“中聯(lián)重科智能工廠的支點(diǎn)就是PLM與MES的靈活運(yùn)用。”中聯(lián)重科股份有限公司（以下簡稱中聯(lián)重科）首席信息官王玉坤在接受采訪時(shí)感慨道。PLM（產(chǎn)品生命周期管理）與產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)息息相關(guān)，而這不僅是企業(yè)競爭力之源，也是智能工廠建設(shè)的基礎(chǔ)。市場調(diào)研公司CIMdata數(shù)據(jù)顯示，中國主流PLM市場容量2013年達(dá)到8.45億美元，2015年有望超過10億美元。在中國對PLM進(jìn)行大量投資的行業(yè)包括航空航天、汽車、高科技電子、裝備制造等。
加快產(chǎn)品上市速度
隨著《中國制造2025》的出臺，中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級有了宏偉藍(lán)圖。與此同時(shí)，美國、德國和日本等都推出了相應(yīng)的戰(zhàn)略規(guī)劃，為未來制造業(yè)進(jìn)行了重新的定義。Siemens PLM Software 專家Helmuth Ludwig表示，雖然制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)在發(fā)生變化，但是成功的驅(qū)動力并沒有發(fā)生變化，仍然由三個(gè)重要的要素構(gòu)成，即“更快”“更靈活”“更高效”：市場推廣的速度需要更快，企業(yè)運(yùn)營需要更靈活更高效。中國企業(yè)要實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》的目標(biāo)，進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，必須要做到數(shù)字化轉(zhuǎn)型，而PLM則是轉(zhuǎn)型的重要工具。
《中國制造2025》指出，推進(jìn)制造過程智能化，加快產(chǎn)品全生命周期管理、客戶關(guān)系管理、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)集團(tuán)管控、設(shè)計(jì)與制造、產(chǎn)供銷一體、業(yè)務(wù)和財(cái)務(wù)銜接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)集成，實(shí)現(xiàn)智能管控。借助PLM，制造企業(yè)研發(fā)進(jìn)程不斷加快，新品上市速度也在不斷提高。
目前已形成了年產(chǎn)15萬輛的整車的能力東南汽車又遇到了新的挑戰(zhàn)。一方面，公司擴(kuò)建項(xiàng)目目標(biāo)是將年產(chǎn)能進(jìn)一步提升到40-50萬輛；另一方面，公司近年來一直大力發(fā)展自主品牌車型研發(fā)，面對競爭日益激烈的市場，公司需要以更快的速度研發(fā)不同車型滿足市場需求，如SUV 車型和新能源汽車。如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)？PLM（產(chǎn)品生命周期管理）立下了汗馬功勞。
東南（福建）汽車工業(yè)有限公司總經(jīng)理室資訊組經(jīng)理李永斌告訴記者，通過建立先進(jìn)的PLM平臺，公司可以管理跨多個(gè)信息系統(tǒng)的研發(fā)數(shù)據(jù)，涵蓋產(chǎn)品規(guī)劃、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理到產(chǎn)品服務(wù)等。通過實(shí)施PLM，公司提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，設(shè)計(jì)出圖效率提高了30%，管理出圖速度提高了40%，數(shù)據(jù)授受精確度提高至99%，加快了新車型的上市速度，同時(shí)也提高了公司的總體運(yùn)行效率，改進(jìn)了質(zhì)量控制，并協(xié)助管理層做出更加及時(shí)、準(zhǔn)確的決策。
據(jù)王玉坤介紹，在智能產(chǎn)品生產(chǎn)之前，中聯(lián)重科通過自主研發(fā)的PLM平臺將來自亞洲、歐洲、美洲的近三千名工程師進(jìn)行協(xié)同研發(fā)，共同參與產(chǎn)品開發(fā)，這樣不僅提高了模塊化設(shè)計(jì)能力和效率，更能迅速滿足用戶的個(gè)性化需求，提高市場反應(yīng)速度。同樣，在產(chǎn)品正式制造前，通過在PLM平臺上構(gòu)建虛擬樣機(jī)，對其外觀、性能、工藝等參數(shù)進(jìn)行仿真分析，能夠讓研發(fā)過程變得更加高效、可靠，避免浪費(fèi)，從而提高生產(chǎn)力。此前，保持著吉尼斯世界最長臂架泵車紀(jì)錄的101米碳纖維臂架泵車，便是依托PLM平臺設(shè)計(jì)的創(chuàng)新成果，短短5個(gè)月便完成了整個(gè)研發(fā)過程。
工程仿真技術(shù)是PLM平臺重要組成部分，可以通過精確地建模來模擬真實(shí)世界，幫助企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品性能，減少物理樣機(jī)及試驗(yàn)。利用仿真手段能夠及早進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的迭代，可以有效地降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本和時(shí)間周期。“使用仿真驅(qū)動產(chǎn)品的開發(fā)流程，你可以看到在設(shè)計(jì)的最早階段，就可以將優(yōu)化的步驟介入到其中。比如在真正的誕生一臺實(shí)體樣機(jī)之前，可能就已經(jīng)在計(jì)算機(jī)軟件上會進(jìn)行上千次的這種仿真。換句話講，如果你使用了這個(gè)仿真技術(shù)，你最后的優(yōu)化速度會更快，而且成本會更低。”ANSYS公司副總裁Tom Kindermans告訴記者。
工業(yè)4.0給PLM帶來技術(shù)變革
無論是《中國制造2025》，還是德國的“工業(yè)4.0”，抑或美國的“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃”，均將智能制造作為新一輪制造業(yè)發(fā)展的重要方向。PTC售前高級總監(jiān)紀(jì)豐偉表示，智能制造一方面強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程的智能化，每一個(gè)制造環(huán)節(jié)都具備自動化或智能化的特征，可以被監(jiān)控的，能夠大大防止不良的產(chǎn)品從上一道工序流到下一道工序，同時(shí)可以以智慧生產(chǎn)的模式高效率、高質(zhì)量的生產(chǎn)產(chǎn)品。在智能生產(chǎn)過程中，信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合將成為關(guān)鍵，在工業(yè)4.0中叫做CPS（物理信息系統(tǒng)）。智能制造的另一方面是強(qiáng)調(diào)研發(fā)生產(chǎn)出智能化的產(chǎn)品，例如智能家電、智能照明電器、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。在智能化的產(chǎn)品中，傳感器、數(shù)據(jù)儲存裝置、微處理器和軟件等將以多種多樣的方式嵌入產(chǎn)品中。因此，在智能制造時(shí)代，PLM需要支撐的產(chǎn)品研發(fā)和制造過程將發(fā)生極大的改變，并對PLM技術(shù)本身帶來新的變革。
紀(jì)豐偉強(qiáng)調(diào)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和PLM平臺的結(jié)合大勢所趨。“無論是生產(chǎn)過程的智能化或者是智能化的產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為智能制造體系的關(guān)鍵技術(shù)。在生產(chǎn)過程中，所有生產(chǎn)過程將被監(jiān)控，質(zhì)量問題將被及時(shí)傳遞到研發(fā)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，而新的產(chǎn)品要求也將及時(shí)傳遞到制造領(lǐng)域，進(jìn)行智能化的控制。因此，PLM平臺必須和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行融合，才能最終將物理世界和虛擬世界連接起來。”紀(jì)豐偉說。
ANSYS公司副總裁Tom Kindermans也表示，仿真技術(shù)作為PLM平臺里重要組成部分，已廣泛地應(yīng)用到產(chǎn)品生命周期各階段。未來，仿真技術(shù)需要滿足各式各樣的新技術(shù)需求，如系統(tǒng)工程、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和云端協(xié)作。
另外，智能互聯(lián)產(chǎn)品需要一整套全新的設(shè)計(jì)原則，例如通過軟件定制產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化；個(gè)性化、產(chǎn)品實(shí)時(shí)升級支持、加強(qiáng)和預(yù)判遠(yuǎn)程服務(wù)。要將產(chǎn)品硬件、電子部件、軟件、操作系統(tǒng)和互聯(lián)部件融合到一起，系統(tǒng)工程和軟件敏捷開發(fā)能力必不可少，新的產(chǎn)品開發(fā)流程要求企業(yè)有能力在開發(fā)后期，甚至售后對設(shè)計(jì)進(jìn)行快速有效的迭代。因此，PLM平臺需要適應(yīng)未來軟件為主的研發(fā)模式、系統(tǒng)工程的方法、敏捷開發(fā)快速迭代的特點(diǎn)等。
值得一提的是，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，在新一輪的制造業(yè)變革中，將產(chǎn)生大量的新商業(yè)模式，例如眾包設(shè)計(jì)、云制造、大規(guī)模個(gè)性化定制等新型制造模式，形成基于消費(fèi)需求動態(tài)感知的研發(fā)、制造和產(chǎn)業(yè)組織方式和開放型產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。“這些新商業(yè)模式下的研制過程也需要PLM進(jìn)行相應(yīng)的變化，例如跨國家、地域、語言的眾包協(xié)同設(shè)計(jì)，不僅需要數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的管理和傳遞，同時(shí)還需要PLM進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)隔離和安全控制等。”紀(jì)豐偉強(qiáng)調(diào)。
當(dāng)然，對于中國國產(chǎn)軟件企業(yè)而言，安世亞太科技股份有限公司副總裁徐劼勇認(rèn)為，《中國制造2025》將制造和設(shè)計(jì)進(jìn)行更緊密地結(jié)合，將對國產(chǎn)PLM尤其是CAE軟件帶來重大發(fā)展機(jī)遇。中國制造業(yè)存在各種各樣的場景應(yīng)用，這些都會成為軟件企業(yè)研發(fā)的資源，也就是說在行業(yè)應(yīng)用方面，中國的軟件企業(yè)大有可為。“國外的很多企業(yè)提供的是一個(gè)通用的技術(shù)平臺，在中國落地需要中國企業(yè)通過基于最佳實(shí)踐的模板、高級培訓(xùn)、應(yīng)用咨詢、二次開發(fā)等來實(shí)現(xiàn)，需要一個(gè)整體體系的建設(shè)，這些都是中國軟件企業(yè)的機(jī)會。”徐劼勇表示。
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本文標(biāo)題：智能工廠從PLM切入 工業(yè)4.0迫使PLM技術(shù)變革
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