数字工程 -- 聊聊PLM

发布时间:

2023-04-12

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什么是产品生命周期管理系统(PLM)

PLM或产品生命周期管理系统是一个管理产品从最初概念到退市的完整过程的管理平台。它使分散的团队能够进行内部协作,从最初的概念到制造、服务和退市,通过将数据接口与其他企业系统联系起来从而进行简化管理。从这个概念出发,PLM其实是可以实现将设计、工艺、分析与仿真、制造、维护、退市等相关过程,多种数据进行统一组织、管理和呈现。但我们在日常实践或者使用中,往往都是从部分功能开始部署和使用的,如果从最终用户的角度去看,也可能存在“管中窥豹,可见一斑”的情况。

研发的同事日常只使用CAD或者CAE工具;负责工艺的同事会使用各种BOM来构建工艺流程;负责制造的同事会在其中构建制造工程相应的流程规范以及工作流;而质量、维护和售后等的负责人也使用不同的工具去管理和维护数据。因为大家职能不同,用户视角各异,很少有人可以全局的去审视PLM系统存在的意义和价值。也正因为此,笔者觉得很有必要站在整个系统的层面来审视一下PLM系统。
 

产品生命周期管理系统的能力

由于PLM系统需要涉及到多个领域的知识,且其模块众多,架构也比较复杂,所以笔者今天会先从主流PLM系统所具备的能力来给大家做一个介绍:

1. 产品创新管理平台

PLM系统整合需求管理,系统设计和管理、模拟、优化、制造仿真以及质量等功能和工具,梳理与优化研发管理过程,建立产品生命周期管理系统;形成企业统一的产品研发、设计、生产制造和运维管理体系;提高研发速度和反应敏捷程度;充分利用企业“知识”资产,突出可持续发展的战略思想;并支持持续创新。比如达索Dassault systems的3D EXPERIENCE、Siemens的Teamcenter、PTC的Windchill就具备这些能力。

2. 以“系统工程”为核心的产品研发体系

系统工程是一种跨学科的智能产品开发方法,是智能制造时代开发产品的核心要求之一,将研发过程中不同部门产生的模型系统数据集中到一个环境中进行管理,用于产品设计综合和系统验证;其次,可以对这些系统模型进行权限和版本管理,并将研发过程关联起来,保证数据的可靠性和可追溯性。博世在过去的几年已经使用了PTC的Windchill实现了MBSE的概念。

3. 全局变更管理

在产品生命周期中变更管理是必须的流程,在PLM系统上,建立了以业务流程为导向的变更管理。通过分析变更的影响范围,为受影响的对象执行变更提供相应的依据和参考,保证变更的准确性;通过流程的控制,协同变更过程中所有参与者的工作,保证变更的及时性;通过数据集成平台的接口,及时将变更数据发送到ERP、MES等系统,覆盖整个产品生命周期的所有相关业务部门并且保证了变更的有效性。比如达索的Dassault、西门子 Siemens、PTC等主流PLM系统就集成了各维度BOM管理能力,结合工作流实现了高效的变更管理。

4. 构建基于模型的企业

PLM系统可以通过企业建模技术,基于模块化的设计研发管理平台、基于模型的定义(Model-based definition)等方式,支持构建基于模型的数字化企业。PLM系统可以帮助企业正确设计、实施和运行PLM系统的方法和工具,还可以支撑系统工程的正向设计研发体系,多学科仿真验证,多专业跨域协同,虚拟验证等功能。目前很多主流的PLM系统均已经开启了这个领域的集成和支持。

5. 基于物联网收集的产品运行数据

管理基于物联网收集的产品运行数据,开展大数据分析对产品的性能、质量进行实时监控,使工程技术人员更加直观。连接物联网设备的数据可以直接收集并存储在云端,使用大数据工具能够分析实时数据,提前发现运营问题。比如PTC Navigate采用ThingWorx技术,可以连接到支持物联网的产品上,帮助收集、分析和显示物联网数据。此外,现在很多PLM系统也开始集成低代码工具,不需要任何编码或IT支持即可使用此类数据采集和分析功能。

6. 集成人工智能和知识工程等新方法

PLM系统可以集成AI和知识工程等新方法来提高产品开发过程的效率和质量。例如,PLM系统可以使用大规模预训练语言模型等AI技术来处理自然语言,从而更好地利用大规模预处理模型里的知识做自然语言处理。此外,PLM系统还可以支持用户对所有产品数据进行协同,包括规范、知识财产、检验和验证信息等。这些话题都比较新,因此如何集成AI和知识工程等新方法需要根据具体情况进行分析和实施。

 

总结

最后,来简单总结一下。PLM是一种集成化的管理方法和技术,可以帮助企业在产品设计、制造、销售和服务等全生命周期内实现信息共享、协同工作和知识管理,使企业在其整个生命周期内更有效地管理其产品来支持业务转型。