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从业务的视点认识PLM系统

PLM系统的本质作用是推进业务变革，目的是实现收益向上，这和企业战略息息相关。如果现有业务模式不适合这种变革，那么企业也很难用好PLM系统。从图1中可以看出，PLM系统不仅关注产品的虚拟阶段，而且和采购、生产、售后等实体阶段有联系。单纯以提高研发效率或缩减成本为目的导入PLM系统，很容易进入局部陷阱，导致项目的失败。

通常客户的要求是变动的，而设计人员的数量是相对固定的。把“接受订单后进行设计”的模式变成“订单前已经完成设计”的模式，这是企业经营者很希望的事情，因为后者能够对客户的需求做出迅速反应，也能够缩短研发部门的时间。实践证明这种模式是可行的，在日本它被成为“流用设计”或者是“借用设计”。

图1.PLM系统的领域

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浅谈PLM系统的种类

PLM覆盖了从产品开发到售后服务的整个阶段，根据PLM解决方案的提供商的立场不同，大体上PLM系统分为三类：以CAD为中心的PLM、以PDM为中心的PLM和以ERP为中心的PLM。此外还有一种辅助性的PLM，以物料主数据为中心的PLM。虽然有些老生常谈，但笔者会更多从业务角度去分析这四种PLM模式。

以CAD为中心的PLM

此模式的PLM通过3DCAD软件实现产品数据化，实现产品生命周期的数据共有。3DCAD软件本身具有高效的设计效率和可视化的界面，通过PLM平台能够实现设计者的共同作业。在实际业务中，企业可能存在多种3D设计软件或者同一软件不同版本的情况，这就导致了数据的不一致性和不准确性。这需要企业构筑LDM（Local Data Management）和TDM（Team Data Management）数据管理功能，通过版本等履历来管理日常完成的CAD数据。此外三维建模是一种复杂设计工作，需要对产品涉及到的参数和容差有深刻的认识，这方面的业务更加考验研发设计人员的品质工学的能力。

另一方面，通过PLM系统企业实现了数据共有，但3DCAD数据非常庞大，如果发生工程变更，尤其在产品研发阶段，设计内容不断的变更，这会极大地影响网络传输速度和PLM响应速度，引起制造工程信息的混乱甚至PLM系统的崩溃。为了解决这个矛盾，PLM把图纸状态分成了“Work in数据”和“共有数据”2种，并且在“共有数据”阶段，实现了3D轻量化模型的功能。

但这还不足够，企业必须从业务着手，推进产品标准化、模块化的建立和图纸借用制度，也就是需要建立PLM（横断业务的数据共享）和LDM（设计中的数据共享）的模式。

以PDM为中心的PLM

通过PDM管理设计成果（图纸、设计手册、零部件属性等）建立面向产品研发业务的PLM系统。PDM最初是用来解决“信息孤岛”问题，实现设计效率化。此模式PLM的核心是PDM功能，通常以BOM为中心进行产品管理。需要注意的是，PDM业务关注研发设计共享，而PLM关注的是以产品为轴的各业务之间的信息传递。由于理解上的偏差，导致PLM项目失败的案例很多。

图2 PLM与PDM的不同点

从图2中我们可以看出PLM和PDM的区别，再结合PLM成功的项目案例，显然导入PLM系统不是单纯的软件问题，更涉及到各个相关业务部门。根据笔者的研发改善经验，要想充分发挥PDM系统功能一是需要建立标准化、模块化的产品结构；二是是推动“图纸借用”制度。而要充分发挥PLM系统功能，需要建立能够正确顺畅传递产品信息的模式，现在可行的办法是对BOM进行统一化管理，也就是需要建立统合BOM主数据。

以ERP为中心的PLM

此模式的PLM的关注点是企业经营能力，通过实现经营信息的可视化，把客户需求的产品信息与企业的经营战略结合起来。ERP着眼于企业的管理能力，以财务系统为中心的信息化系统。信息收集的范围涉及到生产管理、销售管理、采购管理等，是企业的基础系统。结合PLM系统后，管理层能够对产品开发相关的资源进行项目管理，并使企业系统（生产管理、销售管理、采购管理等）具有柔性，在很多项目制企业或者石化企业中，都采用以ERP为核心的PLM。

和PDM为中心的PLM有些类似，要想充分发挥PLM功能，需要采用结合BOM的方法推进业务与系统的结合。并且此模式的PLM，还需要输入物料相关的材质与素材等生产采购信息，对产品标准化、模块化、参数化的要求更高。

以主数据为中心的PLM

没有专门的提供商，通常作为PLM的辅助模块（例如SAP MDM的模块）实现信息快速而准确地传递。实际上，最先导入ERP系统的企业占据了大多数。当导入PLM系统后，需要实现设计信息和生产信息的共有化。但由于业务部门的内容不同或者供应商对相同产品命名的不同，会导致一物多码，影响业务效率。

因此，此模式PLM对业务能力要求最高，除了用标准化参数化的设计理念来准备数据外，还需要对各部门的数据进行统一化管理，并且对各部门的业务规则统一化。

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明确PLM系统导入的目的

PLM项目导入成功的前提在于目的的明确。从图2我们可以得出PDM的目的是实现设计作业的效率化，这是一个很明确的课题。而PLM的目的是实现企业收益性向上，换句话说，PLM关注客户需求的新产品开发。这是全局性的视点，但也导致了PLM导入目的的模糊性。

所以在导入PLM系统前，首先企业应该以全局性的视点来审视自身特点，把握企业的特性和业务需求，明确PLM系统涉及的产品和业务。PLM的导入不仅仅是设计部门的课题，而是产品开发过程的课题，和企业的方针紧密的关联。

根据笔者的经验，PLM系统导入的前提条件需要整备一下几点：

• PLM系统导入的背景和目的的明确；

• 设计/开发作业的明确；

• 专业术语、名称的明确统一化；

• PLM系统范围的明确；

• 把握设计信息和部门的关系。

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深刻理解PLM系统的业务机能

虽然不同的PLM提供商对PLM的理解不同，提供的PLM核心内容也不同，但PLM的功能点大都相同，此文就不加以赘述，笔者从业务角度探讨一下PLM系统的机能。对于PLM系统涉及到的业务人员，希望PLM能够快速、准确地提供数据，要求系统具有快速响应性和稳定性。另一方面，PLM系统导入是一种业务变革，是从使用CAD、CAM等软件进行的个别型设计转变成了PLM系统下统合型设计。这种变革不仅仅体现在组织形式，更是反映在了人员的思想上。

那么从业务角度上看，PLM系统可分为以下3种功能群。

核心解决方案群，例如统合BOM解决方案，文档管理方案，产品开发项目管理方案，门户方案，信息安全方案等。

设计应用方案群，例如CAD集成方案，设计开发方案，组合设计方案，物料信息管理解决方案，国际分散设计方案，协作开发方案等。

价值链解决方案群，例如ERP连接方案，采购辅助方案，知识管理方案，配置关联方案，产品企划方案等。

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充分发挥PLM系统机能，现行的企业业务适合吗？

PLM系统与业务结合程度影响着PLM使用的效果。上文已经说过，PLM是以全局性为视点的系统，涉及了横断的业务部门。那么制造企业的研发设计视点是全局性的？还是局部性的？如果是局部性的，那么必然会和PLM系统产生冲突。

要想实现企业的变革和PLM系统的成功导入，必须从理解市场开始。科技的进步和日趋复杂的市场环境，使企业关注小批量多品种的生产模式。要想以适合的成本，适合的时机推出优质产品，必须推进跨部门的研发模式，例如：并行工程、IPD（集成产品开发）、QFD（质量功能展开）或者DFX（面向X的设计）。

另一方面，产品的品质和成本80%以上是在设计阶段决定的，建立以研发为中心的生产模式符合现代企业的经营战略，因此PLM系统是实现产品研发战略的有效系统。企业通过PLM系统综合公司以往的产品和技术成果，推进标准产品和模块的建设，有效地集约资源，达成设计效率化，这是持续追求产品的最适QCD（品质、成本、交期）的活动。

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业务的理解是PLM系统导入成功的关键

PLM系统涉及到多个业务部门，项目负责人应该对产品开发流程有清晰的认识，这里说的研发流程不单纯地局限在研发设计部门，而是和市场、企划、研发、生产、采购等多部门相关的流程。如图1所示，PLM系统涉及多个部门业务，又和其他系统有交互。

现代市场竞争中，企业以用适合的成本在适合的时机推出优质产品为目标，那么企业如何是把握产品的生命周期呢？如何迅速淘汰滞销或利润降低的产品？如何快速推出新产品？如何把握产品品质？等等都是企业所面临的课题，而PLM系统能够很好解决有关产品QCD的课题，借用日本PTC社长的话：PLM旨在管理畅销产品的规格。如何理解畅销产品的规格，需要对业务有深刻的理解。

品质管理体系的确立

实际上PLM系统并不提供QM（品质管理）工具，但却管理QM活动产生的成果物，如图3。国内企业的品质管理活动大都停留在生产阶段的QA（品质保证）阶段和QC（品质管理）阶段，而对从研发端提高产品的QCD的QE（品质工学）理念没有关注。然而在六西格玛或者精益生产中，都强调研发设计在公司的重要作用。“从开始就把事情做好！”这是日本企业的口号，他们在研发设计端的投入也超过欧美企业。如果设计端发生错误或者延迟，必然对后续环节产生影响，生产的连续性必然也会被打断。另一方面，品质工学里面有涉及多部门协作研发的工具，能够帮助设计者更好的理解PLM的应用。

图3.品质管理体系

建立标准化、模块化的产品结构

很多企业导入PLM系统后，并没取得预期效果，相反抱怨迭起：“重码、废码太多”，“设计BOM转化成MBOM太费劲”，“出货产品与图纸对应不上”，“对研发帮助不大”等。供应商和客户的不同，功能样式的不同导致产品的多品种多规格。

如果每个零部件都建立新的图纸和数据，显然是费时费力。其实PDM的出现就是用来解决信息孤岛问题的，但仅仅靠规范的命名并不能解决数据越来越庞大的问题，也不能区分畅销和滞销的产品信息。PLM系统通过产品轴管理产品的生命周期，另一方面畅销产品和滞销产品并非完全没有联系，相反它们大部分结构是相同的，因此PLM系统需要把这部分信息区分出来。

并且业务人员以BOM的形式传递产品数据（图纸、文档等），为了缩短交货周期和削减在库库存，需要把产品标准化。但是客户的需求多种多样，如果针对每种要求都进行设计的话，显然增加了设计量。这种情况下，先进制造企业通过模块化的手段（不同模块的组合来实现产品的多样化）满足客户要求。综合企业实际和客户两方面考虑，模块可以分为：标准模块、可选模块和定制化模块。

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研发过程的梳理

中国被称为“世界工厂”，实际上更类似“世界代工厂”，因为中国企业的研发能力比较薄弱，更多的是模仿设计和生产。在发达国家制造企业中，研发和设计是两个部门。国内有些企业虽然区分了研发和设计业务，但了解研发意义的企业却是少数。

可以这样解释研发和设计的不同：研发部门制定相应规则，如设计手册、标准图纸等；设计部门则是在规则体系下，接合客户要求进行设计，如定制模块的图纸、设计BOM等。这样做的好处是，设计内容前置，也就是市场人员能够进行提案销售和配置设计，迅速报价等，对降低库存和生存管理也有巨大作用。

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PLM与业务的结合点

PLM系统主要与研发设计业务结合，所以需要企业对ECM（设计链）进行管理和改善，把握业务应用的关键点，发挥PLM系统的功能。

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建立知识管理体系

如果物料凌乱地堆放在工厂，势必影响生产效率，因为生产人员需要花费大量时间搜寻所需物料。同理，数据信息凌乱地“堆放”在PLM系统中，势必影响设计效率，因为设计人员需要花费大量时间搜寻所需产品信息。

和物料不同的是，技术部门的成果物是虚拟产品。工厂显然不能随意丢弃物料，一是物料需要花钱购买，二是工厂也没有这么多堆放物料的地方。虽然知识也被看作财富，但当寻找图纸还不如画一份的图纸省事时，设计者自然而然不断地重复画相同图纸，而且这种行为是不断持续的。

工厂物料很凌乱时，工厂人员可以通过5S和管理制度来整理。同理技术部门也可以通过5S和知识管理体系来建立共享式的资料库。值得注意的是，活动面向的内容是虚拟的产品信息，对象为脑力劳动者。

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统合BOM的应用

对于业务人员，使用PLM系统的层面更多的是局限在BOM和CAD的操作，通过BOM传递来实现信息在产品轴上传递。但由于横跨产品生命周期的PLM系统所涉及的业务内容不同，导致各部门所涉及的BOM也不同（订单BOM、设计BOM、制造BOM、采购BOM等）。

为了实现产品生命周的信息正确快速地传达，需要对各种BOM进行统一化管理。要想建立统合BOM系统，需要有全局性的观点，通过编码体系建立的映射关系，以设计BOM为基础把涉及部门联系起来。换句话说：统合BOM是横断型的产品信息集合。上文提到的以物料主数据为中心的PLM，实际上就是统合BOM的基础，因为BOM是由P/N（零部件编码）和P/S（零部件关系）两部分组合成的。

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并行工程的推进

从图4中我们可以看出，并行工程可以看成横断型的设计思想。虽然并行工程的成果物大都是图纸等设计成果物，但是参与并行工程的人员却涉及到生产、采购、销售、售后等多业务部门人员，也就是要在设计阶段考虑制造、采购和运输等问题。通过PLM系统，可以缩短并行工程之间的衔接，也就是把从设计到试制阶段的交叉过程整合到一个阶段，如图4中的改善目标。

因此同时，从研发到量产阶段，信息量骤然增大。虚拟性的图纸成为实物出现在工厂的各个环节。为了连接2个世界（设计部门的虚拟产品和生产部门的实物产品），通过Bill of Process（过程清单），也就是生产过程管理表来实现的。通过PLM和CAD、CAM技术实现生产准备过程的模拟，缩短虚拟与现实的转化时间。

图4 PLM系统下的并行工程

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结论

总之，成功导入PLM系统和充分发挥PLM功能，需要以企业战略为指导，建立以研发设计业务为基础的多部门协作机制。不断完善知识管理体制，推进标准化和制度化的建设，通过全体员工的合作努力，建立适合公司业务的信息化系统。