0 引言

    隨著PLM的應(yīng)用和推廣，PLM效益評(píng)價(jià)也日益引起人們的重視。沒(méi)有實(shí)施過(guò)PLM的企業(yè)想預(yù)測(cè)PLM實(shí)施效果，而實(shí)施了PLM的企業(yè)想驗(yàn)證實(shí)施的效果。計(jì)劃實(shí)施PLM的企業(yè)想知道什么是最適合自身的PLM功能模塊，以及購(gòu)買(mǎi)哪家廠商的軟件產(chǎn)品。開(kāi)展PLM效益評(píng)價(jià)的意義在于，不僅能幫助企業(yè)管理層弄清PLM系統(tǒng)為企業(yè)帶來(lái)的各種變化，為企業(yè)信息化改革提供決策支持，同時(shí)也為軟件廠商提供了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的方向。為此，國(guó)家863計(jì)劃把“PLM系統(tǒng)快速實(shí)施和效益評(píng)價(jià)方法”作為立項(xiàng)課題進(jìn)行研究。

1 國(guó)內(nèi)外研究情況綜述

    國(guó)際上一些學(xué)者最初研究的都是針對(duì)ERP的效益評(píng)價(jià)，后來(lái)出現(xiàn)對(duì)協(xié)調(diào)軟件的評(píng)價(jià)，對(duì)PLM效益評(píng)價(jià)的研究則不多，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究更少。IBM公司從投資回報(bào)率（Return On Investment，簡(jiǎn)稱(chēng)ROI）出發(fā)，只評(píng)價(jià)PLM系統(tǒng)實(shí)施前后潛在的經(jīng)濟(jì)效益。Stark在其《產(chǎn)品全生命周期管理》一書(shū)中，用凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回報(bào)率等方法計(jì)算PLM實(shí)施效益，在經(jīng)濟(jì)回報(bào)上比IBM的ROI概念更進(jìn)一步，但仍沒(méi)有挖掘出隱形的效益。Rajiv和Indranil在研究協(xié)同軟件對(duì)企業(yè)效益的貢獻(xiàn)時(shí)開(kāi)始綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和非經(jīng)濟(jì)效益，但該項(xiàng)研究并不是專(zhuān)門(mén)針對(duì)PLM而言的。Siemens的產(chǎn)品生命周期分析PLAN有針對(duì)PLM經(jīng)濟(jì)效益和非經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)，但缺乏企業(yè)在行業(yè)中整體地位的定量評(píng)價(jià)。咨詢公司Gartner、Giacomo Ronzuli等人都把效益評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)放在一起。Giacomo Ronzuli建立效益評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)的綜合模型，先預(yù)測(cè)各軟件的效益，選擇效益最優(yōu)的軟件。Gartner公司使用四象限圖對(duì)目前幾個(gè)主流PLM供應(yīng)商進(jìn)行了評(píng)價(jià)。Giacomo Ronzuli和Gartner公司建立的這兩種評(píng)價(jià)模型都有和具體企業(yè)的特點(diǎn)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的缺陷，但是它們都把PLM效益評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)緊緊聯(lián)系在一起。IBM、Siemens等公司推出的選型評(píng)價(jià)模型均結(jié)合自己的軟件功能進(jìn)行開(kāi)展，其選型結(jié)果都是選擇自己產(chǎn)品的某些模塊組合，不夠中立。

    綜上所述，目前的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)PLM效益評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，而現(xiàn)有的評(píng)價(jià)模型存在著不夠全面或不夠中立的缺陷。本文基于此提出以企業(yè)信息化目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)的全面評(píng)價(jià)模型。

2 PLM效益評(píng)價(jià)分類(lèi)

    PLM效益評(píng)價(jià)包括實(shí)施效果評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)兩類(lèi)，簡(jiǎn)稱(chēng)為效果評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)。效果評(píng)價(jià)通常被認(rèn)為是狹義的PLM效益評(píng)價(jià)。它是指通過(guò)定性或定量的方法，比較在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上企業(yè)的運(yùn)行情況，評(píng)價(jià)出PLM為企業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值。效果評(píng)價(jià)包括經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)和非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)。經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)是衡量企業(yè)在實(shí)施PLM以后，在勞動(dòng)力和生產(chǎn)資料等成本上的節(jié)省值，以及其節(jié)省程度在行業(yè)中的地位。非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)是衡量企業(yè)實(shí)施PLM以后信息化水平的變化，通過(guò)計(jì)算企業(yè)在同行業(yè)中信息化地位的變化，進(jìn)而得出企業(yè)影響力和競(jìng)爭(zhēng)力的變化。

    選型評(píng)價(jià)包括理想方案評(píng)價(jià)和產(chǎn)品選型評(píng)價(jià)。理想方案評(píng)價(jià)是在PLM實(shí)施之前，通過(guò)綜合考慮企業(yè)的目標(biāo)和企業(yè)的既有條件，找到最適合本企業(yè)的中性PLM功能模塊，從而得到企業(yè)理想PLM解決方案。產(chǎn)品選型評(píng)價(jià)是指按照理想方案要求，對(duì)各廠商的產(chǎn)品及其演示進(jìn)行評(píng)測(cè)，找到最接近企業(yè)要求的PLM產(chǎn)品。

3 PLM效益評(píng)價(jià)指標(biāo)

    3.1 效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    PLM能夠幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少生產(chǎn)成本、加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、提高創(chuàng)新能力、加強(qiáng)全球化能力等6個(gè)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的改進(jìn)策略有加強(qiáng)協(xié)同、知識(shí)管理、供應(yīng)商集成、人員/項(xiàng)目管理、加強(qiáng)IT基礎(chǔ)建設(shè)，以及改進(jìn)產(chǎn)品需求定義、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品銷(xiāo)售、產(chǎn)品維修等11項(xiàng)。PLM支持25類(lèi)具體措施來(lái)兌現(xiàn)相應(yīng)的改進(jìn)策略。全部具體措施可以用70個(gè)定性指標(biāo)和170個(gè)定量指標(biāo)來(lái)衡量6個(gè)目標(biāo)的落實(shí)水平。

    由此效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為四級(jí)：企業(yè)目標(biāo)—改進(jìn)策略—具體措施—衡量指標(biāo)。評(píng)價(jià)時(shí)根據(jù)不同企業(yè)的具體情況，選擇不同的目標(biāo)、改進(jìn)策略、具體措施和衡量指標(biāo)進(jìn)行個(gè)性化的評(píng)價(jià)。效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)用實(shí)際的人數(shù)、成本、時(shí)間等參數(shù)描述。通過(guò)與行業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比可規(guī)范為0至4區(qū)間的實(shí)數(shù)，然后再和規(guī)范化后的行業(yè)平均水平進(jìn)行比較。

    非經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)用4-3-2-1-0（4：智能化，3：自動(dòng)化，2：流程化，1：電子化，0：手工）等數(shù)值描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理水平，即信息化水平。

    3.2 選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系同樣從目標(biāo)出發(fā)，通過(guò)具體措施與中性功能模塊的關(guān)聯(lián)度建立企業(yè)目標(biāo)與中性PLM功能模塊的關(guān)聯(lián)度，從而獲得符合企業(yè)目標(biāo)的理想方案。最后根據(jù)每個(gè)PLM產(chǎn)品功能演示的能力，評(píng)價(jià)得出軟件產(chǎn)品的綜合符合度。選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖2所示。

圖2 PLM選型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    四層指標(biāo)通過(guò)QFD方法建立相互之間的關(guān)聯(lián)度，如圖3所示。

    重要度采用5-3-1-0（5：很重要，3：重要，1：一般，0：不重要）等數(shù)值描述對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)程度。每一級(jí)關(guān)聯(lián)矩陣描述對(duì)象之間重要度的集合。在圖4 中，各級(jí)關(guān)聯(lián)矩陣分別為R₁, R₂, R₃, R₄，其中R1為m×n的矩陣。

    差距度是采用百分比的方式描述企業(yè)當(dāng)前狀態(tài)距離目標(biāo)的差距程度。

    相對(duì)重要度是重要度和差距度之積，差距越大表示相對(duì)重要度越大。

    功能模塊是指獨(dú)立于具體軟件產(chǎn)品的中性PLM系統(tǒng)應(yīng)具有的功能模塊，如數(shù)據(jù)管理、項(xiàng)目管理等功能。

4 PLM效益評(píng)價(jià)路線

    按照效果評(píng)價(jià)和選型評(píng)價(jià)的指標(biāo)編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)問(wèn)卷來(lái)采集企業(yè)的相關(guān)信息，再通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴ǚ治霾杉�的�?shù)據(jù)，最終給出對(duì)企業(yè)PLM效益評(píng)價(jià)的各種結(jié)果。具體的評(píng)價(jià)路線如圖4所示。

圖3 PLM選型評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度定義方法

圖4 PLM效益評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)過(guò)程

5 PLM效果評(píng)價(jià)算法與結(jié)果

    5.1 非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)

    5.1.1 算法

    根據(jù)問(wèn)卷獲得k(k≤70)個(gè)企業(yè)非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施前值E0_i和實(shí)施后值E1_i，從對(duì)應(yīng)行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相對(duì)的k 個(gè)行業(yè)平均非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施前值I0i 和實(shí)施后值I1_i，i∈[1,k]。四組數(shù)均為[0,4]區(qū)間的實(shí)數(shù)。（E0_i-I0_i）和（E1_i-I1_i）分別代表實(shí)施前后第i項(xiàng)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)上企業(yè)和行業(yè)平均水平的差距值，其值域?yàn)閇-4, +4]。將差距值域分成5個(gè)子域，分別代表不同等級(jí)的差距，如表1所示。

表1 差距值等級(jí)分類(lèi)表

    綜合差距指標(biāo)的值域?yàn)閇1, 5]。將該值域分成5個(gè)子域，分別代表企業(yè)與行業(yè)平均水平比較不同的等級(jí)，如表2所示。

表2 綜合指標(biāo)等級(jí)分類(lèi)表

    根據(jù)P_n和P_f落入綜合指標(biāo)等級(jí)的區(qū)域可以得出企業(yè)在實(shí)施PLM前后與行業(yè)信息化平均水平比較的等級(jí)狀態(tài)。

    5.1.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

    (1)用餅圖直觀展現(xiàn)企業(yè)非經(jīng)濟(jì)效果等級(jí)分布情況。

    (2)企業(yè)整體非經(jīng)濟(jì)效果與行業(yè)平均水平比較的等級(jí)結(jié)論。

    評(píng)價(jià)結(jié)果如圖5所示，其中上圖為企業(yè)實(shí)施前評(píng)價(jià)，下圖為企業(yè)實(shí)施后評(píng)價(jià)。

    5.2 經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)

    5.2.1 算法

    根據(jù)問(wèn)卷獲得m(≤170)個(gè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施前值E2_i和實(shí)施后值E3_i，從對(duì)應(yīng)行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相對(duì)的m個(gè)行業(yè)平均評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)施前值I2i和實(shí)施后值I3_i，i∈[1,m]。

    （E2_i-E3_i）代表在第i項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)上企業(yè)實(shí)施前后的差距值。其計(jì)量單位一共有三種，用表3的方法統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為貨幣單位，得到企業(yè)在勞動(dòng)力和生產(chǎn)資料等成本上的節(jié)省值：

圖5 企業(yè)非經(jīng)濟(jì)效果等級(jí)分布情況與綜合評(píng)價(jià)

表3 計(jì)算企業(yè)成本節(jié)省值

    用q0_i,q1_i,q2_i, q3_i, q4_i代表第i項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效果指標(biāo)上，行業(yè)中所有企業(yè)的最小值、1/4分位值、2/4分位值、3/4分位值、最大值。用分段線性函數(shù)把E2_i，E3_i，I2_i，I3_i規(guī)范化為[0,4]區(qū)間的實(shí)數(shù)。當(dāng)I2_ii時(shí)，說(shuō)明本經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的值越大越好，用連續(xù)遞增函數(shù)規(guī)范四個(gè)值，反之用連續(xù)遞減函數(shù)規(guī)范四個(gè)值。如圖6和圖7所示。

圖6 連續(xù)遞增函數(shù)規(guī)范化E2_i，E3_i，I2_i，I3_i

    當(dāng)E2_i，E3_i，I2_i，I3_i均成為[0,4]區(qū)間的實(shí)數(shù)后，采用與5.1.1節(jié)相同的算法計(jì)算實(shí)施前后企業(yè)與行業(yè)平均水平比較的綜合差距指標(biāo)，得出企業(yè)在實(shí)施PLM前后成本節(jié)省程度與行業(yè)平均水平比較的等級(jí)狀態(tài)。

    5.2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

    （1）企業(yè)的成本節(jié)省值，展現(xiàn)企業(yè)在勞動(dòng)力和生產(chǎn)資料等成本上的節(jié)省值。如圖8所示。

    （2）企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效果等級(jí)的分布和企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效果等級(jí)結(jié)論(與非經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)結(jié)果類(lèi)似)。

圖7 連續(xù)遞減函數(shù)規(guī)范化E2_i，E3_i，I2_i，I3_i

圖8 企業(yè)在人力和生產(chǎn)資料上的節(jié)省值

6 PLM選型評(píng)價(jià)算法與結(jié)果

    6.1 理想方案評(píng)價(jià)

    6.1.1 算法

    6.1.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

    評(píng)價(jià)結(jié)果是企業(yè)理想的PLM方案，即符合條件的中性功能模塊的集合。如圖9所示，圖中業(yè)務(wù)流程管理、BOM管理、供應(yīng)商關(guān)系管理是企業(yè)理想的選取方案。

圖9 企業(yè)理想方案選型評(píng)價(jià)結(jié)果

    6.2 產(chǎn)品選型評(píng)價(jià)

    6.2.1 算法

    在選型時(shí)企業(yè)邀請(qǐng)多家軟件供應(yīng)商進(jìn)行產(chǎn)品演示，企業(yè)參考理想方案對(duì)每個(gè)軟件產(chǎn)品的性能表現(xiàn)進(jìn)行打分。然后根據(jù)打分表構(gòu)造軟件產(chǎn)品和中性功能模塊的關(guān)聯(lián)矩陣Rr×k，矩陣中每個(gè)元素代表某個(gè)軟件相對(duì)

    重要度越高的軟件產(chǎn)品越接近企業(yè)心目中理想方案。越接近企業(yè)要求的產(chǎn)品。當(dāng)然，在實(shí)際選型中，除了考慮軟件產(chǎn)品演示表現(xiàn)出來(lái)的重要度外，還得考慮軟件產(chǎn)品的其他因素。

    6.2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

    評(píng)價(jià)結(jié)果是綜合得分最高的軟件產(chǎn)品，其在功能上最接近企業(yè)的要求。如圖10所示，產(chǎn)品1將成為最接近企業(yè)要求的軟件產(chǎn)品。

圖10 產(chǎn)品選型評(píng)價(jià)結(jié)果

7 評(píng)價(jià)系統(tǒng)

    7.1 評(píng)價(jià)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

    本文在模型研究的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了PLM效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)。系統(tǒng)建立在清華大學(xué)軟件學(xué)院開(kāi)發(fā)的PLM基礎(chǔ)應(yīng)用平臺(tái)之上。該平臺(tái)是基于J2EE后臺(tái)架構(gòu)、GWT前臺(tái)富客戶端的高柔性可擴(kuò)展性平臺(tái)。平臺(tái)包括對(duì)象管理、模型定制、流程控制等模塊。在平臺(tái)的基礎(chǔ)上再定制模型、定制流程，生成效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)。PLM效益評(píng)價(jià)系統(tǒng)在平臺(tái)的運(yùn)行時(shí)按功能分為立項(xiàng)、分配、答題、報(bào)告四個(gè)模塊，如圖11所示。

圖11 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

    7.2 實(shí)施案例

    評(píng)價(jià)系統(tǒng)成功運(yùn)用到黃海船廠、京城重工等8家著名制造企業(yè)PLM效益評(píng)價(jià)實(shí)踐中。在某企業(yè)的實(shí)施案例中，部分應(yīng)用界面如圖12、圖13所示。

圖12 企業(yè)答題界面

圖13 企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)結(jié)果界面

    評(píng)價(jià)系統(tǒng)幫助評(píng)價(jià)人員為8家企業(yè)提供了詳盡的PLM效益評(píng)價(jià)咨詢報(bào)告。在對(duì)企業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)系統(tǒng)培訓(xùn)的過(guò)程中，也幫助了企業(yè)員工了解企業(yè)戰(zhàn)略，了解PLM系統(tǒng)，統(tǒng)一了管理層和員工的思路。幾家未實(shí)施PLM的企業(yè)通過(guò)預(yù)測(cè)實(shí)施效果，明確了企業(yè)在行業(yè)中信息化的地位，并已經(jīng)把實(shí)施PLM列為下一步企業(yè)的信息化戰(zhàn)略；實(shí)施過(guò)PLM的企業(yè)也表示對(duì)PLM實(shí)施效果首次有了直觀的認(rèn)識(shí)——對(duì)實(shí)施PLM后的節(jié)省值有了較為精確的認(rèn)識(shí)，同時(shí)明確了行業(yè)地位。

8 結(jié)束語(yǔ)

    本文針對(duì)PLM效益評(píng)價(jià)研究較少的現(xiàn)狀，圍繞企業(yè)信息化的目標(biāo)，提出全面的PLM效益評(píng)價(jià)模型。在實(shí)施效果評(píng)價(jià)中，采用等分位區(qū)間和分段線性函數(shù)量化企業(yè)信息化地位，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和非經(jīng)濟(jì)效益的定量評(píng)價(jià)。在選型評(píng)價(jià)模型中，借鑒QFD方法逐步評(píng)價(jià)企業(yè)情況，先評(píng)價(jià)得出企業(yè)理想PLM方案，再選出最適合企業(yè)的軟件產(chǎn)品。這種方法加強(qiáng)了企業(yè)選型的科學(xué)性和公正性。此外，本文還并對(duì)模型的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用案例進(jìn)行了介紹。

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本文標(biāo)題：PLM效益評(píng)價(jià)方法研究

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