PLM(Product Life Management)—產品生命周期管理是當代企業面向全球客戶和市場，充分利用企業資源配置，實現整體利益最大化的先進管理理念。產品全生命周期管理系統是針對擴展型制造業的企業解決方案，可以與現有企業信息系統如企業資源計劃(ERP)、供應鏈管理(SCM)客戶關系管理(CRM)等進行協同運作，在企業內部各個部門、企業與客戶、企業與合作伙伴之間共享產品數據，對整個協同過程起調配作用。產品的生命周期，就是指從人們對產品的需求開始，到產品淘汰報廢的全部生命歷程。本文介紹的是某公司實施PLM系統進行產品數據管理的解決方案和應用介紹。
一、企業在產品數據管理方面管理存在的弊端和方案的提出背景
1．近年來，在機械制造加工行業，CAD應用及企業信息化建設方面已取得了臣大成效，企業逐漸積累了大量的圖紙、文檔等技術資料。這些電子圖檔是企業產品設計的主要信息資源，為企業今后進一步實現信息化集成打下了良好的基礎。但目前我們以及國內絕大部分企業還只停留在單純使用CAD進行產品設計的初期階段，也沒考慮到如何對大量的設計技術圖檔進行合理、有效、安全的管理；存在著：設計資料的重用率低、設計人員對圖檔的重復設計、設計數據的傳遞仍然通過傳統的文件傳遞方式來完成等弊端；因此對數據安全性無法保證，對圖文檔的分類管理無從談起，圖檔版本混亂，更無法實時監控圖檔的整個設計流程。
2．項目制造型企業的產品一般都是關系國家經濟命脈的裝備類產品，為其它制造企業提供裝備或工作母機。其生產組織方式不同于制造業其它產品的生產方式，是極為特殊和復雜的一種；產品完全依客戶需求而設計，屬于按訂單設計(Engineer To Order)，簡稱ETO。產品結構復雜、生產周期長、生產組織難度較高。由于是按客戶的要求進行設計、制造，因此項目前期的報價和訂單承諾很重要，取得訂單一般都集中在價格高低和交貨期長短上。價格方面，由于產品結構十分復雜，因此要在客戶需求明確后給出準確報價有一定的難度。在交貨期方面，對于企業而言，由于單件生產的管理、組織非常復雜，因此交貨期也很難把握。如果報價過低，將直接影響收益，價格過高則有可能在竟標中失敗。隨著市場經濟的發展和競爭的加劇，客戶對交貨期的要求也越來越短，因此企業要想在激烈的競爭中獲勝，沒有先進的管理信息系統的支持幾乎很難實現快速反應、科學管理。
所以，基于上述原因，我們提出了一套面向產品全相關數據管理的方案，來優化企業的數據管理模式。
二、PLM的產品數據管理解決方案簡述
以產品結構為主線的產品相關數據管理和以項目管理為主線的工程數據管理是PLM系統管理的兩條主線。圍繞這兩條主線，在基于產品全生命周期的優化的產品數據模型下，建立企業級全局的信息資源體系，提高企業產品零部件設計的重用性與通用性；通過在PLM系統中構建設計和工藝一體化數據模型和過程管理模型，建立以產品結構為核心的數據全相關管理，來確保數據的完整性、借用件的有效管理和數據變更管理，從而縮短新產品設計準備周期與變型設計準備周期，支持業務過程的協同運作，實現設計和工藝一體化協同工作平臺。
本方案主要分以下方面：
1．搭建有效的數據管理平臺
對產品的相關數據采取分類管理，搭建數據管理平臺，在數據模型上采用對象分類模型和關聯模型作為產品信息的基礎構架；產品數據被封裝成一個一個的對象，一個對象包含一組彼此之間關聯的信息，通過關聯管理確保數據的正確性、完整性和一致性。
2．基于產品結構的圖文檔管理
圖文檔管理是PLM系統的重要組成部分，其管理的對象包括從設計階段產生的AutoCAD圖紙的數據文件、3D實體造型的數據文件、工藝流程卡，到制造階段可能產生的變更單等，達到取代人工方式管理電子文檔、使用戶能夠更方便、快捷、安全地存取、維護和處理各種產品的文檔的目的。
PLM系統中的數據安全不僅體現在安全保存大量的電子文檔數據上，同時管理系統自身的安全性也是一個很重要的問題。任何一種不合適、不嚴謹的安全策略都會造成PLM系統的安全漏洞，使圖文檔流失。所以，在制訂系統安全方案時，我們考慮采取如下技術方案，實施綜合加密、保密措施來保證圖文檔的安全性管理：
1)文件的數據庫存放及加密
PLM系統采取的是將圖文資料壓縮加密存入數據庫而不是以文件方式存放到服務器共享目錄下；文件方式存貯的安全性控制是通過操作系統身份認證、共享目錄安全等方式來保證的。
2)加密方案的選擇
在PLM系統中主要是針對文件進行加解密。我們采用可靠的加密軟件系統與PLM系統集成來保證系統文件的安全和系統的穩定性。該軟件在系統運行穩定性方面，全面采用微軟公司最新的研發技術，使用最成熟的控制手段；在客戶端文檔加解密穩定性方面，系統采用了國家密碼管理局認證的密鑰算法，結合微軟公司正規支持的底層開發技術，達到了文檔加解密過程的高度穩定，并在保證企業數據安全的前提下達到了理想的運行速度。
3)采取數據集中、管理分散的操作模式和有效的數據庫備份機制
系統采用C/S構架，通過企業局域網，客戶端可以分布在網絡的任何節點上，最終的操作結果均存儲在數據庫服務器上，通過網絡實現多個用戶之間的協同工作的同時，保證了數據的集中存儲。同時，建立了有效的數據庫備份機制。
4)用戶權限的安全管理
在用戶權限的控制上，采取的是用戶角色授權管理和自主授權管理來實現權限的安全管理。系統通過為角色和人員設置其對系統中各種定制的數據類型、關聯關系、安全級別、用戶身份的有效期限等的操作權限來實現圖文檔的安全管理，如：瀏覽、檢出、檢入、刪除、打印、更改等。此權限控制方式，在一定程度上也保證了數據訪問的效率。
3．建立以零部件管理為核心數據全相關管理
在產品數據統一管理的基礎上，PLM系統以零部件為核心、產品結構樹為主線組織多種產品信息視圖，對產品相關數據進行全關聯管理。不同用戶根據權限范圍可以在產品結構的引導下，方便地查詢與管理各種與零部件有關的數據。
4．建立以系列化、標準化產品數據管理為核心的數據管理
建立以系列化、標準化產品數據管理為核心的數據管理，滿足零件標準化設計，部件通用化設計和產品個性化設計的要求。PLM提供BOM復制、整批替換、修改等多種方式來支持系列化產品變形設計；通過電子化審批，實現數據狀態管理、數據版本管理、電子數據流轉、電子數據交付和發放管理，保證數據的有效性。
5．建立以產品為協同工作中心的業務過程協同工作平臺
建立以產品為協同工作中心的業務過程協同工作平臺。在設計和工藝統一的數據模型管理下，提供了工藝部門基于設計基礎數據進行工藝設計以及產前準備工藝信息管理模式，支持工藝人員進行BOM編制、工藝文件設計，使設計EOM和制造BOM的統一管理，實現了產品設計、工藝、生產和制造等一體化管理。
三、以項目管理為主線的項目預算管理的應用探討
如前所述，以項目管理為主線的工程數據管理是PLM系統管理的另外一條主線。由于按訂單設計(Engineer To Order)來組織項目管理的制造型企業，其生產模式的特殊性決定了在進行數據匯總和項目預算決策時，必須借助先進的信息系統來實現快速反應、準確分析、快速決策的預算數據的管理。
以下對如何利用信息管理系統實現快速項目預算的應用做一分析討論。
1．項目預算流程
圖1 項目預算流程圖
本流程僅是對技術方案本身的預算提供依據，其預算價格應為生產成本部分的預算，即材料成本、生產人員工資、制造費用三大部分，以及從技術方案的角度來對應的技術風險保證金。
2．項目預算的實現
從上面的流程中可以得知，項目預算主要是生產成本的預算，即料工費部分的預算。
1)材料
材料部分的預算分為兩部分，第一部分是直接材料成本，第二部分是間接材料成本，我們主要考慮直接材料成本，直接材料成本取決于兩個因素，一個是材料數量，一個是材料價格。我們說，材料價格要取未來的預期價格，其有效期取決于項目的執行周期，主要包括預算價格的有效期和合同生效的有效期兩個因素。
綜合以上因素，預算價格體系的管理非常重要，它是對價格和價格有效期的動態管理。
再說一下材料數量的計算方法（圖2）。
計算上述結構，得出結果(表1)：
圖2 目前的設計數據結構
表1 圖2所示數據結構計算結果
從上表中看出，這種數據結構得出的結果無法直接來計算價格，因為最底層有很多是“零件”類別，不是材料類別，對于設計過程來講，零件是隨時隨地都在產生的，這也是設計過程中必須的一個環節，但如果系統不提前給它價格信息，它自然無法計算。零件的產生是開放式的管理，沒有規律可言。這就需要對數據結構進行改造。圖3即為改造后的產品結構。
圖3 調整后的設計數據結構
計算上述結構，得出結果表2
因為最底層都變成了材料，這樣就可以方便企業提前規劃企業標準材料和預算價格等信息。
我們剛才解決了數據結構的問題，下面再解決如何構建這個數據結構的過程。如果在預算之前能夠完整地構建出這個結構表，當然很好，但對于項目制造方式來講，這種情況不多見，大多數情況是一個新的方案并不能很明確地構建出上述這樣的完整BOM結構表來，注意，這個假設是前提，仍以上述結果為前提，比如以上面的結構為藍本，在這個基礎上進行變型設計，形成產品B，如圖4所示：
表2 圖3所示數據結構計算結果
圖4 產品B
計算以上結構，得出結果：表3
表3 圖4所示數據結構計算結果
又出現了一個部件，這仍然是無法計算的一個結果，因為這個部件沒有足夠的數據支撐進行計算，這雖然是一個例子，但對于項目制造來講，你可能總會出現一個無法處理的數據。那么上面的這個無法處理的部件如何處理呢？前提是我已無法對它再向下詳細分解了（可能是結構、時間等等），兩個思路：一個是變型設計結果的修訂，如表4是B1這個部件的基型C1的材料表；
經過與方案對照后直接形成B1的材料表如表5所示
表4 部件B1的基型C1的材料表
表5 B1的材料表
另一個思路就是非變型設計，直接編制材料表，這個構想最大的問題就是數據的量可能非常大，準確程度比較低，時間也會比較長。這就需要引入概算的思路，這在土建工程上利用較多。但對于復雜的裝備制造，我們需要設定的參數可能會很多，但仍然會有一些共性的東西可能估計，這就需要預算管理部門對預算模型進行設定，比如：
普通鋼材——∑重量*預算單價
不銹鋼——∑重量*預算單價
爐襯材料——∑重量*預算單價
動作點——-∑電機數量*預算單價
通過這種預算模型的使用，技術方案編制人員對無法精確處理的部分或全部可以用概算的方法進行計算，當然概算部分與精算部分在整個項目里面的比例也是最后項目風險評估的重要指標之一。
2)工資
生產工人的直接工資，由技術方案編制人員根據公司標準制造工時表估算工時，與財務部門提供的“生產工人小時費率”相乘后得出。
3)制造費
與工資的計算方法相同，估算工時與“制造費率”相乘得出。
PLM系統產品數據管理方案和應用（二）
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本文標題：PLM系統產品數據管理方案和應用（一）
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