戴慶輝　樊劍彬

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，PDM)軟件和產(chǎn)品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM) 軟件已成為目前企業(yè)信息化中熱門的工程軟件，可以有效解決企業(yè)中的“信息孤島”問題. 隨著軟件工程技術(shù)的發(fā)展和PDM功能的擴展，越來越多的PLM軟件商把PDM系統(tǒng)的核心功能集成在其PLM軟件上. PDM和PLM軟件的應(yīng)用是企業(yè)信息化的發(fā)展趨勢. 近年來，這兩種軟件被愈來愈廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)企業(yè)中，但并非每家企業(yè)都明白如何正確地進行選擇和使用. 要正確選用這兩種軟件，弄清其異同是關(guān)鍵. 本文從它們的產(chǎn)生背景、系統(tǒng)內(nèi)涵、主要功能和體系結(jié)構(gòu)等方面分析兩者之間的差異.

1 PDM和PLM的產(chǎn)生和內(nèi)涵

1.1 PDM的產(chǎn)生和內(nèi)涵

在企業(yè)廣泛使用CAD和CAM等CAX技術(shù)的同時，出現(xiàn)信息孤島問題. 20世紀80年代初提出計算機集成制造(Computer Integrated Manufacturing，CIM)的概念，是解決企業(yè)信息集成的重要管理思想和技術(shù). 早期的PDM產(chǎn)品誕生于20世紀80年代初. PDM技術(shù)發(fā)展CIM技術(shù)的核心思想定位為：面向制造企業(yè)，以產(chǎn)品為管理核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的3大要素，實現(xiàn)對產(chǎn)品的集成管理技術(shù).

PDM是以計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)，其核心思想是使設(shè)計數(shù)據(jù)有序、優(yōu)化設(shè)計過程、共享資源和系統(tǒng)集成. PDM使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、安全，并且能夠得到及時更新和高效檢索；為所有參與人員提供1個高效的系統(tǒng)平臺，使所有參與研發(fā)、審核、生產(chǎn)、銷售和維護等人員在整個信息生命周期中自由共享和傳遞與產(chǎn)品相關(guān)的所有授權(quán)數(shù)據(jù)，從而降低成本、提高質(zhì)量，大大縮短產(chǎn)品研發(fā)和上市周期，增強企業(yè)競爭力.

1.2 PLM的產(chǎn)生和內(nèi)涵

隨著經(jīng)濟全球化和企業(yè)信息化的發(fā)展，產(chǎn)品制造商需要從以生產(chǎn)推動銷售的方式，轉(zhuǎn)變到按客戶需求訂單安排生產(chǎn)的方式. 特別是20世紀90年代末，企業(yè)外包業(yè)務(wù)和單一的客戶需求不斷增加，生產(chǎn)廠商只有開展協(xié)同產(chǎn)品生命過程管理，才能加快市場響應(yīng)速度、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品競爭力，以及為客戶提供優(yōu)質(zhì)的個性化產(chǎn)品. 在這種背景之下，PDM演變成PLM.

PLM是以產(chǎn)品的整個生命周期過程為主線，在PDM的基礎(chǔ)上融合協(xié)同產(chǎn)品工具，并有效集成CAX，ERP，SCM，CRM，BOM和CAPP等應(yīng)用系統(tǒng)，從而成為支持企業(yè)運行的企業(yè)信息化管理平臺. 它實施一整套的業(yè)務(wù)解決方案，把整個企業(yè)的人員、過程和信息有效集成在一起，遍歷產(chǎn)品從概念到報廢的全生命周期，支持與產(chǎn)品相關(guān)的協(xié)作研發(fā)、管理、分發(fā)和使用產(chǎn)品定義信息，從而簡化工作流程，縮短新產(chǎn)品從創(chuàng)意到上市的時間.

2 PDM和PLM主要功能和體系結(jié)構(gòu)

2.1 PDM的主要功能和體系結(jié)構(gòu)

目前，市場上主流的PDM系統(tǒng)均基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，一般具有以下主要功能：(1)數(shù)據(jù)庫和文檔管理. 它是PDM 中最基本的功能，一般建立在關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，使企業(yè)迅速安全地操作、控制、獲取數(shù)據(jù). (2)工作流和設(shè)計過程管理. 它用來定義和控制人們創(chuàng)建和修改與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與修改過程的數(shù)據(jù)控制. (3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理. 它是PDM的核心功能之一，能夠?qū)崿F(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置信息和物料清單(Bill of Materials，BOM)的管理. 通過授權(quán)，用戶可以用PDM提供的圖形化界面對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行查看和編輯. (4)瀏覽和圈閱. 它為產(chǎn)品審批過程提供支持. 通過授權(quán)，用戶利用該功能可以瀏覽產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息(特別是圖形文檔)，并對相關(guān)文檔進行圈點和注釋. (5)分類檢索和零件庫. 它最大程度地重新利用現(xiàn)有設(shè)計數(shù)據(jù)為創(chuàng)建新的產(chǎn)品提供支持，以提高產(chǎn)品開發(fā)速度. (6)項目管理. 它對產(chǎn)品開發(fā)過程及其進度進行管理與監(jiān)控，并對完成結(jié)果進行反饋，為企業(yè)提供所需要的項目和活動的狀態(tài)信息、報告資源規(guī)劃和重要路徑. (7)電子化協(xié)作. 它主要實現(xiàn)人對PDM系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)快速、實時的操作功能. (8)集成開發(fā)接口. 它為PDM系統(tǒng)提供強大的客戶化及二次開發(fā)能力，使得在實施PDM時可針對企業(yè)具體情況進行“本地化”工作，以滿足用戶多樣性的要求. 目前典型的PDM體系結(jié)構(gòu)見圖1，一般包括以下層次：(1)用戶界面層. 它是實現(xiàn)PDM各種功能的媒介. (2)功能應(yīng)用層. 它包括PDM系統(tǒng)中的主要功能模塊. (3)數(shù)據(jù)處理層. 它的核心是自身對象模型. (4)系統(tǒng)支撐層. 它以相應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫為支持平臺.

圖 1 PDM的體系結(jié)構(gòu)

2.2 PLM的主要功能和體系結(jié)構(gòu)

目前，采用基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的PLM系統(tǒng)主要包括以下功能：(1)電子文檔管理. 它提供對分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲、檢索和管理功能. 經(jīng)過授權(quán)的用戶可瀏覽或修改相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù). (2)產(chǎn)品組合管理. 它從戰(zhàn)略、市場、技術(shù)、風險和現(xiàn)金流等角度對企業(yè)處于不同生命周期的產(chǎn)品組合進行分析，對產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品退出等決策進行支持. (3)采購和外包管理. 它使企業(yè)以整個產(chǎn)品生命周期為視角，通過企業(yè)戰(zhàn)略采購與產(chǎn)品設(shè)計部門通力配合來降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本. (4)用戶需求管理. 它主要包括對已有產(chǎn)品和未來產(chǎn)品的顧客需求管理. (5)協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計. 它能為處于不同部門、企業(yè)、地域的產(chǎn)品開發(fā)團隊提供協(xié)同設(shè)計的環(huán)境和工具，以提高產(chǎn)品的開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市周期. (6)PDM. 它提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、存儲、瀏覽和修改等功能，是PLM的核心系統(tǒng). (7)系統(tǒng)集成管理. 它通過接口與CAX，CAPP，BOM和ERP等系統(tǒng)集成，能形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息模型，對整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)所需的各種數(shù)據(jù)進行管理. PLM 普遍采用面向互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的多層體系結(jié)構(gòu)(見圖2). (1)用戶界面層. 它包括用戶接口層和工具層. (2)功能應(yīng)用層. 它擴展PDM的功能. PDM是PLM系統(tǒng)的核心. (3)數(shù)據(jù)模型層. 它是PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持平臺. (4)公用服務(wù)層. 它負責處理用戶輸入的事務(wù)，并生成HTML文檔反饋給用戶. (5)硬件環(huán)境層. 它是PLM系統(tǒng)運行的基礎(chǔ).

圖 2 PLM的體系結(jié)構(gòu)

3 PDM與PLM的差異

PLM是PDM概念和思想的延伸，PLM包含PDM的全部內(nèi)容. PDM的功能是PLM系統(tǒng)的子集. PLM與PDM在概念上和功能上極為相近，但PLM作為PDM的延伸，必然與PDM有著顯著的差異(見表1). (1)PDM側(cè)重于對企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理；PLM強調(diào)對產(chǎn)品生命周期內(nèi)跨越供應(yīng)鏈的所有信息進行管理和利用. (2)PDM側(cè)重于對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理；PLM強調(diào)對企業(yè)智力財富的充分再利用. (3)PDM側(cè)重于對產(chǎn)品開發(fā)階段數(shù)據(jù)的管理；PDM側(cè)重于對產(chǎn)品全生命周期內(nèi)數(shù)據(jù)的管理. (4)PDM的體系結(jié)構(gòu)強調(diào)以文檔為中心的研發(fā)流程管理，重點在于建立文檔之間的聯(lián)接；PLM尋求能夠?qū)崿F(xiàn)在多功能、多部門、多學科、多外協(xié)供應(yīng)商之間的緊密協(xié)同. (5)PDM側(cè)重于實現(xiàn)對ERP和CAD等系統(tǒng)的對接式集成；PLM側(cè)重于以其為基礎(chǔ)來實現(xiàn)整個企業(yè)的信息化，以“PLM生態(tài)系統(tǒng)”的方式實現(xiàn)對ERP等系統(tǒng)的深層次集成. (6)PDM提供剛性的、單純化的信息連接性；PLM提供的是上下文關(guān)聯(lián)式的、更寬泛和更柔性的聯(lián)合性，因為PLM允許在1個領(lǐng)域的創(chuàng)造性活動對整個環(huán)境具有完整的意義.

4 PDM和PLM系統(tǒng)成功實施的條件

PDM和PLM系統(tǒng)開發(fā)在建立先進管理模式的基礎(chǔ)上，采用與傳統(tǒng)管理不一樣的全新理念，同時又兼顧從市場需求到報廢處理的產(chǎn)品生命周期各階段對產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的要求. PDM可以適用的領(lǐng)域相當廣泛，包括制造業(yè)、設(shè)計行業(yè)、圖書檔案、信息業(yè). PLM與PDM的應(yīng)用領(lǐng)域相似.

目前，PDM和PLM項目失敗主要表現(xiàn)在以下兩方面：(1)在系統(tǒng)的開發(fā)和實施過程中，過分強調(diào)企業(yè)原有管理的習慣，在系統(tǒng)使用1～2年后生產(chǎn)力稍有提高便遇到新的無法克服的矛盾，結(jié)果只好推倒重來. (2)系統(tǒng)使用對設(shè)計人員固有的使用習慣沖擊很大，使得設(shè)計人員不愿接受新的管理模式、對系統(tǒng)做大量二次開發(fā)，以適應(yīng)用戶原來的工作習慣，導(dǎo)致系統(tǒng)喪失原有的先進性，甚至影響系統(tǒng)運行的可靠性.

因此，PDM和PLM項目成功的必要條件是：(1)建立先進的管理系統(tǒng). 管理系統(tǒng)與工具軟件實施的根本區(qū)別在于，前者是規(guī)范集體的行為，后者僅涉及個體的能力. PDM系統(tǒng)的應(yīng)用必須改變原來不適應(yīng)先進管理理念的管理制度和行為規(guī)范. (2)貫徹科學的執(zhí)行力度. 系統(tǒng)實施務(wù)求做到目標明確，計劃合理、試點恰當、組織保障、資源充分、控制有力、標志可測.

5 結(jié) 論

最近PLM在制造業(yè)有超過ERP的趨勢. PDM是管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù). PLM與PDM最本質(zhì)的區(qū)別是，PLM強調(diào)對產(chǎn)品生命周期內(nèi)跨越供應(yīng)鏈的所有信息進行管理和利用. PLM在PDM基礎(chǔ)上，增加客戶需求管理、產(chǎn)品組合管理和協(xié)同產(chǎn)品設(shè)計等功能，能夠幫助解決產(chǎn)品數(shù)字樣機和虛擬制造等核心產(chǎn)品創(chuàng)新問題，提高企業(yè)競爭優(yōu)勢的持久性. 但是，PDM和PLM還無法真正滲透到企業(yè)的人、財、物的管理環(huán)節(jié). 成功實施PDM和PLM項目的必要條件是建立先進管理系統(tǒng)，貫徹科學的執(zhí)行力度.

作者簡介：戴慶輝(1958—)，河北棗強人，1982年畢業(yè)于華北電力大學機械設(shè)計與制造專業(yè)，現(xiàn)為華北電力大學能源與動力工程學院教授，從事電站設(shè)備的教學和科研工作，主要研究方向為先進設(shè)計、創(chuàng)新工程.發(fā)表論文70多篇，獲國家級成果獎2項、省部級成果獎6項，河北省“三育人”標兵，河北省優(yōu)秀教師.