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1、产品生命周期管理Product Lifecycle Management,机械学院 工业工程系,第二章 PLM的概念与内涵,2.1 PDM的基本概念及主要功能2.2 产品生命周期概念演变2.3 PLM的定义和内涵 2.4 PLM的功能框架 2.5 PLM的关键技术,2.1 PDM的基本概念及主要功能,一、PDM的含义 二、PDM的主要功能三、PDM系统体系结构,一、PDM的含义,PDM软件技术为基础，将与产品相关的信息和过程集成到一起的技术。20世纪80年代，CAD软件公司推出PDM系统，美国CV的Optegra系统、EDS的IMAN系统、SDRC的Metaphase系统。原来高端CAD供应商
2、的后续产品。PDM定位：面向制造型企业；核心：产品管理；信息管理3大要素：数据、过程和资源。实施管理的两条主线：静态的产品结构和动态的产品设计流程。信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开。,图文档管理：是PDM的核心任务流和工作流等过程管理产品结构(PSM)与产品配置管理(PCC)零部件管理计划项目管理系统及权限管理更改控制管理版本管理,二、PDM的主要功能,指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库等支撑环境。,向下连接并操纵数据库，向上为PDM应用组件提供服务；为应用软件提供API以集成应用软件，其核心是对象模型。,应用组件实际上就是由调用基于服务的一组程序组成，并能够完
3、成一定的应用功能模块。,应用工具主要指CAx/DFx等工程设计领域应用软件、Word等办公软件及所有PDM以外的其他应用软件。,PDM只是一种软件工具，只有在先进的企业管理模式下才能发挥其作用，PDM的实施又是先进理念成功贯彻的有效工具和手段之一。PDM软件商在推销其产品的同时，也在推销它的理念。,三、PDM系统体系结构,2.2 产品生命周期概念演变,产品生命周期两种含义：商业和市场开拓意义上的产品市场寿命开发和使用意义上的个体产品存在寿命 产品的市场生命周期,产品开发阶段企业投入人力、物力和财力研制新产品，产品没有出现在市场上，企业收入为负数；引入期：产品引入市场时销售量缓慢增长的时期，产品
4、销售市场的初级阶段，由于客户认同度和产品知名度等问题，销售量比较小，企业利润也较小；成长期：产品被市场迅速接受，销售量和利润大量增加；成熟期：产品已被大多数的潜在顾客接受而造成销售增长减慢，销售量达到顶峰，维持在一定的数量范围内波动，企业销售利润达到最大化；衰退期：销售下降的趋势增强和利润不断下降，由于技术进步和社会消费观念变化，越来越少的顾客购买该产品，直至最后没有顾客购买该产品。,产品的市场生命周期这样化分存在以下问题需要进一步研究：边界确定：线性回归、曲线回归阶段管理策略：不同阶段采取不同管理和销售策略产品模型：指导各阶段产品销售价格和策略的变化目前产品生命周期研究重点已经从一类产品群体
5、的市场寿命转向个体产品存在寿命。,产品的开发使用寿命 近年的研究文献中产品生命周期概念是从制造企业角度理解一个具体产品的寿命，此时，产品生命周期是指一个产品从客户需求、概念设计、工程设计、制造到使用和报废的时间过程。在这种概念范畴内，产品生命周期与市场销售情况无关。这种概念内涵的转变完全适应了大批量生产到单件生产方式的转变。普遍认为产品生命周期从产品构思开始，到产品报废截止。,2.3 PLM的定义和内涵,一、PLM的定义 二、PLM的内涵,一、PLM的定义,没有完全统一的定义。伴随PLM概念的其他术语：协同产品商务（Collaborative Product Commerce，CPC）协同产品
6、开发管理（Collaborative Product Development Management，cPDM）产品定义PDC(Product Definition and Commercialisation)产品信息管理PIM(Product Information Management)这些概念在许多方面和PLM非常相似，给人们在理解和应用上造成了一定的迷惑和混淆。代表性PLM定义：,CIMData公司的观点 全球权威战略顾问 CIMData公司认为PLM是一种战略性的业务模式和企业信息化策略，它实施一整套的业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，支持产品信息在全企业和产品生命周期内
7、的创建、管理、分发和使用过程。,AMR公司的观点 PLM是一种把跨越业务流程和不同用户群体的单点应用软件集成起来整合已有的系统。内容大致分为:产品数据管PDM：起中心数据仓库的作用，保存产品定义的所有信息。协同产品设计CPD：使用CAD/CAM/CAE及其他应用系统，以协同的方式完成产品的设计与开发。产品组合管理PPM：是一套软件工具集，为管理产品组合提供决策支持。客户需求管理CNM：是一种获取营销数据和市场反馈意见，并把他们集成到产品设计和研发过程之中的软件系统。,Collaborative Visions公司的观点 PLM是一种IT战略，用于解决企业如何支持和管理产品创新过程中的重大问题。
8、PLM包括充分利用跨越供应链的企业资源来实现产品创新的最大化，改善产品研发的速度和敏捷性，增强客户化生产和为用户量身定做产品的能力，最大限度地满足客户要求。,Aberdeen公司的观点PLM是从产品产生到消亡的产品生命周期全过程中，一整套开发的、可互操作的应用方案。PLM的作用可以覆盖一种产品从概念设计、制造、使用直至报废的每一个环节。制造企业建立这样一个信息化环境的关键是要有一个记录所有产品信息的企业范围的中心知识库，用来保存企业的数据资源，实现基于任务的访问，并作为一个协作平台来共享各种信息资源，实现企业范围的数据访问。,EDS公司的观点PLM是一个以产品为核心的商业战略。应用一系列的IT
9、解决方案来协同支持产品定义信息的生成、管理、分发和使用，从地域上横跨整个企业和供应链，从时间上覆盖从产品概念阶段直到产品报废的整个生命周期。,以上定义分别反映了PLM在定位、内容、功能和实施等方面的认识，侧重点各有不同，抽取PLM具备的关键特性：一项企业信息化战略它需要从企业战略层角度来规划PLM系统，包括其体系、工具和实施方法等。PLM的范围跨越企业或扩展企业，从产品概念产生到产品消亡和回收的所有产品阶段。,PLM的管理对象是产品信息包括产品生命周期的定义数据，同时也描述了产品是如何被设计、制造和服务的。PLM的目的通过信息技术实现产品生命周期过程中协同的产品定义、制造和管理。PLM的实现途
10、径需要一批工具和技术支持，并需要企业建立起一个信息基础框架来支持其实施和运行。PLM的功能是对产品信息的管理负责由CAD、CAM、CRM等应用工具所产生的产品信息进行获取、处理、传递和存储。,综上给出定义：PLM是一项企业信息化战略，它描述和规定了产品生命周期过程中产品信息的创建、管理、分发和使用的过程与方法，给出了一个信息基础框架，来集成和管理相关的技术与应用系统，使用户可以在产品生命周期过程中协同地开发、制造和管理产品。,二、PLM的内涵,产品生命周期是PLM的主线。CIMData认为，任何工业企业的产品生命周期都是由产品定义、产品生产和运作支持这三个基本的紧密交织在一起的生命周期组成。,
11、产品定义生命周期开始于最初的客户需求和产品概念，结束于产品报废和现场服务支持，作为企业知识财富，定义产品是如何设计、制造、操作和服务等信息的。产品生产生命周期发布产品，包括与生产和销售产品相关的活动。ERP系统是企业在该阶段的主要应用。该周期包括如何生产、制造、管理库存和运输，其管理对象是物理意义上的产品。运作支持生命周期对企业运作所需的基础设施、人力、财务和(制造)资源等进行统一监控和调配。,每一个生命周期都包括相关的过程、信息、业务系统和人来实现相关的商业功能。PLM系统的目的就是对这些过程、信息、系统和人进行协调和管理，实现这三个阶段的紧密协作和通讯，将企业知识财富(产品定义)通过企业生
12、产与运作支持转变为企业的物理资本(产品)。,美国参数技术公司PTC公司从产品的演化过程来理解产品生命周期。分为概念产生、设计、采购、生产、销售和服务等阶段。每个阶段都有其特定的活动、产生相应的信息、涉及相关的人员和部门，而PLM在每个阶段也起着不同的作用。,概念产生阶段基于市场信息，获得新产品或产品设计改进的概念。PLM系统在该阶段主要对产品的市场预测、产品创意、商业前景预测、客户需求和投资规划等活动提供支持。PLM系统从所连接的其他系统中提取信息，增加市场需求分析和产品开发计划的准确度。,设计阶段产品开发团队将通过PLM系统交换和共享产品设计数据和思路，协同完成产品的设计工作等。主要活动包括
13、产品的概念设计、详细设计、设计评估、工程分析、文档管理及EBOM管理等。,采购阶段对产品制造所需的器件、材料、部件和设备进行初步分析，确定外构件和自制件计划。PLM系统从ERP、PDM、SCM等系统中抽取出器件/材料的可获得性、报价、潜在供应商、替代器件等信息，提供给采购人员制定相应的计划。,生产阶段根据研发工程师建立的设计规格，利用采购的器件和材料进行生产，通过质控/质检或其他过程控制方法，检查生产是否与设计规格一致。PLM在该阶段主要涉及MBOM的管理、工装计划、生产测试、自制件加工等活动。,销售阶段主要活动包括市场推广、产品发布、销售战略制定、客户管理和订单管理等。PLM系统负责企业与分
14、销商、客户、供应商之间的信息协调和管理，保证订单、生产、库存和销售等环节的畅通和一致性。,售后服务阶段主要负责产品维护、服务和维修。PLM系统将把客户服务信息传递给相关的设计、生产、制造部门，并将相应的处理和解决方案反馈给服务部门和客户，充分利用企业资源，提高服务质量和效率。,PLM内涵,产品一般的寿命周期阶段,完整的产品信息应该包括产品从需求到概念、定义、采购、生产、服务、维护和报废各个生命周期阶段的相关数据、过程、资源分配、使用工具等信息以及这些信息之间的关联。因此，制造企业必须建立一套管理产品开发各个阶段不同信息的有效机制，使产品设计、开发、制造、营销、售后服务等信息能快速的流动，并能加
15、以有效的管理。在此机制下，企业能更紧密的结合上、中、下游各个环节的生产体系，进行快速响应，并有效管理和控制生产资源，进而强化市场竞争力。,2.4 PLM的功能框架,一、产品生命周期各阶段信息管理特征 二、PLM系统的核心功能三、PLM系统的功能框架 四、PLM与PDM、CRM、SCM、ERP之间的关系,一、产品生命周期各阶段信息管理特征,用户需求阶段，对市场和用户要求进行分析，结合企业自身的制造资源，确定产品的发展战略；概念设计阶段，确定采用何种方案来实现新产品的功能，包括总体规划，布局设计、工业设计、技术经济评价、项目计划制定、可行性分析等；产品详细设计阶段，重点解决整机与零部件的数字化设计
16、，仿真分析和产品设计定型等工作，并选择合适的供应商来协同参与零部件的设计；,新产品试制、试验与定型过程，设计整机及零部件的试制和试验，完成新产品的设计定型；生产准备过程，需考虑工艺工装的设计制造、生产线改造、供应商零部件确认、采购准备、试销和新产品市场测试等工作；批量生产和产品销售阶段，PLM关注的是供应链管理、客户关系管理及其协同商务支持。,PLM系统需要具备需求分析、产品开发、零部件管理、供应商管理、制造过程规划、生产管理、销售与分销、维护和服务等方面的管理能力。按照产品生命周期各阶段信息管理特征的不同，PLM系统需要提供特定的功能：需求管理。系统采集、分析客户和市场需求。产品开发管理。针
17、对产品开发过程中各种信息和相关过程的管理。项目管理。对产品开发项目的成本、进度等的管理。质量过程管理。对产品设计和生产制造过程中的事前、事中、事后相关质量信息的管理。,可视化协同与集成。支持设计团队之间的信息共享，使合作伙伴、客户和供应商可以有效利用产品信息。维护管理。对产品生命周期中使用维护阶段相关信息的管理。产品生命周期建模与分析工具。支持产品生命周期各阶段的建模、分析工具，并与PLM系统有效集成。企业门户。确保企业内部和外部的用户，可以通过Web访问获取所需的信息。,二、PLM系统的核心功能,实现用户数据的存储、获取和管理。不同的用户使用不同的功能集合。数据存储。PLM将通过建立一个单一
18、的数据逻辑视图，提供一种安全、透明、一致的数据存取机制，不论数据在物理上分布在什么地方。数据存储与管理将具备基本的数据检入/检出、发布管理、元数据管理和一致性维护等功能。工作流管理。使设计人员跟踪整个产品的开发过程，包括设计活动、设计概念、设计思路和设计变更等，将数据和信息发送给商业过程执行中相关的用户、组或角色，支持业务流程的自动化。,产品结构管理。支持产品配置和BOM表的创建与管理，并跟踪产品配置的变化，跟踪其版本和设计变形。同时，产品配置管理也需要按照不同的领域需求生成专门的产品定义视图。分类管理。允许相似的或标准的零件、过程及其他设计信息，按照公共的属性进行分组和检索，提高数据的标准化
19、程度，支持设计的重用。计划管理。通过项目工作分解结构(WBS)，定义项目所包含的活动和资源，进行规划、跟踪和管理。,三、PLM系统的功能框架,产品组合管理（Product Portfolio Management,PPM）监测多个产品开发项目，存取项目的财务信息、里程碑状态、市场和价格信息以及项目风险评估等，根据投入/产出期望合理分配产品开发项目的资源。客户需求管理（Customer Needs Management,CNM）系统的采集、分析客户和市场需求，通过捕捉用户需求评估企业的产品设计和制造能力。,协同产品设计（Collaborative Product Design，CPD）提供设计过
20、程的交互，与合作伙伴共享设计信息，浏览设计相关信息，导入设计更改信息。产品数据管理（Product Data Management，PDM）PDM是PLM应用基础。所有厂商都提供此功能，差异在于通过配置管理控制工程数据，工程更改管理，通过产品结构浏览和查询功能等能力的强弱。原材料采购管理（Direct Materials Sourcing，DMS）指PLM系统能否支持报价请求、投标分析、设计协同等采办过程，系统地评价、选择和购买自定义和标准件，降低成本，提高质量。,四、PLM与PDM,CRM,SCM,ERP之间的关系,1.PLM与PDMPLM是对所有与产品相关的数据、在其整个生命周期内进行管理
21、的技术，在PDM的基础上发展起来，是PDM的功能延伸。PDM主要针对产品开发过程，强调对工程数据的管理，其应用也是围绕工程设计部门展开的，PDM的文档管理功能只是管理与产品结构和设计过程相关的设计文档；而PLM管理的是整个产品从概念产生到最终淘汰的整个生命周期的所有文档。,PLM包含了PDM的全部内容和功能。但PLM强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的理念，这是它与PDM的本质区别。PLM概念比PDM更广，适应面更广，广泛地应用于流程企业、大批量生产企业、单件小批量生产企业、以项目为核心进行制造的企业，软件开发企业。由于PLM与PDM的渊源关系，实际上几乎没有一个以全新面貌
22、出现的PLM软件商。大多数PLM系统来自于原来的一些PDM软件商。,2.PLM(PDM)与ERPERP系统是以生产经营、计划管理为主线，主要功能均是针对企业级资源管理设计的。PLM与ERP两者的功能逐渐扩展，形成了一些功能交叉，包括物料清单、零件分类、组件信息、配置管理、业务流程和产品结构等。,PLM与ERP是一种互补关系。ERP着重于企业内部的资源管理，管理企业的产、供、销、人、财、物，根据订单把产品制造出来提供给用户，没有考虑数据源的问题。PLM可以解决数据源的问题，包括市场数据、设计数据、工艺数据、维修数据等，尤其可解决产品的BOM信息来源问题。ERP本身对BOM只能进行手工维护。而PL
23、M可以把设计数据和工艺数据融合起来，把EBOM转换成MBOM，再自动导入到ERP系统中,ERP系统的功能也在往前延伸，具有PLM模块，但主要管的是与物料相关的数据。而PLM管理的数据比ERP管理范围更广、更专业，包括用户需求的数据、图纸、文档、三维模型等。,3.ERP与PLM的集成产品结构是PLM和ERP之间信息流动的基本骨架，利用产品结构实现PLM和ERP的集成。虽然PLM系统可以存储产品结构的任何视图，但生产制造和维修的BOM信息常常是在ERP系统中进行处理的。,ERP确定生产计划是根据实际的订单和对市场的预测。而PLM的相关模块可以收集客户对产品的需求信息和对产品功能的要求。将PLM收集
24、和分析的信息传给ERP，则ERP市场销售模块就可准确预测。通过集成，ERP用户可随时根据产品代码查询该产品的配置，检索产品进行了哪些修改、具有哪些功能更新等，保证产品信息的准确性。,通过集成，维修服务部门可随时查询产品零件之间的装配关系、装配次序以及零部件的参数，并对维修服务记录进行有效管理，提高了产品的维修服务质量。,4.ERP与PLM的区别PLM重点放在产品知识的管理上ERP的管理发生在企业产品的实际生产制造阶段。,5.ERP、SCM、EC、PDM主要特征比较：,EC企业的集成框架,从产品创新的角度出发，制造企业产品生命周期的不同阶段主要存在以下4个管理信息系统：PLM：以产品开发管理为核
25、心的生命周期信息管理。SCM：供应链是由供应商、仓库、作业和零售渠道等组成的一个序列，SCM系统可以优化产品成本与价值，它主要为企业的制造服务。CRM：系统可以及时获取客户需求并为客户提供服务。ERP：它对企业的进、销、存进行管理。,ERP、SCM、CRM企业管理类信息系统可以简化和改进各种商业规则，但对提高制造商产品开发过程中的核心功能却没有太大影响。因此，在企业信息化的4个系统中：PLM是企业信息化的基础。企业应用系统依赖于PLM，并通过PLM进行信息集成。企业所有业务数据都按照统一的产品定义信息与过程模型被集成到PLM中。企业的所有相关部门都能够通过PLM获得信息服务。,2.5 PLM的
26、关键技术,PLM与产品生命周期中各阶段应用工具集成关系表：,PLM的关键技术包括：建立产品生命周期各阶段核心业务的数据模型；实现核心业务管理数据模型的软件架构。,1）企业的基础信息框架PLM的实施依赖于企业的IT信息基础结构。与企业现有IT系统能很好地交互。利用集成技术，将企业现有的IT系统集成到一个统一的框架之中，是PLM实施中的一个关键问题。信息框架建立在开放的web服务标准之上，为制造企业的产品生命周期提供灵活的基础信息环境。,2）统一的产品信息模型PLM平台需要定义和管理产品生命周期中不同阶段的产品数据、相关过程和资源，以及这些数据之间的关系。建立统一的产品信息模型，存储所有阶段的产品
27、、过程和资源的相关知识。模型应是统一的、开放的对象模型，连接产品生命周期不同阶段的数据、过程、软硬件系统和组织等企业资源，确保生命周期中产品定义、过程和资源的一致性。,3）单一产品数据源分布于企业各个部门的产品数据进行统一组织和管理，建立产品的单一数据源，解决分布式、异构产品数据之间的全局共享问题，保证产品数据的一致性、完整性和可靠性，并作为整个企业所有相关产品数据的共同访问资源。,4）基于Web的企业门户PLM为企业提供了一个统一的产品开发平台。但企业用户必须通过一个入口来获得产品的相关数据、应用程序和相关的服务。基于Web的信息入口为PLM系统提供了门户，使所有相关人员通过浏览器就可以获得
28、所需的设计文档与信息，共同完成产品的设计开发。产品入口可根据不同的用户需求，实时提供个性化的信息服务。企业员工、产品用户和合作伙伴等，都可以参与到企业产品研发设计的各个环节中去。,5）标准和规范体系PLM系统必须建立支持信息共享、交换、通信和集成的规范与标准。根据PLM技术体系，PLM系统需要从系统管理、资源管理、资源使用、运行控制、流程管理、操作规范和数据标准等方面，建立其标准和规范体系。在PLM具体实施时，可以根据实际情况选择已有的标准来构建PLM标准体系，如采用STEP数据标准、WfMC流程管理标准、OMG对象规范和w3C互联网标准作为运行控制和操作标准。,6）企业应用集成(EAI)EAI综合利用应用服务器、中间件技术、远程近程调用和分布式对象等先进的计算机技术，将业务活动所涉及的大量数据、应用和过程集成起来，实现产品生命周期中各种数据信息和业务流程的有效管控；包括系统运行、流程监控、权限管理、用户授权、数据备份和信息安全以及数据存档等，允许团队成员共同进行协作和交流。,思考题：1、PLM的定义是什么？2、PLM的内涵是什么？3、PLM的核心功能是什么？,Thank you for attendance!,
