最终汇总成一个完整的项目任务分解模型。从产品全生命周期的范围看，在这个金字塔式分解模型中，每一个层级的子任务之间彼此存在一定的逻辑关系，有并行关系、前后关系、因果关系、依赖关系等，在任务分解的层与层之间，要完成任何一级任务都必须依赖于下一级所有任务的完成情况，而且每项任务理论上可以被无限层次的分解下去，直到项目管理者认为该项.工作内容已经非常简单，不需要再继续分解为止，这样就可以满足不同项目的各种不同需要。

2、基于PLM的项目管理重点分析

伴随着经济全球化的不断深入发展，跨地域和行业间的企业联合与协作越来越紧密，为有效应对大数据的挑战，很多企业建立了产品全生命周期管理的管理系统，为市场策略和新产品研发提供更加强大的数据集成与信息收集功能，增加企业应对纷繁复杂且不断变化的市场的适应性，贯穿于整个产品价值链的企业协作联盟工作更加有效率。

为了更好地处理新产品研发过程中涉及的设计、工艺、生产、营销、传后等各个环节产生的各类别数据，PLM的技术重点就是通过建立支持产品研发各个阶段的数据管理过程的统一的信息模型，实现对产品各阶段数据的科学管理和高效转换使用。同时该产品数据信息模型还随着产品研发进程的不断深入而自动扩展完善，能够全面、客观、准确地表达和评价在产品全生命周期范围内的所有相关性能数据。这类数据形成的信息系统具有唯一性和一致性。确保不同的用户在不同的工作节点可以有效获取统一版本的数据信息，实现集中式共享数据库。在实际操作中，重点有以下几点内容。

（1）项目计划管理

制定一个科学周密的产品项目研发计划是实施项目管理和指导项目开展的前提和基础，好的项目管理过程应当与好的项目计划之间相辅相成，共同确保项目顺利实现既定目标。PLM把孤立的新产品研发计划与工艺设计、生产制造和使用回收等环节统一起来，为制定一个好的新产品研发项目计划提供数据和信息基础。

由于制定项目计划牵涉范围广且涉及巨大工作业务量的决策问题，为了降低制定项目计划的工作难度，通常可以把一项新产品研发过程分为项目结构分解、资源配置优化和确定任务工期3个主要任务阶段。

项目结构分解是将一项复杂的工作任务按照一定的类别和性质，逐一分解为若干个相对独立的简单工作内容，每一个工作内容有独立的时间约束和任务目标，分配有一个相对独立的资源完成，且这些简单独立的工作内容即"以同步进行，也可以相互依存和约束。

资源配置优化是按照项目结构分解的结果，为每一个工作内容分配最优的资源来完成任务。在约定的成本、时间、质量、效率等限制条件从现有的资源库中寻找到最有效的资源，通过科学的分析和筛选，并在项目实施过程中不断调整，确保每个工作内容都可以获得足够的资源完成任务目标。

确定任务工期是依据每一个独立工作内容之间的约束关系，绘制项目的网络流程图，为每一个工作任务确定具体的工作时间，并根据从起点到终点顺序或从终点到起点的逆向顺序为每一个工作内容确定最早时间和最迟时间，以及最早可能开始时间和最迟可能完成时间，并在此基础上，绘制整个项目的关键路径和关键任务，估算整个项目的时间参数。

（2）任务分解管理

新产品研发是一项较长周期、多任务的工作过程，涵盖从产品的概念雏形开始，经过产品设计，交付生产，直至报废回收为止所有工作阶段。其中最主要的工作环节可以概括为概念设计、产品设计、工艺设计、工装设计、虚拟样机、试制生产等6个阶段，每一个阶段又可以分解为若干个子阶段和子工作。

日常工作中通过绘制工作分解结构（WBS）树形图，将某一个新产品研发的所有工作内容分解为存在于各阶段的子任务，每一个子任务又可以被分解为若干个彼此相互独立的工作单元，这些单元可以形象地看作整棵项目结构树上的叶子节点。所有分解的子级活动都能够完整描述其上一级工作内容的所有内容，从而可以完成所有子活动，就可以确保整个项目活动的有序成功进行，方便实施更有效地组织项目。所以WBS工具可以在产品研发过程中清晰描述一个产品研发过程中所包含的各层次所有的功能活动，同时，在处理产品研发过程中各子级活动之间的逻辑关系时，必须适当引入产品全生命周期的思维模型，避免后期的产品研发过程受到前期研发子级工作内容提出更改反馈，造成设计无法改变和产品研发延误，乃至拖延整个项目的进度。

具体到汽车产品研发过程中的定义、设计、制造、采购、销售、售后等各业务部门之间的分工与密切协作，并且涉及外部供应商、采购商外部合作方等同步运作。建立科学合理的WBS工作分解有助于及时解决研发过程中所有潜在的矛盾和冲突，减少工作反复和产品设计变更次数，从而达到缩短产品的研发周期，降低研发制造成本，提高产品质量和产品研发效率的目的，加快项目的执行进度。

（3）角色协同管理

企业在新产品研发过程中应用PLM系统可以很好地解决复杂数据库的管理和应用问题。随若近些年通信技术和互联网应用的快速发展，为实现多个团队协同开展工作提供的硬件基础条件，PLM整合了多个项目管理和产品信息管理软件，通过确立统一的数据平台，消除了团队之间时间和地域的限制，支持新产品研发各个阶段的数据管理、数据转化和数据使用，建立一个通畅的工作数据信息流通渠道，有效实现数据和信息实时共享。但同时在全生命周期管理系统中，严格定义访问用户的权限和保护产品重要数据。

虽然在PIN系统中实现了数据共享，但同时也会非常关注因共享而带来的数据安全隐患。这里所指的数据安全包括两层含义：一是对于特定用户进行不同的访问权限限制，防范用户对重要产品数据进行非授权范围内的非法存取；二是防止合法用户因个人操作失误而导致的数据删除，更改等情况，系统会在特定情况下，进行数据各份、数据恢复、用户权限锁定等必要措施，降低数据的安全风险。通常需要进行安全管理的信息包括，访问数据用户的权限、产品设计定义数据、成品发布数据等，都需要严格的角色访问权限的管理和数据安全管理。在汽车行业，数据安全管理通常贯穿汽车研发过程的整个过程，以项目管理设计的产品数据为核心内容，以项目管理团队和核心岗位人员为控制管理对象，实施复合型权限管理机制.

（4）资源进度管理

建立基于项目任务结构树的多视图管理系统，可以方便项目管理人员运用统一的项目日历，实时对新产品研发项目实施进度、项目资源调配，项目状态监控进行全方位科学管理，实现项目团队和业务部门之间的全面协同。

通过全生命周期管理系统汇总和分析来源于项目实施过程中各部门执行数据信息，项目管理者可以科学有效地分析项目执行过程是否符合项目管理预期，是否存在可能影响项目顺利实施的不可控风险。通过多部门间的数据上传和匹配，即使分析出新产品研发项目实施过程中存在的潜在隐患和问题。如果遇到问题，管理人员可以快速对项目内容和资源配置进行适时调整。其中，项目日历是项目管理人员按照项目任务书上规定的完成时间期限和项目当前可以获得的各种资源情况来统筹制定的项目进度日程单。

项目日历包含了各层级项目实施情况和未来各个子级任务的计划安排。项目管理人员依据项目日历表对整个项目进行跟踪，及时了解项目的实施进度，合理依据各层次子项冃的日历表分配恰当的任务和资源，避免因为不了解情况而发生任务和资源配置不合理的情况发生，造成工作时间安排发生的冲突，导致延误项目实施进度。

3、实施PLM项目管理预期效果

中国发展汽车工业近30年，世界主要汽车生产商纷纷在国内投资建厂，每年从国外引入不同级别、不同类型的数十种新车型，以满足不断提高的国内市场消费者需求，扩大产品的市场占有率，客观上带动了一批企业的快速发展，推动了整个汽车工业的发展。虽然中国的汽车产业用了几十年的时间走完了发达国家逾百年的发展历程，形成了一个庞大的汽车生产和消费市场，但不得不承认的是，我国整体汽车产品研发实力还很薄弱，绝大部分受欢迎的车型都是从国外汽车企业直接引进，产品研发的核心技术能力存在巨大差距。

回顾邻国日本和韩国汽车工业的发展历程，也是通过引入国外技术，经过认真消化和改进，如今已形成了可以和欧美企业抗衡的著名品牌和汽车制造商，因此，从促进我国汽车工业和新技术发展的角度看，必须改变原来用市场换技术的思维模式，必须逐渐培养自主研发能力，掌握新产品研发的核心技术，才能够真正实现中国汽车工业的健康持续地发展，在世界汽车工业领域占有一席之地。

由于全生命周期管理强调围绕新产品研发和创新应用建立一个高效和完备的信息数据集成系统，通过把企业内部与产品研发有关的各个部门工作信息汇总和关联起来，通过科学的筛选和分类，形成一个完善而又庞大的信息处理系统，全方位、全时段向产品设计师、工艺工程师、生产制造和项目管理人员提供准确和详细的信息，形成围绕产品研发和制造的核心竞争力，为新产品投放市场带来巨大的经济效益，而且也在综合竞争力方面带来了无可比拟的优势。此外，实施PLM技术管理产品信息和数据，也能大大带动相关信息集成和应用研发行业的发展，体现汽车工业作为国民经济支柱产业的辐射作用。