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PLM的主要體系結(jié)構(gòu) 作者：蘇玉龍 陳郁鈞 發(fā)表：2003.09.22 09:56:41 來源：中國計(jì)算機(jī)用戶賽迪網(wǎng)在未來的5年時間里，全球制造業(yè)有望在產(chǎn)品開發(fā)解決方案上投入250多億美元。其中，PLM是眾多方案中的重點(diǎn)。 PLM的生存環(huán)境 PLM的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 對于企業(yè)而言，實(shí)施PLM不是一蹴而就的事情，它需要企業(yè)的配套環(huán)境全面跟進(jìn)。概括起來，對企業(yè)的PLM起支撐作用的主要包括這樣幾個方面： 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 在產(chǎn)品整個生命周期中，幫助制造商控制信息，確保數(shù)據(jù)的可用性，并管理產(chǎn)品開發(fā)過程； 項(xiàng)目管理和協(xié)作 能讓雇員、供貨商和客戶通過基于Web 的工作室、項(xiàng)目計(jì)劃編制、里程碑跟蹤、工作分配和管理、以及論壇等方式共同完成項(xiàng)目； 動態(tài)設(shè)計(jì)配置 使用具有交互、動態(tài)、協(xié)作等特點(diǎn)的可視化功能，其中包括圖形化產(chǎn)品系列建模、產(chǎn)品系列目錄公布、產(chǎn)品配置以及數(shù)字化產(chǎn)品的自動化生成等功能，來幫助離散型制造商滿足不斷增加的依單設(shè)計(jì)產(chǎn)品需求； 組件管理和零件目錄 能讓設(shè)計(jì)人員通過Web來訪問標(biāo)準(zhǔn)的、最佳的零件供貨商，以最大可能實(shí)現(xiàn)零件的再用，并能讓標(biāo)準(zhǔn)零件供貨商為它們的客戶提供大量的產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)； 制造協(xié)作 簡化交付制造過程，比如，在以組織為單位的工作室中交流信息和過程狀態(tài)、跨組織更改管理、采購過程管理、以及供貨商數(shù)據(jù)管理； 特殊客戶業(yè)務(wù)過程應(yīng)用 根據(jù)客戶特殊的業(yè)務(wù)過程和舊系統(tǒng)，建立針對不同客戶的產(chǎn)品生命周期管理解決方案。 圖1 PLM的一體化系結(jié)構(gòu) PLM需要合理的體系結(jié)構(gòu) 當(dāng)在復(fù)雜的數(shù)字化價值鏈中優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)過程時，解決方案的體系結(jié)構(gòu)就是至關(guān)重要的了。一個差的體系結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)致部署困難，在每次升級時造成巨大的組件集成成本，而多種技術(shù)混雜也限制了將來系統(tǒng)的柔性，并容易產(chǎn)生多點(diǎn)故障。 領(lǐng)先的制造企業(yè)正意識到：在考慮使用產(chǎn)品生命周期管理（PLM）解決方案，以優(yōu)化整個數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈的產(chǎn)品開發(fā)過程時，軟件的體系結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。如果不了解PLM解決方案的基礎(chǔ)架構(gòu)，那么，幾乎不可能確保該方案可維護(hù)信息的完整性，支持廣義用戶社區(qū)之間有效而高效的協(xié)作以及支持產(chǎn)品數(shù)量、產(chǎn)品類型和全球合作的增長。在 PLM 市場的早期，許多公司都難以在 PLM上有所作為，因?yàn)榈教幊涑庵鴨吸c(diǎn)解決方案，而且，根本不具備真正系統(tǒng)解決方案的可用性。如果PLM是通過單點(diǎn)解決方案和傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的組合而實(shí)現(xiàn)，由于缺乏數(shù)據(jù)互操作能力，以及集成維護(hù)成本居高不下，使得 PLM 成為一種不必要的、復(fù)雜而危險(xiǎn)的主張。其成本和復(fù)雜度大大限制了系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)管理員以及制造商。在技術(shù)層面上，這些體系結(jié)構(gòu)也同樣在可用性、可擴(kuò)展性、安全性及實(shí)用性等方面受挫。結(jié)果造成無法快速部署PLM解決方案，并保持合適的總擁有成本。 解決這些PLM問題則在于提供一個由合適軟件體系結(jié)構(gòu)驅(qū)動的完整產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，其中軟件體系結(jié)構(gòu)要考慮到長期的需求。 PLM的三種主要體系結(jié)構(gòu) 任何架構(gòu)良好的企業(yè) PLM 解決方案都應(yīng)當(dāng)由一致的核心體系結(jié)構(gòu)組成，而這個體系應(yīng)當(dāng)是模塊化的，以便根據(jù)需求增長進(jìn)行快速部署和擴(kuò)展。當(dāng)前，主要有一體化、純互聯(lián)網(wǎng)式和可互操作式這樣三種類型的核心體系結(jié)構(gòu)。 一體化體系結(jié)構(gòu)（Integral） 一體化體系結(jié)構(gòu)構(gòu)筑于一組公共體系結(jié)構(gòu)層和技術(shù)層之上，在這些層的各模塊之間不會出現(xiàn)冗余、交叉或沖突。具有一體化體系結(jié)構(gòu)的解決方案共享一個公共數(shù)據(jù)庫模式、公共業(yè)務(wù)對象和過程模型，以及一個具有單一登錄形式和外觀的、基于Web的公共用戶接口。然而，需要記住的重要一點(diǎn)是：完成一個一體化體系結(jié)構(gòu)需要從頭開始對其進(jìn)行規(guī)劃，并有充足的時間和資源，還要通過有組織的開發(fā)活動進(jìn)行創(chuàng)建。 一個很好的例子就是Windchill Info*Engine。為了避免可能的沖突和冗余，這種體系結(jié)構(gòu)在所有的解決方案模塊中都使用了一個公共的數(shù)據(jù)庫模式、業(yè)務(wù)對象和過程模型。如圖所示，該結(jié)構(gòu)始于一個CAD-agnostic企業(yè)數(shù)據(jù)模型方案，可不依賴于數(shù)據(jù)的源格式來存儲、管理和配置機(jī)械CAD數(shù)據(jù)、電子CAD數(shù)據(jù)及可視化數(shù)據(jù)。這種一體化體系結(jié)構(gòu)可作為記錄系統(tǒng)來管理全數(shù)字化產(chǎn)品，同時還考慮了該數(shù)字化產(chǎn)品的不同特性，由此消除了同步錯誤或數(shù)據(jù)重新輸入錯誤。這樣就能夠最有效地組合和利用完全數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和關(guān)系模塊，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜PLM過程的跨模塊支持以及較低的應(yīng)用程序維護(hù)成本。 PLM一體化解決方案擁有多種能力，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、設(shè)計(jì)協(xié)作和項(xiàng)目管理、動態(tài)設(shè)計(jì)配置、零件管理以及制造協(xié)作。制造商不再需要把各種不同的系統(tǒng)拼湊到一起了。實(shí)施一體化解決方案具有以下這樣一些好處（如表1）。 常見缺陷包括這樣幾個方面： 需要一個以上的數(shù)據(jù)庫模式，或更壞的是，需要一個以上的產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲器； 需要一個以上的對象和過程模型； 各種應(yīng)用存在多種外觀形式； 應(yīng)用之間存在冗余組件，如兩個工作流引擎； “選擇一流可視化”的需求，也即要“自己集成”； 缺乏采用完整產(chǎn)品系統(tǒng)的端到端過程的正式銷售商測試。 純互聯(lián)網(wǎng)式體系結(jié)構(gòu)（Internet） 純互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)包括100%的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、技術(shù)以及基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的代碼。企業(yè)需要一種互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)以支持分布式產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)過程，其中的用戶來自于企業(yè)不同部門，還有供應(yīng)商、制造合作商以及客戶團(tuán)體內(nèi)的用戶。 Windchill是在互聯(lián)網(wǎng)時代從底層開始創(chuàng)建的PLM解決方案，它的純互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為防火墻內(nèi)外的任何人同等地提供了對全數(shù)字化產(chǎn)品和開發(fā)過程的無縫訪問。 通過提供一個簡單、安全而易于瀏覽的用戶接口，以及通過標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可訪問的一體化3D可視化環(huán)境，制造商們可以促進(jìn)PLM解決方案的用戶接納并降低培訓(xùn)成本。方便、快捷地從防火墻外把新的首選供應(yīng)商/用戶添加到產(chǎn)品開發(fā)小組中；利用公共的用戶和小組管理系統(tǒng)，安全地提供僅對選定的、預(yù)先批準(zhǔn)的產(chǎn)品信息和/或項(xiàng)目空間進(jìn)行訪問。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，用戶可以在特殊過程（如信息會議）和正式過程（如更改請求調(diào)查、更改訂閱與通知）中進(jìn)行合作。這改善了小組之間的產(chǎn)品開發(fā)決策和信息共享的狀況。設(shè)計(jì)和制造組織也因?yàn)槟軌螂S時隨地進(jìn)行訪問而大受裨益，它簡化了全球采購和分布式制造。 PLM互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，它可以快速部署，能夠滿足當(dāng)今的可用性、可伸縮性、數(shù)據(jù)完整性、可擴(kuò)展性、安全性以及可互操作性的需求，從而適應(yīng)整個數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈的增長（如表2）。 常見缺陷包括這樣幾個方面： 并非100%基于Web的訪問，不能輕松合并防火墻之外的用戶，不能提供對產(chǎn)品信息和過程的安全而有選擇性的訪問； 基于一種以上編程語言的應(yīng)用； 業(yè)務(wù)邏輯是以不同的編程語言編寫的，并運(yùn)行于核心互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之外； 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)使用不正確，如數(shù)據(jù)庫技術(shù)，用來訪問業(yè)務(wù)邏輯； 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層縮放不一致。 可互操作體系結(jié)構(gòu)（Interoperable） 即使擁有一個一體化的純互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，還是需要與制造環(huán)境中其它傳統(tǒng)的和當(dāng)前使用的系統(tǒng)及工具進(jìn)行集成。可互操作體系結(jié)構(gòu)支持?jǐn)?shù)字化產(chǎn)品信息和過程與用戶系統(tǒng)的無縫集成，如桌面生產(chǎn)率應(yīng)用、異構(gòu)CAD系統(tǒng)以及辦公支持系統(tǒng)，包括ERP、SCM、CRM 以及其它PDM、傳統(tǒng)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫等。 為了適應(yīng)數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈的異構(gòu)特性，Windchill使用了一種CAD-agnostic企業(yè)數(shù)據(jù)模型方法，這種方法能夠不依賴于數(shù)據(jù)的源格式，來存儲、管理和配置機(jī)械CAD數(shù)據(jù)、電子CAD數(shù)據(jù)及可視化數(shù)據(jù)。這種可互操作性體系結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到了面向用戶的前臺系統(tǒng)以及辦公支持系統(tǒng)之中。對于前臺系統(tǒng)，就設(shè)計(jì)而言，這種可互操作體系結(jié)構(gòu)獨(dú)立于CAD系統(tǒng)，它與各種不同的第三方工具完全兼容，包括所有主要的MCAD工具。通過把操作菜單和功能直接嵌入本地CAD應(yīng)用的用戶接口中，可互操作體系結(jié)構(gòu)工作組管理器提供了與授權(quán)工具的預(yù)封裝集成。通過這種集成，來自不同應(yīng)用的關(guān)鍵工程信息不再局限于工程社區(qū)之內(nèi)，而是提升為整個企業(yè)都可看到的企業(yè)資產(chǎn)。 對于后臺，可互操作體系結(jié)構(gòu)也具有強(qiáng)大的聯(lián)邦能力。它為終端用戶提供了一個“單一系統(tǒng)映像”，這實(shí)際上是由信息組成的，而這些信息則是由分散的信息系統(tǒng)來管理的。關(guān)鍵原則是維護(hù)任何數(shù)據(jù)的一份單一原版拷貝，它盡可能由一套單一系統(tǒng)來管理。聯(lián)邦允許用戶在其它系統(tǒng)中查看這些數(shù)據(jù)，但是不能復(fù)制。同樣重要的是，在記錄系統(tǒng)間也可以進(jìn)行過程的聯(lián)邦。 從企業(yè)系統(tǒng)集成層次上說，PLM可互操作體系結(jié)構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)集成（ESI）解決方案不僅提供了集成所需的媒介，而且也提供了與ERP系統(tǒng)的預(yù)先配置標(biāo)準(zhǔn)集成。這些集成系統(tǒng)提供了健壯的功能、完善的事務(wù)管理、大量的可配置特性以及一個易用GUI定制環(huán)境。通過為給ERP發(fā)布產(chǎn)品數(shù)據(jù)提供端到端的過程支持， ESI還重新定義了一體化“開箱即用”支持等級。企業(yè)事務(wù)系統(tǒng)之間的實(shí)時連接能夠保證： 企業(yè)系統(tǒng)中所提供的都是最新的產(chǎn)品數(shù)據(jù) 對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更新可自動地反映在ERP系統(tǒng)中，確保制造商能根據(jù)設(shè)計(jì)的最新修改進(jìn)行制造 管理員負(fù)責(zé)維護(hù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的控制并審查其發(fā)布情況； 利用ERP的下游執(zhí)行系統(tǒng)保持最新（如后勤、售后支持）； 在PLM可互操作體系結(jié)構(gòu)中可訪問來自ERP或其它系統(tǒng)的相關(guān)信息； 去掉了系統(tǒng)間手工數(shù)據(jù)傳送和脆弱的本地連接。 PLM可互操作體系結(jié)構(gòu)也提供了對Web服務(wù)的完全支持，外部程序可使用如XML、WSDL和SOAP之類的協(xié)議訪問任何該結(jié)構(gòu)功能。這也使得該結(jié)構(gòu)能夠連接到任何 Microsoft .NET 程序中（如表3）。 其缺陷在于，許多PLM銷售商都擁有根據(jù)營銷關(guān)系預(yù)測的互操作戰(zhàn)略，但是，要提供獲得成功所需的PLM互操作性，則需要大量時間和開銷。 案例：PTC：PLM行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商 以客戶為中心的制造商要想取得成功，推行“產(chǎn)品至上”勢在必行?！爱a(chǎn)品至上”的中心思想就是把產(chǎn)品開發(fā)置于組織的核心地位，由此提高客戶滿意度、獲得運(yùn)營優(yōu)勢并實(shí)現(xiàn)公司的業(yè)務(wù)目標(biāo)。正如PTC設(shè)想的那樣，“產(chǎn)品至上”戰(zhàn)略為其它業(yè)務(wù)過程系統(tǒng)建立了一個統(tǒng)一的架構(gòu)，它能夠管理供應(yīng)鏈、客戶關(guān)系及資源規(guī)劃，有助于公司發(fā)展和成功，并能煥發(fā)組織內(nèi)每個員工追求卓越的熱情和愿望。PTC的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，通過優(yōu)化發(fā)生在整個數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈中的產(chǎn)品開發(fā)過程，能促使公司推行“產(chǎn)品至上”戰(zhàn)略。 17年以來，PTC一直是提供技術(shù)改善產(chǎn)品開發(fā)的領(lǐng)先供應(yīng)商，不斷創(chuàng)造解決方案，幫助制造商們不僅能更快地制造一流產(chǎn)品，而且可以把這些產(chǎn)品和定義產(chǎn)品的信息轉(zhuǎn)變成可重復(fù)提供價值的資產(chǎn)。作為全球完全致力于PLM產(chǎn)品生命周期管理解決方案的最大的軟件供應(yīng)商，PTC在世界范圍內(nèi)擁有35000多家制造業(yè)客戶。PTC提供完善的產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅提供了一套進(jìn)行創(chuàng)造、協(xié)作和控制的全面方法，而且也為PLM提供了一套最佳的一體化、互聯(lián)網(wǎng)式和可互操作體系結(jié)構(gòu)。 表1 一體化解決方案的好處 快速部署 擁有成本效益 降低了在各個獨(dú)立程序和用戶 降低了在不受商業(yè)支持的集成上的維護(hù)開銷， 交互模型之間集成數(shù)據(jù)的時間和成本 其中參與集成的模塊隨其版本而變 降低了集成多個產(chǎn)品基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)/體系結(jié)構(gòu) 可定制過程和對象的一體化柔性能滿足 的時間和成本 特定需求，同時又不破壞其它模塊的功能 利用模塊中預(yù)先配置的設(shè)置和嵌入的最佳 實(shí)踐技術(shù)而降低了部署時間 表2 PLM互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的好處 快速部署 擁有成本效益 縮短了把非工程用戶和其它用戶添加到 通過一個單一而統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)策略， 系統(tǒng)中的時間 降低了開發(fā)商的成本和培訓(xùn)成本 通過具有一體化可視功能、單一、易于瀏覽、 通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和部署體系結(jié)構(gòu)， 基于Web的用戶接口，加快了人們對軟件接納， 降低了隨時而變的支持成本 并降低了培訓(xùn)成本 通過利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的IT技術(shù)而降低了 通過能夠滿足未來增長需要的固有柔性， 部