（1）PLM的内涵和定义。

产品生命周期控制（Product Lifecycle Management，PLM）是为了满足制造企业对产品生命周期控制的需求而产生的一种新的管理模式，是信息时代提高企业核心竞争力的重要手段。

PLM是指一类软件和服务，使用Internet技术，使每个相关人员在产品的生命周期内协同地对产品开发、制造、销售进行管理，而不管这些人员在产品开发和商务过程中担任什么角色、使用什么计算机工具、身处什么地理位置或在供应链的什么环节。因此，PLM是企业信息化的重要组成部分，可以对企业有关产品信息和过程进行统一的管理和系统集成，其核心在于能够使所有与项目有关的人员在整个信息生命周期中共享与产品相关的异构数据，成为支持企业经营管理、产品开发、过程重组的企业级的集成支撑环境。

（2）建立PLM的意义。

信息化战争中，任何一件武器装备的研制生产可能会涉及数千甚至数万项决策。不论是重大决策还是细微决策，都会影响产品的战技性能和质量。研制生产中的任何一个人，在任何时候制定的决策都可能影响武器装备研制生产的成败。除此之外，武器装备复杂性所带来的影响也不容忽视。随着技术的复杂程度不断增加，电子和软件组件已与机械零部件发挥着同样重要的作用。然而，组件之间的接口却经常被忽略，直到开发环节的后期才引起关注，此时需要找出最佳实践和方法。信息化战争条件下，军工企业越来越意识到，一流武器装备不仅是战争成功的源泉，而且是企业持久发展的基础。因此，强调武器装备创新、加强开发的科学管理引起充分重视，也促进了产品生命周期管理思想在军工行业的推广应用。PLM在军工智能设计仿真中的定位如图6.1-12所示。

图6.1-12　PLM在军工智能设计仿真中的定位

总而言之，将PLM技术引入军工制造企业的产品研发和制造过程中，对于改进现有的管理和技术流程，促进军工制造智能化发展有着以下积极作用。

——改善管理手段。实施PLM可以将分布于各部门的纸质文档（图样和技术文件）转化为数字化信息。

——保证产品品质。提供了贯穿整个产品寿命周期的全部品质管理功能，以确保企业自始至终严把品质关。

——缩短研发周期，提高工作效率。以PLM为协同设计平台，能够促进工程、市场、财务等各方协作，增强项目团队成员之间的沟通，减少因沟通不畅所发生的错误和纠纷，帮助决策并极大地节省时间，缩短项目研制周期。

——提高图样和技术文件的流通速度。产品数据的网上接收和发放，可以省去大量取图、发图和登记造册的时间，还可大量减少纸张的使用。

——提高资料的查询效率。使用PLM系统后，减少了设计人员花在查找图样、技术文件等有关资料的时间，提高了工作效率。

——更好地优化资源。PLM系统的协作工具，能够减少重复工作和审批中来来回回的时间，更好地节约时间、人力资源。

（3）PLM的体系架构。

PLM的典型体系结构如图6.1-13所示。其中，PLM的基础是网络，通信层和对象层的作用是为PLM系统提供一个在网络环境下的计算基础环境。支撑层提供了对数据的基本操作功能，如查询、修改、分类等功能。基础层提供公共的基础服务，包括数据、模型、协同和生命周期等服务。核心层提供对数据和过程的基本操作功能，如存储、获取、分类和管理等基本功能接口。应用层主要针对产品生命周期管理的特定需要而开发的一组应用功能集合。用户层向用户提供了交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、对话框、各种功能菜单等，用于支持用户操作系统和信息的输入、输出。

PLM是一种应用于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的主要管理内容是产品信息，唯拥有具有竞争能力的产品，才能让企业获得更多的产品需求和更大的产品优势。所以，针对军工行业的信息化过程，应该以装备订货和技术推动的“产品”为中心，把重点放在为需求建立一个既能支持产品开发、生产和维护的全过程，同时又能持续不断地提升创新能力的产品信息管理平台上。

图6.1-13　PLM的典型体系结构

PLM解决方案把产品放在一切活动的核心位置，PLM可以从ERP、CRM以及SCM系统中提取相关的信息，从而允许产品需求方在企业的整个网络中共同进行概念设计、产品设计、产品生产以及产品维护。PLM解决方案为产品全生命周期的每一个阶段都提供了数字化工具，同时还提供信息协同平台，将这些数字化工具集成使用。此外，还可以使这些数字化工具与企业的其他系统相配合，把PDM与其他系统集成和整合成一个大系统，以协调产品研发、制造、销售及售后服务的全过程，缩短产品的研发周期、促进产品的柔性制造、全面提升企业产品的竞争能力。PLM系统完全支持在整个数字化产品价值链中构思、评估、开发、管理和支持产品，把企业中多个未连通的产品信息孤岛集成为一个数字记录系统。

PLM构件可分为三个层次，对象构件、功能构件和应用构件。对象构件单元提供系统的基本服务，如事件管理、数据连接管理等，是与应用相分离的；功能构件则提供特定的PLM功能服务，如数据获取与编辑、数据管理与查询、数据目录管理、模型管理等，是PLM构件开发中的核心；应用构件为特定的应用服务，直接面向PLM用户，响应用户的操作请求，如产品配置、变更控制、文档处理等，是最上层的PLM构件。企业应根据PLM系统的实际需要，选择重用对象并对其进行概括提炼，明确它的算法和数据结构的软件构架，对重用对象匹配进行实例化，最后根据重用技术提供的框架，将已实例化的包含在可重用零部件库中的软件零部件合成一个完整的软件系统。

PLM打破了限制产品设计者、产品制造者、销售者和使用者之间沟通的技术桎梏，通过互联网进行协作，PLM可以让企业在产品的设计创新上突飞猛进，同时缩短开发周期、提高生产效率、降低产品成本。PLM在市场竞争的带动下，越来越多地被企业所重视和广泛应用。这些企业认为，在现阶段各类软件技术逐渐成熟的情况下，利用软件重用技术开发与设计PLM软件系统不但可以提高软件的开发效率，提高软件品质，并且对软件的应用商大有益处，可从整体上提高企业的核心竞争力。

（4）PLM的建设内容。

①产品图样和技术文件的管理。

军工制造企业产品生命周期中的产品图样和技术文件的管理，包括3D设计模型、仿真分析数据、2D工程图档、扫描后的图纸档案和一般文档资料的管理，工艺技术文件的管理，企业或跨企业的零、部件库的管理。产品图样和技术文件的管理有以下要求。

——文件查询。产品设计过程中会产生大量的图样和技术文件。例如，设计一架波音737飞机有46万张图，设计一条万吨轮船大约有150万张图，文件量很大。另外，新产品设计需要经常查阅老产品的设计图纸。大量的设计信息以计算机文件形式存在，这些图样和技术文件的纸质文档有可能存放在企业各个部门相关人员的某一计算机目录下。因此，需要提供计算机查询的手段，能够根据项目、设计人、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的各种参数，如材料、重量、加工方法等进行查询。(www.daowen.com)

——版本管理。对各种图样和技术文件的文档资料的修改过程和版本状态的管理，保证图样和技术文件的一致性和有效性，最终保证企业的产品设计和生产制造活动能够使用正确版本的图样和技术文件。

——安全保密。制造企业将产品图样和技术文件存放到计算机网络环境下，这些图样和技术文件极易被非法调用、修改和泄密，所以需要解决图样和技术文件的安全保存和保密问题。这就要求根据各类人员的不同职责，分别赋予不同的权限，处理不同范围的资料。同样，对资料也设置不同的密级，以保证各类资料不被非法修改和盗用。

——图样和技术文件共享。产品图样和技术文件以电子文件形式通过计算机网络进行交换，保证图样和技术文件在权限控制范围内送到需要的人手中，实现各种异构数据在企业的不同部门甚至企业之间的交换和共享。

②产品生命周期的过程管理。

制造企业产品生命周期中的图样和技术文件包括所有与产品有关的图样和技术文件，以及来自设计、生产、支持等过程信息。产品开发过程管理的任务是对整个产品形成的过程进行控制，并使得该过程在任何时候都可以追溯。过程管理通过对设计开发过程进行定义和控制，使产品图样和技术文件与其相关的过程能够紧密地结合起来，实现对有关产品的开发活动与设计流程的协调和控制，使产品设计、开发制造、供销、售后服务等各个环节的信息能够得到有效管理。

——产品开发流程管理。制造企业通过产品生命周期中的过程管理框架，来定义和控制图样和技术文件操作的基本过程。过程管理不仅向有关人员发送信息和下达工作任务，还对各种业务作业，如图样和技术文件的生成、工程更改等活动进行控制。

——审批发放。对于企业中的各种产品图样和技术文件的电子文档，将现有的手工审批制度，转变为网络环境下的审批发放管理。

——据状态和流向控制管理。产品图样和技术文件在PLM环境中各个设计团队之间的流向，以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动，及时了解各项任务的具体状况，以及各项任务的完成情况。

——记录备案。各种审批记录、重要的操作、关键性的决策都需要长期保存，以备查询。

③产品结构与配置管理。

产品由成千上万个零件通过一定的装配关系组合而成，每个零件由一些相关图样和技术文件组成，相互之间具有一定的约束关系。每种数据的变化，都会波及或影响到其他相关产品的数据。同时，每一新产品的开发大约需要继承老产品约80%的技术资料。从企业的应用角度，要求这些不断变化的图样和技术文件在逻辑结构上保持一致，因而必须建立一个产品图样和技术文件构造的框架，把众多的产品图样和技术文件按一定的关系和规则组织起来，实现对产品图样和技术文件的结构化管理。

——产品图样和技术文件关联与层次关系的管理。产品由很多零件组成。如一架飞机由20万～100万个零件组成。面对数量如此之多的零件，企业各类人员要查询有关产品的资料，需花费大量的时间，因而需要对产品相关图样和技术文件进行结构化的描述和管理，使产品各零件、各部件之间的关系一目了然。

——统一的物料清单BOM管理。企业的零部件通常分为自制件、外协件、外购件及原材料等。不同部门有不同形式的BOM表，企业要花费大量时间和成本才能完成这些报表。

要保证BOM的一致性，就需要投入相当多的人力。如果设计和制造的物料清单不一致，就会造成返工和浪费。在计算机中要随时将最新的设计更改状态，自动生成各类物料清单。企业必须准确、及时地做好这些物料的计划、采购和管理，以便准确地将设计部门产生的数据和变更信息传送到生产制造和采购供应部门，实现整个企业全局图样和技术文件的统一管理和信息集成。因此，对生产过程不同阶段的各种不同类型BOM进行统一管理是非常必要的。

——系列产品的配置管理。承袭老产品，开发新产品，构造新的产品结构配置关系。另外，可以将同一个零件的不同版本图样和技术文件保存在计算机中，分别用于系列产品中的不同型号。

④工程更改管理。

在产品生命周期中，凡涉及各种图样和技术文件的工程更改有可能对产品开发团队、企业、合作伙伴、客户等产生影响。这种变更应当纳入有效的管理和约束之下。而对应于不同企业、不同业务对象、不同变更原因或不同的变更级别，涉及的人员范围不同，变更管理的约束机制也可能不尽相同。传统的工程更改完全依靠人工管理，难免发生各种各样的差错。计算机技术应在以下几方面改善更改管理的水平。

——更改流程。要求制定严格的更改流程管理程序。

——更改影响。要求自动搜索某项更改所涉及的范围，通过电子邮件及时通知有关人员，关注某项更改可能造成的影响。

——自动更改。一个更改申请得到批准，应确保数据库中数据改变之后，其相关引用系统的数据也能全部得到更改。

⑤产品开发项目管理。

企业根据对产品开发项目的分析，采用特定的方法制订出合理的产品开发项目计划，并通过确定项目组人员、分配任务和资源，以及在项目执行时对产品开发进度和中间环节进行检查等手段，保证产品开发项目按计划完成。主要包括：产品开发项目计划的制订与管理、资源计划、项目费用管理和项目变更控制。

⑥产品性能和质量信息管理。

对于军工制造企业而言，产品性能和质量是企业的技术水平、管理水平、人员素质、劳动效率等各方面的综合反映，已成为竞争的决定性因素之一。在现代经济技术环境下，性能和质量的概念不再局限于企业内部，而应该扩展到包括企业内部和外部环境。

因此，应该围绕产品生命周期，建立涵盖内部生产经营系统和外部环境的集成化品质信息管理系统，在网络数据的支持下实现从市场调研、产品设计、生产制造直到售后服务产品全生命周期中品质数据采集、处理与传递的自动化。

主要内容按照产品生命周期的不同阶段分为性能和质量计划，面向性能和质量的产品设计、制造和使用过程品质控制、管理3个部分。