PLM在智能制造中的作用

摘 要：智能制造一方面強調(diào)生產(chǎn)過程的智能化，每一個制造環(huán)節(jié)都具備自動化或智能化的特征，可以被監(jiān)控的，能夠大大防止不良的產(chǎn)品從上一道工序流到下一道工序，同時可以以智慧生產(chǎn)的模式高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)產(chǎn)品。智能制造的另一方面是強調(diào)研發(fā)生產(chǎn)出智能化的產(chǎn)品。因此，在智能制造時代，PLM需要支撐的產(chǎn)品研發(fā)和制造過程將發(fā)生極大的改變，并對PLM技術(shù)本身帶來新的變革。

關(guān)鍵詞：PLM 智能制造 工業(yè)4.0 中國制造2025

1.智能制造

無論是中國制造2025、德國的工業(yè)4.0還是美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，均是根據(jù)本國的產(chǎn)業(yè)特點和技術(shù)基礎(chǔ)，提出的有針對性的發(fā)展戰(zhàn)略，雖然各有側(cè)重，但是其核心均劍指“智能制造”。

關(guān)于智能制造，有兩種理解方式，其一，是金字塔式。。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品；應(yīng)用智能裝備；自底向上建立智能產(chǎn)線，構(gòu)建智能車間，打造智能工廠；踐行智能研發(fā)；形成智能物流和供應(yīng)鏈體系；開展智能管理；推進智能服務(wù)；最終實現(xiàn)智能決策。

第二種理解形式，是將智能制造按驅(qū)動類型分為三個層次：底層是基于FA層（工廠自動化，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、控制器組成）的智能工廠層，該層主要是由生產(chǎn)設(shè)備組成，屬于執(zhí)行層，關(guān)注點在于生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與成本；中間層是MES、ERP、APS及PLM中的工藝制訂等部分管理功能組成，其中MES里重點標(biāo)示出了數(shù)據(jù)采集、詳細計劃、調(diào)度等，該層被稱為側(cè)重于生產(chǎn)管理流程的智能生產(chǎn)層，關(guān)注點是管理效率、生產(chǎn)效率，強調(diào)的是高效；最上面一層，是隨需而至、隨需而制的個性化的產(chǎn)品定制與相關(guān)服務(wù)，包括了C2B2B2S等互聯(lián)網(wǎng)+，以及PLM的需求管理、研發(fā)等環(huán)節(jié)，強調(diào)的創(chuàng)新能力、定制及服務(wù)的速度。

智能制造包括智能化設(shè)計、仿真與驗證；智能化采購、生產(chǎn)與交付；智能化運行、維修與回收等前中后三個階段。有了前期高檔設(shè)計軟件，才能設(shè)計出智能產(chǎn)品；有了后期運維服務(wù)軟件提供智能設(shè)備實際運行參數(shù)和健康狀態(tài)的分析，才能形成智能化的生產(chǎn)線；有了中期高檔經(jīng)營生產(chǎn)管理軟件將生產(chǎn)線和上下游集成起來，才能構(gòu)成智能工廠。

以上兩種形式，無論哪一種，都說明了，智能制造的核心技術(shù)除了需要深入研究的十大核心技術(shù)（賽博物理系統(tǒng)（CPS）、人工智能（AI）、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）、基于模型的企業(yè)（MBE）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計算（CC）、工業(yè)大數(shù)據(jù)（IBD）、預(yù)測與健康管理（PHM）、混合制造和工廠信息安全等十項關(guān)鍵技術(shù)）外，我們還需要重點關(guān)注信息化所需的SCM、ERP、CRM、PDM/PLM、MES、BPM、BI等。

2.PLM的定義及作用

隨著企業(yè)間競爭的加劇，如何提高產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計能力，縮短研發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品創(chuàng)新性，進一步提升標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，增強核心競爭力是擺在每個企業(yè)面前必須面對的問題。

根據(jù)業(yè)界權(quán)威的CIMDATA的定義，PLM（Product Lifecycle Management）是一種應(yīng)用于在單一地點的企業(yè)內(nèi)部、分散在多個地點的企業(yè)內(nèi)部，以及在產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域具有協(xié)作關(guān)系的企業(yè)之間的、支持產(chǎn)品全生命周期的信息的創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人力資源產(chǎn)品生命周期管理流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。

應(yīng)用產(chǎn)品生命周期管理PLM系統(tǒng)，建立以零件為核心，以物料清單（Bill of Material，BOM）為主線的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織模式；統(tǒng)一設(shè)計平臺，規(guī)范源頭數(shù)據(jù)，形成透明的信息數(shù)據(jù)流和過程流。通過實施PLM系統(tǒng)，保證整個產(chǎn)品研發(fā)活動的有序化、規(guī)范化和高效化，提高企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，實現(xiàn)創(chuàng)新增效，增強企業(yè)核心競爭力。

PLM核心價值： 控制成本、提高質(zhì)量、縮短周期、提高服務(wù)質(zhì)量！

3.PLM與智能制造的相互關(guān)系

智能工廠的支點就是PLM與MES的靈活運用。PLM（產(chǎn)品生命周期管理）與產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計息息相關(guān)，而這不僅是企業(yè)競爭力之源，也是智能工廠建設(shè)的基礎(chǔ)。在中國對PLM進行大量投資的行業(yè)包括航空航天、汽車、高科技電子、裝備制造等。

3.1 PLM可以加快產(chǎn)品上市速度

3.2 智能制造不可缺少的技術(shù)核心——PLM

3.2.1、PLM在工業(yè)4.0中的作用

3.2.1.1、PLM支撐個性化定制

PLM提供合適的部件，能保證用戶所選的部件能與其他部件一起正常運轉(zhuǎn)，且保證產(chǎn)品質(zhì)量。從這種意義上說，PLM就像傻瓜相機：自動對焦、自動調(diào)光圈，讓普通人也能照出近乎專業(yè)的照片。

3.2.1.2、PLM支撐智能生產(chǎn)

生產(chǎn)過程的智能化，有賴于智能工廠和智能產(chǎn)品。其中，智能產(chǎn)品就是依靠PLM開發(fā)出來的：一部分由研發(fā)人員設(shè)計，另外一部分由用戶自行設(shè)計。設(shè)計軟件的基礎(chǔ)都是PLM。

在工業(yè)4.0的工廠中，智能產(chǎn)品的虛擬部分，首先是由PLM設(shè)計出來的，然后再經(jīng)過ERP將其與生產(chǎn)計劃和具體部件掛鉤，以便在智能工廠中由新一代的MES智能化地生產(chǎn)出來。

3.2.1.3、PLM支撐個性化服務(wù)

對一個特定的產(chǎn)品來說，在設(shè)計之初的PLM是設(shè)計圖；生產(chǎn)的時候PLM是工藝方法；使用的時候PLM就是說明書，維修維護的時候PLM就是病歷卡。這樣就可以更加精準(zhǔn)有效地服務(wù)了。

3.2.2、PLM對制造型企業(yè)轉(zhuǎn)型的作用

如果說智能制造是個漫長的發(fā)展過程，制造企業(yè)的轉(zhuǎn)型則是企業(yè)面臨的現(xiàn)實壓力。制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的方向無非有兩個：一個是研發(fā)、一個是服務(wù)。也就是‘微笑曲線的兩端。PLM對這兩個方向的轉(zhuǎn)型，都具有重要的支撐作用。

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)主要生產(chǎn)實物，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的競爭力則是生產(chǎn)‘知識產(chǎn)品：設(shè)計圖、工藝方法、軟件等。為了提高生產(chǎn)效率，實物產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)歷了從手工勞動到工業(yè)化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。同樣的道理，‘知識產(chǎn)品的生產(chǎn)同樣也要提高效率。

要提高‘知識產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，必須降低一切不必要的設(shè)計和創(chuàng)新。具體地說，就是要盡可能地采用已有的部件、知識和方法，解決新的問題、滿足新的需求。而PLM正是用來管理這些東西的。同時，PLM還可以用在開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)過程的協(xié)同。從某種意義上說，PLM就是用于‘知識產(chǎn)品生產(chǎn)的ERP、MES。

3.2.3、用好工業(yè)大數(shù)據(jù)必須借助PLM

用好大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是 建立一個合適的PLM。這是因為，PLM中的知識和數(shù)據(jù)，就像存在銀行中的現(xiàn)金，是可以隨時拿出來用的。數(shù)據(jù)、知識是一種非常值得投資的‘現(xiàn)金：會因為‘存款而增加，卻不會因為‘取款而減少。

5、結(jié)論

智能制造不可缺少的技術(shù)核心——PLM，PLM支撐個性化定制，PLM支撐智能生產(chǎn)，PLM支撐個性化服務(wù)，制造企業(yè)轉(zhuǎn)型的方向：一個是研發(fā)、一個是服務(wù)，也就是‘微笑曲線的兩端，PLM對這兩個方向的轉(zhuǎn)型，都具有重要的支撐作用。

作者簡介：

劉彩娟 ，1981年出生，性別女 ，民族漢 ，籍貫河北 ，就職單位：北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司，職稱：PLM維護工程師，從事工作：負(fù)責(zé)PLM功能模塊的實施、項目推進工作；對PLM系統(tǒng)參數(shù)、功能權(quán)限進行設(shè)置與維護；對公司新用戶進行系統(tǒng)使用培訓(xùn)；