名词简介

PLM：产品生命周期管理（Product Lifecycle Management ）

CRM：客户关系管理（Customer Relationship Management）

MES：制造执行系统（Manufacturing execution systems）MES浅析

SCM：供应链管理（Supply Chain Management）SCM

PDM：产品资料管理（Product Data Management）

BOM：物料清单（Bill Of Materials）

ECO：工程变更命令（Engineering Change Order）

CAD：电脑辅助设计（Computer Aided Design）

CAE：计算机辅助工程（computer aided engineering，cae）

CAM：计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing）

CAPP：计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning）

前言

产品的设计与制造，特别是机械产品的设计与制造，在全世界范围内都有着悠久的历史。早期的工匠制造时期，产品的设计与制造是由工匠个人独立完成的，设计制造是一个统一的过程，产品生产是单件小批量的。

此外工匠的设计方法、制造工艺等，大多依赖于工匠的经验和技能，并且采用亲授、嫡传的方法继承和发展，因此有很多设计和制造方法缺乏记载，从而失传或消失了。

到了近代，即工业化时代以后，传统的产品设计制造方法已经无法满足社会需求。设计师们利用通用的二维图纸描述产品的结构信息，并根据工具的不断进步，制定出各种标准的工艺方法，进行大规模、大批量的生产。

电子计算机的出现，对以机械产品为主的制造产生了深远的影响。CAD等多种计算机辅助工具的使用，不仅改变了人们对产品信息的描述方法，也改变了传统的产品开发工作模式。与此同时，产品的大规模生产也难以满足快速变化的市场需求，取而代之的是灵活、多样的定制和系列化产品的生产。

上世纪80年代，出现了以产品的数据管理( PDM )为核心的技术和理念，并不断演化、发展，直到形成了今天的 产品生命周期管理 (PLM)。PLM不仅为产品的开发提供了技术平台，集成了各种产品生命周期中使用到的计算机辅助工具，同时也支持产品创新、产品开发和产品维护等工作的 过程管理 。

一、PLM简介

1.为什么要使用产品生命周期管理？

随着制造业的不断发展，随着CAD／CAM等各种先进技术的运用，产品开发周期在缩短，但产品设计制造过程中的信息，即产品数据的数量却在成倍增加：此外，虽然计算机辅助工具在企业的各单元得到了充分的应用，但是企业的计算机辅助工具大都是一些离散孤立的系统，由于这些互不兼容的软件产生的数据格式不一致，存储介质亦是各种各样，这使得企业无法在管理设计、工艺和制造部门之间以及相关企业问题至企业与贸易间有效地传递数据信息，实现信息共享，形成了“信息孤岛”。

为了解决CAD等计算机辅助工具带来的上述问题，人们初步认识到了对此类的产品数据进行管理的重要性，于是出现了产品数据管理技术(PDM)。

例子：

1.减少了设计变更次数，比如有家企业叫日荣电子，使用PLM之后，每月修改模具和产品设计的次数由50余次减少到20多次，每月直接节省费用5万元左右。

2.提高技术文件的流通速度性，并大量减少纸张的使用。如科密公司原来每月从工程部门发出15000多张纸文件，使用PLM后减少到2000张以下。

3.提高零部件的通用性，如长青集团导入PLM后，M3-M6的各种螺丝由389多种降到100种以内，各线由500多种降到150种以内。降低采购成本、库存管理成本、交货周期。

4.是提高资料的查询效率，如日荣公司使用PLM后，工程师花在查找、整理资料方面的时间由每天超过80分钟减少到不足15分钟，工作效率显著提高。

5是缩短研发周期，提高工作效率。以PLM为协同平台，增强了团队成员的沟通效果，减少了因沟通不畅所发生的错误和纠纷，平均项目周期缩短了10－25％左右。如大洋电机，2005年研发200多种新产品，2006年研发新产品已超过300种，但研发人员的数量增加不多；如信利半导体，将原项目管理部的25人缩减为5人，文控中心5人缩减为2人。

2. PLM （Product Lifecycle Management ）产品生命周期管理

PLM是一种应用于在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的创建、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，所以PLM是一个概念上的规划，而不是一个独立的解决方案或产品（百度百科）

PLM是覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程的、开放的、互操作的 一整套应用方案 ，允许扩展型企业在公司间共用产品的业务流程和产品知识，包括从提出概念到产品退出市场整个生命周期的各个阶段。（维基百科）

PLM通常与SCM（Supply Chain Management，供应链管理）、CRM（Customer Relationship Management，客户关系管理）、特别是ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划） 等其他系统进行集成 ，从系统中提取相关的资讯，并使之与产品知识 发生关联 ，进而使之用于 扩展型企业 ，使从制造到市场、从采购到支持的所有人都能够更快速、高效地工作。

产品生命周期是一种战略性的业务模式，支持产品信息在全企业和产品全生命周期内（从概念到生命周期结束）的创建、管理、分发和使用，它集成了员工、流程和信息等要素，是覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程的、开放的、互操作的一整套应用方案。

---

在理想情况下，所有参与某项产品的系统和部门，有权使用同一个数据库：从计划（PPS/ERP），设计（CAD），计算（CAE），成形到控制（CAM），销售和服务。

虽然逻辑上是完善的，但事实上，没有一个PLM产品能完全满足所有企业资讯整合需求，也没有任何一个企业能完全使用套装软件既有功能而不作任何客制化开发之导入方式完成系统建构，而每一套PLM解决方案亦各有千秋；有些产品是从产品设计观点及工程角度出发，重视产品协同设计的能力；有些产品是从整体平台出发及专案管理出发，重视产品生命周期管理的能力；有些则是以产品知识累积及企业流程管理出发，重视产品结构及知识累积的能力等。

3. PLM与PDM

与 PDM 关系

PDM：产品资料管理（Product Data Management）

PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念，这是与PDM的本质区别。

由于PLM与PDM的渊源关系，实际上几乎没有一个以“全新”面貌出现的PLM厂商。大多数PLM厂商来自PDM厂商。有一些原PDM厂商已经开发了成体系的PLM解决方案，成功地实现了向PLM厂商的转化，如EDS、IBM。

当然，也有ERP厂商的加入，如SAP，已经提出了自己的基于ERP立场的PLM解决方案，试图在这个广大的市场上来分一勺羹；还有一些CAD或工程软体厂商也在正在做这样的努力。

需要指出的是，有一些原来本是PDM/CAD的厂商，并没有推出实际的PLM产品，而只是改了个名字就自称为PLM解决方案厂商，顺道搭车卖一些低端的PDM/CAD产品。这样一些鱼目混珠的动作给市场和广大客户都造成了很多的困惑。

PLM，并不是一种简单的“系统集成”——例如，把一个PDM，两个CAD，再来一个数位化装配，加之连线上某个ERP或是SCM系统，辅之以Web技术，就是“PLM”系统了——这样 做，只是实现了一种技术的堆积和继承，只是完成了任务和过程自动化这样的功能，没有体现出PLM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的，但是对于实施PLM战略是不充分的。

首先要理解到，由于PLM策略是完全从事于不同的商业使命，因而它需要更复杂的系统体系结构。PLM技术的选择和实施必须以这样的方式来做，构建一个面向更广泛的商业使命的生命周期财富管理系统来组成。技术的采用必须根据这个高层次的使命的原则来选择，而不是以完成任务和过程自动化这样传统的历史使命来选择。

与 PDM 区别

1、本质不一样：PDM提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行化的协作环境。PLM则强调了对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念，这是与PDM的本质区别。

2、概念不一样：PLM是产品生命周期管理，而PDM则是产品数据管理，PDM是一门用来管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。简而言之PDM是一系列的技术。

3、PDM是PLM的一部分：PLM主要包含三部分，即CAX软件（产品创新的工具类软件）、cPDM软件（产品创新的管理类软件，包括PDM和在网上共享产品模型信息的协同软件等）和相关的咨询服务。由此可见，PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。

4.BOM

1. BOM 简介

物料清单(BOM)，又称为产品结构表或产品结构树，它反映一个产品所有零组件的构成层次关系和数量关系。在通常情况下，物料清单是在产品设计阶段生成的，然后并行或先后地由其他部门(如销售、工艺过程规划、成本核算、采购、生产和维修等部门)使用。下面介绍BOM的作用、形式及结构特点。

2.MBOM的作用

BOM 术语的产生来源于制造资源计划系统。ERP系统利用产品展开技术，依据相关需求的理论和严谨的科学方法，按产品零件结构表计算和规划什么时间，需要什么零件和需要多少零件，再结合工时定额、工人、设备等条件确定何时完成及如何完成这些零件。制造物科清单(MBOM)、库存记录及工艺路线在一起构成了ERP系统的基础数据。图5-1反映了Oracle公司的ERP产品中物料清单模块与其它模块的关系。由图5-1可见，MBOM对产品的结构提供了最基本的信息，是ERP进行物料需求计划的基础。它的合理性和准确性是ERP系统实施成功的保证。

图5-1

3.EBOM，MBOM和装配 BOM

EBOM 一般称作零件明细表，它是产品设计结构树的形式表达，主要反映整个产品的设计结构，以此来对整个产品生命周期的数据进行组织、任务安排、文件管理。

MBOM是一种描述装配件结构化的零件表，其中包括所有子装配件、零件、原材料的清单，以及制造一个装配件的数量，这些信息要求能够说明组件项目中各种物料需求的数量和相互之间的组成结构关系。

EBOM和MBOM的主要区别。

CBOM和MBOM的主要区别描述如下:

（1）设计部门作为EBOM的设计者和使用者通常按某种类型产品的图号来组织EBOM信息。设计部门按照图号来合并产品信息，形成该产品的总明细表、标准件汇总表、外购件汇总表、外协件汇总表等。在该过程中，有时一个相同的零件由于属于不同的产品，有不同的图号，反映在PDM系统中是不同的零件，这样就没有达到物料编码的唯一的要求。

（2）EBOM中的内容只限于图纸上表达的零件，而MOM中包括了生产过程中的原辅助材料、工装、刀具及量具等。此外，MBOM中包括自制品所需的每一种物料及其定额；每一种物料发料方式、发料库存；每一种物料在物料清单中的生效日、失效日、损耗率等。

（3）MBOM中零件、部件的层次关系一定是实际装配过程的反映，而EBOM则不一定。在实际装配过程中，在组装成EBOM中的某个大的部件之前，有时要先装配出下层的几个子部件，再装配成该部件，这些子部件在EBOM中并不出现，在MBOM中则必须出现，称之为中间件；有时又不会按照设计图纸上所示的组合进行装配，则EBOM中的某些组合件在MBOM中可能并不出现，称之为虚拟件。MBOM中包含了装配时间因素。EBOM中不能表达基于下层的子件装成上层母件的先后顺序和时间间隔，而MBOM要反映各子件装配的提前期偏置时间，并依据该提前期形成生产计划。

装配 BOM 是由EBOM转换成MBOM的中间阶段。与EBOM比较，二者的产品层次不同，EBOM中的产品层次是设计视图，装配BOM的产品层次结构是实际装配时的制造视图，且装配BOM增加了零部件的工艺信息如制造/装配工时等；与MBOM比较，二者的产品层次结构相同，但MBOM的零部件信息更多，包含了在ERP中添加的生产管理方面的信息。对EBOM、装配BOM，MBOM所含的信息的比较见表5-2。

表5-2

二. PLM 的作用

PLM相比其他IT系统有一个独特的价值-从生命周期的角度最大化产品的价值。

首先,PLM能够改善企业产品创新体系,使利润进一步提高。更进一步,PLM的最终目的是建立一个管理产品生命周期中各种数据、过程和应用的协同平台,管理从产品的需求分析、概念设计、初步设计、工艺设计、制造过程的数据和流程,并实现与项目管理、ERP等软件的双向集成,从而提高企业生产效率和产品创新效能。

具体来看,作为世界级制造业的先进管理模式,PLM 能够在以下多个方面对企业产生显而易见的价值:

1.提高产品开发准确率

PLM能保证产品功能以及研发过程始终处于监控之中,任何能导致不满足客户需求的更改都被及时处理。同时,PLM 策略在产品设计早期,能很好地考虑到产品生命周期的各种因素,提前发现设计上的错误和误差,及时进行修正,并可以在设计过程中,接照市场需求,不断提出可比较的多种设计方案,从而取得最优化的设计成果和效益。

2.提升产品开发效率

PLM 可以通过数字分析方法,大量减少产品设计的物理原型;并使得并行研发、试验多个型号的新产品变得更加容易。通过PLM策略能有效提高质量和效率,缩短生产线调试时间和上市时间,提高产品和流程创新回报。此外,PLM 策略使其产品在设计时,除了设计部门,其他业务部门也可以提前介入,并行作业,这大大缩短了开发时间。

3.有效降低产品生产成本

国外有关研究认为,制造业企业在开发过程投入的成本占用了产品生命周期成本的70%甚至更多,这意味着设计决定了制造成本。PLM通过知识重用和信息共享,在产品研发等诸多方面降低企业内交易成本。据相关的研究数据显示,企业全面实施PLM后,可节省5%~10%的直接材料成本,提高库存流转率20%~40%,降低开发成本10%~20%,进入市场时间加快 15%~50%,降低用于质量保证方面的费用15%~20%,降低制造成本10%,提高生产率25%~60%。

4.协同、管理产品生命周期中的各种数据、过程和应用

对产品生命周期进行管理的真正价值在于将PLM打造成整个企业跨部门的管理平台,将所有规划的CRM、CAD、CAE、PDM、ERP、SCM等IT系统集成到PLM平台上,营造协同开发的环境,使顾客、生产、采购、销售等环节一同与产品开发,提供产品生命周期中流程和数据的管理,整合产品生命周期历程中的全部过程和应用,从而从生命周期的角度最大化产品的价值。正如一位CIO所说“有了PLM系统,ERP、CRM和SCM系统才终于有了它们一直需要的东西-一个可靠的、可以普遍访问到的、最新、最准确、最完整的产品信息源。”

三、发展历史

时间线

随着工业 4.0 迎来物联网 (IoT)、机器学习和机器人等技术的新时代，基于云的产品生命周期管理 (PLM) 软件的采用率持续上升。为了驾驭这个技术时代的复杂性，公司正在寻找更有效和更具成本效益的方式将新产品推向市场。今天的 PLM 软件通过提供统包解决方案来集中整个产品记录、改善分散团队之间的协作并提高生产力来满足这一需求。

产品生命周期管理的演变

1931 年： 纽约一家广告公司的创始人奥托·克莱普纳 (Otto Kleppner) 将产品生命周期的前身概念化，其中产品经历了三个阶段：开拓性、竞争性和保持性。

1950 年： “配置管理”的概念由美国国防部引入，作为一种基于纸张的系统，用于记录和跟踪产品的配置方式。

1966 年： 美国经济学家雷蒙德·弗农 (Raymond Vernon) 发表了“产品周期中的国际投资和国际贸易”。在本文中，他将产品生命周期理论化为包括以下阶段：引入、成长、成熟、饱和和衰退。

1969 年： 软件公司 United Computing（后称为 Unigraphics）发布了UNIAPT，这是世界上第一个商用计算机辅助制造 (CAM) 产品。CAM 很快成为计算机辅助设计 (CAD) 的补充工具。

1970 年： 美国军方发布了关于政府承包商应如何使用配置管理的标准（即“MIL-STD”）。这些标准专注于管理、质量和互操作性，最终成为 PLM 的关键驱动因素之一。

1979 年： Dan Bricklin 和 Bob Frankston 推出了第一个名为 VisiCalc 的电子表格程序。电子表格最终被用作管理工程和制造物料清单 (BOM)的工具。

1980 年代初期：

CATIA 是一种多平台计算机辅助设计 (CAD)软件。5 CAD 被用作标准工具来帮助工程团队创建产品设计。

产品数据管理 (PDM)系统的开发是为了适应 CAD，因为 CAD 的数量和版本变得难以管理。

Unigraphics 是 McDonnell Douglas 的一个部门，合并 CAD 和 PDM 系统以开发基于计算机的 PLM 解决方案。

1985 年： 美国汽车公司首次使用 PLM 来加速其车辆的生产，尤其是 Jeep® Grand Cherokee。

1992 年： Jeep® Grand Cherokee 是第一款使用“产品生命周期管理”流程制造的有记录的产品。

至今： PLM 现在是一个术语，现在用来表示从最初的概念、开发、制造、分销到生命周期结束的产品和产品线的设计、审查和制造中使用的集成软件工具集。

三个阶段

PDM从出现到今天只有20年的时间，几经演化、发展成为今天的产品生命周期管理(PLM)，经历了如下三个阶段：

第一阶段：支持计算机辅助工具的信息集成和其文档管理阶段

最初，为了解决由CAD产生的大量的产品制图的存储和检索问题，以及此类文件的版本约束问题，一些大型的汽车、航空行业的制造商(如通用汽车公司)在广泛使用CAD的基础上，自行开发了一套管理其产品设汁CAD文件的管理方式并形成系统，来跟踪由CAD／CAM产生的文档，并对其版本进行控制。

这就是早期的PDM／PLM，由于此类系统的需求和功能都小尽相同．而且没有统一的标准和定义．因此各自有其名称和技术标准，如DM、EDM、IM等等。

此后，在 文档管理 的基础上，又增加了将图形文件与产品结构中相关信息链接起来的能力，提供了对产品结构和配置的管理功能。从而形成了PDM最典型的几个功能模块，即文档管理模块、 产品结构与配置管理 模块、产品分类查询模块等。

与此同时，提供CAD／CAM的软件商，也已经把PDM作为CAD／CAM软件的附加功能模块，提供给其客户，并逐渐使PDM成为单独的商业软件。

此时典型的商业化产品有UGSIMAN，IBMPM等，其客户也主要是各企业的设计部门。这时的PDM产品仅在一定程度上缓解了“信息孤岛”问题，仍然普遍存在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。

第二阶段：支持过程集成和虚拟产品开发阶段

上世纪90年代初期，由于并行工程等一系列先进制造思想的发展，各PDM的软件供应商在不断完善其PDM产品的信息集成能力的同时，增加了 工作流程管理 的功能模块，并定制了若干标准的“审核”工作流程和“变更”工作流程模扳，希望能真正从过程上集成产品开发中的各部门和人员。

此外还采用标准的产品对象建模方法管理产品信息，以及文档签入，签出、文档发布保护等各种必须的功能。这个时期的PDM产品已经较为成熟，而且作为企业的产品开发平台，集成其他计算机辅助工具支持产品的虚拟开发，注重产品在开发过程中的协同工作，因此在此期间，这类PDM产品及其扩展功能也有诸多新名称。

第三阶段：支持企业间协同工作和全面的产品生命周期管理阶段

最近，一个新的理念PLM(Product Lifecycle Management产品生命周期管理)已经出现。PLM整合了包括CPC在内的各种概念，用来描述企业及其伙伴问从上到下整个对其产品生命周期中的智力资产和信息各种相关活动进行管理的解决方案。事实上，PDM仍然是PLM的核心部分，只是PLM已经并非单一的技术，而是为了提高企业产品竞争能力所实施的战略性方案。

美国著名的工业咨询公司CIMdata在2002年7月对PLM进行了统一的定义：“PLM(Product Lifecycle Management，产品生命周期管理)是一种战略性的业务模式，它应用一系列相互一致的业务解决方案，支持产品信息在全企业和产品全生命周期内(从概念到生命周期结束)的创建、管理、分发和使用，它集成了员工、流程和信息等要素。”

任何一套完整的产品生命周期管理(PLM)解决方案，都需要提供一些必需的功能，主要包括： 产品创新管理 、 产品开发管理 、 产品维护管理 、 项目成本和时间管理 、 质量管理 、 协作管理 、产品生命周期分析工具和企业门户等。

其中的产品开发管理模块基本上完全集成了传统PDM的所有功能，而协作模块、企业门户等则是借用了CPC的思想。但是只有PLM是从整个企业的竞争能力出发，提供的是全套的以产品为核心的解决方案。

四、PLM行业软件

1. PLM 行业市场竞争情况

1.工业软件提供商全球领先企业包括达索系统、西门子、SAP、Salesforce、Oracle、霍尼韦尔、Broner

2.国内企业包括用友网络、金蝶国际、宝信软件、国电南瑞、能科股份、广联达、赛意信息、鼎捷软件、石化盈科、中控技术等；

3.ERP领域的用友网络、赛意信息、鼎捷软件；

4.MES领域的宝信软件、柏楚电子

5.PLM领域核心技术仍掌握在西门子、达索、PTC等海外龙头手中能科股份上海联宏2016-2018年向西门子的采购额占采购总额比例超过60%目前属于西门子标准化软件的项目实施方

2.部分demo演示地址

国际（国外都是需信息审核才能体验）：

1.西门子：Teamcenter

2. PTC：Windchill

3.达索：Centric

国内：

金蝶：星空PLM云

3.开源PLM

openPLM（点击查看文档）

DocDokuPLM（点击查看文档）

4.国外更多软件参考地址

https://www.g2.com/categories/plm/free

五、odoo演示PLM

1. 管理 及工程变更

有效的管理工程变更就是沟通。Odoo 产品生命周期利用企业社交网络的强大功能帮助您跨多个部门更高效地进行通信。每个人只需关注他们的内容，审批很简单，并且文档和讨论都是集中和实时的。

2. 文档管理

文档直接附加至 BoMs、路线或其他地方;

轻松管理您文档的多个版本

3. 版本控制

利用 Odoo 产品生命周期，您可平行使用相同 BoM 的多种版本，并仅应用差异，以此管理多种变更。

实操：创建一个产品和物料清单，再生产所需要的产品和材料，在此产品的基础上利用ECO变更单来增加物料清单需要的材料，演示PLM方便查看产品物料清单和ECO的作用（如果有产品的更新在项目和产品、生产里都能看到这份变更单，解决了信息不同步和产品快速迭代的问题）

六、PLM研究机构

cimdata：CIMdata 是领先的独立全球战略管理咨询和研究机构，专注于 PLM 及其实现的数字化转型。