2.1产品生命周期管理 (PLM)

频繁的设计返工、流程经常推翻重来，大大延缓了产品进入市场的速度，并导致企业销售份额减少。同时，由于不停地进行设计变更，企业将被迫承担上百万美元的成本损耗。如何管理好产品从研发到生产的流程，从而缩短产品生命周期，这让研发制造型企业的 CIO 们大感头疼。

产品生命周期管理 (Product Lifecycle Management ，简称或 PLM) 系统解决这一难题，帮助公司大大减少产品的设计变更、合理调配产品物料，并加速产品上市进程。

为了缩短产品面市时间和降低成本，产品制造商通常利用计算机辅助设计 (CAD) 、计算机辅助工程 (CAE) 和计算机辅助制造 (CAM) 软件来开发、设计、测试和定型他们的产品。但软件工具无法满足日益扩张的产品生产需要。

为了适应客户需求，产生了众多的工程变更，从研发到产品物料的供应都在不断地调整，调整的结果是产品上市时间的延迟。制造商和零部件供应商都意识到，局限于基本的 CAD ／ CAE／CAM 应用工具来提高工作效率，只是基于个人的工作效率，而团队工作效率的提升，则应该通过 PLM 系统方案来解决。

2.1.1什么是 PLM

如何定义 PLM 是一个非常重要的问题。这有助于市场对 PLM 的理解，有助于在制造业客户里推广 PLM 的使用和实施。因为多应用于工程实践领域，在学术理论上并没有一个对 PLM 公认的定义和诊释。

1.Collaborative Visions 的观点 PLM 是一种极具潜力的商业 IT 战略，它专注于企业如何在一个可持续发展的基础上，开发和交付创新产品所关联的所有重大问题。以 PLM 为核心的企业要突出可持续发展的战略思想，要支持连续创新，要充分利用企业的智力资产。

企业组织和实施和PLM战略的总体框架是围绕着六个主要的需求来构造的，简称“ PLMACTION ”。这六个需求是：

调整——平衡企业信息化投资花费，增加对 PLM 的投资协同——与业务伙伴交换洞察力、想法和知识，而不是 CAD 数据技术——获取新的技术来建立智力资产生态系统创新——开发客户驱动的、行业“杀手锏 " 类的创新产品机会——致力于跨学科的集成，追求产品新的生命周期的机会智力资产——把产品知识作为战略财富加以对待和充分利用。

2.PLM 是覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期的全过程的、开放的、互操作的一整套应用方案，建设这样一个环境的关键是，要有一个记录所有产品信息的，系统化的中心产品数据知识库。

这个数据库用来保护数据，实现基于任务的访问，并作为一个协作平台来共享、应用数据，实现贯穿全企业，跨越所有防火墙的数据访问。 PLM的作用可以覆盖到一个产品从概念设计、制造、使用，直到报废的每一个环节。

3.AMR 的观点

PLM 的内容大致分为四个应用部分：

产品数据管理 ( PDM ) ——起着中心数据仓库的作用，它保存了产品定义的所有信息。从这些中心仓库，企业管理各类与研发和生产相关的材料清单 ((BOM) 协同产品设计 (CPD) 一让工程师和设计者使用CAD／CAM／CAE 软件以及所有与这些系统配合使用的补充性软件，以协同的方式在一起研发产品。

产品组合管理(PPM) ——是一套工具集，它为管理产品组合提供决策支持，包括新产品和现有产品。 PPM 工具集有三个部分：用于日常工作任务协调的项目管理：用于一次处理多个项目的纲要管理：用于理解产品如何共存于市场的组合管理。

客户需求管理 (CNM) ——是一种获取销售数据和市场反馈意见，并且把它们集成到产品设计和研发过程之中的软件。正如名称所体现的，它是一个分析工具，可以帮助制造商开发基于客户需求，适销对路的产品。当然，只有这四部分还不足以组成PLM 。这只是 PLM 四个主要的应用部分。

4.CIMdata 的观点

PLM 是一种企业信息化的商业战略。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，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。 PLM 作为企业及其供应链组成产品信息的框架，它由多种信息化元素构成：

基础技术和标准 ( 如XML 、视算、协作和企业应用集成 ) 、信息生成工具 ( 如 MCAD ． ECAD 和技术发布 ) 、核心功能 ( 如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序管理 ) 、功能的应用 ( 如配置管理 ) 以及构建在其他系统上的商业解决方案。

总而言之， PLM 整合了产品设计、开发流程、制造流程、企业资源计划 (ERP) 和客户关系管理 (CRM) ，整个产品从设计研发到上市销售一系列过程，都将处于一个统一的平台之上进行管理，加强管理。对于制造型企业来说，随时掌控产品的变更、降低成本、缩短产品的上市时间，这将是取胜之道。

2.1.2PLM 的发展历史以及与 PDM 的关系

PLM产品生命周期管理 是从产品数据管理 (Product Data Management ，简称或 PDM) 发展来的。PDM强调与产品设计相关的信息的管理，包括二维三维形式的设计图纸，工艺卡片，工艺路线等数据文件，集中在研发领域。

而PLM强调产品全生命周期各个阶段的协作、信息共享和重用。由PDM到PLM的发展，体现了企业由数据管理发展到流程、过程管理的趋势。

产品数据管理系统是为了彻底解决产品信息不一致及不易管理的问题，可以按照业务逻辑关系建立所需的产品信息及产品相关信息间的关联性，减少数据搜寻的时间，降低数据的不一致性，实时提供正确的设计版次和图纸文件，保证变更中的变更范围，使变更得到有效执行和快速执行，大幅提升设计效率。

此外，随着制造业信息化的推进，传统 PDM 概念亦已扩展为“产品设计与协同管理”，完整的 PLM 也随着研发设计链条的跨企业延伸，打破了传统单一公司的作业模式，可让公司内部的研发、制造到市场部门，以至供货商和采购商方面都能够快速整合的一起工作，从而达到加速产品上市时间的目标。

可以理解为PLM完全包含了 PDM 的所有内容，PDM功能是PLM的一个子集。或者理解为PDM是PLM发展的初级阶段，PLM是随着研发数据衍伸过程中需要管理的数据和过程的扩大而发展起来的。

2.2建造PLM系统的战略思想

2.2.1PLM对产品生命周期的影响

1、典型的产品生命周期曲线 ( 红线 )

如图 2.1 所示的 S 型曲线 ( 红线 ) 是一种典型的产品生命周期曲线，产品经过培育期、成长期、成熟期、衰退期、直至结束产品生命。这条 S 型曲线代表了以传统的方式来思考一个产品生命周期的各个阶段与企业在此产品上的收入 ( 效益 )的关系。 

2、PLM重塑后的产品生命周期曲线 ( 蓝线 ) 。

如图 2.2 在 PLM 的作用下，产品生命周期曲线可以被重新塑造，在产品生命周期的各个阶段都会产生相应的作用，从总体上为企业带来巨大的效益。在培育期，由于协同产品研发方式的引入，流程的改进，此阶段被明显地缩短，即让创新产品提前进入了市场，加快了产品上市速度。而且在产品优化的同时，研发成本显著降低。在成长期，早期模拟工厂运作，准备大规模生产。

同时加快产品创新速度，力争让产品适销对路，早日占领市场。在成熟期，充分集成各个供应商／合作伙伴，保证零部件的供应。大量进行客户化研究，增加变形设计，减少物理样件／原型。保持市场份额。

在衰退期，提高产品的灵活性和适应性，扩大由于竞争而被压缩的利润空间，衍生出新的用途和使用方法，力图进入新的销售市场。在结束期，提供可视化的售后服务与维修示范说明，让服务变得无处不在和简单易行，减少产品的总体维修成本。

同时，我们观察到图2.2中的②所标示的不规则曲线，代表了研发过程中，通过PLM系统的重用和变型设计，是产品生命周期在产品系上得到了衍伸和发扬光大，是研发阶段产品的效益更为明显，这也正是家电企业关注PLM系统的动力之一。

在以上各个阶段，PLM实现了降低成本和增加利润的目标。从数学角度来看，两条曲线和坐标轴之间所包含的面积为PLM 重塑产品生命周期曲线后为企业所带来的总体效益。

2.2.2实施 PLM 的总体战略

1、PLM“ACTIoN”

针对 PLM 发展理论所面临的种种问题，经过人们的思考和认识后，提出了一条改进后的PLM战略曲线，更准确地描述了PLM 为企业带来可持续发展的效益的可能性。

如图类似正弦的曲线被命名为 PLM “ ACTION ”，表示了以一个更有效的途径来思考产品的生命和对智力财产的再利用，不仅仅考虑产品的生命周期，而是考虑研发过程中产品系列的生命周期。在这里，连续创新的想法被动态地反映在新的培育、成长、学习和充分利用等各个阶段，而且在完整的 PLM “ ACTION ”战略框架中重建成长。

2、以 PLM 为核心的支撑系统 ERP 企业资源计划系统：面向企业的财务流程和物质资源，侧重对有形资产进行管理和整合，涉及生产、销售、库存、供应、财务、人力资源等各个环节。

SCM 供应链管理系统：优化企业供应链，让企业更好地采购、制造产品和提供生产运营所需的原材料和服务，并将产品配送给客户，涉及供应商、仓储、运输和销售渠道等各个环节的资源调配和运营管理。

CRM 客户关系管理系统：以企业的客户为中心，从获取和保存客户资料到跟踪客户、签单、售后服务、记录缺陷、反馈客户需求等业务，支持产品研发、营销和服务流程。 PLM 产品生命周期管理系统：侧重对企业智力资产进行管理。

以企业的产品为核心，在其全生命周期内，横跨整个企业和供应链，协同化地支持产品定义数据的生成、管理、分发和使用，管理过程中的流程、权限和数据，充分利用企业现有的智力资产，推动创新产品的研发。

现有的 ERP( 企业资源计划 ) 、 SCM( 供应链管理 ) 、或 CRM( 客户关系管理 ) 系统并不能够管理广义的产品协同开发过程。这些系统的只是涉及到处理实际的产品及其相关过程——比如监控库存量，而不是数字化产品。

理解数字化产品、快速处理更改、以及控制从概念和设计直到制造和售后服务这个动态产品开发过程，是如今市场环境下企业研发部门所需的功能。若要在价值链中高效协作，就需要及时访问准确的产品信息，同时，基于整个生命周期的研发协同，还可以有效的降低成本，包括采购成本和设计成本。

只有 PLM 系统才能完全支持在整个数字化产品价值链中构思、评估、开发、管理和支持产品。 PLM 成为企业研发的支撑平台。有了 PLM 系统， ERP 、 CRM 和 SCM 系统就可以获得所需的数据和信息——可靠的、可以普遍访问到的、最新、最准确、最完整的产品信息源。

2.3产品生命周期管理系统 (PLM) 潜在效益概况

2.3.1有形效益

降低人力成本

·文件、图档、产品结构、供应商、等等相关资料可以整合管理，使用者可方便查阅，估计可提高资料查询效率超过 70 ％。

·单一资料来源概念，免去各部门自行管理工程文件的人工作业。

·通过 PLM 与 CADTool 的整合接口，减少输入零组件及 BOM 资料的人力需求。

·Single Product Structure ，组态配置管理的产品资料管理概念，大幅降低对于 BOM 表维护的人力需求。

·降低材料成本·在产品发展流程中即时查询料件的单价及库存，降低产品用料的成本。

·仿照一般企业标准用料表的概念，实施之后可促使工程人员尽可能采用成本较低、供应商配合度佳的材料。

·降低变更成本

·PLM 促使各种不合理的设计在产品发展初期就被发现，避免后续的工程变更。

·提升产品发展品质

·由于全面化的产品生命周期管理，结合品保作业流程，大幅提升品质保证作业绩效。

·由于 PLM 单一资料来源的概念，可提高产品资料的唯一性与正确性。资料错误率将可大幅降低。

·提高产品研发绩效

·由于数据共享容易、并结合电子流程，使得同步工程的概念得以实施，研发时程得以压缩。

·产品协同作业的实现，可以让客户在产品发展过程中，由于各方面意见的加入，适时且及时的做出修正，快速反映市场的变化。

·最即时的信息分享，提供快速做出最好的决策。

·以电子流程管理提高流程效率。

2.3.2潜在效益预估

·更方便的产品资料管理作业方式，以及极佳的产品资料管理接口，更有效率的作业方式，使得工程人员感受良好的产品研发环境，工作人员工作效率与士气也得以提高。

·随着产品资料管理的上网应用，使得客户的企业先进形象由于网络的普及更加大幅提高。

·通过 PLM 的实施，推动企业流程优化，提高组织效能。

·产品知识是客户最大的无形资产，若能有效保存，效益无法估计。

2.3.3投资回报 (ROI) 分析

·R01 个案研究

CIMdata 于 1999 年对于 PLM 投资回报的评估报告指出，假设于 1999 年投资 us$1.300 .000( 约 4 千万 NT$) ，第二年上线之后将可逐渐回收，到 2001 年即可损益两平。平均投资回报时程为 2.8 年。以上线时间至少六年计算，六年间总共可以为公司节省 us$7.110. 000( 约2亿3千万NT$) ，平均每年的投资报酬率为 85.1％。

如今，不论是PLM产品功能、技术都已有长足的进展，导入时程得以缩短，更加上PLM 产品的价格也较从前实惠，因此，整个投资回报的时程也将可以大幅缩短。

·投资回报预估

以下表格是依据过去国内实施PLM经验的结果来制作，仅列出较易于计算的部分。

2.3.4PLM 推动研发行业创新水平的提升

PLM主要是促进产品的创新，能够使企业开发出更好的产品。现在市场的竞争，不只是通过降低成本、提高市场竞争力，更多的是通过创新的产品，来获得更高的利润和销售额。

在产品的研发过程当中，最初的产生的 IT 工具是 CAD( 计算机辅

助设计 ) 。随着产品越来越复杂，使用二维的产品设计工具来提升设计效率无法满足相对比较复杂的产品的研发状况。

随着计算机技术的发展，三维技术的成熟，企业的研发部门开始采用三维 CAD 工具来进行产品设计和仿真，三维的 CAD工具包含了实体、曲面，以及加上很多后序的分析工具，以及仿真工具和计算机辅助制造等工具，工具的运用带来了海量的数据，为了对数据进行维护和管理，产生了 PDM 系统。

随着 CAD 系统越来越多的被采用，企业的产品数据也越来越多，在产品设计过程中，设计的变更和版本的管理与控制，变得越来越复杂。另外，产品的研发过程也逐渐演变为根据客户的需求，进行设计和生产。而客户需求的多样性，是研发过程产生了产品设计的配置管理的要求。而对于成本的控制和考量，则出现了零部件族管理等需求。

此外，随着研发数据环境的复杂化，需求管理、 项目管理 、可视化管理，以及在产品维护方面的管理等，涉及到整个生命周期里的方方面面，都需要有一个系统来支撑，来给研发部门和过称各提供帮助。

这些技术的应用集成，称之为PLM系统，它作为企业管理企业知识资产、智力资产的平台，提供从产品需求，到产品概念，到产品设计以及到产品维护整个过程支撑和管理。

如今先进的的研发管理更侧重于产品的创新、产品的流程更新、人的能力的提升等方面，所以信息化系统更多地从 IT 角度出发，通过智力资产的获取，通过流程和整个技术方面的提升、以及人的设计能力的提升，来达到企业核心竞争力的提升，从而实现最后企业的销售收入的提高与成本的降低，达成财务方面的目标。

PLM 系统能够通过获取销售数据和市场反馈意见，并且把它们集成到产品设计和研发过程之中，从而帮助制造商创新出基于客户需求，能给客户带来最大价值的产品，以此提升产品的竞争优势，缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本，使产品能够更上一个台阶，让企业能够走向国际化水准。综上所述， PLM 在研发制造业中运用具有很大的价值回报潜力，能给企业带来深远的竞争力影响。