产品生命周期管理PLM系统的发展历史

一、PLM（产品生命周期管理）的定义

PLM这个概念最早是从我的母校Karlsruhe Institute of technology（KIT）走出去的。经过三十多年的发展，不同的咨询公司和系统供应商对PLM有着类似又略有不同的解释。我个人更倾向于Prof.Ovtcharova在课上给出的定义：

“Product Lifecycle Management bezeichnet das produktbezogene und unternehmensübergreifende Informationsmanagement und umfasst darüber hinaus die Planung,Steuerung und damit die Kontrolle (Organisation) der zur Erzeugung und ganzheitlichen Verwaltung dieser Daten,Dokumente und Ressourcen erforderliche Prozesse im gesamten Produktlebenszyklus.”

产品生命周期管理（PLM）是指与产品相关的夸部门信息管理程序。它包括公司流程的规划，控制和组织。用户可以在整个产品生命周期中全面创建和管理数据，文档和资源。

PLM抽象的描述，是一种管理策略。企业应用产品生命周期的理念，把从产生产品的第一个想法，到设计，研发，实验，原型机，采购，制造，市场，销售，售后服务所有的流程统一优化管理，意图提升企业的生产效率，减少错误发生，降低成本，提高利润。

PLM直观的描述，是一个软件，是一个统一的数据操作和管理平台。一个优秀的PLM平台可以实现与企业的数据库和其他的工程和商业软件互联，用统一的平台整合企业内部所有信息。与此同时，PLM又不单单是一个软件。一个优秀的PLM供应商可以基于成熟标准的思路，根据客户的自身特点和商业需求，为客户量身定做PLM解决方案，进而帮助企业优化各个环节的商业流程，提高企业的KPI。

二、PLM的历史沿革

任何优秀的技术，产生时都是为了解决存在的问题。PLM也不例外，要解决的就是企业信息系统和数据管理的问题。

伴随着科技和生产方式的变化，为了解决企业数据管理和使用的问题，到今天为止，人们走出了五步：

图1 PLM的历史沿革

1.手工管理

IT技术刚刚应用到数据管理领域时，人们是手工来管理生产活动中产生的数据的。人们会用计算机记录数据文件，之后打印，归类，装订，存储。某个新用户想再次使用数据的时候，必须申请到足够的权限，到档案馆调用原版文件。如果不同的生产地点或者部门需要同一份文件，这份文件就只能通过复印或者移动硬盘的方式，从一个地点人工的带到另一个地点。

这种方式带来很大的时间和管理成本，同时也很难保证精确性和高效。例如文件手工归类和再次检索，就是一个非常复杂的工作。随着企业运营数据的增加，结构的复杂，这种模式使数据检索变的繁重而枯燥，更容易产生丢失。

2.基于文件服务器的管理

随着用户系统的发展和融合，人们不再将重要的数据和文件打印出来存储，而是直接在文件服务器中以电子版的形式存储下来。为了给数据分类，人们会使用文件系统本身的分类方式。例如，在硬盘中建立复杂的文件夹结构，用文件夹的名称进行数据的分类存储。利用不同服务器之间的互联，人们实现了数据的多地分享。不同的用户得到的是来自一个数据源的文件。这是原则上人们使用的都是标准和中立的文件格式。

随着文件越来越多的产生，数据库也越来越大。人们越来越需要更加简单的操作，并更细致的给数据分类，以方便检索。

3.基于文件的管理

上个世纪80年代，人们发明了第一个EDM(Engineering Data Management)系统(工程数据管理系统)。在文件服务器的基础上，EDM系统提供了更加丰富的功能，例如用户管理，单一文件多版本等等。在使用EDM的过程中，用户需要有固定的权限，才能将数据库中的数据提取到Vault(电子仓库)中，进行相应的更改。

EDM最革命性的是将元数据(Metadata)和数据体(Payload)分隔开来。

图2 元数据和数据体

数据体或者说实际数据代表的是数据所欲传递的实际信息，例如图纸上设备的几何图形。元数据用于辅助传递跟数据体相关的数据，例如这份图纸的尺寸，日期，创建者等等。

数据体一般存储在文件系统中，而元数据会在中心数据库中进行存储。

4.基于产品结构的管理

由于引入元数据和数据库，人们开始将数据按照产品结构进行配置和管理。这样慢慢形成了最初的产品BOM。基于产品结构的管理能够更加直观的展现出组装件和单个加工产品之间的联系。人们可以更方便的了解产品结构，生成物料清单，或者使用列表。

5.基于产品结构和企业流程的管理

今天的PLM系统不仅可以按照产品结构来存储数据，也可以用更多的数据形式来描述企业的运行管理流程。优秀的PLM系统的使用目标是为整个公司各个部门建立一个集成的数据模型，然后将所有的产品相关和流程相关的数据存储到这个数据模型中。

例如，用户在CAD软件中完成产品设计后，CAD系统便将数据体和元数据归类存入数据模型中。企业的流程信息也会存入数据模型中。所以优秀的PLM平台需要强大的数据库作为后台，来保障数据的实时性和一致性。

三、为什么要使用PLM集成管理？

1.用PLM的先进管理理念进行流程优化

好的咨询公司和系统供应商可以为提供行业内最先进标准的内部外部流程，疏导企业内部沟通和外部协作上的阻力。

图3 典型的企业内部流程

PLM系统提供整套的流程管理，放行流程，更改流程，工作流程，可以大大节省企业的使用成本。

2.产品的工程性大于产品的经济性，过分的追求技术，不足够重视客户真正的需求

这一点是很多技术公司都会陷入的困境。追求卓越的工程师们会投入大量的时间解决use case很少的工程问题。PLM系统管理方案可以帮助企业尽早的获取产品和市场信息，把有限的人力物力用到客户最关心的核心问题上。

3.当有多个设计者时，设计人员往往不能实时得到最新数据

PLM系统使用为客户单独配置的文件状态和放行流程，确保文件的实时性，并在需要时显示用户可能存在的使用冲突(见图4)。

图4 放行流程

4.市场和销售等功能性部门没有恰当的掌握技术信息

在工程实际中，市场和销售等功能性部门需要适当的掌握产品信息。处于安全和保密性等原因，功能性部门掌握的一定是部分信息。好的PLM系统可以使用过滤核心信息的同时，保证功能性部门得到准确的产品信息。

5.与使用不同IT系统的供应商和客户之间的数据传递存在很大障碍

系统供应商很多，各自有不同的解决方案。这导致信息在不同企业之间的传递是一个大痛点。通过中立格式的文件，PLM系统可以在各方之间高效率的传递文件和信息。

6.前期投资战略(Front-loading)

前期投资战略是PLM系统的基石。前期投资的目标是在产品的早期研发过程中，尽可能早的获取最多的数据和信息，将必要的创新和研发工作提前，为后期的生产和销售做充足的准备(见图5)。

图5 前期投资战略

图5中的红色曲线代表使用前期投资战略的公司，而黑色曲线代表没有前期投资战略的公司。实践检验，使用前期投资战略的企业可以更早的掌握核心的信息和资源，节省整个项目的经费与时间，大大提高企业的经济效益。

7.企业自身IT系统结构的过度装备(Over-equipment)

在PLM项目实施的过程中会发现很多大企业不是没有进行数字化，反而是过度数字化。数字化系统多如牛毛：PDM，CRM，SCM，ERP，PPM，MES，CAP，CAM，CAD，CAE，CAQ，MES…他们分别管理着不同方面的数据。过度的数字化反而会影响效率：例如数据重复存储和冗余存储等等(见图6)。

图6 IT Infrastructure

使用PLM的集成解决方案，可以将企业所有的数据流程整合起来，大大提升使用效率。

综上所述，PLM系统作为一个管理工具，不仅仅是一个集成的软件平台，更代表着一种先进的管理和运营理念，适合工程和制造行业使用进行流程的优化，进而合理利用资源，降低生产成本和内部消耗。