產(chǎn)品生命周期管理PLM自提出以來，便迅速成為制造業(yè)關(guān)注的焦點。PLM結(jié)合電子商務(wù)技術(shù)與協(xié)同技術(shù)，將產(chǎn)品開發(fā)流程與SCM、CRM、ERP等系統(tǒng)進行集成，將孤島式流程管理轉(zhuǎn)變成集成化的一體管理，實現(xiàn)從概念設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品維護到管理信息的全面數(shù)字化；實現(xiàn)企業(yè)知識價值的提升與知識共享管理，產(chǎn)品開發(fā)與業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，從而全面提升企業(yè)生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品生命周期管理的成本，以提升企業(yè)的市場競爭力。

    目前，PLM軟件主要應(yīng)用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計周期長、設(shè)計工作量大的大、中型企業(yè)。應(yīng)用行業(yè)主要分布在交通運輸、航空航天、電子、機械制造等。對于中小型企業(yè)，則只是應(yīng)用了PLM系統(tǒng)中某些獨立的模塊如圖文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等。如何把這些的獨立的模塊有機的結(jié)合起來應(yīng)用，則成為現(xiàn)在迫切的需要。

1 PLM中的項目管理技術(shù)

    項目管理作為PLM系統(tǒng)中的一個重要功能，與專業(yè)的項目管理系統(tǒng)相比，有其自身的一些勢，它不僅能對項目文檔進行管理，而且能夠執(zhí)行進度計劃管理、任務(wù)跟蹤和資源調(diào)配。

    PLM系統(tǒng)中分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理模塊、工作流和過程管理模塊、用戶管理模塊、變更管理模塊和協(xié)同工作平臺，可以用來支持PLM系統(tǒng)進行項目管理，然后把這幾個模塊的功能集成起來建立項目管理模型。

    (1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理。PLM系統(tǒng)一般采用視圖控制法，來對某個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的各種不同劃分方法進行管理和描述，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖可以按照項目任務(wù)的具體需求來定義。也可以反映項目里程碑對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的要求。

    (2)工作流與過程管理。PLM系統(tǒng)的工作流與過程管理提供—個控制并行工作流程的計算機環(huán)境。利用PLM圖示化的工作流編輯器，可以在PLM系統(tǒng)中，建立符合各企業(yè)習(xí)慣的并行的工作流程。根據(jù)項目任務(wù)的結(jié)構(gòu)特點，可以利用工作流與過程管理模塊為任務(wù)數(shù)據(jù)對象，建立相關(guān)的串行或并行流程。當任務(wù)中的數(shù)據(jù)對象被賦予流程后，流程用于控制該數(shù)據(jù)對象的流轉(zhuǎn)過程，工作流與過程控制根據(jù)各環(huán)節(jié)的操作，自動將文檔推到下一環(huán)節(jié)。如果任務(wù)有相關(guān)數(shù)據(jù)對象被賦予了流程，只有當所有被賦予流程的數(shù)據(jù)對象走完相應(yīng)的流程后，該任務(wù)才能提交，繼續(xù)下一步的項目任務(wù)節(jié)點。

    (3)用戶管理。PLM系統(tǒng)對系統(tǒng)用戶的個人信息進行管理，項目負責(zé)人利用這些信息，可以針對一個既定的項目，組織一個完整的集成產(chǎn)品研發(fā)團隊。

    (4)變更管理。PLM系統(tǒng)的變更管理，是建立在工作流與過程管理基礎(chǔ)上的，通過工程變更流程控制整個變更過程。項目任務(wù)在執(zhí)行過程中，如果發(fā)生延期或資源沖突，可以通過變更管理來對任務(wù)進行重新編排。

    (5)協(xié)同工作平臺。PLM系統(tǒng)提供協(xié)作筆記本、團隊數(shù)據(jù)庫、團隊論壇和即時消息等支持協(xié)同工作的工具。在項目立項之后的整個管理階段中，用戶會需要與項目中其他分配有任務(wù)的人員交流項目信息，這時可以利用PLM的協(xié)同工作工具，進行多用戶的即時通信。

2 面向PLM的項目管理模型的建立

    2.1 PLM系統(tǒng)的項目數(shù)據(jù)模型

    按照項目管理的基本理論，項目可以被定義為目標活動在特定環(huán)境和限制條件(通常是時間和資源)下，將某種形式的輸入，轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N形式的輸出的活動。PLM系統(tǒng)項目對象應(yīng)該包括與所開發(fā)項目相關(guān)聯(lián)的所有信息入口。

    為有效的實施一個項目，需要執(zhí)行項目規(guī)劃、制定進度計劃、過程監(jiān)視和分析等步驟。在項目規(guī)劃階段，需要利用任務(wù)對象和過程對象的實例，來確定項目的結(jié)構(gòu)，將一個項目劃分成一些相對獨立的、小規(guī)模的任務(wù)單元。一個項目由n個任務(wù)組成，一個任務(wù)可從屬于m個項目。在任務(wù)與過程之間，存在著一個1：1的聯(lián)系，每個任務(wù)對應(yīng)于—個過程對象。其他與項目存在聯(lián)系的管理對象，還有項目組、項目經(jīng)理、用戶和日歷。日歷確定分配給任務(wù)的資源的日程安排和任務(wù)本身的排定方式。根據(jù)任務(wù)的資源消耗，可以計算任務(wù)的費用。項目與業(yè)務(wù)對象文件夾、零件基本記錄、文檔基本記錄、工程圖紙基本記錄和模型基本記錄之間的聯(lián)系，一方面被用來對項目的數(shù)據(jù)進行管理，另一方面被用來管理在一些成功實施的項目中形成的結(jié)果和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

    過程對象在PLM系統(tǒng)的項目管理中有重要作用。通常，為了執(zhí)行某個項目活動，需要相應(yīng)的軟件工具，所以一個活動可以跟一個確定的相關(guān)應(yīng)用軟件相關(guān)聯(lián)。這樣，根據(jù)對象活動參數(shù)，可以直接啟動相應(yīng)的軟件工具;同時，項目負責(zé)人也可以確定哪些項目數(shù)據(jù)該用哪些應(yīng)用軟件來建立。每一個過程可以與一個過程組相關(guān)聯(lián)，該過程組由任意數(shù)量的、不同角色的PLM系統(tǒng)用戶組成。項目、過程、活動和PLM系統(tǒng)用戶等對象，也可以與一個項目日歷相關(guān)聯(lián)，以便了解項目、過程和活動的進展情況，并將實際的進度與目標進度進行比較。將PLM系統(tǒng)用戶與項目日歷對象相關(guān)聯(lián)以后，就可以向PLM系統(tǒng)用戶分配各種不同的任務(wù)而不會發(fā)生時間上的沖突。描述了PLM項目管理中具體對象的定義，通過上面對PLM系統(tǒng)中的項目相關(guān)對象之間聯(lián)系的分析，PLM系統(tǒng)可以利用它進行交互式的項目建模。所有計劃以及按照項目日歷計算出來的進度和時間消耗等，被作為屬性內(nèi)容，同時還被動態(tài)地顯示出來。實際的開始時間和結(jié)束時間以及消耗的信息，取自管理對象活動和過程。對各種重要的對象屬性，進行自動的分析，可以在任何時候提交關(guān)于項目狀態(tài)的報告。在管理對象活動中，執(zhí)行者與確定的角色相關(guān)聯(lián)，同時，其中還包括了確定的成本核算價格。利用這個數(shù)據(jù)，可以在項目執(zhí)行的每一個階段計算出實際的人工成本。

    以上分析的項目數(shù)據(jù)模型是PⅢ系統(tǒng)進行項目管理的基礎(chǔ)，有助于對項目的進展情況進行透明的監(jiān)控。由于能夠持續(xù)不斷地采集到關(guān)于項目進度、資源消耗和成本等方面的信息，并將計劃數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進行比較，因此為項目的成功實施打下了良好的基礎(chǔ)，大幅度地縮短了項目的執(zhí)行時間，降低項目的成本，提高項目的質(zhì)量。

    2.2 PLM系統(tǒng)的項目管理模型

    根據(jù)前面對PLM中項目管理技術(shù)分析，以及建立的項目數(shù)據(jù)模型。該模型說明了PIM系統(tǒng)是用怎樣的方式將項目模型、過程模型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型集成在一起，從而進行有效的產(chǎn)品開發(fā)項目管理的。項目的任務(wù)結(jié)構(gòu)在一定程度上是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的反映啪，定義子任務(wù)的主要依據(jù)，是詳細的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖，每處理完一個任務(wù)，就得到了產(chǎn)品開發(fā)過程中的一個階段成果。項目過程控制是以項目任務(wù)分解為縱軸、任務(wù)工作流程為橫軸的項目工作過程�？梢酝ㄟ^工作流管理模塊，為每一個任務(wù)在邏輯上規(guī)定一個處理的順序，即項目中每個任務(wù)對應(yīng)工作流中的一個結(jié)點。每個任務(wù)所對應(yīng)的過程，由一個開發(fā)團隊完成，并且有自己的日歷�？梢愿鶕�(jù)需要，給團隊成員分配相應(yīng)的活動，成員能否接受分配的任務(wù)，取決于其個人的日歷。在對項目進行任務(wù)分解時，還可以根據(jù)任務(wù)的需要分配相應(yīng)的資源。由一個工作步驟或者一項活動形成的結(jié)果，可以作為另一個工作流的某工作步驟的基礎(chǔ)。當一個任務(wù)的工作流程結(jié)束以后，在產(chǎn)品模型中就增加了一個新的零部件，這樣，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)隨著項目的進展變得越來越完整，當項目結(jié)束時，便得到了完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

    通過該模型，PLM可以將一個產(chǎn)品開發(fā)項目及其有關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化為一個面向?qū)ο蟮捻椖磕Ｐ�，利用該模型，可以確保對項目進行全面的監(jiān)視和控制。

3 面向PLM的工藝信息模型的建立

    工藝信息模型是面向PLM的系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期信息集成與管理的關(guān)鍵。工藝信息模型的建立主要從兩個方面入手：

    一是分析工藝業(yè)務(wù)對象實體；

    二是定義業(yè)務(wù)對象實體涉及到的數(shù)據(jù)模型。

    3.1 工藝過程數(shù)據(jù)分析

    針對模型中分解的任務(wù)，對其內(nèi)容、結(jié)果以及支撐數(shù)據(jù)進行逐一分析。通過分析，可以得出每個人物階段的數(shù)據(jù)，可劃分為支撐數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)。支撐數(shù)據(jù)，是完成任務(wù)所需要的數(shù)據(jù)；結(jié)果數(shù)據(jù)，是任務(wù)完成后產(chǎn)生的結(jié)果。表中工藝總結(jié)任務(wù)，是面向PLM的工藝準備過程最重要的一環(huán)。從廣義上講，工藝總結(jié)即是對與工藝準備工作有關(guān)的知識的總結(jié)。具體來說，工藝總結(jié)包括兩個方面的內(nèi)容，一是跟蹤某工藝的現(xiàn)實生產(chǎn)過程，與舊的工藝比較，查看優(yōu)缺點，最終評價該工藝的成效，一般發(fā)生在工藝準備周期的后期階段；二是工藝準備過程中即時地提取有價值的工藝知識。

    3.2 工藝過程數(shù)據(jù)對象定義

    面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N運用對象、類、實例和繼承等概念，來構(gòu)造軟件系統(tǒng)的一種軟件開發(fā)方法。其基本原理是對問題領(lǐng)域?qū)嵭凶匀环指�，按人類認識客觀世界的思維方式來識別和定義客觀世界中的相關(guān)實體，因此是一種更直觀、更自然、更易于理解的概念模型化方法圈。近年來，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已經(jīng)在復(fù)雜企業(yè)系統(tǒng)建模方面得到了廣泛的應(yīng)用。結(jié)合上述對工藝準備過程數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)定義了工藝準備過程的數(shù)據(jù)對象。

    數(shù)據(jù)對象分為兩大類即支撐數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)。支撐數(shù)據(jù)中一些數(shù)據(jù)對象是工藝準備各項任務(wù)的共同依據(jù)，如產(chǎn)品特點、生產(chǎn)條件、政策標準等；還有一些數(shù)據(jù)對象是某項特定任務(wù)的執(zhí)行依據(jù)，比如材料特性之于工藝路線設(shè)計、典型實例之于工藝規(guī)程設(shè)計等。工藝知識是一組特殊的數(shù)據(jù)對象，它在工藝準備過程中既屬于支撐數(shù)據(jù)，又屬于結(jié)果數(shù)據(jù)。按照面向?qū)ο蠓椒�，工藝知識對象按功能可以分為四種類型：制造對象、工藝對象、資源對象和決策對象，工藝準備過程涉及到的工藝知識對象，都可以歸納到其中一個類型下。每一種具體的對象，又可以劃分為兩個層次：對象層和方法層。對象層包括四個元素：對象類集、對象屬性集、對象屬性約束集及對象實例集；方法層描述解決問題的操作方法名稱、相關(guān)對象及關(guān)系。

    3.3 工藝信息模型的建立

    結(jié)合前面對工藝準備過程數(shù)據(jù)的分析，及數(shù)據(jù)對象的定義，按照數(shù)據(jù)在工藝準備工作中的作用，工藝準備過程數(shù)據(jù)模型劃分為三個子模型：工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型、工藝結(jié)果數(shù)據(jù)模型和工藝知識模型。

    工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，是對工藝準備過程中，各項任務(wù)執(zhí)行所依據(jù)的工藝相關(guān)基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)和企業(yè)相關(guān)標準數(shù)據(jù)的抽象描述；

    工藝結(jié)果數(shù)據(jù)模型，是工藝準備任務(wù)執(zhí)行產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)，此處的結(jié)果數(shù)據(jù)是廣義上的結(jié)果，包括指導(dǎo)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)和管理工藝準備過程的一些信息；

    工藝知識模型，是保證工藝準備過程中快速、高效、全面的獲取工藝知識，并將知識運用于實際工藝準備過程的基礎(chǔ)。

    工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型與工藝結(jié)果數(shù)據(jù)模型的形式相同，工藝結(jié)果數(shù)據(jù)通常是取自工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，或者是對其的加工結(jié)果。工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)該是通用性的，而不局限于某一個特定的產(chǎn)品，所以其模型的建立，應(yīng)該是以產(chǎn)品對象為基礎(chǔ)單元；而工藝結(jié)果數(shù)據(jù)直接用于指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)，其模型的組織單元應(yīng)該是產(chǎn)品加工生產(chǎn)的元件即零件對象。三個模型均采用面向?qū)ο蟮腅-R圖表示方法。

    隨著PLM技術(shù)和企業(yè)管理模式的不斷發(fā)展，如果能充分利用這些技術(shù)滿足企業(yè)信息化的需求，必然會對工藝信息化的應(yīng)用效果帶來較大的提升。但是工藝標準還不是很規(guī)范，不是很全，還有待進一步的研究，另外實施PLM解決方案是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要科學(xué)的實施策略作為指導(dǎo)方針，針對企業(yè)、供應(yīng)商和軟件在實施過程中各自的定位，研究出一套科學(xué)、實用、有效的實施方法。

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本文標題：PLM產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)的研究

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