PLM在智能制造中的作用

摘 要：智能制造一方面强调生产过程的智能化，每一个制造环节都具备自动化或智能化的特征，可以被监控的，能够大大防止不良的产品从上一道工序流到下一道工序，同时可以以智慧生产的模式高效率、高质量的生产产品。智能制造的另一方面是强调研发生产出智能化的产品。因此，在智能制造时代，PLM需要支撑的产品研发和制造过程将发生极大的改变，并对PLM技术本身带来新的变革。

关键词：PLM 智能制造 工业4.0 中国制造2025

1.智能制造

无论是中国制造2025、德国的工业4.0还是美国的工业互联网，均是根据本国的产业特点和技术基础，提出的有针对性的发展战略，虽然各有侧重，但是其核心均剑指“智能制造”。

关于智能制造，有两种理解方式，其一，是金字塔式。。智能制造包括开发智能产品；应用智能装备；自底向上建立智能产线，构建智能车间，打造智能工厂；践行智能研发；形成智能物流和供应链体系；开展智能管理；推进智能服务；最终实现智能决策。

第二种理解形式，是将智能制造按驱动类型分为三个层次：底层是基于FA层（工厂自动化，由传感器、数据采集器、控制器组成）的智能工厂层，该层主要是由生产设备组成，属于执行层，关注点在于生产产品的质量与成本；中间层是MES、ERP、APS及PLM中的工艺制订等部分管理功能组成，其中MES里重点标示出了数据采集、详细计划、调度等，该层被称为侧重于生产管理流程的智能生产层，关注点是管理效率、生产效率，强调的是高效；最上面一层，是随需而至、随需而制的个性化的产品定制与相关服务，包括了C2B2B2S等互联网+，以及PLM的需求管理、研发等环节，强调的创新能力、定制及服务的速度。

智能制造包括智能化设计、仿真与验证；智能化采购、生产与交付；智能化运行、维修与回收等前中后三个阶段。有了前期高档设计软件，才能设计出智能产品；有了后期运维服务软件提供智能设备实际运行参数和健康状态的分析，才能形成智能化的生产线；有了中期高档经营生产管理软件将生产线和上下游集成起来，才能构成智能工厂。

以上两种形式，无论哪一种，都说明了，智能制造的核心技术除了需要深入研究的十大核心技术（赛博物理系统（CPS）、人工智能（AI）、增强现实技术（AR）、基于模型的企业（MBE）、物联网（IoT）、云计算（CC）、工业大数据（IBD）、预测与健康管理（PHM）、混合制造和工厂信息安全等十项关键技术）外，我们还需要重点关注信息化所需的SCM、ERP、CRM、PDM/PLM、MES、BPM、BI等。

2.PLM的定义及作用

随着企業间竞争的加剧，如何提高产品研发设计能力，缩短研发周期，降低产品成本，提高产品创新性，进一步提升标准化管理水平，增强核心竞争力是摆在每个企业面前必须面对的问题。

根据业界权威的CIMDATA的定义，PLM（Product Lifecycle Management）是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的、支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源产品生命周期管理流程、应用系统和信息。

应用产品生命周期管理PLM系统，建立以零件为核心，以物料清单（Bill of Material，BOM）为主线的产品数据组织模式；统一设计平台，规范源头数据，形成透明的信息数据流和过程流。通过实施PLM系统，保证整个产品研发活动的有序化、规范化和高效化，提高企业的标准化管理水平，实现创新增效，增强企业核心竞争力。

PLM核心价值： 控制成本、提高质量、缩短周期、提高服务质量！

3.PLM与智能制造的相互关系

智能工厂的支点就是PLM与MES的灵活运用。PLM（产品生命周期管理）与产品研发设计息息相关，而这不仅是企业竞争力之源，也是智能工厂建设的基础。在中国对PLM进行大量投资的行业包括航空航天、汽车、高科技电子、装备制造等。

3.1 PLM可以加快产品上市速度

3.2 智能制造不可缺少的技术核心——PLM

3.2.1、PLM在工业4.0中的作用

3.2.1.1、PLM支撑个性化定制

PLM提供合适的部件，能保证用户所选的部件能与其他部件一起正常运转，且保证产品质量。从这种意义上说，PLM就像傻瓜相机：自动对焦、自动调光圈，让普通人也能照出近乎专业的照片。

3.2.1.2、PLM支撑智能生产

生产过程的智能化，有赖于智能工厂和智能产品。其中，智能产品就是依靠PLM开发出来的：一部分由研发人员设计，另外一部分由用户自行设计。设计软件的基础都是PLM。

在工业4.0的工厂中，智能产品的虚拟部分，首先是由PLM设计出来的，然后再经过ERP将其与生产计划和具体部件挂钩，以便在智能工厂中由新一代的MES智能化地生产出来。

3.2.1.3、PLM支撑个性化服务

对一个特定的产品来说，在设计之初的PLM是设计图；生产的时候PLM是工艺方法；使用的时候PLM就是说明书，维修维护的时候PLM就是病历卡。这样就可以更加精准有效地服务了。

3.2.2、PLM对制造型企业转型的作用

如果说智能制造是个漫长的发展过程，制造企业的转型则是企业面临的现实压力。制造企业转型的方向无非有两个：一个是研发、一个是服务。也就是‘微笑曲线的两端。PLM对这两个方向的转型，都具有重要的支撑作用。

传统产业主要生产实物，现代产业的竞争力则是生产‘知识产品：设计图、工艺方法、软件等。为了提高生产效率，实物产品的生产经历了从手工劳动到工业化大生产的转变。同样的道理，‘知识产品的生产同样也要提高效率。

要提高‘知识产品的生产效率，必须降低一切不必要的设计和创新。具体地说，就是要尽可能地采用已有的部件、知识和方法，解决新的问题、满足新的需求。而PLM正是用来管理这些东西的。同时，PLM还可以用在开发、生产、服务过程的协同。从某种意义上说，PLM就是用于‘知识产品生产的ERP、MES。

3.2.3、用好工业大数据必须借助PLM

用好大数据的关键是 建立一个合适的PLM。这是因为，PLM中的知识和数据，就像存在银行中的现金，是可以随时拿出来用的。数据、知识是一种非常值得投资的‘现金：会因为‘存款而增加，却不会因为‘取款而减少。

5、结论

智能制造不可缺少的技术核心——PLM，PLM支撑个性化定制，PLM支撑智能生产，PLM支撑个性化服务，制造企业转型的方向：一个是研发、一个是服务，也就是‘微笑曲线的两端，PLM对这两个方向的转型，都具有重要的支撑作用。

作者简介：

刘彩娟 ，1981年出生，性别女 ，民族汉 ，籍贯河北 ，就职单位：北京天地玛珂电液控制系统有限公司，职称：PLM维护工程师，从事工作：负责PLM功能模块的实施、项目推进工作；对PLM系统参数、功能权限进行设置与维护；对公司新用户进行系统使用培训；