基于SolidWorks Enterprise PLM的集成化产品开发

基于SolidWorks Enterprise PLM的集成化产品开发
作者：暂无
来源：《智能制造》 2014年第1期
本文描述了SolidWorks Enterprise PLM系统与IPD的有效结合，帮助企业快速建立产品
研发体系，以应对日益激烈的市场竞争。

并以某电气行业龙头企业为例，介绍了EPLM的实施方法论及如何使IPD方法在该企业落地。

青岛新思诺软件有限公司窦守鹏 DassaultSystemes SolidWorks 张俊陈皓彭军
中国作为全球第二大经济体，其遥遥领先的经济增长率、广阔的消费市场，世界500强企业不断增加的中国企业数量，媒体一度引用的数据——中国年度专利数已经超过头号经济强国
美国……这些看似美好的数据容易让人们觉得中国的企业已经可以与世界上顶级企业比肩。

这
是真的吗？如果能够去深入了解一下目前国内企业的产品研发设计能力、企业管理水平和企业
运营能力，心中就会充满了疑惑。

而且，不难发现市场上各个行业的顶尖产品仍然是欧美日优
秀企业所研发的，更多的时候，我们的企业是在做模仿，或者是在为别人的设计进行OEM，这
种曾经为中国经济发展做出巨大贡献的企业分工模式，其弊端在2008年全球金融危机时暴露得淋漓尽致。

有理由相信，虽然在企业规模上，中国已经出现了一些世界级的企业，可是在产品研发创
新能力却还有很大的差距，这使得我们很大的经济总量处于产品制造价值链的末端。

幸运的是，国内很多有先见之明的企业已经认识到了这一点，在不遗余力的探索和建设自身的产品研发设
计体系，希望可以自己拥有真正的竞争力。

在这个过程中，从国外引入的各种先进的产品研发
体系方法层出不穷，也都离不开PDM/PLM系统的应用，本文正是基于当前流行的IPD和
PDM/PLM系统的结合，创造的一种建立创新研发体系的方法。

一、企业面临的挑战和研发现状
1.企业面临的挑战
中国加入WTO以后，国内市场越来越开放，每个企业面对更加激烈的市场竞争都无法回避，只有迎头赶上，提升自己才有出路。

随着互联网经济的盛行，消费者对于产品和服务的个性化
要求越来越高，而产品生命周期又在不断地缩短，发达国家在产品研发体系和生产制造方面所
具备的能力能更好地应对挑战，而国内企业在逐渐失去劳动力的成本优势后，如果不能发展自
己的创新研发能力、提升管理水平，必定会被市场淘汰。

虽然企业所面临的各种各样的问题很多，但简而言之，多数企业都面临如下的挑战。

（1）市场竞争加剧，要求企业快速推出新产品，方能取得市场先机。

（2）产品生命周期大幅度缩短，产品更新换代频率加快。

（3）市场需求多样化、个性化成为趋势。

（4）客户对产品功能、质量及性能的要求越来越高，价格却在不断降低。

（5）技术发展日新月异，没有最先进只有更先进。

（6）价格竞争导致利润持续下滑，企业内部成本却持续上升。

（7）关键技术人才短缺，企业无法形成研发体系。

（8）无法控制的研发项目成本加大，造成企业竞争力减弱。

企业要想在全球化的市场大潮中更加游刃有余，没有别的出路，必须认真应对上述挑战，
通过不断完善内部管理、打造自身的产品创新研发体系，让这些所谓的挑战成为优势，才能在
激烈地市场竞争中立于不败之地。

2.企业的研发现状
虽然我们知道企业所面临的挑战是如此严峻，也知道企业应该去提升自己以获得竞争优势，但是企业建立创新的研发设计能力从来不是喊口号那么简单，这其中所涉及的各种变革和资金
投入都是企业不得不考虑的问题。

很多世界级企业的历史已经很好地证明了，这是个非常艰难
的过程。

笔者从事企业研发技术和管理信息化多年，走访过百余家大小型企业，深刻地理解企
业在这方面所面临的困境，这些困境主要是因为很多企业都存在以下几种现状。

（1）项目研发成功率低，大批资金投入研发却得不到很好的回报。

（2）研发管理不成体系，人员流动造成企业知识财富的流失。

（3）设计工具平台落后，企业知道但不愿改变。

（4）企业意识落后，甚至没有基本的研发管理概念。

（5）研发设计人员平均素质不高，学习先进技术吃力。

（6）资金有限，对于建立产品研发体系的高额投入心有余而力不足。

（7）难以找到适用的PDM/PLM系统或服务团队，系统常常不能落地。

（8）没有专业的企业信息化人才，对IT技术辅助产品研发体系建立缺乏客观认识。

（9）研发内部管理极不规范，常常一人兼多职，无评审环节，造成随意性极强。

（10）技术开发与产品开发未分离，缺乏技术规划与运作机制。

上述这些企业的现状严重阻碍了企业在探索和建立自身产品研发体系、提高创新能力的积
极性，使得很多企业处于想改变却无从下手的尴尬境地。

3.如何改变现状应对挑战
在这样的现状之下，企业要去应对当前的挑战，该怎么办？在很多企业中大获成功IPD方
法为企业带来了希望，同时借助先进的IT技术，如PDM/PLM系统，可以帮助企业迅速克服或者跨越目前的现状，快速建立起适合自身的产品研发体系。

二、IPD方法概述
首先，介绍一下I P D 是什么，IPD即Integrated ProductDevelopment（集成产品开发），是一套集产品开发的先进思想、成熟模式和科学方法于一体的管理体系。

IPD最早的雏形是1986年由美国PRTM公司提出的基于产品及周期优化法（缩写PACE），
20世纪90年代，PACE迅速在全球各主要公司得到广泛应用。

20世纪末，由美国IBM公司以PACE为原型，集合多种先进工具形成IPD体系。

IPD体系在IBM推行获得成功之后，又在波音
公司、华为公司成功推行，并帮助其大大改善了其公司业绩。

IPD的核心思想是：新产品开发是一项投资决策；基于市场的创新（MBI：Market-base Innovation）；跨部门、跨系统的协同；基于平台的异步开发模式和重用模式；结构化的并行
开发流程；资源平台（能力中心）建设。

IPD的整体框架如图1所示。

从图1可以看出，IPD是一套系统的产品研发体系，它涉及到了企业的深层变革。

IPD将产品研发真正提升到了战略的高度，多部门协作组成统一的团队，同时从多方面入手，引导企业
改善内部管理，建立真正由市场驱动的企业运营模式，通过与市场的深度接轨，企业的各项工
作有了准确的导向，能够帮助企业有的放矢，好钢用在刀刃上。

实际上，IPD是根据大量成功的产品开发管理实践总结出来，并被大量实践证明是一种高
效的产品开发模式。

通过IPD，可建立起基于市场和客户需求驱动的集成产品开发流程，将产
品开发作为一项投资来管理，以更有效地管理产品开发和新产品，达到加快市场反应速度，缩
短开发周期，减少报废项目，减少开发成本，提高产品的稳定性、可生产性、可维护性的目的。

IPD是一个全公司范围的项目，不应该被局限地理解为是一个研发系统内部的项目，各部门不
仅仅需要参与，而且需要投身其中。

IPD的核心是要形成由来自于市场行销、研发系统、生产、用户服务、财务和采购等方面人员组成的贯穿整个产品业务流程的管理模式，即从客户需求、
概念形成、产品研究开发和产品发布等环节，一直到产品生命周期管理的完整过程。

IPD已经被国内外很多有实力的企业进行了实践验证，并取得了良好的应用效果，证明了
其是有效帮助企业建立产品研发体系的方法论，通过将IPD顺利引入，企业将能够很好地应对
全球化市场竞争所面对的挑战。

实行IPD，事实上是将对企业整个的价值创造核心过程进行重构，使产品开发更加关注市
场竞争的需要，建立起规范的结构化开发过程，并且通过改善过程管理和采用合适的IT工具与系统（如PDM/PLM等），逐步建立完善的文档与产品数据管理模式，使得整个开发过程更加高效。

很难想象，如果没有IT系统的辅助，IPD如何能够推行下去。

IPD所覆盖的范围如此广泛，对于广大企业尤其是中小型企业来讲，无疑又是一个巨大的
挑战，况且IPD的实施也并非一日之功，需要企业持之以恒的关注和投入，除了要有真心也要
有真金。

但是我们并不建议企业完全照搬IPD的做法，而是应深刻理解其方法、理念，根据企
业的现状和实力进行评估，建立适合自身的底层管理架构和组织架构，循序渐进，通过IT系统将其固化下来，减少人的环节。

在此，笔者建议可以分为两大步骤来引入IPD。

首先，根据IPD的要求选择合适的PDM/PLM系统搭建起基础应用平台，为IPD扫清技术障碍。

主要包括：实现设计、仿真、发布和管理一体化的工作平台；按照CBB的原则，建立企业
的产品数据/图文档库；产品研发过程中的设计变更和数据修改通过软件系统追踪和管理；建立共享协同机制，实现跨部门岗位在一个平台上的共享和协同；企业级的项目管理系统，实现跨
部门的项目追踪和管控；建立适用于IPD的组织机构和评审机制；建立绩效考核管理办法；将
产品研发数据直接导入到ERP数据库中。

第二步，在基本架构稳定的基础上进行IPD的高级主题，主要包括：产品/市场战略管理；需求管理；项目管道；市场管理与分析。

限于篇幅，下文将重点介绍SolidWorks EnterprisePLM（以下简称为EPLM）是如何为企业建立起适合IPD的基础应用平台。

三、SolidWorks Enterprise PLM解决方案
SolidWorks Enterprise PLM是基于SolidWorks全产品线（SolidWorks 、Electrical、Simulation、Composer和EPDM）搭建的产品生命周期解决方案，与大多数PLM系统不同的是，它将设计、仿真和发布也作为产品研发体系中的重要环节，倡导从设计环节中尽量避免后续问题，更早地投入运营，减少后续更改成本。

并且采用开放型易于扩充的架构，便于集成需求管理、企业知识库管理、工艺和生产制造等各个环节。

设计仿真管理一体化的平台如图2所示。

通过一体化平台概念的引入实现IPD所倡导的核心价值，如图3所示。

除了一体化的设计仿真发布管理平台，SolidWorksEnterprise PLM系统还包括了需求管理、项目管理、BOM配置管理、制造过程管理、ERP接口、成本管理、绩效考核、供应商管理、合同管理、质量管理、售后问题追踪和决策支持等系统模块，来帮助企业很好地固化IPD的基础应用。

SolidWorks Enterprise PLM基于IPD所规划的业务拓扑架构图如图4所示。

在系统架构层，Enterprise PLM使用扩展性强、开放的二次开发接口的底层技术，整个系
统层次清晰，是基于目前业界流行多层体系架构，其稳定可靠，是企业管理系统的首选。

并且
在底层将SolidWorks的CAD工具、电气设计工具Electrical、仿真分析软件Simulation和分
享发布软件Composer等集成在一起，实现了平台一体化，企业不必担心在IPD推行中遇到技术障碍，所有相关工作都在一个平台中进行。

在功能组件层，Enterprise PLM具备多个可自定义配置的子系统，包括图文档管理、产品
结构管理、配置管理、工作流管理、项目管理和工艺管理等，利用这些子系统，可以为企业搭
建符合IPD规范的业务流程和应用模式。

实际上，实际业务流程的工作正是使用这些功能模块
进行的。

在基础数据层，Enterprise PLM使用IPD的CBB（共用构建模块，Common Building Block）理念为企业建立了设计复用的能力，大大地缩短了企业研发设计的流程，并有效降低研发制造
成本。

在基础数据层以上便是使用上述三层所构建的IPD应用层，通过IPD方法论与Enterprise PLM系统的结合，企业将在多个层面建立起符合IPD的管理规范，然后共同作用实现IPD的总
体目标（图5）。

（1）建立收集市场需求的机制，并使用IPD方法对需求进行分析，对需求划分优先级和紧急程度。

（2）将从需求到产品设计制造发布过程中的所有数据集中管理，并通过系统归档和跟踪变化。

（3）将项目管理应用到整个产品研发工作过程中，通过规范的项目规划、进度管控和风险控制等措施，可以很好地保障项目质量，提高项目成功率，降低项目成本。

（4）建立产品开发流程。

IPD主流程及阶段流程是项目级的流程，它需要功能级的过程管
理流程（子流程）进行支撑，而这些流程都可以由EPLM自定义出来进行系统固化。

（5）跨越制造的鸿沟。

设计的交付成果将通过制造过程规划、ERP直接传递到制造环节，
再无需人工或者通过不同系统的加工转换。

（6）产品数据从设计开始，沿着EPLM所设定的管道在合适的时间流转到所需要的地方，
真正做到了“在合适的时间让合适的人获得合适的数据”。

（7）实现一个共享源的协同工作环境。

EPLM系统的协同环境是建立在底层的统一共享源上，使用者可以在具体的文档对象上进行协同，并将成果再归档在唯一的地方。

（8）管理绩效考核数据。

EPLM提供了IPD所需要的绩效考核数据统计，通过KPI指标的
跟踪，来改善流程和工作的效率。

（9）所有评审环节都可以通过EPLM发起和关闭，并控制状态阻止未评审的工作往下进行。

（10）使用者在工作的同时就可以积累知识财富，比如设计思路和项目经验等。

四、客户案例及收益
1.实施背景
这里以中国变配电设备重点研发和制造中心的龙头型企业为例进行论述EPLM在实施IPD的方法及收益。

SolidWorks EPLM实施前，该电气企业在企业流程化建设开展了大量细致化工作，生产品
质流程体系、研发体系流程均已建立，借助优质客户的外在压力，该电气企业TQM推行卓有成效。

但该电气企业在流程操作方面规范性不够，流程不能按管理层预期落地，执行力差；同时
企业在IT化建设上只引进了用友ERP，企业内部沟通方式单纯依赖外部邮件系统，沟通效率低。

该电气企业管理层敏锐感觉到上述问题是企业发展的瓶颈，决定借助外脑为公司管理问题进行
诊断。

于是2011年该电气企业与SolidWorks合作进行PDM/PLM项目建设。

2.企业存在的问题（图6）
（1）项目成功率低：每年立项之后的项目，真正成功上市的不到70%，浪费了大量的研发
投入。

（2）研发效率降低：研发人员从过去十多人发展到2011年100多人，但并没有提高产品
创新能力和产品竞争力，人员增加后管理跟不上，反而造成推诿、扯皮的现象加重了，项目一
多就乱。

（3）部门隔阂严重：技术部门内部设计与工艺、设计与生产之间经常相互抱怨，技术部门与市场、生产、采购之间很难协调。

研发进度很慢，而且经常返工，设计师、工艺部和供应部
为此经常扯皮。

（4）流程不统一：很多来自不同企业的技术人员各自有自己的一套流程和用语，沟通困难，文档乱。

3.企业收益
经过跟踪产品研发管理数据，在IPD的关键指标上，企业的产品投入市场时间缩短40%以上；产品开发浪费减少50%以上；产品开发生产力提高25%以上；新产品收益（占全部收益的百分比）增加100%。

具体地，还有其他不易量化的收益，其中较为显著的效益如：项目成功率大
幅提高；产品可靠性得到提高；提高企业执行力。

一般性的效益包括：提高了工作协同性与沟
通效率；责任定位明确与责任可追溯性提高；物料选型与优化得到支持；改善员工工作成果；
财务部门能够对项目进行评估分析。

五、结语
综上所述，可以看出SolidWorks Enterprise PLM是可以帮助企业在引入IPD等先进的产
品开发集成方法时很好地落地，为企业面对落后的现状和空前的挑战提供了一个经济适用的解
决方案。

Enterprise PLM是SolidWorks中国在实际的项目中探索出来的解决方案：既吸收了
国外先进的产品研发设计方法论，又结合了中国企业的本地化特点，因此在项目上获得了良好
的反响。

SolidWorks中国将在大中国区不遗余力的推广该解决方案，希望为广大的SolidWorks 用户的建立创新的产品研发体系提供帮助。

好的解决方案仅是项目成功的基础之一，如前所述，专业的实施服务团队是项目获得成功
的保障，SolidWorks服务团队基于于本地化、专业化的策略，也针对中国企业摸索出一套高效
的实施方法论帮助企业以最小的成本实施PDM/PLM等信息化管理系统，并取得了良好效果。