浅谈中国PLM市场与发展趋势

PLM系统的概况
及其在国内市场的发展趋势
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学号：SX*******
指导老师：沈建新教授
2015年12月8日
摘要
在经济一体化的影响下，中国作为全球的制造业大国，企业的发展正在迅速向一体化、信息化迈进，在信息化的进程中，企业的生产管理必须实现高效率、高质量，为此，产品全生命周期管理作为一项能够解决产品管理问题的系统应运而生。

PLM技术在企业不断尝试实施的过程中，系统功能不断改进、完善，发展成为一整套涵盖范围非常广泛的企业管理系统。

其在中国的应用也日趋广泛，从摩托车到航空航天，PLM技术正在发挥着重要的作用，与此同时，随着发展的加快，对产品要求越来越高，PLM技术也在实践中不断发展，为企业信息化管理提供有力的帮助。

关键字：产品数据管理；PLM技术；企业信息化；企业管理
Abstract
With the effects of economic integration, as the world’s manufacturing powerhouse, China is stepping into integration and informatization. At the process of informatization, Enterprises’ production and management must achieve high efficiency and quality. PLM came into being as a system to solve the problem of product management. The system of PLM continuous improving and perfecting in the process of enterprises’ practices and has been a wide range of business management systems. The application is becoming more extensive, from motor to aerospace, PLM do more helpful, at the same time, with the high speed and high quality, PLM will be more and more hepful.
Keywords: Product dates management; PLM technology; Enterprise informatiation; Enterprise’s management
第一章绪论
世界自由贸易与全球经济一体化进程的加快，使制造企业的竞争环境发生了根本性变化。

客户需求的个性化逐渐成为市场发展的趋势，以往企业只考虑自身利润目标的做法已经被时代所淘汰。

随着市场竞争的发展，企业与客户的关系进入了互动性双向沟通的时代，且客户在双向沟通的过程中显示出多变的、个性化的需求。

对于我国企业而言，要在日趋激烈的国际和国内市场竞争中获胜，需要与客户之间相互集成，以客户为中心，获取客户的真正需求，并将客户需求信息准确的转换到企业实施的设计、制造、销售、服务以及回收各阶段，以满足客户的需求变化。

作为全球制造中心的中国，在面临日益激烈的国际市场竞争的同时，也迎来了向世界级制造企业的转型高峰。

在向世界级制造企业转型的过程中，企业的信息化管理是及其重要的一环，是提升企业生产效率和创新能力不可或缺的一部分。

产品创新是企业提升核心竞争力的必然选择，而产品全生命周期管理(PLM)在产品创新方面所能起到的关键作用已经引起广泛关注，PLM已经被认可为从捕捉产品创意到使之变为市场上受欢迎产品的有效方法，成为了一个重要的创新能力基础。

因此，PLM也越来越被提到制造业信息化的战略高度，PLM正在迅速地从一个竞争优势转变为竞争必需品，成为企业信息化的必由之路。

1.1 PLM的产生和演化
PLM从描述产品相关阶段信息和智力资本的管理术语，发展成为覆盖产品需求分析、详细设计、制造、销售直到回收全生命过程的集成化系统，经历了三个发展阶段。

第一阶段:PLM概念的提出。

PLM最早出现在经济管理领域，由美国经济学家Dean提出。

而真正制造业的PLM研究则开始于美国计算机辅助后勤支援（CALS）计划。

CALS是美国国防部于1985年9月提出的一项战略性计划，它支持并行设计、敏捷制造、协同设计和网络化制造等先进制造技术。

第二阶段：PLM的局部发展。

20世纪80年代后期，PLM主要是以设计、制造为对象的产品全数据管理（PDM），并涉及部分业务流程管理；进入20世纪90年代，随着并行工程、CIMS等制造模式的发展，PLM初步形成了信息的阶段共享；在这一阶段内，PLM仍然存在孤立的信息单元，未能实现全系统内信息的集成和协同管理。

第三阶段：PLM的成熟发展。

进入21世纪，PLM的管理范围从产品全生命周期数据管理（PLDM）扩展到资产、质量、环境安全等管理，实现了全周期内资源的协调配置，并通过集成协同PDM、SCM、CRM各异构系统，有效的跟踪和管理产品制造数据、质量数据、售后服务数据，将产品更改方案、问题反馈、客户建议等有价值的信息集成到系统管理和解决方案中，实现真正意义上的产品全生命周期管理。

1.2 PLM理论研究现状
美国国防部于1993年在CALS研究中指出，PLM系统集合工作流和相关支撑软件，协调管理产品概念需求、设计、制造、销售、服务等信息，并将这一理论迅速向英国、法国、德国等国家的企业扩展。

随后，欧盟提出PLM是运用集成和协同技术实现企业信息化共享的新途径，其目的在于四个正确，即将正确的信息，以正确的形式，在正确的时间，传递给正确的人和系统。

各公司也在这个基础上进行深入研究，衍生出各种基于此的产品数据管理技术。

我国的PLM理论技术正逐渐成熟。

在国家自然科学基金重大项目、863高科技计划以及国防科研计划的资助下，北京航空航天大学、清华大学、浙江大学等教学和科研单位承担了“产品全生命周期管理”的相关课题，对适合我国发展的PLM理论和技术实施做出了积极有益的探索。

1.3 PLM应用研究现状
在PLM理论研究的基础上，许多国际知名企业和软件供应商纷纷致力于系统实施应用。

EDS、CATIA、SAP、IBM、PTC等公司研究开发PLM软件平台，分别提供了完整的PLM战略规划和系统实施方案。

PLM一出现，便引起了各国政府、厂商、工业企业、科研院所的高度重视，将PLM视为提高企业核心竞争力的重要手段，纷纷制订各自的研究项目和发展计划。

其中，具有代表性的研究项目有ICP-35K项目、JSF项目、PLCS项目、AdCoMs项目和Enhance项目等。

第二章PLM的内涵与应用
2.1 PLM内涵
PLM全称为Product Lifecycle Management，即产品生命周期管理，涵盖了一个中心、两个过程和一个再利用三部分，即以统一产品信息模型为中心，贯穿产品制造过程和使用过程，最终实现产品全生命周期资源再利用。

PLM 包括了计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程分析以及产品数据管理等4个方面（即CAD/CAM/CAE/PDM）。

其主要用于机械产品开发与制造企业在产品规划、概念设计、详细设计、功能验证、制造、维护、改型创新等各个环节。

从全球范围看，应用一个完整的PLM 系统，能够使企业用更短的时间、更低的成本，开发出更高质量的产品。

在国内，PLM系统也得到了广泛的应用，如航空行业的飞机数字化样机、航天行业的神舟系列、铁道行业的三次大提速、造船行业的船检系统、机械行业的甩图板工程等，无不得益于PLM。

2.2 PLM的特点及优势
(1) 全部产品信息以三维方式展现在开发人员及企业决策者面前，能够更加直观、更加快速地了解产品的造型、装配和运动状态；
(2) 产品的各项性能指标，包括装配参数、运动参数、力学参数和制造参数等，都可以通过PLM系统进行预先计算，并获得三维图形或进行动画展示；
(3) 早期发现设计错误，在物理样机制造之前修改设计，从而大量减少物理样机试验，大幅度降低产品的开发成本；
(4) 设计文件、设计流程在系统内的有序、快速流动，大幅度减少了设计审批所消耗的时间，加快了产品的开发进度；
(5) 产品的材料清单可通过PLM系统生成，并通过与其他系统（如ERP）的传递，为企业生产计划、生产管理、财务管理、营销管理、售后服务管理等提供准确的基础信息；
(6) 企业决策者通过系统获得更充分的信息，可以使决策更加理性，降低决策风险，提高产品的成功率，从而使企业在宏观上获得显著的经济效益。

2.3 PLM核心功能
PLM核心功能模块是由调用核心基础服务组成并能够完成一定核心应用功能的应用组件。

功能模块涵盖了从产品概念设计到应用集成的各个业务层面，主要包括数据管理、项目管理、配置管理、质量管理、协同管理和产品行为管理。

这些核心功能通过信息逻辑关系成为一个有机整体，为各阶段产品属性状态的流转、变更、集成和协同提供有效的管理工具。

1．数据管理
数据管理是PLM核心功能的基础。

在系统集成方面，以EAI技术作为异构系统集成框架，分别应用封装、构件和中间接口形式完成系统的集成，实现异构系统间数据流的共享。

应用结构管理功能模块支持系统BOM表的创建，能够完成产品结构状态的跟踪管理。

2．项目管理
PLM项目管理从立项开始要全面考虑产品需求、设计、制造、销售及回收等每一个阶段。

在PLM项目管理中，通过WBS项目工作分解结构，监控调整项目单元内项目进度、经费、质量等计划信息，使每一个阶段都处于可控、可追溯、权限访问状态，实现项目进度、成本、质量的综合平衡和动态控制。

3．配置管理
配置管理技术是PLM的功能基线。

PLM配置管理是在知识库推理求解基础上，通过配置规则和配置项管理，实现对产品主模型的标识，进而实现基于规则的产品选择和演变的配置技术，产品更改控制技术、产品配置审核技术以及配置可视化技术，实现全生命周期不同阶段信息的静态配置和可追溯管理。

4．质量管理
产品质量管理提供了系统多阶段的质量协同方案，通过质量规划、质量控制和质量完善，使公司在正确的时间得到正确的质量产品。

5．协同管理
在系统集成技术的基础上PLM对整个系统进行协同化管理，即在每一个阶段都要考虑其他各阶段因素，实现系统内项目管理的动态协同和配置管理的静态协同。

6．产品行为管理
在企业运行和相关标准基础上，实现系统环境、健康、信息安全和产品回收的一致性管理，为PLM系统的实施提供可靠性保障。

2.4 PLM在企业中的应用
PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。

PLM软件主要还是在大型和中型企业应用，那些产品结构复杂，设计周期长，设计工作量大的企业更倾向于应用PLM软件，尤其是那些需要按订单设计的企业。

我国企业应用PLM 软件已经取得了初步效果，对于企业提高研发效率，实现研发过程的协同工作，缩短产品上市周期，降低产品成本起到了一定的作用。

PLM的应用行业已经从机械、电子、航空航天和汽车等离散制造行业逐渐向服装服饰及制鞋、快速消费品、生命科学与制药，甚至钢铁、化工等流程行业，以及建筑业延伸，还出现了专门针对流程行业的PLM软件，实现对产品的工艺配方和工艺过程的管理。

PLM主要目标是整合以PDM为核心的产品数据平台和以ERP为核心的产供销资源管理平台，减少中间环节，使所开发出来的产品更符合市场的需求。

一方面缩短产品从研发到投产的周期;另一方面可以从系统中及时获取其它部门提供的相关信息，为产品研发和改善提供依据。

总之，面向制造以产品生命周期为主线，为企业提供设计、生产、销售的一体化应用是PLM的发展趋势。

2013年中国主流PLM市场逆势增长了12.8%，广义PLM市场增长了13%。

国际领先的PLM解决方案提供商包括达索系统公司、PTC，以及西门子PLM软件，2013年这三家公司占中国主流PLM营收从2012年的54%下降到38%。

中国本土的解决方案提供商正不断提升他们的产品。

未来随着我国企业精细化管理的扩展，PLM必将得到各企业的普及。

2014至2018年中国PLM市场的复合年增长率预计达14.9%。

航空航天及国防行业已成为中国产品生命周期管理市场中份额最大的行业。

第三章PLM的发展方向
正如前面所讲到的那样，PLM在企业信息化发展的过程中起到了至关重要的作用，但其理论发展和实施应用还有很大的发展空间。

在以后的研究发展中，应重点考虑以下几个方面：（1）与大批量定制并存
PLM与大批量定制相结合，是未来PLM管理模式发展的一个可行且极具吸引力的选择。

在PLM系统中，应用大批量定制的模块化思想进行产品生产设计；在PLM功能模块上，针对不同实施企业，实现化实施。

（2）客户需求模型
以客户需求为基础，建立需求获取模块和市场分析模块，为PLM的后期设计、制造、管理和维护阶段提供可靠性依据。

（3）数据管理
在PLM中，不同应用系统形成了一条庞大的数据流，因此迫切需要建立一个单一产品数据源，以获取、存储和管理整个生命周期中所有阶段的相关数据。

在PLM数据管理研究中，应以BOM表作为系统共享桥梁，设定系统间标准接口，使用连接、整合的方法把分散在不同系统中的数据整合为一个完整的、实时的业务数据，实现全生命周期数据的一致性管理。

（4）配置管理
配置管理是PLM技术发展的焦点。

由于在产品或产品族系列中，没有及时完整地记录由产品主结构、主模型和主文档派生出来的产品，给产品的销售和服务回收带来很大困难。

因此，构建配置知识库，在配置模型定义的基础上，配置求解引擎，实现对所有零部件及其文档的明确标记是今后实施PLM配置管理的核心工作，同时应建立客户需求协同配置机制，提高客户满意度。

（5）知识管理
企业在实施PLM的过程中，应建立知识管理系统，实现系统各阶段所需知识的创造、收集、推理和一致性管理。

采用任务集和过程集的方法，将隐性知识显性化，显性知识结构化，实现PLM系统协同知识管理。

参考文献
[1] 崔剑陈月艳编著. PLM集成产品模型及其应用[M]. 北京：机械工业出版社
[2] 纪杨建. 产品全生命周期管理关键技术研究[D]. 浙江大学管理学院，2006
[3] 沈建新，周儒荣. 产品全生命周期管理系统框架及关键技术研究[J]. 南京航空航天
大学学报，2003，35，（5）：565-571.。