产品生命周期管理系统的优化方案

1）产品全生命周期管理概述

产品全生命周期管理（product overall lifecycle management，PLM）与产品数据管理（PDM）技术有着密切的联系，PLM是PDM的继承与发展。PDM技术已经有近二十年的发展历程，其技术及相关产品的发展经历了3个阶段，即专用PDM阶段、专业PDM阶段和分布式标准化PDM阶段。20世纪80年代初随着CAD在企业中的广泛应用，对于电子数据和文档的存储及获取新方法的需求变得越来越迫切，诞生专用PDM，以解决大量电子数据的存储和管理问题。20世纪90年代初出现专业PDM系统，可以完成对产品工程设计领域的产品数据的管理能力、对产品结构与配置的管理、对电子数据的发布和工程更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与查询等，同时软件的集成能力和开放程度也有较大的提高。20世纪90年代末分布式系统和PDM技术的标准化标志着了新一代PDM时代的到来。

PLM是当代企业面向客户和市场，快速重组产品每个生命周期中的组织结构、业务过程和资源配置，从而使企业实现整体利益最大化的先进管理理念。产品全生命周期管理是在经济、知识、市场和制造全球化环境下，将企业的扩展、经营和管理与产品的全生命周期紧密联系在一起的一种战略性方法。先进制造与管理技术认为，把以一个核心企业为主，根据企业产品的供应链需求而组成的一种超越单个企业边界的，包括供应商、合作伙伴、销售商和用户在内的跨地域和跨企业的经营组织称为扩展企业。目前，客户和供应商的参与已经相当普遍，任何企业必须扩展，传统封闭孤立的企业已无法生存。

PLM将先进的管理理念和一流的信息技术有机地融入现代企业的工业和商业运作中，从而使企业在数字经济时代能够有效地调整经营手段和管理方式，以发挥企业前所未有的竞争优势。PLM就是指从人对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。其中包括产品需求分析、产品计划、概念设计、产品设计、数字化仿真、工艺准备、工艺规划、生产测试和质量控制、销售与分销、使用/维护与维修以及报废与回收等主要阶段。贯穿产品全生命周期价值链，企业的各个部门（可以是独立的企业）形成了一个完整、有机的整体。为了实现利益最大化，作为这个整体上的各部门之间需要紧密地协同运作，同时，这些部门的组合方式也在不断地发生变化。

2）产品全生命周期管理系统的体系结构

（1）PLM功能结构。PLM系统在功能上划分为3个集中式管理服务构件集和一个资源集成与信息服务平台。3个构件集包括信息服务构件集、资源管理构件集和过程监控构件集。这3个服务构件集分别从信息、资源和过程3个方面为扩展企业提供产品全生命周期管理所涉及全部核心功能和应用功能，而资源集成与信息服务平台为以上3个构建集提供信息集成的网络平台。

①信息服务构件集。为扩展企业提供基础信息服务，如模型服务、视图管理和知识管理等，同时还提供一些基本的领域应用信息服务，如电子仓库、目录服务、零件分类服务、产品结构等。除此之外，信息服务构件集还为资源管理构件集、过程监控构件集提供系统信息和过程信息服务，为资源部署与信息网格平台提供资源链接和汇集方面的信息服务。

②资源管理构件集。为扩展企业提供一个资源集成环境，并对所有被集成到资源部署与信息网格平台上的资源进行管理。主要功能包括资源部署、资源配置、资源定制、动态联盟和系统安全等功能。

③过程监控构件集。为扩展企业提供协同工作的环境，监控资源的运行过程和状态。主要功能包括生命周期管理、工作流管理、变更控制、项目管理等。

④资源集成与信息服务平台。在3个服务构件集的基础上，基于XML的信息网格协议（如SOAP、WSDL、UDDI等）包装、发布、组织和管理扩展企业的资源和信息，实现扩展企业资源的动态部署、连接和信息交换。扩展企业资源和信息沿时间和空间两个方向展开，构成一个逻辑上的网格。扩展企业的资源和信息部署在网格结点上，网格结点之间的连线表示扩展企业资源之间的相互关系。资源部署与信息服务平台的作用主要包括两个方面：一方面，通过在标准的信息网格协议的基础上，采用松耦合的方式，动态地建立和维护核心企业与各协同企业间面向产品价值链的资源和信息关联关系；另一方面，部署在网格平台上的各个结点也是企业提供信息服务的入口。

（2）PLM软件体系结构。PLM系统的软件体系结构设计需要能够支持在异构环境下基于容器的构件化设计，且具有跨平台能力，而RML/J2EE平台作为PLM系统技术支撑平台目前为多数系统所采用。支持J2EE的商业平台较多，技术也相对成熟，并且J2EE平台和CORBA能通过RML/IIOP进行互联，这也为支持扩展企业应用系统的集成提供了基础。

Web Logic是最新一代的Web应用服务器，基于J2EE的PLM系统网络结构及软件体系结构与传统的客户/服务器（C/S）模型和基于Web的浏览器/服务器（B/S）模型不同，它是一种包括客户层、中间层和企业信息层的多层结构。中间层建立在J2EE平台上，企业信息层建立在基于CORBA的基础信息平台上。中间层分为表示逻辑层和业务逻辑层，这种分层方法可以将企业业务逻辑与客户视图分开，极大地增强了企业应用系统的扩展性、健壮性和可维护性，使得开发者能迅速改变原有的企业应用逻辑，并将新的应用系统插入到该平台中，从而使得企业能适应迅速发展的业务环境。

①表示逻辑层。表示逻辑层负责产生PLM系统的用户视图，并为浏览器客户提供相应的页面显示、定制和用户交互。表示层包括各种显示模块，如权限和用户视图、产品文档数据视图、产品配置视图等。表示层并不实现企业的实际业务逻辑，只是作为用户和业务之间的纽带，为用户生成用户视图和交互界面。企业业务逻辑的实现是在业务逻辑层完成的。

②业务逻辑层。在业务逻辑层，通过开发各种分布式软件构件来实现PLM系统在业务逻辑上的需求，这些构件覆盖了PLM系统各个功能层次上的全部功能设计。J2EE平台本身提供支持基于构件分布式计算所需要的各种公共对象服务，并通过构件容器的帮助建立和协调各构件之间运行时的相互关系。

③企业信息层。企业信息层包括数据库系统、扩展企业信息系统，如CAD、CAPP、MRPⅡ/ERP、SCM、CRM等。PLM系统与扩展企业其他信息系统的集成既可以在数据级，也可以在应用级。应用级的系统集成可以先通过CORBA进行包装，然后再通过RMI/IIOP协议在J2EE构件和CORBA构件之间进行通信，以实现信息和功能的集成。

（3）PLM系统的总体层次结构。PLM系统在软件总体设计上分为6个层次，它们是通信层、对象层、基础层、核心层、应用层和方案层，如图5-3所示。(www.xing528.com)

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面向对象的分布式计算基础环境。中间3个层次包括基础层、核心层和应用层，是PLM系统实现的主要内容。

基础层是建立在对象分布式计算平台之上，以规范化的构件服务接口形式为PLM的其他功能构件提供基础信息服务，是实现PLM的关键。它包括模型管理、多视图管理、生命周期管理、协同工作环境、权限管理和集成环境等功能模块。

核心层包括支持产品全生命周期各阶段对数据和过程的基本操作功能，其功能模块以构件API的形式向上层提供服务，也可以直接服务于最终用户。它包括基于主题的知识管理、零件分类管理、产品结构管理、工作流程管理和电子仓库管理等功能模块。应用层是为支持扩展企业构建与特定业务需求相关的解决方案而提供的一组应用工具集。它包括系统定制工具、二次开发工具、面向全生命周期的变更管理、项目与计划管理、面向全生命周期的配置管理、分类编码管理和协同设计工具等。方案层支持扩展企业构建与特定产品需求相关的解决方案。

3）产品生命周期管理的解决方案

Siemens PLM Software（西门子PLM软件）的PLM解决方案由Teamcenter、NX等一系列软件组成，其中Teamcenter系统是内容十分全面、完全基于标准的纯Web体系结构的PLM解决方案。在过去数年中，Teamcenter已经在全球数百家企业实施了约20万套用户许可证，绝大部分都取得了成功。因此，Siemens PLM Software的PLM系统，在业界称作“经过验证”的、成熟的PLM系统，如图5-4所示。

图5-3　PLM的总体层次结构

Teamcenter涵盖了产品的全生命周期，其效用体现在如下几个方面：

在产品生命周期的早期阶段，为企业优化产品的需求定义、概念设计及设计验证过程，旨在降低成本，提高产品生命期的生产力。

在产品生命周期的中期阶段，让企业能够充分利用现有的智力资产，迅速进行产品的转型、引申和改良，以完全创新的研发产品让企业不断赢利。

图5-4　产品生命周期管理

而在产品生命周期的后期阶段，衍生和定义出新的用途和使用方法，力图进入新的销售市场，提供数字化的服务与维修，尽量减少维修成本，从而延长产品的生命周期，让企业尽量延续获利。

传统上，在企业与其供应商及客户之间、企业中异构的应用系统之间、产品生命周期内不同的阶段之间、分散在不同地点的产品生命周期的参与者之间都存在着信息交换的诸多障碍。信息流的不通畅严重地影响着企业的研发和生产效率。

由于Teamcenter解决方案采用了J2EE、UDDI、XML、SOAP、JSP、JT以及纯Web体系等先进技术，因此Teamcenter支持在产品生命周期中不同阶段之间相互交换和管理物料清单，从而将整个产品生命周期统一起来。这种不同阶段之间的产品信息无缝交换，使得企业能够消除地理、部门和技术的障碍。

Siemens PLM Software的解决方案提倡行业的针对性和实用性。针对某个行业，一旦明确了它的期望值，总结了最佳实践经验，运用Siemens PLM Software，公司就能根据此行业特定的需求，提供满足行业需求的、经过预先配置的、具有即装即用功能的Teamcenter行业解决方案。这些行业解决方案融合了行业惯例、行业最佳经验、大众术语以及该行业用户日常所熟悉的文档和报表格式，特别是提供了经过验证的行业模板与成熟的流程，容易实施且见效快，为广大行业用户喜爱和接受，并且以最快的速度为企业获取效益与回报。