1 引言

       随着制造业的数字化转型逐渐深入，PLM系统作为产品生命周期管理的核心工具，在企业的研发和管理中起到了关键作用。某微型车辆制造企业通过引入PLM系统，结合三维设计、CAE、电气设计等工具，逐步构建起了完整的数字化研发体系。通过研发设计项目管理平台的建立、设计数据和工艺数据一体化管理平台的建立、销售订单管理平台的建立、供应商关系管理平台的建立、协同制造管理平台的建立、产品三维轻量化/可视化浏览解决方案的应用、三维可视化工艺过程开发解决方案的应用、数字化工厂解决方案的应用、与上下游业务环节的信息化系统（ERP、PLM、MES等）数据集成和交互的应用，提升了产品开发质量、缩短了产品上市周期，降低了产品开发成本，提升了销售、设计、工艺、采购、生产、售后等业务环节的管理水平及市场竞争力。本论文旨在通过对该企业的具体案例分析，深入探讨PLM系统的应用实践与创新探索。

2 业务现状和核心需求分析

       微型车辆行业面临着多方面的挑战，包括产品质量、市场竞争、价格策略、政策法规变化、技术创新等多个维度的问题，需要行业内的企业和机构通过深入的市场调研和不断创新来应对这些挑战‌。而在企业内部又通常存在研发协调管控弱，标准化、通用化、平台化建设落地执行难等情况，具体如下：

       2.1 共享协同研发现状

       ①开发工具管理平台不统一，不利于企业未来发展；

       ②资源集约化不能显现，有规模无效应；

       ③研发资源不能实现共享，导致资源浪费、成本增加；

       ④研发管控弱，流程体系执行差；

       ⑤设计工艺协同差，对生产制造支撑弱，无法支撑智能生产；

       ⑥基础标准体系缺失，主数据及零部件共享协同管理缺失；

       ⑦研发项目管理、成本管理、研发绩效管理弱等。

       2.2 研发管理及系统现状

       ①2D与3D都有使用且版本存在不统一，造成数据格式交互繁琐，设计管理平台使用效果差，且不同平台无法统一；

       ②设计数据分散存储，数据查找困难，造成设计数据重用率低；

       ③人员的流动造成知识无法有效传承；

       ④产品开发过程中涉及到了多个专业和部门，主要依靠手工方式，造成沟通难度大，耗费成本高，时间长；

       ⑤产品改动频繁，无有效信息系统支撑，导致设计效率低，出错率高；

       ⑥在产品早期阶段，缺乏仿真验证，造成后期返工；

       ⑦缺乏工艺管理工具全靠手工编辑，对后端生产制造支撑较弱；

       ⑧系统间数据传递需要人工编辑等。

       2.3 核心需求分析

       ①引入研发数字化系统，支撑产品设计开发和工艺过程开发业务的开展，补齐目前的数字化短板；

       ②统一产品数据源头，梳理和整合IT资源，运用信息化技术和数据集成技术，打通产品数据传输通道；

       ③对信息化建设进行统一规划、统一实施、统一运维、统一管理。

3 解决方案制定

       3.1 方案目标

       “互联网+”的推广推动了离散制造从单一技术向多学科协同创新转型。为应对产品智能化和全球协作挑战，企业亟需建立适配研发平台，并优化组织资源与管理制度，构建面向未来的创新研发体系。包括：

       ●提升企业创新能力

       持续创新是离散制造的竞争力核心。通过PLM整合产业链资源，加快产品创新与上市速度，缩短交付周期，快速响应市场变化，确保企业持续保持竞争优势。

       ●支撑智能制造战略

       通过PLM贯穿智能制造流程，统一研发数据和流程管理，为企业打造柔性、集成和网络化制造体系，推动行业智能化转型与新兴产业发展。

       ●强化产品质量管理

       70%的质量问题源于非制造环节。通过PLM在研发中设置质量控制节点，确保事前质量规划与控制，提升产品性能、可靠性与使用寿命，减少质量问题。

       ●推动服务化转型

       智能化带动制造业服务化转型。通过PLM帮助企业转向服务型业务模式，实现差异化产品和服务提升客户价值，增加市场份额，实现持续盈利。

       ●支持个性化定制

       客户对个性化定制需求增长。通过PLM管理可变产品BOM结构，灵活组合产品，支持高效、精准的个性化定制，提升企业竞争力。

       3.2 方案概述

       PLM的规划实施涵盖了研发数据管理、流程管理、物料与BOM管理、设计工具集成、质量控制等多个关键功能模块，推动了企业管理的深刻变革，并为与ERP的融合奠定了基础。这些模块的实施重点在于提高数据管理的规范性，优化流程效率，减少研发成本，并为企业的财务业务一体化打下了坚实的数字化基础。
 
       3.2.1 搭建集团化研发共享平台

       集团通过引入PLM系统，首先实现了不同地区、不同公司按产品类别进行集中化与共享化的研发管理。通过建立统一的设计数据知识库，集团整合了各子公司和各地域的研发数据，确保所有设计信息都集中存储和管理。这样的集中化管理方式，打破了原有的分散式管理局限，形成了一套标准化的数据管理机制。

       在此基础上，PLM系统的实施带来了以下具体功能：

       a)知识资产积累与保护：通过统一的数据管理平台，企业能够有效积累设计经验和技术，形成可复用的知识库，避免数据丢失和重复开发。

       b)标准化与系列化支持：数据的集中化为产品的标准化、系列化奠定了基础，便于跨部门协同，实现设计统一性。

       c)运营效率提升：设计数据的共享化减少了重复劳动，提高了部门之间的沟通效率，缩短了产品开发周期。

       d)成本节约：集中化管理优化了资源配置，减少了数据重复录入与存储需求，从而降低了整体管理和运营成本。

       这种管理模式不仅提高了集团的研发协同能力，还为未来智能制造和全球协作奠定了坚实的基础。

       3.2.2 流程的标准化与协同效应

       PLM系统通过统一和固化企业的研发流程，首先将各部门和业务环节的研发活动整合到一个标准化的框架中。借助流程引擎的引导，企业能够明确各研发节点的职责与任务分配，确保研发过程中的各个阶段都有清晰的任务指引和时间节点。这样的流程设计实现了研发活动的高效协调和管理。

       在此基础上，PLM带来了以下具体功能：

       a)流程控制：通过“横向节点明确，纵向层次清晰”的流程控制体系，保证各研发任务的顺利衔接，防止任务错位或遗漏，强化了各环节的责任感和执行力。

       b)任务进度跟踪：借助流程引擎实时跟踪任务进度，管理者能够随时了解各任务的完成情况，并及时发现并解决流程中的瓶颈问题。

       c)协同效率提升：通过优化和固化的流程，各部门之间的协作更加紧密，有效减少了信息传递中的障碍和延误，提升了研发整体的协同效率。

       d)透明化与可控性：研发过程的透明化管理让整个项目的进展一目了然，使企业能够对研发任务进行有效监控和调整，减少了研发周期中的瓶颈和延误问题。

       通过这些措施，企业的研发管理更加规范有序，能够快速响应市场变化，进而大幅提升了创新能力。

       3.2.3 统一研发数据体系，支撑业务一体化

       PLM系统通过构建统一的研发数据管理平台，首先将各区域、各公司分散的研发数据集中管理，并对物料编码、设计标准和产品数据进行统一规范。这一体系不仅帮助企业梳理了物料信息，还通过标准化流程减少了物料重复、优化了物料多样性的问题。通过这种标准化的管理，企业能够更好地控制物料数据，提高数据的准确性和一致性。

       具体功能包括：

       a)物料标准化与通用化：通过统一的物料编码和产品设计标准，PLM系统减少了物料的重复使用，提升了产品标准化和通用化的程度，从而减少了不必要的设计和采购成本。

       b)优化供应链管理：物料数据的标准化直接为供应链管理提供了基础。企业、供应商、经销商和消费者之间可以基于相同的物料数据进行交流和操作，减少了沟通障碍，提高了供应链的运营效率。

       c)自动化物料追溯与质量监控：PLM系统通过结构化的数据管理流程，实现了对物料的全生命周期追溯，以及对产品质量的实时监控，确保了问题出现时可以快速定位并解决，从而提高了产品的质量保障。

       d)全球业务协同与信息共享：该系统还支持全球范围内的业务协作，使得分散的业务单位可以在统一的数据平台上进行设计、生产和管理，信息得以实时共享，业务流程更加自动化和高效。

       通过这些措施，PLM系统不仅优化了企业的内部管理，还在全球化背景下推动了业务协同，使得企业能够快速适应市场需求，提升了供应链的响应速度和运营效率。

       3.2.4 设计工具和规范的标准化

       PLM系统首先通过统一和标准化管理不同公司和区域的设计工具和设计规范，确保各个业务单元在同一平台上进行协作。这一举措通过集成现有的设计工具、标准和流程，消除了不同地区和部门之间的技术障碍，形成了全球一致的设计管理环境。这一环境的搭建为企业未来在全球范围内开展协同设计和共享资源奠定了基础。

       具体功能包括：

       a)设计工具和规范的统一：PLM系统通过对各区域和公司的设计工具和设计规范进行整合，实现了工具和标准的统一管理，确保了不同地区和部门使用相同的设计平台和流程。这不仅提高了设计数据的一致性，还减少了由于工具和标准不统一导致的沟通成本和数据转换问题。

       b)数据安全与一致性保障：在统一平台的基础上，企业能够确保设计数据的完整性和安全性，避免了设计数据在不同区域和系统之间传输过程中可能出现的丢失或不一致问题。数据的集中管理和加密传输确保了设计知识资产的安全。

       c)资源高效共享：通过设计环境的标准化，不同业务单元可以更加高效地共享设计资源，例如图纸、模型和规范等。这减少了重复设计和资源浪费，使设计团队能够专注于创新和高效研发。

       d)为供应链和财务管理打下数据基础：设计数据的一致性和统一性为供应链和财务管理系统提供了可靠的数据支持，帮助企业实现更精准的物料管理和财务核算。同时，设计数据的标准化使得供应链和生产过程能够更加自动化、流程化，从而进一步提高了整体的运营效率。

       通过这些措施，PLM系统不仅实现了设计与业务的深度融合，还为企业在全球范围内的协同设计和资源共享打下了坚实的基础，提升了整个供应链和财务管理的自动化水平。

       3.2.5 系统间全面集成

       实现与SAP、Oracle、用友ERP系统的全面集成，及与生产MES系统数据对接等，为上下游部门之间进行数据赋能。
 
       3.3 研发网络化组织设计

       通过PLM构建集团统一的网络化虚拟研发团队，在集团层面构建统一的研发体系管理、项目研发关键节点管理、产品主数据管理组织；并统筹考虑产品开发战略，标准化，项目和计划分层管理，产品研发分层管理，知识产品管理，技术资源管理等公共服务；在多工厂协作模式，经验交流及多工厂反馈方面建立网络化、跨组织的协作管理组织体系。在各个公司层面，加强补充了产品主数据管理，多视图、多版本BOM管理等的管理组织、岗位设置。
 
       3.4 方案架构

       实现系统纯网页版浏览，支持查询、图纸浏览、统计分析及移动端流程审批等，客户端免安装，方便维护。

       1)网页版（B/S)+设计环境集成

       ●网页版（B/S)基础功能集成；

       ●支持设计环境下的二维、三维设计软件的集成；

       ●实现相应系统集成的统一入口；

       ●实现二维、三维设计软件的双向集成解决方案。实现国内、国外多种ERP系统集成。

       2)业务流程统一

       规范产品开发环节项目管理、产品设计管理、工艺设计管理等流程管理。

       3)研发数据标准化

       对物料编码、产品编码、颜色库、设计规范等数据制定统一管理规范。

       4)设计环境统一

       统一设计软件、图纸及文档等多种模板管理，并提供工具支持文档复用，提高文档编制环节的规范性。

       5)数据流统一

       以PLM系统为源头，对项目、物料、BOM等多种数据进行管理，并实现多种系统数据集成，提高上下游系统数据传递效率，保证数据传递的准确性。

4 方案的应用效果

       PLM实施带来了显著效果，主要体现在以下几个方面：

       1.提升研发效率，通过标准化流程，PLM改善了项目进度、质量和成本控制，减少沟通延误，大幅提高研发效率。

       2.优化数据管理，PLM建立了统一的数据平台，减少重复劳动与错误，提升数据一致性和安全性，助力企业创新。

       3.促进全球协同研发，PLM支持跨部门、跨地域的协作，实时共享设计信息，提高全球团队的协同效率，推动创新合作。

       4.提升产品质量，通过在设计阶段嵌入质量控制，PLM确保产品质量全程受控，减少缺陷，提升客户满意度。

       5.支持个性化定制，PLM灵活管理BOM结构，快速响应客户需求，缩短定制产品周期，提升市场竞争力。

       6.推动服务化转型，PLM支持从产品制造向服务业务转型，提升客户满意度并开辟新盈利渠道。

       7.优化供应链管理，PLM解决物料重复问题，推动产品标准化，提高供应链效率和上下游协作。

       整体来看，PLM为企业构建了高效的研发管理平台，提升了创新能力、运营效率和竞争力。

5 结论

       全球经济的一体化要求企业不仅整合内部业务流程，推动标准化、规范化、效率化，修炼内功，而且应与合作伙伴时时协同、共享资源，进行产品数据的集成，实现产品从概念形成、市场调研、研发设计、测试量产、售后服务、产品退市等全生命周期管控，提高研发效率与质量，节约研发成本，并增加研发的附加价值，最大化节约和控制产品综合成本。

       PLM作为支撑离散制造企业产品研发的核心平台,其战略位置及地位逐步受到越来越多企业的认可和肯定，通过引入PLM产品研发管理平台，可显著提高企业研发管理水平与质量及成本控制，倒逼研发管理向“标准化、规范化方向改善，沉淀企业经营与发展的产品资源库，在激烈的市场竞争中，获得产品核心竞争力”。