PLM系統(tǒng)是隨PDM（Product Data Management）系統(tǒng)發(fā)展演化而來的。PDM歷經(jīng)多代產(chǎn)品，分別解決了CAD設(shè)計(jì)人員的二維和三維工程圖紙和技術(shù)文檔的管理，企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝部門的數(shù)據(jù)管理和流程管理，跨企業(yè)的異地協(xié)同設(shè)計(jì)和管理等突出問題，最后進(jìn)入到管理產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)驗(yàn)證、售后服務(wù)等全生命周期業(yè)務(wù)，至此，產(chǎn)品生命周期管理（PLM）概念開始出現(xiàn)。對(duì)PDM的功能范圍，業(yè)界有PDM “三板斧”和“五板斧”提法，直指PDM核心功能是圖文檔管理、簽審管理、BOM管理、變更管理和配置管理。依據(jù)CIMdata定義理解，PLM是單一企業(yè)或多企業(yè)聯(lián)合協(xié)作開展產(chǎn)品全生命周期的信息創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應(yīng)用的一系列應(yīng)用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人員、流程、應(yīng)用系統(tǒng)和信息。PLM雖在時(shí)間和空間的管理維度不斷發(fā)展，但始終在“集成、數(shù)據(jù)、協(xié)同、安全”保持本質(zhì)特征。
集成：系統(tǒng)是連接匯聚各類工具和應(yīng)用的樞紐
PLM承擔(dān)連接匯聚各類工具和應(yīng)用的樞紐，通過集成多種類工具（如CAD、CAE、EDA、CAM、CAT等）和應(yīng)用系統(tǒng)（如ERP、MES等）將工業(yè)軟件、應(yīng)用系統(tǒng)、人員和信息貫通。
數(shù)據(jù)：系統(tǒng)是產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)的權(quán)威數(shù)據(jù)源
PLM被視為管理產(chǎn)品智力資產(chǎn)的單一、權(quán)威數(shù)據(jù)源載體，PLM始終保持了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和配置相關(guān)數(shù)據(jù)的源頭特性，牽引產(chǎn)品生產(chǎn)制造等后續(xù)生命周期階段應(yīng)用。
協(xié)同：系統(tǒng)是產(chǎn)品全生命周期業(yè)務(wù)貫通的基礎(chǔ)
協(xié)同是PLM最直接的最本源的功能體現(xiàn)，PLM將企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間、合作伙伴等不同利益體集成協(xié)同到一起，共同開展產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到維護(hù)等活動(dòng)，賦能業(yè)務(wù)。
安全：系統(tǒng)是企業(yè)核心產(chǎn)品數(shù)字資產(chǎn)的盾牌
安全是PLM最基礎(chǔ)的保障要求，涉及產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)、模型、流程，是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在，PLM系統(tǒng)要提供安全、可靠的資產(chǎn)保護(hù)。
發(fā)展：系統(tǒng)的新時(shí)代要求與內(nèi)涵
PLM系統(tǒng)的新要求
當(dāng)前，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型大背景下，PLM呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢(shì)，如以文檔為中心向模型數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)范式轉(zhuǎn)變，基于MBSE/MBD的正向研發(fā)和全三維研制應(yīng)用更廣泛、多層次跨領(lǐng)域業(yè)務(wù)協(xié)同更普遍、大數(shù)據(jù)/AI/知識(shí)工程等關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)賦能、以及系統(tǒng)向平臺(tái)化方向發(fā)展明顯并提供可定制解決方案等。我們可賦予PLM新的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)。
PLM是制造型企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的抓手
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)提質(zhì)增效的內(nèi)在需求，也是企業(yè)改革發(fā)展的必然途徑，已成為企業(yè)必修課。轉(zhuǎn)型重點(diǎn)是通過構(gòu)建企業(yè)在數(shù)字空間的業(yè)務(wù)孿生來降低內(nèi)外部不確定性的影響，其核心抓手和突破口是數(shù)據(jù)和流程。而PLM系統(tǒng)是管理企業(yè)產(chǎn)品核心資產(chǎn)和產(chǎn)品相關(guān)流程的所在地，是支撐數(shù)字化轉(zhuǎn)型的抓手系統(tǒng)。
PLM是模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)研制模式創(chuàng)新的支撐
從以文檔為中心向模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研制模式轉(zhuǎn)型，重點(diǎn)是構(gòu)建實(shí)物產(chǎn)品的數(shù)字產(chǎn)品空間。利用產(chǎn)品數(shù)字化、過程數(shù)字化、規(guī)則數(shù)字化技術(shù)，形成產(chǎn)品數(shù)據(jù)域、過程域和業(yè)務(wù)域的融合，支持全生命周期模型體系管理，以及全生命周期技術(shù)和管理活動(dòng)，逐步形成模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化研制過程。PLM作為管理產(chǎn)品所有資產(chǎn)并有效協(xié)同各利益方的基礎(chǔ)系統(tǒng)，是研制模式變革的直接支撐。
圖 1 模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品數(shù)字化研制模式示意圖
PLM是體系推進(jìn)自主可控應(yīng)用的關(guān)鍵牽引
當(dāng)前，我國工業(yè)軟件領(lǐng)域形成多品類自主工業(yè)軟件產(chǎn)品成果，并在局部應(yīng)用點(diǎn)上發(fā)揮重要作用，但是尚未形成“點(diǎn)-線-面-體”的體系化應(yīng)用格局。要體系化推動(dòng)自主軟硬件成果的工業(yè)應(yīng)用，需發(fā)揮PLM的樞紐牽引作用，拉動(dòng)覆蓋基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)軟硬件、工業(yè)軟件產(chǎn)品和業(yè)務(wù)應(yīng)用的立體全棧式自主可控應(yīng)用，構(gòu)建具備“實(shí)時(shí)、在線、安全、智能”特征的新PLM協(xié)同應(yīng)用，支撐安全可靠的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈和自主生態(tài)建設(shè)。
PLM系統(tǒng)的內(nèi)涵
綜上分析，我們認(rèn)為：新一代PLM系統(tǒng)是運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化理念、工具和技術(shù)，以相關(guān)利益方（含客戶、企業(yè)內(nèi)部、合作伙伴等）協(xié)同論證、創(chuàng)建和使用產(chǎn)品資產(chǎn)為基本目的，以產(chǎn)品全生命周期的權(quán)威數(shù)據(jù)源管理為主線，構(gòu)建產(chǎn)品的數(shù)字空間，開展模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的規(guī)劃論證、研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)測(cè)試、運(yùn)用保障活動(dòng)，以及科研生產(chǎn)管理活動(dòng)，形成客戶需求快速對(duì)接、工業(yè)部門按需研制、合作伙伴有序配套的體系性協(xié)同環(huán)境，支撐企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)賦能與流程再造，以及業(yè)務(wù)的重構(gòu)和優(yōu)化，助力企業(yè)研制范式變革和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。
新一代PLM系統(tǒng)的“新”體現(xiàn)在“系統(tǒng)理念新、管理內(nèi)容新、協(xié)同層次新、賦能手段新”四方面，理念上堅(jiān)持系統(tǒng)思維，定位到推動(dòng)企業(yè)研制范式和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支持基座。管理上堅(jiān)持?jǐn)?shù)字思維，構(gòu)建體系化的模型數(shù)據(jù)體系，數(shù)據(jù)范圍更全、數(shù)據(jù)類型更多、管理粒度更細(xì)。協(xié)同層次方面秉持上游思維，圍繞模型驅(qū)動(dòng)，形成工程急需的模型“集、析、管、構(gòu)、用”能力。技術(shù)上采用先進(jìn)架構(gòu)，融入人工智能、知識(shí)工程等，形成動(dòng)態(tài)、靈活的構(gòu)件化組裝式應(yīng)用，以及更快捷、精準(zhǔn)的模型數(shù)據(jù)服務(wù)。
圖 2 PLM系統(tǒng)的框架思路示意圖
夯實(shí)系統(tǒng)之基：開放性技術(shù)平臺(tái)
技術(shù)平臺(tái)是PLM系統(tǒng)與外部軟硬件的切分界面，向下兼容各類軟硬件環(huán)境。向上支撐PLM系統(tǒng)的功能研發(fā)和應(yīng)用，助力企業(yè)科研生產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。平臺(tái)需重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)技術(shù)能力、軟硬件適配能力、多類應(yīng)用模式支持能力和高階應(yīng)用支持能力。
錘煉系統(tǒng)之魂：全周期數(shù)字主線
全生命周期數(shù)字主線是PLM系統(tǒng)本源功能的固化和深化，效果體現(xiàn)為按照業(yè)務(wù)流程要求，將正確的數(shù)據(jù)在正確的時(shí)間遞送給正確的消費(fèi)者，完成從數(shù)據(jù)提供方到消費(fèi)者（包含人員、工具軟件、應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備等）的安全、高效遞送。全周期數(shù)字主線包括以下關(guān)鍵能力，一是管理全生命周期數(shù)據(jù)，構(gòu)成PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二是全生命周期數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、參數(shù)化和模型化處理。三是通過模型數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化管理，將數(shù)據(jù)從“孤立狀態(tài)”連接為“連通狀態(tài)”，形成經(jīng)緯相通的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。四是模型數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)賦能，即通過管控流程、技術(shù)流程和協(xié)同流程，為業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，并與可視化技術(shù)和工具深度融合，構(gòu)成3D為主的直觀、模型驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品研制協(xié)同環(huán)境。
圖 3數(shù)字主線能力構(gòu)成示意圖
重塑系統(tǒng)之體：全周期應(yīng)用套件
應(yīng)用套件作為PLM系統(tǒng)的具象化表現(xiàn)形態(tài)，在平臺(tái)化背景下要具備構(gòu)件化特征，可隨業(yè)務(wù)變化獨(dú)立或組合運(yùn)行。應(yīng)用套件的來源包括幾類，一是通過集成方式將各類工具軟件（如MBSE工具、CAD、CAE等）納管到系統(tǒng)管理。二是通過技術(shù)接口、數(shù)據(jù)庫集成和流程集成等方式將應(yīng)用系統(tǒng)接入。三是利用平臺(tái)技術(shù)能力重構(gòu)的業(yè)務(wù)套件。這些應(yīng)用套件是支撐全生命周期業(yè)務(wù)應(yīng)用的關(guān)鍵工具和生產(chǎn)力體現(xiàn)，是PLM系統(tǒng)提供解決方案的基本構(gòu)件。
精描系統(tǒng)之眼：體驗(yàn)式工作空間
工作空間是系統(tǒng)的直接體驗(yàn)窗口，是數(shù)字產(chǎn)品空間中重構(gòu)和執(zhí)行數(shù)字化流程體系的終端載體。工作空間需考慮主流體驗(yàn)、工程特殊性、學(xué)習(xí)成本以及推進(jìn)難度等因素，系統(tǒng)從能用、好用到易用，需在體驗(yàn)上下功夫。體驗(yàn)式工作空間可考慮三類風(fēng)格，即服務(wù)原有用戶的既有界面風(fēng)格、適應(yīng)當(dāng)前體驗(yàn)要求的個(gè)性化風(fēng)格以及3D沉浸式風(fēng)格，盡量避免“做新的丟舊的”。
以重大工程為牽引，筑牢產(chǎn)品工程能力和解決方案體系
工業(yè)軟件需求來源于工業(yè)，賦能于工業(yè)。要在調(diào)研分析重大工程在技術(shù)、應(yīng)用、資源、模式和運(yùn)營等客觀需求基礎(chǔ)上，為工程提供可行、可靠的解決方案。
做好工程需求分析，加強(qiáng)原創(chuàng)關(guān)鍵技術(shù)策劃和創(chuàng)新
重點(diǎn)圍繞工程，發(fā)現(xiàn)并識(shí)別重大技術(shù)機(jī)會(huì)，突破制約工程應(yīng)用的關(guān)鍵核心技術(shù)，解決工程直接關(guān)切。同時(shí)，要結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行再定義、再規(guī)劃和再優(yōu)化，明確系統(tǒng)功能、性能、易用性要求和指標(biāo)，研發(fā)可靠軟件產(chǎn)品，突出特色能力培育和形成，力爭(zhēng)走出對(duì)標(biāo)發(fā)展的老路子。
結(jié)合工程應(yīng)用需要，加強(qiáng)分層分級(jí)的解決方案建設(shè)
結(jié)合工程需求，甄選、評(píng)估工程所需的自主工業(yè)軟硬件生態(tài)伙伴，以PLM系統(tǒng)為牽引，聯(lián)合打造適合工程需要的構(gòu)件化、組合式應(yīng)用，并具備適應(yīng)業(yè)務(wù)變化的“快、靈”技術(shù)能力，支撐研制范式變革的動(dòng)態(tài)性、長(zhǎng)期性，為總體、分系統(tǒng)和配套單位提供實(shí)用、好用的個(gè)性化解決方案。
以工程需求為牽引，強(qiáng)化歷史資源和系統(tǒng)平替能力
系統(tǒng)建設(shè)要避免出現(xiàn)“修路拆城”現(xiàn)象，盡量降低建設(shè)或升級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用帶來的影響。平替能力需覆蓋不同廠商的同類產(chǎn)品替換，以及同一公司的產(chǎn)品替換和升級(jí)，兩類場(chǎng)景均需保持客制化功能和應(yīng)用不受或少受影響，支持平滑無感升級(jí)乃至回退操作，最大程度保護(hù)客戶數(shù)字資產(chǎn)。
聚焦產(chǎn)品核心能力，打造自主可控的高質(zhì)量軟件
新一代PLM系統(tǒng)在產(chǎn)品上要采用減法思維，以模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，更廣泛集成各種MBD、MBE、MBX技術(shù)和工具，重點(diǎn)突破模型數(shù)據(jù)管理、數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用、多層次業(yè)務(wù)協(xié)同等核心能力，形成跨代特征鮮明的PLM產(chǎn)品。
PLM系統(tǒng)能力構(gòu)成包括集成維度、數(shù)據(jù)維度、模型維度、協(xié)同維度和數(shù)智維度的功能集。
數(shù)據(jù)維度是PLM系統(tǒng)的基本功能，歷經(jīng)近二十年發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟穩(wěn)定，避免重復(fù)投入。集成維度要重點(diǎn)研發(fā)與各種工具的深度集成，實(shí)現(xiàn)多品類模型的解析、管理和應(yīng)用。模型維度重點(diǎn)突出工程特性，強(qiáng)化模型的連續(xù)性，力爭(zhēng)打通模型的應(yīng)用全鏈條。協(xié)同維度重點(diǎn)聚焦到以模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的協(xié)同場(chǎng)景，以及由此引起的IPT等應(yīng)用模式變化，探索供需方協(xié)同論證、方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)仿真、設(shè)計(jì)制造等典型應(yīng)用場(chǎng)景。數(shù)智維度結(jié)合工程場(chǎng)景加大人工智能技術(shù)應(yīng)用，從智能知識(shí)推送、自動(dòng)化模型識(shí)別處理、數(shù)字工程師等方面探索應(yīng)用落地，將耗時(shí)耗力易錯(cuò)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，為業(yè)務(wù)人員提供AI賦能工具。
產(chǎn)品上建議采取“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)做優(yōu)，模型驅(qū)動(dòng)做強(qiáng)、數(shù)智化做實(shí)”策略，數(shù)據(jù)維度做優(yōu)，模型和協(xié)同做強(qiáng)，數(shù)智維度做實(shí)。
圖 4 PLM系統(tǒng)分類功能示意圖
以國家創(chuàng)新戰(zhàn)略為指導(dǎo)，加快PLM系統(tǒng)數(shù)智化進(jìn)程
傳統(tǒng)PLM系統(tǒng)注重管理，弱化工程，新一代PLM系統(tǒng)要站在用戶和業(yè)務(wù)角度換位思考，通過AI賦能為業(yè)務(wù)帶來更多粘性，為用戶賦能并大幅減負(fù)。在數(shù)據(jù)的“集管用”、模型的“集析管構(gòu)用”中強(qiáng)化AI場(chǎng)景識(shí)別和場(chǎng)景賦能，形成數(shù)據(jù)“集管識(shí)用”和模型“集析管識(shí)構(gòu)用”新場(chǎng)景，探尋多方案設(shè)計(jì)空間的快速尋優(yōu)、創(chuàng)成式CAD設(shè)計(jì)、復(fù)雜系統(tǒng)智能仿真分析、智能生產(chǎn)調(diào)度、智能質(zhì)量檢測(cè)與控制、智能設(shè)備運(yùn)維、智慧管理等數(shù)智化應(yīng)用，形成AI賦能工具集，加快系統(tǒng)的數(shù)智化進(jìn)程。
PLM產(chǎn)品要力爭(zhēng)做到“平臺(tái)基礎(chǔ)牢、核心功能強(qiáng)、業(yè)務(wù)方案好、應(yīng)用體驗(yàn)優(yōu)”的高質(zhì)量、高可靠的軟件系統(tǒng)，通過PLM牽引，打造分層分類解決方案，帶動(dòng)自主軟硬件成果的工程化應(yīng)用和優(yōu)化，支撐模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研制范式變革，帶動(dòng)自主工業(yè)軟件生態(tài)建設(shè)。
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