让PLM成为新型生产力

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访客:24798  发表于:2012-02-23 16:23:26

随着互联网和物联网的广泛普及应用,产品全生命周期的各种数据都可以不受地理位置、企业性质、语言类型等的约束,通过PLM系统的人员组织、权限规则、业务流程和产品数据模型来实现统一的管理。清华大学软件学院兼职教授莫欣农表示,正因为信息化提供了如此广泛的协同环境,PLM技术才能够大大加速产品的创新,降低制造成本,通过产品的利用率科学地进行维护维修,从而最大限度地发挥产品的作用,充分回收报废产品实现再制造,以此来适应节能减排的绿色制造的需要。所以,在这个生产力高度发达的信息化时代,人们必须通过PLM系统来改变以往无限制地消耗资源,无限制地制造产品和无限制地产生垃圾的粗犷式发展模式,以此来维护人类的生存空间。

PLM的前世今生

早在20世纪70年代,CAD技术就已经开始在产品设计中发挥作用。开始阶段的设计图纸依然以纸质为主。到20世纪80年代初,人们开始注意到纸质设计图纸在制造过程中进行修改以后,真正有用的设计图纸和原始电子文档不一致的问题,于是如何直接管理CAD系统产生的电子文档开始受到重视。第一代电子文档管理系统模仿纸质档案管理的方法,只保留最后有用的电子文档。纸质文档在修改时经过擦除、划改等手段,原始的文档就不复存在了。而电子文档通过“另存为”新的版本,既实现了文档的修改,又保留了原始的版本。这种新技术虽然有利于追溯变更的历史,但又给管理带来了新的难题。经过多次“另存为”以后,人工很难区分各个版本的差别。在20世纪80年代中期,第二代电子文档管理引入了文档对象技术。不同版本的电子文件由同一个文档对象进行管理,自动记录文档变更的历史和当前的有效版本,实现了动态文档管理的目的。

随着产品跟新换代速度的加快,市场上同时存在不同版本的产品,相互之间的差别可能是设计图纸、制造工艺、表面颜色、材料性质等等。单纯依靠设计文档已经不能唯一地定义产品的特征,因此在20世纪80年代末期出现了第三代以产品对象为核心的文档管理系统。一个产品对象关联CAX系统产生的各种文档对象,每一个文档对象关联着不同版本的电子文档。在解决产品定义数据管理的问题以后,如何管理不同设备、不同生产线、不同人员的工艺数据,如何管理不同批次、不同序列产品的质量和实际的产品结构,如何管理产品使用过程中维护维修和大修的数据等一系列新问题摆在信息化时代制造业管理者的面前。

在20世纪90年代末期,通过扩展管理产品定义数据的PDM系统,开始引入了产品早期概念设计和预研的数据,并且增加了设计下游工艺规划、生产制造、维护维修等实时数据的管理。在此基础上开发出了PLM系统,PLM系统管理范围从原来单纯管理产品设计过程扩展到管理产品制造过程、使用维修过程,甚至包括产品回收报废的全过程。

可以看出,作为一个概念,PLM出现的时间已经够长了。但是作为一个整体解决方案,它仅仅是在最近几年才逐渐异军突起。现在,PLM正逐渐摆脱概念的束缚,将更多实质化的技术和系统融入到实际应用当中,逐步实现真正意义上的产品全生命周期管理。

关联流程 提高“协同”效率

谈到PLM的应用发展,就不得不将“协同”提上议程。早在20世纪末,为了解决多个PDM系统之间的数据传递问题,西门子的前身就提出两种解决方案,原来的UG公司提出了全球服务(Globe Service)和SDRC的协同社区(Community)的概念。在两个公司合并以后,协同社区就更名为Teamcenter Community。协同社区通过与PDM系统的接口实现同类或异构的PDM之间的数据交换。为了便于使用,在21世纪初西门子的前身UG就和微软达成战略合作,在协同社区中采用SharePoint技术。这种解决方案在近几年也被其他公司用来解决PDM系统之间的通信问题。

莫欣农教授说,“协同”包括人员协同、数据协同、流程协同、项目协同等4个方面。协同的范围又分成4个单一的生命周期、多个生命周期的组合和全生命周期等类型。在指定的范围内,正确地制订人员组织模型,科学合理地权限控制规则是协同的最基本的条件。在协同范围内有关预研、设计、制造、使用、维修、报废等数据的单一数据模型和关联模型是协同的基础环境。如果采用各个子信息系统之间的接口进行数据交互将会给“协同”埋下数据不一致的隐患。通过流程驱动各项作业可以避免人工布置和检查的不确定性,保证各项工作的质量。一个流程只能在一个系统内部运行。因此,多个系统集成的信息化系统需要增加大量的流程集成接口和人工干预的操作。信息化提升生产力的结果必然导致企业同时开展大量的项目。不同项目之间的协同、同一个项目中不同人员之间的协同、同一个任务可能涉及不同组织的人员和不同性质的作业之间的协同等都需要大量的人工指挥。如果项目任务直接和流程相关联,就可以大幅度减少人工干预的环节,真正提高“协同”的效率。

评估PLM 应对变化与风险

莫欣农教授告诉记者,目前PLM系统有两种翻译。一种是产品生命周期管理。第一阶段是产品设计生命周期的管理,即从产品详细设计到产品定型为止。第二阶段是产品制造生命周期,即从样机制造开始到产品停止生产为止。第三阶段是产品使用维修生命周期,即从第一个产品交付使用到全部产品停止使用为止。第四阶段是产品回收报废生命周期,即从产品开始报废到停止回收为止。上述四个生命周期相互之间或多或少有重叠的部分。通常讲的产品生命周期管理主要是指产品设计生命周期的数据管理,也就是原来PDM系统管理各种设计数据的范畴。另一种是产品全生命周期管理,也就是四个阶段的数据进行统一管理的概念。两种翻译只差一个“全”字,实际的含义却相差甚远。

通常来说,管理产品概念设计和预研阶段的系统称为系统工程(SE),管理产品定义设计的系统称为产品数据管理(PDM),管理产品工艺规划的系统称为制造过程管理(MPM),管理产品制造过程的系统称为制造执行系统(MES),管理产品使用维修的系统称为维护维修和大修系统(MRO),管理回收报废的系统则尚无统一的名称。

只有充分理解PLM系统,才能保证企业在供应商那里获得的是最适合本企业的管理系统。

对于企业来说,效益评估的核心是企业的目标,而不是信息化手段。然而PLM系统解决的是信息化手段问题。因此,评估的关键是如何建立实现企业目标和采用的手段之间的关联度。对实现目标具有重要意义的手段自然也是重要的,反之就是不重要的。

一旦明确了PLM系统提供的各种手段的重要度,首先,企业就能够明白在实施PLM项目的过程中应该采用哪些信息化手段,管理上必须做哪些变革。其次,根据这些变革企业也就知道了如何验收项目以及项目实施是否达到预期的要求。针对实施前后企业自身纵向的对比、企业和行业平均水平横向的对比就可以得到PLM项目实施的效益评估。更重要的是根据重要度这把尺子可以衡量不同PLM软件功能对落实本企业信息化手段的适合程度,从而选择一个或多个技术和功能大致相当的供应商,但最终的选择还要考虑非软件技术的因素。

真正要想做好实施前的准备,莫欣农教授认为,首先要搞清楚PLM的基本原理;第二要根据企业自身的特点设计一个理想的PLM实施方案,明确实施后的管理模式和主要变革的影响分析;第三制定一套总体规划、分步实施的实施路线图,明确各个实施阶段的要求和软件考核标准;第四组织一支全面的实施团队,支持不断建设、不断完善的长期战略方针。

有了上述4方面的准备就可以保证PLM项目实施的成功。完成上述4项任务需要信息化的专业人员。然而信息化不是企业的核心业务,因此聘用外部咨询公司也是理所当然的事情。

兼容并蓄 提升核心竞争能力

除“协同”外,人们关注更多的问题也许就是国内外PLM的差异。我们看到的现象是:主流PLM厂商基本上都是实力雄厚的外企,他们掌握着先进的技术和先进的理念,使得国内的PLM产品相形见绌。而实际上,在应用方面,国内PLM一直都是走在世界前列的,在供应商方面,经历了近15年的开发和应用,国内PLM供应商已经取得长足的进步,国内企业也伴随着信息化技术的进步而使自身的竞争能力不断得到提升。

国际上主流的PLM厂商都是从PDM发展而来的,一个公司不可能长期保留多个同类产品。在没有完成整合任务之前,不同平台之间的数据交换是必须解决的问题。国内PLM依然大部分集中在产品设计生命周期的管理。管理水平正在向第三阶段过渡。在国家863 PLM专项课题的支持下,少数PLM厂商开展了PLM理论研究,软件的管理水平已经达到或接近第三阶段的标准。而国内大多数PLM厂商依然停留在第二阶段,即使引入了对象管理的技术,而在实质上仍然没有引入对象管理的思想。其原因还是在于国内大部分企业的生产力相对落后,激发不出面向产品对象管理的需求。企业一旦采用国内相对技术落后的PLM软件,可以很快解决当前面临的问题,使得生产力得到一定程度的提高。同时在新的生产力层面上企业又会遇到新的问题,迫使PLM厂商不停地修改软件。

国内针对产品制造生命周期的研究已经开展十几年。以往研究的对象集中在单一生命周期内部数据的管理,缺乏面向产品全生命周期统一管理的思想。因此,有关的研究结果在产品全生命周期中依然是个信息孤岛。

在国家863 MRO专项课题支持下,个别学校开展了产品使用维修生命周期的管理研究,从而明确了产品生命周期管理和产品全生命周期管理的差别。2010年4月召开的全国首届MRO研讨会上首次提出了面向产品全生命周期的MRO管理系统。

莫欣农教授总结到,国内PLM的发展存在两个门槛:第一是彻底转变面向文档管理的底层数据模型。第二是全面正确认识PLM的两种翻译的内涵,明确各自发展的战略方向,不要被外界的噪声模糊自己的目标。只有跨过这两个门槛,国内PLM的发展才能突破瓶颈,更上一层楼。

软件来源于思想,思想又来源于实践,实践又随着生产力的发展而发展。因此,单纯依靠国内企业的需要,很难发现先进生产力下的信息化需求,也就开发不出世界一流的软件。

因此,莫欣农教授建议国内PLM供应商采取以下两种策略来加快自身的发展。

一种策略就是国内PLM软件供应商跟随国内企业的成长而成长,即在应用当中不断改进和更新。然而,这种策略的周期将会很长,也难免会重走国外软件厂商的弯路。

另一种策略就是加强PLM系统的理论研究与指导,大胆吸收国外先进的PLM理念,重新构造符合中国特色的PLM系统,带领中国企业实现跨域式发展。后一种策略需要政府给予足够的政策支持方能奏效。例如,国外一流的PLM供应商都是由几个、甚至二十几个具有一技之长的专业公司合并而来;而国内PLM供应商几乎都是单一组织,规模非常小,何以与软件跨国企业对抗?以政府的力量待用国内的PLM供应商,才能保证其健康发展。

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