本源：系統的起源與發(fā)展認識

PLM系統是隨PDM（Product Data Management）系統發(fā)展演化而來(lái)的。PDM歷經(jīng)多代產(chǎn)品，分別解決了CAD設計人員的二維和三維工程圖紙和技術(shù)文檔的管理，企業(yè)內產(chǎn)品設計、工藝部門(mén)的數據管理和流程管理，跨企業(yè)的異地協(xié)同設計和管理等突出問(wèn)題，最后進(jìn)入到管理產(chǎn)品研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、試驗驗證、售后服務(wù)等全生命周期業(yè)務(wù)，至此，產(chǎn)品生命周期管理（PLM）概念開(kāi)始出現。對PDM的功能范圍，業(yè)界有PDM “三板斧”和“五板斧”提法，直指PDM核心功能是圖文檔管理、簽審管理、BOM管理、變更管理和配置管理。依據CIMdata定義理解，PLM是單一企業(yè)或多企業(yè)聯(lián)合協(xié)作開(kāi)展產(chǎn)品全生命周期的信息創(chuàng )建、管理、分發(fā)和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關(guān)的人員、流程、應用系統和信息。PLM雖在時(shí)間和空間的管理維度不斷發(fā)展，但始終在“集成、數據、協(xié)同、安全”保持本質(zhì)特征。

集成：系統是連接匯聚各類(lèi)工具和應用的樞紐

PLM承擔連接匯聚各類(lèi)工具和應用的樞紐，通過(guò)集成多種類(lèi)工具（如CAD、CAE、EDA、CAM、CAT等）和應用系統（如ERP、MES等）將工業(yè)軟件、應用系統、人員和信息貫通。

數據：系統是產(chǎn)品生命周期數據的權威數據源

PLM被視為管理產(chǎn)品智力資產(chǎn)的單一、權威數據源載體，PLM始終保持了產(chǎn)品設計和配置相關(guān)數據的源頭特性，牽引產(chǎn)品生產(chǎn)制造等后續生命周期階段應用。

協(xié)同：系統是產(chǎn)品全生命周期業(yè)務(wù)貫通的基礎

協(xié)同是PLM最直接的最本源的功能體現，PLM將企業(yè)內、企業(yè)間、合作伙伴等不同利益體集成協(xié)同到一起，共同開(kāi)展產(chǎn)品構思、設計、生產(chǎn)制造到維護等活動(dòng)，賦能業(yè)務(wù)。

安全：系統是企業(yè)核心產(chǎn)品數字資產(chǎn)的盾牌

安全是PLM最基礎的保障要求，涉及產(chǎn)品全生命周期數據、模型、流程，是企業(yè)的核心競爭力所在，PLM系統要提供安全、可靠的資產(chǎn)保護。

發(fā)展：系統的新時(shí)代要求與內涵

PLM系統的新要求

當前，在數字化轉型大背景下，PLM呈現新的發(fā)展趨勢，如以文檔為中心向模型數據為中心的業(yè)務(wù)范式轉變，基于MBSE/MBD的正向研發(fā)和全三維研制應用更廣泛、多層次跨領(lǐng)域業(yè)務(wù)協(xié)同更普遍、大數據/AI/知識工程等關(guān)鍵技術(shù)持續賦能、以及系統向平臺化方向發(fā)展明顯并提供可定制解決方案等。我們可賦予PLM新的內涵認識。

PLM是制造型企業(yè)數字化轉型的抓手

數字化轉型是企業(yè)提質(zhì)增效的內在需求，也是企業(yè)改革發(fā)展的必然途徑，已成為企業(yè)必修課。轉型重點(diǎn)是通過(guò)構建企業(yè)在數字空間的業(yè)務(wù)孿生來(lái)降低內外部不確定性的影響，其核心抓手和突破口是數據和流程。而PLM系統是管理企業(yè)產(chǎn)品核心資產(chǎn)和產(chǎn)品相關(guān)流程的所在地，是支撐數字化轉型的抓手系統。

PLM是模型數據驅動(dòng)研制模式創(chuàng )新的支撐

從以文檔為中心向模型數據驅動(dòng)的研制模式轉型，重點(diǎn)是構建實(shí)物產(chǎn)品的數字產(chǎn)品空間。利用產(chǎn)品數字化、過(guò)程數字化、規則數字化技術(shù)，形成產(chǎn)品數據域、過(guò)程域和業(yè)務(wù)域的融合，支持全生命周期模型體系管理，以及全生命周期技術(shù)和管理活動(dòng)，逐步形成模型數據驅動(dòng)的數字化研制過(guò)程。PLM作為管理產(chǎn)品所有資產(chǎn)并有效協(xié)同各利益方的基礎系統，是研制模式變革的直接支撐。

圖 1 模型數據驅動(dòng)的產(chǎn)品數字化研制模式示意圖

PLM是體系推進(jìn)自主可控應用的關(guān)鍵牽引

當前，我國工業(yè)軟件領(lǐng)域形成多品類(lèi)自主工業(yè)軟件產(chǎn)品成果，并在局部應用點(diǎn)上發(fā)揮重要作用，但是尚未形成“點(diǎn)-線(xiàn)-面-體”的體系化應用格局。要體系化推動(dòng)自主軟硬件成果的工業(yè)應用，需發(fā)揮PLM的樞紐牽引作用，拉動(dòng)覆蓋基礎設施、基礎軟硬件、工業(yè)軟件產(chǎn)品和業(yè)務(wù)應用的立體全棧式自主可控應用，構建具備“實(shí)時(shí)、在線(xiàn)、安全、智能”特征的新PLM協(xié)同應用，支撐安全可靠的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈和自主生態(tài)建設。

PLM系統的內涵

綜上分析，我們認為：新一代PLM系統是運用先進(jìn)的數字化理念、工具和技術(shù)，以相關(guān)利益方（含客戶(hù)、企業(yè)內部、合作伙伴等）協(xié)同論證、創(chuàng )建和使用產(chǎn)品資產(chǎn)為基本目的，以產(chǎn)品全生命周期的權威數據源管理為主線(xiàn)，構建產(chǎn)品的數字空間，開(kāi)展模型數據驅動(dòng)的規劃論證、研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、試驗測試、運用保障活動(dòng)，以及科研生產(chǎn)管理活動(dòng)，形成客戶(hù)需求快速對接、工業(yè)部門(mén)按需研制、合作伙伴有序配套的體系性協(xié)同環(huán)境，支撐企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務(wù)賦能與流程再造，以及業(yè)務(wù)的重構和優(yōu)化，助力企業(yè)研制范式變革和業(yè)務(wù)轉型。

思考：PLM系統的建設思路設想

新一代PLM系統的“新”體現在“系統理念新、管理內容新、協(xié)同層次新、賦能手段新”四方面，理念上堅持系統思維，定位到推動(dòng)企業(yè)研制范式和數字化轉型的支持基座。管理上堅持數字思維，構建體系化的模型數據體系，數據范圍更全、數據類(lèi)型更多、管理粒度更細。協(xié)同層次方面秉持上游思維，圍繞模型驅動(dòng)，形成工程急需的模型“集、析、管、構、用”能力。技術(shù)上采用先進(jìn)架構，融入人工智能、知識工程等，形成動(dòng)態(tài)、靈活的構件化組裝式應用，以及更快捷、精準的模型數據服務(wù)。

圖 2 PLM系統的框架思路示意圖

夯實(shí)系統之基：開(kāi)放性技術(shù)平臺

技術(shù)平臺是PLM系統與外部軟硬件的切分界面，向下兼容各類(lèi)軟硬件環(huán)境。向上支撐PLM系統的功能研發(fā)和應用，助力企業(yè)科研生產(chǎn)數字化轉型。平臺需重點(diǎn)關(guān)注基礎技術(shù)能力、軟硬件適配能力、多類(lèi)應用模式支持能力和高階應用支持能力。

錘煉系統之魂：全周期數字主線(xiàn)

全生命周期數字主線(xiàn)是PLM系統本源功能的固化和深化，效果體現為按照業(yè)務(wù)流程要求，將正確的數據在正確的時(shí)間遞送給正確的消費者，完成從數據提供方到消費者（包含人員、工具軟件、應用系統、設備等）的安全、高效遞送。全周期數字主線(xiàn)包括以下關(guān)鍵能力，一是管理全生命周期數據，構成PLM系統的數據基礎。二是全生命周期數據的結構化、參數化和模型化處理。三是通過(guò)模型數據的網(wǎng)絡(luò )化管理，將數據從“孤立狀態(tài)”連接為“連通狀態(tài)”，形成經(jīng)緯相通的數據網(wǎng)絡(luò )。四是模型數據的業(yè)務(wù)賦能，即通過(guò)管控流程、技術(shù)流程和協(xié)同流程，為業(yè)務(wù)提供數據服務(wù)，并與可視化技術(shù)和工具深度融合，構成3D為主的直觀(guān)、模型驅動(dòng)的產(chǎn)品研制協(xié)同環(huán)境。

圖 3數字主線(xiàn)能力構成示意圖

重塑系統之體：全周期應用套件

應用套件作為PLM系統的具象化表現形態(tài)，在平臺化背景下要具備構件化特征，可隨業(yè)務(wù)變化獨立或組合運行。應用套件的來(lái)源包括幾類(lèi)，一是通過(guò)集成方式將各類(lèi)工具軟件（如MBSE工具、CAD、CAE等）納管到系統管理。二是通過(guò)技術(shù)接口、數據庫集成和流程集成等方式將應用系統接入。三是利用平臺技術(shù)能力重構的業(yè)務(wù)套件。這些應用套件是支撐全生命周期業(yè)務(wù)應用的關(guān)鍵工具和生產(chǎn)力體現，是PLM系統提供解決方案的基本構件。

精描系統之眼：體驗式工作空間

工作空間是系統的直接體驗窗口，是數字產(chǎn)品空間中重構和執行數字化流程體系的終端載體。工作空間需考慮主流體驗、工程特殊性、學(xué)習成本以及推進(jìn)難度等因素，系統從能用、好用到易用，需在體驗上下功夫。體驗式工作空間可考慮三類(lèi)風(fēng)格，即服務(wù)原有用戶(hù)的既有界面風(fēng)格、適應當前體驗要求的個(gè)性化風(fēng)格以及3D沉浸式風(fēng)格，盡量避免“做新的丟舊的”。

 建議：系統的相關(guān)研發(fā)應用建議

   以重大工程為牽引，筑牢產(chǎn)品工程能力和解決方案體系

工業(yè)軟件需求來(lái)源于工業(yè)，賦能于工業(yè)。要在調研分析重大工程在技術(shù)、應用、資源、模式和運營(yíng)等客觀(guān)需求基礎上，為工程提供可行、可靠的解決方案。

做好工程需求分析，加強原創(chuàng )關(guān)鍵技術(shù)策劃和創(chuàng )新

重點(diǎn)圍繞工程，發(fā)現并識別重大技術(shù)機會(huì )，突破制約工程應用的關(guān)鍵核心技術(shù)，解決工程直接關(guān)切。同時(shí)，要結合實(shí)際場(chǎng)景，對產(chǎn)品進(jìn)行再定義、再規劃和再優(yōu)化，明確系統功能、性能、易用性要求和指標，研發(fā)可靠軟件產(chǎn)品，突出特色能力培育和形成，力爭走出對標發(fā)展的老路子。

結合工程應用需要，加強分層分級的解決方案建設

結合工程需求，甄選、評估工程所需的自主工業(yè)軟硬件生態(tài)伙伴，以PLM系統為牽引，聯(lián)合打造適合工程需要的構件化、組合式應用，并具備適應業(yè)務(wù)變化的“快、靈”技術(shù)能力，支撐研制范式變革的動(dòng)態(tài)性、長(cháng)期性，為總體、分系統和配套單位提供實(shí)用、好用的個(gè)性化解決方案。

以工程需求為牽引，強化歷史資源和系統平替能力

系統建設要避免出現“修路拆城”現象，盡量降低建設或升級對業(yè)務(wù)應用帶來(lái)的影響。平替能力需覆蓋不同廠(chǎng)商的同類(lèi)產(chǎn)品替換，以及同一公司的產(chǎn)品替換和升級，兩類(lèi)場(chǎng)景均需保持客制化功能和應用不受或少受影響，支持平滑無(wú)感升級乃至回退操作，最大程度保護客戶(hù)數字資產(chǎn)。

聚焦產(chǎn)品核心能力，打造自主可控的高質(zhì)量軟件

新一代PLM系統在產(chǎn)品上要采用減法思維，以模型數據為基礎，更廣泛集成各種MBD、MBE、MBX技術(shù)和工具，重點(diǎn)突破模型數據管理、數字樣機應用、多層次業(yè)務(wù)協(xié)同等核心能力，形成跨代特征鮮明的PLM產(chǎn)品。

PLM系統能力構成包括集成維度、數據維度、模型維度、協(xié)同維度和數智維度的功能集。

數據維度是PLM系統的基本功能，歷經(jīng)近二十年發(fā)展已經(jīng)相對成熟穩定，避免重復投入。集成維度要重點(diǎn)研發(fā)與各種工具的深度集成，實(shí)現多品類(lèi)模型的解析、管理和應用。模型維度重點(diǎn)突出工程特性，強化模型的連續性，力爭打通模型的應用全鏈條。協(xié)同維度重點(diǎn)聚焦到以模型數據驅動(dòng)的協(xié)同場(chǎng)景，以及由此引起的IPT等應用模式變化，探索供需方協(xié)同論證、方案設計、設計仿真、設計制造等典型應用場(chǎng)景。數智維度結合工程場(chǎng)景加大人工智能技術(shù)應用，從智能知識推送、自動(dòng)化模型識別處理、數字工程師等方面探索應用落地，將耗時(shí)耗力易錯環(huán)節實(shí)現自動(dòng)化和智能化，為業(yè)務(wù)人員提供AI賦能工具。

產(chǎn)品上建議采取“數據驅動(dòng)做優(yōu)，模型驅動(dòng)做強、數智化做實(shí)”策略，數據維度做優(yōu)，模型和協(xié)同做強，數智維度做實(shí)。

圖 4 PLM系統分類(lèi)功能示意圖

以國家創(chuàng )新戰略為指導，加快PLM系統數智化進(jìn)程

傳統PLM系統注重管理，弱化工程，新一代PLM系統要站在用戶(hù)和業(yè)務(wù)角度換位思考，通過(guò)AI賦能為業(yè)務(wù)帶來(lái)更多粘性，為用戶(hù)賦能并大幅減負。在數據的“集管用”、模型的“集析管構用”中強化AI場(chǎng)景識別和場(chǎng)景賦能，形成數據“集管識用”和模型“集析管識構用”新場(chǎng)景，探尋多方案設計空間的快速尋優(yōu)、創(chuàng )成式CAD設計、復雜系統智能仿真分析、智能生產(chǎn)調度、智能質(zhì)量檢測與控制、智能設備運維、智慧管理等數智化應用，形成AI賦能工具集，加快系統的數智化進(jìn)程。

結語(yǔ)

PLM產(chǎn)品要力爭做到“平臺基礎牢、核心功能強、業(yè)務(wù)方案好、應用體驗優(yōu)”的高質(zhì)量、高可靠的軟件系統，通過(guò)PLM牽引，打造分層分類(lèi)解決方案，帶動(dòng)自主軟硬件成果的工程化應用和優(yōu)化，支撐模型數據驅動(dòng)的研制范式變革，帶動(dòng)自主工業(yè)軟件生態(tài)建設。