支持大规模定制的PLM技术

1、支持大规模定制的PLM技术董志1摘要：大规模定制时代已经到来， 此时企业面临的最大挑战是产品的成本和交货期。在 PLM(Product Lifecycle Management)技术的支持下，产品的设计成本会显著降低，开发周期也会明显缩短；同时在协同产品商务(CPC, CollaborativeProductCommerce) 的 平台 上 ， 通 过 与 客 户 关 系 管 理 (CRM,CustomerRelationship Management)、供应链管理 (SCM, Supply Chain Management)及企业资源计划 (ERP, Enterprise Resource

2、Planning)的集成， PLM 技术有助于企业实现产品的快速制造和配送，最终满足用户的个性化需求。关键词：产品全生命周期管理；大规模定制； ；虚拟产品开发管理；电子样机泰勒的大规模生产模式创造了制造业的繁荣， 随后的制造业都把提高产品质量，降低生产成本作为企业生存的关键。 然而随着市场经济的全球化， 国有企业参与激烈的国际竞争的资本已不再是单纯的高质量和低成本的产品， 还要对快速多变的市场迅速做出反应， 把创新产品快速推向市场， 最大限度地满足用户的个性化需求。一、大规模定制大规模生产通过专用的机器、专业化分工的流水线生产提高生产效率，扩大生产规模。企业采用大规模生产模式后，生产产量不断提

3、高，成本不断降低，产品的价格也随之下降，企业的产品就有了更多的消费人群，如电视机、空调、汽车等产品的消费，就是大规模生产模式下企业生产满足用户需求的很好例证。大规模生产模式在相当长的时间内获得了巨大的成功。 然而，随着网络技术和信息技术的发展， 人类社会已经步入了信息时代， 越来越多的人在选择某一种产品时，要求“量身定做” ，而不是统一的标准化的产品，并且产品的生命周期和开发周期日益缩短。很明显，大规模生产模式已不能快速满足用户近乎苛刻的需求。1 作者简介 ：董志（ 1964- ），男，河北徐水人，助理实验师，研究方向：网络技术。1在历史上，需求总是意味着新技术的产生， 因此，一种灵活而快速响

4、应用户多样化需求的新的生产模式大规模定制 1 的出现也就顺理成章了。大规模定制，就是个性化定制产品和服务的大规模生产， 其核心是产品品种的多样化和定制化。 现在，国内已有多家公司实现了大规模定制生产， 如海尔公司。海尔集团目前每个月平均接到 90 多万个海内外销售定单，这些定单的定制产品品种达 1 万多个。海尔也可为个别的消费者“量身定做” ，如有一位客户想要一台左开门冰箱， 他在海尔网站按需要下了定单后， 海尔冰箱生产部门立即在定制冰箱生产线上组织生产，接受信息、组织生产、配送、交易整个过程，7 天时间就完成，获得了用户的好评2 。在企业生存竞争日益激烈的今天，企业之间的竞争已由价格、质量，

5、服务方面的竞争转向尽快满足客户需求的竞争。因此，大规模定制生产所面临的最大挑战是成本和交货期。 有鉴于此，在大规模定制生产模式下，企业应采用各种新技术，以较低的成本和较短的交货期满足客户的多样化、个性化需求。二、 PLM技术支持大规模定制生产1、PLM技术概述根据 CIMdata 的定义 3 ，产品全生命周期管理PLM（ Product LifecycleManagement）技术是一种先进的管理理念， 它应用一组相容的商业方法支持产品的协同创新、支持产品销售、支持扩展企业内整个产品生命周期内的定义管理；PLM技术管理企业的知识型资产，支持企业中人、过程及信息的集成。PLM技术是传统 PDM技

6、术的革命，它除了具有传统PDM技术的所有功能外，还具有以下主要特点：虚 心 拟 产 品 开 发 管 理 （ VPDM-Virtual Product Development Management(Modeling) ）功能 VPDM技术提供高度协同的设计方法推动产品开发的速度与创新， 并且提供高层次的产品开发同步进行， 与 CAX工具紧密集成自然地表达他们的创新理念，完成高度创新产品的开发。电子样机 (DMU Digital Mark-Up ) 功能能够对产品研发的各个阶段（材料、结构、管理、电气、工程分析、结构分析、运动机构模拟、 数字化预装配、 加工、维护等）进行动态模拟，以便及早发现并解

7、决问题。在国外， PLM产品已广泛应用于汽车、飞机、电子等制造业，如BOEING公司、AIRBUS公司、 TOYOTA公司和 PHILIPS 公司，明显地降低了产品的研发周期和后期设计更改的工作量。 可见，在 PLM技术的支持下， 人们可以快速地发明和创造产品，并在整个产品生命周期中进行模拟，以增强企业在当前和未来环境中的竞争力。2、PLM技术支持大规模定制2传统企业的运作模式是两头小， 中间大，即企业在产品研发和销售服务方面投入很少的人力和物力， 而在加工设备和制造方面投入较多的资金， 从而造成传统企业研发能力很低， 产品几十年不变。 在计划经济时代， 市场统一，产品稳定，企业的这种运作模式

8、是可行的。 在市场经济环境下， 要求企业对快速多变的市场迅速做出反应， 研发更多的新产品， 更好地满足消费者的个性化需求， 这时传统的运作模式就不能满足市场的要求， 而代之以新的企业运作模式： 两头大、中间小，即企业在产品的研发和销售服务方面倾注大量的人力和物力， 在制造领域则可以少投入，甚至不投入（采用外协或外购的形式） ，这样即减低了生产车间和库房中资金的占用， 又降低了劳动力成本， 缩短了产品从定单到交货的时间。 如美国的通用电器公司就大量采用外协外购件， 公司则把主要精力放在新品研发和产品的销售和服务环节上，以此保证其在国际市场竞争中的有利位置。那么在新的企业运作模式下， 如何保证企业

9、既具有较高的研发水平， 又能为用户快速地提供优质的定制产品和售后服务呢？ PLM 技术自身的优势及其与其它信息系统的集成可以满足上述要求：(1) 应用虚拟产品开发管理和电子样机技术，有效降低设计成本、缩短产品开发周期在虚拟的产品设计、制造和开发环境中， VPDM通过一个可以即时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型， 并行、协同地完成产品开发过程的设计、分析、制造和市场营销及其服务。在产品设计的早期阶段，VPDM就可以提供有关产品的相关知识，开发人员如果此时发现设计问题或缺陷，易于对设计进行修改，且改动费用低廉。 VPDM 将尽可能通过各活动之间的依赖关系的建模以及密切注意产品设计的更改来

10、实现工程活动的并行，即 VPDM支持并行工程。通过 VPDM，制造工程师可以在设计正式发布之前进行工艺规划， 而且工程师的工作可以通过更快地查询到产品数据而变得更有效， 同时将电子样机技术运用到设计的早期阶段， 可以对产品设计和生产的各阶段进行动态模拟，如：再现装配和拆卸过程；再现某个零件或部件在装配体中的运动（包括进出和转动） ；将来自不同 CAD系统中的数据集成为一个可视化的装配体；模拟人的活动及其与产品的交互。从而使设计人员更早地发现设计缺陷或制造困难，减少设计后期及制造过程中的更改量，提高产品设计的速度和质量。VPDM通过支持在产品概念设计阶段的合作， 可以使多学科交叉团队能快速地通过

11、可视化方式表达对新产品的设计思想， 在一个全局的范围内交换概念设计并3验证设计的可行性， 从而优化产品设计的早期过程。对产品早期开发阶段的有力支持使 VPDM增强了企业的创新能力，并增加了开发新产品所获得的效益。(2)PLM 技术通过与其它信息技术的集成，完成产品的快速制造和配送PLM技术与客户关系管理（ CRM）、企业资源计划（ ERP）、供应链管理（ SCM）等系统在协同产品商务（CPC）技术的支持下集成起来，可实现定制产品的快速制造和配送，如图1 所示 4 。前台的 CRM网站作为与客户快速沟通的桥梁，将客户的需求快速收集、反馈，实现与客户的零距离；当用户对产品性能、价格和交货期等要求满

12、意后，向电子商务系统客户端发出定单；制造商后端应用系统接到定单后，定制设计系统在PLM和知识库的支持下快速设计出满足客户需求的产品；ERP 系统将客户的需求快速触发到供应链系统、物流配送系统、财务结算系统、客户服务系统等流程系统，实现外构件的快速到位；同时根据作业计划和工作中心能力，向相应的加工地发出加工指令；所需的零部件（包括外协外构件）送到最终装配点，根据在线装配指令装配出最终产品，包装后发送给客户。可见，在 PLM及其它信息技术的支持下，上述定制生产过程具有以下特点：产品的快速开发和早期模拟，减少后期设计、加工的更改量；按定单而不是按预测组织生产， 能够精确进行生产准备， 降低库存成本；

13、原料和部件的及时发送，消除了过程间断，提高了生产效率，降低了运营成本；产成品的及时配送，快速满足用户的个性化需求。4在满足用户的个性化需求的同时，由于降低了企业的各种运营成本，企业也能得到丰厚的效益回报。3、结论在全球市场激烈竞争的条件下，企业不应把利润最大化作为追求的唯一目标，企业还要最大限度地满足用户的个性化需求， 获取用户的信任和忠诚。 如果用户信赖和满意你的产品， 利润就是必然的结果， 否则利润也不会长久。 在互联网时代，用户的需求是多样的，而且是个性化的，所以企业必须采用各种手段，利用各种新技术， 支持大规模定制生产， 更好地满足用户的个性化需求， 在激烈的市场竞争中获取利润。参考文

14、献 ：1 Pine B J :Mass Customization-the New Frontier Competition, Boston, Harward Business School Press, 1993.2 海尔集团。实施以市场链为纽带的业务流程再造， 创新企业全面信息化管理。今日企业， 2002年第 2期（总第 231期）3Ed Miller, President,CIMdata： CIMdata 2002 PLMConference Stateof the PLM Industry April 29, 2002 ， http:/www.CIM4操云甫，韩永生，戴国忠，大规模定制

15、二十一世纪的生产模式，CIMS标准化研究动态， 2000年8月第 3期总第 37期5 童秉枢，李建明，产品数据管理（ PDM）技术，清华大学出版社，施普格林出版社， 2000The PLM Technology in Support of MassCustomizationDong ZhiAbstract:With the advent of the era of mass customization, what an enterprise has to face is the product cost and its delivery time. Supported by the PLM technology, the designing cost of a product would be remarkably reduced, together with its developing duration. The PLM technology would be helpful to an enterprise s quick production and deliveri