PLM在智能制造中的作用

摘 要：智能制造一方面強調生產過程的智能化，每一個制造環節都具備自動化或智能化的特征，可以被監控的，能夠大大防止不良的產品從上一道工序流到下一道工序，同時可以以智慧生產的模式高效率、高質量的生產產品。智能制造的另一方面是強調研發生產出智能化的產品。因此，在智能制造時代，PLM需要支撐的產品研發和制造過程將發生極大的改變，并對PLM技術本身帶來新的變革。

關鍵詞：PLM 智能制造 工業4.0 中國制造2025

1.智能制造

無論是中國制造2025、德國的工業4.0還是美國的工業互聯網，均是根據本國的產業特點和技術基礎，提出的有針對性的發展戰略，雖然各有側重，但是其核心均劍指“智能制造”。

關于智能制造，有兩種理解方式，其一，是金字塔式。。智能制造包括開發智能產品；應用智能裝備；自底向上建立智能產線，構建智能車間，打造智能工廠；踐行智能研發；形成智能物流和供應鏈體系；開展智能管理；推進智能服務；最終實現智能決策。

第二種理解形式，是將智能制造按驅動類型分為三個層次：底層是基于FA層（工廠自動化，由傳感器、數據采集器、控制器組成）的智能工廠層，該層主要是由生產設備組成，屬于執行層，關注點在于生產產品的質量與成本；中間層是MES、ERP、APS及PLM中的工藝制訂等部分管理功能組成，其中MES里重點標示出了數據采集、詳細計劃、調度等，該層被稱為側重于生產管理流程的智能生產層，關注點是管理效率、生產效率，強調的是高效；最上面一層，是隨需而至、隨需而制的個性化的產品定制與相關服務，包括了C2B2B2S等互聯網+，以及PLM的需求管理、研發等環節，強調的創新能力、定制及服務的速度。

智能制造包括智能化設計、仿真與驗證；智能化采購、生產與交付；智能化運行、維修與回收等前中后三個階段。有了前期高檔設計軟件，才能設計出智能產品；有了后期運維服務軟件提供智能設備實際運行參數和健康狀態的分析，才能形成智能化的生產線；有了中期高檔經營生產管理軟件將生產線和上下游集成起來，才能構成智能工廠。

以上兩種形式，無論哪一種，都說明了，智能制造的核心技術除了需要深入研究的十大核心技術（賽博物理系統（CPS）、人工智能（AI）、增強現實技術（AR）、基于模型的企業（MBE）、物聯網（IoT）、云計算（CC）、工業大數據（IBD）、預測與健康管理（PHM）、混合制造和工廠信息安全等十項關鍵技術）外，我們還需要重點關注信息化所需的SCM、ERP、CRM、PDM/PLM、MES、BPM、BI等。

2.PLM的定義及作用

隨著企業間競爭的加劇，如何提高產品研發設計能力，縮短研發周期，降低產品成本，提高產品創新性，進一步提升標準化管理水平，增強核心競爭力是擺在每個企業面前必須面對的問題。

根據業界權威的CIMDATA的定義，PLM（Product Lifecycle Management）是一種應用于在單一地點的企業內部、分散在多個地點的企業內部，以及在產品研發領域具有協作關系的企業之間的、支持產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產品相關的人力資源產品生命周期管理流程、應用系統和信息。

應用產品生命周期管理PLM系統，建立以零件為核心，以物料清單（Bill of Material，BOM）為主線的產品數據組織模式；統一設計平臺，規范源頭數據，形成透明的信息數據流和過程流。通過實施PLM系統，保證整個產品研發活動的有序化、規范化和高效化，提高企業的標準化管理水平，實現創新增效，增強企業核心競爭力。

PLM核心價值： 控制成本、提高質量、縮短周期、提高服務質量！

3.PLM與智能制造的相互關系

智能工廠的支點就是PLM與MES的靈活運用。PLM（產品生命周期管理）與產品研發設計息息相關，而這不僅是企業競爭力之源，也是智能工廠建設的基礎。在中國對PLM進行大量投資的行業包括航空航天、汽車、高科技電子、裝備制造等。

3.1 PLM可以加快產品上市速度

3.2 智能制造不可缺少的技術核心——PLM

3.2.1、PLM在工業4.0中的作用

3.2.1.1、PLM支撐個性化定制

PLM提供合適的部件，能保證用戶所選的部件能與其他部件一起正常運轉，且保證產品質量。從這種意義上說，PLM就像傻瓜相機：自動對焦、自動調光圈，讓普通人也能照出近乎專業的照片。

3.2.1.2、PLM支撐智能生產

生產過程的智能化，有賴于智能工廠和智能產品。其中，智能產品就是依靠PLM開發出來的：一部分由研發人員設計，另外一部分由用戶自行設計。設計軟件的基礎都是PLM。

在工業4.0的工廠中，智能產品的虛擬部分，首先是由PLM設計出來的，然后再經過ERP將其與生產計劃和具體部件掛鉤，以便在智能工廠中由新一代的MES智能化地生產出來。

3.2.1.3、PLM支撐個性化服務

對一個特定的產品來說，在設計之初的PLM是設計圖；生產的時候PLM是工藝方法；使用的時候PLM就是說明書，維修維護的時候PLM就是病歷卡。這樣就可以更加精準有效地服務了。

3.2.2、PLM對制造型企業轉型的作用

如果說智能制造是個漫長的發展過程，制造企業的轉型則是企業面臨的現實壓力。制造企業轉型的方向無非有兩個：一個是研發、一個是服務。也就是‘微笑曲線的兩端。PLM對這兩個方向的轉型，都具有重要的支撐作用。

傳統產業主要生產實物，現代產業的競爭力則是生產‘知識產品：設計圖、工藝方法、軟件等。為了提高生產效率，實物產品的生產經歷了從手工勞動到工業化大生產的轉變。同樣的道理，‘知識產品的生產同樣也要提高效率。

要提高‘知識產品的生產效率，必須降低一切不必要的設計和創新。具體地說，就是要盡可能地采用已有的部件、知識和方法，解決新的問題、滿足新的需求。而PLM正是用來管理這些東西的。同時，PLM還可以用在開發、生產、服務過程的協同。從某種意義上說，PLM就是用于‘知識產品生產的ERP、MES。

3.2.3、用好工業大數據必須借助PLM

用好大數據的關鍵是 建立一個合適的PLM。這是因為，PLM中的知識和數據，就像存在銀行中的現金，是可以隨時拿出來用的。數據、知識是一種非常值得投資的‘現金：會因為‘存款而增加，卻不會因為‘取款而減少。

5、結論

智能制造不可缺少的技術核心——PLM，PLM支撐個性化定制，PLM支撐智能生產，PLM支撐個性化服務，制造企業轉型的方向：一個是研發、一個是服務，也就是‘微笑曲線的兩端，PLM對這兩個方向的轉型，都具有重要的支撐作用。

作者簡介：

劉彩娟 ，1981年出生，性別女 ，民族漢 ，籍貫河北 ，就職單位：北京天地瑪珂電液控制系統有限公司，職稱：PLM維護工程師，從事工作：負責PLM功能模塊的實施、項目推進工作；對PLM系統參數、功能權限進行設置與維護；對公司新用戶進行系統使用培訓；