譚建新
[摘 要]使用PLM技術(shù)需要一種新的理念,企業(yè)應(yīng)深刻理解PLM技術(shù)的功能與特點(diǎn),建立和完善基于PLM技術(shù)的數(shù)字制造系統(tǒng)的構(gòu)架與運(yùn)行模式,使該系統(tǒng)能成為提高企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)效率的有效途徑。
[關(guān)鍵詞]建立和完善 PLM技術(shù) 數(shù)字化制造系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2009)0720027-02
隨著金融危機(jī)影響的深入,越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要性,探索如何實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”的飛躍,同時(shí),我國(guó)離制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)仍相距甚遠(yuǎn),核心產(chǎn)品與核心制造技術(shù)仍掌握在國(guó)際跨國(guó)大企業(yè),如何提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,已成為我國(guó)制造業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。國(guó)家在“十一五”規(guī)劃中明確提出:加快工業(yè)化,以信息化帶動(dòng)工業(yè)化。因此,加快企業(yè)的信息化進(jìn)程,依據(jù)信息化更好更快地研發(fā)新產(chǎn)品,加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)的步伐,是企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。PLM作為企業(yè)提升業(yè)務(wù)協(xié)同和產(chǎn)品創(chuàng)新能力的管理理念,近年來(lái)受到企業(yè)的廣泛重視,很多企業(yè)把PLM管理應(yīng)放在企業(yè)戰(zhàn)略層面,作為企業(yè)提高創(chuàng)新水平,提升核心競(jìng)爭(zhēng)能力的管理創(chuàng)新工程。構(gòu)建基于PLM技術(shù)的數(shù)字化企業(yè)制造系統(tǒng),是目前許多企業(yè)致力于研究與推廣的重要課題。本文將就建立和完善基于PLM技術(shù)的數(shù)字制造系統(tǒng)作些研究與探索。
一、PLM技術(shù)概念、功能與特點(diǎn)
(一)PLM的概念及發(fā)展
PLM是英文Product Like-cycle Management的縮寫(xiě),中文含義是產(chǎn)品生命周期管理,它是對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期的培育期、成長(zhǎng)期、成熟期、衰退期、結(jié)束期進(jìn)行全面管理,是企業(yè)目前唯一面向產(chǎn)品創(chuàng)新的系統(tǒng),它將PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)與SCM(供應(yīng)鏈管理)、CRM(客戶關(guān)系管理),ERP(企業(yè)資源管理)等企業(yè)主要信息化系統(tǒng)進(jìn)行集成,解決企業(yè)信息中的“孤島”現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的接單、概念設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝流程與作業(yè)、產(chǎn)品供應(yīng)與售后服務(wù)等管理信息的全面數(shù)字化,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與流程管理,從而全面提升企業(yè)效率與核心競(jìng)爭(zhēng)力,目前在制造業(yè)得到了迅速推廣。
作為一個(gè)概念,PLM出現(xiàn)的時(shí)間已經(jīng)很長(zhǎng),但作為一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的系統(tǒng),作為一個(gè)整體的數(shù)字化解決方案,是近幾年才成為企業(yè)的選擇,它的技術(shù)基礎(chǔ)源于CAD、CAP、CAM、CAE、PDM及3D技術(shù)等,各種軟件系統(tǒng)的不斷推廣與完善,同時(shí)又有賴于企業(yè)數(shù)控機(jī)床,數(shù)控制造中心及柔性制造系統(tǒng)等基于數(shù)字信息的加工設(shè)備的規(guī)模應(yīng)用。它來(lái)源于PDM,但又跨越了PDM,它強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期所有信息進(jìn)行管理,雖然PLM以產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理開(kāi)始,但擴(kuò)展到最后,基本涵蓋了企業(yè)所有業(yè)務(wù)范圍。它不再是一個(gè)技術(shù)層面的東西,而上升到企業(yè)產(chǎn)品管理的戰(zhàn)略,它決定企業(yè)向市場(chǎng)提供產(chǎn)品的適宜性、時(shí)機(jī)、質(zhì)量和可持續(xù)性。因此,將PLM定義為應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng),快速開(kāi)發(fā)與推出新產(chǎn)品的企業(yè)策略更為精確。
(二)PLM技術(shù)的功能與特點(diǎn)
目前許多世界頂級(jí)企業(yè)都采取了PLM集成技術(shù),據(jù)Daratech統(tǒng)計(jì),2004年全球PLM市場(chǎng)營(yíng)業(yè)額96.4億美元,較2003年增長(zhǎng)13%,2005年達(dá)到106億美元,而據(jù)Cimdata數(shù)據(jù)顯示,2008年將達(dá)到145億美元,年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)8%,所有這些均顯示,PLM技術(shù)已成為制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。PLM本質(zhì)上是以企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心,解決用戶從需求、訂單信息、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造的綜合管理與過(guò)程管理,以信息化手段改變企業(yè)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造模式,為企業(yè)提供產(chǎn)品創(chuàng)新與業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)的信息化平臺(tái),增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力,在一個(gè)實(shí)施了PLM技術(shù)的企業(yè),通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM),協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)(CPD)、產(chǎn)品綜合管理(PPM)及客戶需求管理(CRM),供應(yīng)鏈管理(SCM),其產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)各業(yè)務(wù)部門(mén)可以和設(shè)計(jì)部門(mén)同時(shí)介入,并行作業(yè),預(yù)先考慮產(chǎn)品整個(gè)周期的各種因素,提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)偏差,及時(shí)修正,并按照市場(chǎng)需求預(yù)測(cè),不斷更新設(shè)計(jì)方案,優(yōu)化設(shè)計(jì),降低成本,響應(yīng)市場(chǎng),大大縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,顯著提高企業(yè)運(yùn)行效率。
PLM它是一種以產(chǎn)品為核心的戰(zhàn)略,它從地域上橫跨了整個(gè)企業(yè)與供應(yīng)鏈及客戶,從時(shí)間上覆蓋從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)起直到退出市場(chǎng),它不僅包含完整的產(chǎn)品信息與數(shù)據(jù),也包含軟件文件及制造設(shè)備的程序信息,它通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理與協(xié)作,電子商務(wù),仿真技術(shù),應(yīng)用集成、零部件供應(yīng)管理,勾通在延伸的產(chǎn)品定義供應(yīng)鏈上的所有合作伙伴,高效地把盈利,創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。通用汽車公司應(yīng)用PLM技術(shù)后,研發(fā)效率每年提高10%,新車從設(shè)計(jì)到上市,由原來(lái)的42個(gè)月縮短為12個(gè)月,每年開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品項(xiàng)目由原來(lái)每年16個(gè)增加到26個(gè),韓國(guó)雙龍汽車公司采用PLM數(shù)字化制造系統(tǒng)推出的汽車,由概念車到量產(chǎn)車,周期不到兩年。因此,從發(fā)展上說(shuō),PLM正迅速地從企業(yè)策略變?yōu)槠髽I(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,成為企業(yè)通過(guò)信息化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必由之路。
二、企業(yè)數(shù)字化制造系統(tǒng)的架構(gòu)與運(yùn)行
(一)數(shù)字化制造系統(tǒng)的構(gòu)架
企業(yè)在采用PLM之前,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著明顯的先后順序,設(shè)計(jì)人員首先使用CAD等設(shè)計(jì)軟件,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),然后提交技術(shù)專家,進(jìn)行技術(shù),經(jīng)濟(jì)測(cè)算,測(cè)試制造的可行性,修正后再測(cè)試,樣機(jī)出來(lái)后進(jìn)行工藝及制造,零部件采購(gòu)等,這種方式極大的延緩了產(chǎn)品創(chuàng)新的速度,而PLM技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以“并行作業(yè),上下關(guān)聯(lián)”優(yōu)化流程管理。但PLM并不是一種簡(jiǎn)單的系統(tǒng)集成,一個(gè)PDM,加CAD/CAM,再輔以數(shù)字化裝配,連接某個(gè)ERP或SCM系統(tǒng),這不是PLM的真正內(nèi)涵,這只是一種技術(shù)的堆積,真正的PLM是針對(duì)一個(gè)具體的使命,將ERP系統(tǒng)、SCM系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)四個(gè)企業(yè)信息化的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域的系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成,通過(guò)信息化手段,將信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合。在這個(gè)集成過(guò)程中,軟件產(chǎn)品是基礎(chǔ),服務(wù)是關(guān)鍵,數(shù)據(jù)是根本,用是目的、不同的企業(yè),不同的產(chǎn)品開(kāi)發(fā),PLM集成模式是不一樣的,一個(gè)成功的PLM集成可以從IT組織、財(cái)務(wù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì),市場(chǎng)和實(shí)施五個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中至關(guān)重要的是定義問(wèn)題,依靠PLM解決方案的需求定位,企業(yè)才可以正確評(píng)判PLM的適用性。以下是企業(yè)常見(jiàn)的一種基于PLM技術(shù)的數(shù)字制造系統(tǒng)。
在這個(gè)系統(tǒng)中,產(chǎn)品信息流不必在CAD、CAM、CAPP這間直接交換,CAD、CAM、CAPP系統(tǒng)各自將生成的信息放回PLM系統(tǒng),同時(shí),隨時(shí)可以以PLM系統(tǒng)中提取所需信息,實(shí)現(xiàn)CAD、CAM、CAPP、PDM與PLM系統(tǒng)的集成,在PLM與ERP集成上,PLM不僅可以向ERP傳遞產(chǎn)品信息,同時(shí)ERP中生成的與產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)、維修、供應(yīng)、客戶信息,也可以提取到PLM系統(tǒng),以最大限度地共享企業(yè)全部信息系統(tǒng)。
(二)數(shù)字化制造系統(tǒng)的運(yùn)行模式
在數(shù)字化制造系統(tǒng)中,PLM系統(tǒng)提供了一個(gè)虛擬的信息平臺(tái),在此信息平臺(tái)上,所有產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)、流程和資源等信息均可以進(jìn)行虛擬管理和集成,其中信息流以電子樣機(jī)這種虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)形式在各系統(tǒng)中流動(dòng),實(shí)現(xiàn)“并行設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、上下關(guān)聯(lián)、流程管理”,在這個(gè)數(shù)字化制造環(huán)境中,設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)并管理自己的零件,同時(shí)還可以對(duì)裝配中的所有零件與自己設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行協(xié)調(diào),通過(guò)數(shù)字樣機(jī)可視化和信息技術(shù),使技術(shù)人員在開(kāi)發(fā)過(guò)程的早期就虛擬檢查相關(guān)零件的幾何尺寸是否協(xié)調(diào),通過(guò)3D檢查干涉狀況,這樣設(shè)計(jì)員可以在虛擬的裝配環(huán)境下設(shè)計(jì),減少對(duì)物理樣機(jī)的需求,同時(shí),客戶管理系統(tǒng)與供應(yīng)鏈系統(tǒng)也可提取電子樣機(jī)的數(shù)據(jù)、早期介入、并行作業(yè),大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
1.在這個(gè)流程中,銷售部接受訂單,通過(guò)CRM系統(tǒng),生成產(chǎn)品特征信息,輸入PLM系統(tǒng)。
2.技術(shù)部接受產(chǎn)品特征信息進(jìn)行電子樣機(jī)的設(shè)計(jì),將電子樣機(jī)的數(shù)據(jù)傳至PLM系統(tǒng)。
3.采購(gòu)部、生產(chǎn)部從PLM系統(tǒng)提取電子樣機(jī)數(shù)據(jù),進(jìn)行虛擬采購(gòu)與虛擬生產(chǎn),并將信息反饋至PLM系統(tǒng)。
4.技術(shù)部從PLM系統(tǒng)提取虛擬采購(gòu)與生產(chǎn)信息修改并完善電子樣機(jī)。
5.生產(chǎn)部從PLM系統(tǒng)提取改進(jìn)后的電子樣機(jī)數(shù)據(jù),進(jìn)行工裝、工藝設(shè)計(jì)、組織生產(chǎn),采購(gòu)部組織外協(xié)件采購(gòu)。銷售部開(kāi)始新產(chǎn)品推介。
三、企業(yè)建立和完善數(shù)字化制造系統(tǒng)需注意的問(wèn)題
(一)企業(yè)在數(shù)字化制造系統(tǒng)建設(shè)中存在問(wèn)題
我國(guó)的PLM技術(shù)起步較晚,企業(yè)原有信息程度低,因此,企業(yè)在數(shù)字化制造系統(tǒng)建設(shè)中存在一些問(wèn)題,具體表現(xiàn)在以下幾方面:
1.軟件環(huán)境不統(tǒng)一,各種平臺(tái)共存。
2.設(shè)計(jì)與制造自成體系,過(guò)程脫節(jié)。
3.?dāng)?shù)據(jù)管理落后;標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與信息化程度低。
4.各種管理系統(tǒng)信息流不暢。
(二)企業(yè)在建立數(shù)字化制造系統(tǒng)時(shí)需加強(qiáng)的工作
1.加強(qiáng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),建立數(shù)字化設(shè)計(jì)/制造協(xié)調(diào)平臺(tái),及各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。
2.以PLM技術(shù)為基礎(chǔ),構(gòu)建企業(yè)全局信息集成框架,建立工業(yè)管理平臺(tái),作好制造資源管理系統(tǒng),優(yōu)化工藝流程,創(chuàng)建典型工藝。
3.用電子審簽流程取代手工簽審,加強(qiáng)企業(yè)信息化建設(shè),保持信息流暢。
針對(duì)PLM,強(qiáng)調(diào)的是“業(yè)務(wù)協(xié)同創(chuàng)新”、“知識(shí)整合重用”、“系統(tǒng)應(yīng)用集成”。企業(yè)應(yīng)從發(fā)展戰(zhàn)略角度,著重進(jìn)行研發(fā)業(yè)務(wù)模式與流程分析,將以研發(fā)為管理核心的PLM應(yīng)用,分別向前到市場(chǎng)需求、向后到售后服務(wù)、向內(nèi)到業(yè)務(wù)協(xié)同,向外到系統(tǒng)全面集成來(lái)決定PLM的應(yīng)用策略和實(shí)施細(xì)節(jié)。
基于PLM技術(shù)的數(shù)字化制造系統(tǒng)作為產(chǎn)品研發(fā)和管理的高效的創(chuàng)新手段,從開(kāi)始提出到現(xiàn)在,已顯示出勃勃生機(jī),成為各大企業(yè)競(jìng)相實(shí)施的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)策略,它改善了企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新體系。我國(guó)企業(yè)應(yīng)加快步伐,盡快構(gòu)建和完善基于PLM技術(shù)的數(shù)字化制造系統(tǒng),以信息化促進(jìn)工業(yè)化,實(shí)現(xiàn)制造中心向研發(fā)中心轉(zhuǎn)變,才能跟上國(guó)際最先進(jìn)企業(yè)前進(jìn)的步伐,增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,盡快從金融危機(jī)中解脫出來(lái),使企業(yè)更上一層樓。
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