PLM：改造生產(chǎn)線的神奇軟件

1、PLM：改造生產(chǎn)線的神奇軟件         體操做完后，豐田公司的工人在上崗前還有另一件事要做。這些日子，公司正在對(duì)他們將要負(fù)責(zé)生產(chǎn)的零部件做些變動(dòng)。工人們各自走進(jìn)專門的演示室，在那，大型計(jì)算機(jī)屏幕將向他們介紹新的裝配工序。要掌握的信息很多，因?yàn)楣と藗兠績尚r(shí)就要在不同的裝配站輪崗，以緩解身體緊張。由于采用了新型的制造軟件產(chǎn)品壽命期>' target='_blank' class='infotextkey'>管理軟件(簡稱PLM)，各種數(shù)據(jù)可以用清晰的三維圖像在電腦屏幕上

2、演示出來。    豐田公司裝配線有著強(qiáng)大的能力(其象征是一張不起眼的看板卡)，一直被夸成世界第一。對(duì)豐田來說，那些展示意味著這理念的重大轉(zhuǎn)變和效率的急劇提高。豐田汽車公司總裁張富士夫(Fujio Cho)宣稱，PLM軟件正在把公司的生產(chǎn)系統(tǒng)改造成數(shù)字化制造系統(tǒng)。    除了豐田，還有許多公司采用了PLM軟件，對(duì)產(chǎn)品從產(chǎn)生到衰落的整個(gè)壽命期從研發(fā)中創(chuàng)造，到生產(chǎn)、測(cè)試，再到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)進(jìn)行>' target='_blank' class='infotextkey'>管理。率先采用PLM的公司

3、，如普惠加拿大公司(Pratt & Whitney Canada)，通用汽車公司(General Motors)和IBM，已經(jīng)節(jié)約了數(shù)億美元的費(fèi)用(單是IBM一家就節(jié)約了7億多美元)，并減少了三分之一的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。波音公司也正在為生產(chǎn)新的7E7型夢(mèng)幻客運(yùn)噴氣機(jī)安裝PLM軟件包。并非所有的用戶都是巨型公司。加利福尼亞州亞伯林達(dá)市GID公司只有六名員工，它也用這種軟件來設(shè)計(jì)輪式溜冰鞋和制造這種溜冰鞋的工具。    PLM通過結(jié)合了兩種人們熟悉的較舊軟件做到了這一點(diǎn)。一種是計(jì)算機(jī)輔助三維組件設(shè)計(jì)程序(CATIA)，這是一種工程設(shè)計(jì)工具；另一種是較新的軟件，具備

4、模擬裝配線乃至整個(gè)新工廠等功能。在豐田公司那些逼真的演示中，機(jī)器人揮舞著機(jī)械臂，機(jī)床往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，真人一樣的模擬人在工廠里走來走去。有了PLM，包括設(shè)計(jì)、研制在內(nèi)所有工序都可以在電腦同時(shí)進(jìn)行測(cè)試，因此，工程師在產(chǎn)品還處于設(shè)計(jì)階段的時(shí)候就能制定生產(chǎn)布局。    軟件能力還有了另一個(gè)驚人的飛躍:在改進(jìn)產(chǎn)品時(shí)，PLM自動(dòng)地根據(jù)商業(yè)要求改變?cè)O(shè)計(jì)規(guī)格。例如，飛機(jī)的某項(xiàng)任務(wù)要求，如最大飛行時(shí)間，它可能同發(fā)動(dòng)機(jī)推力和油箱容量的設(shè)計(jì)規(guī)格有關(guān)，這些規(guī)格反過來影響到機(jī)翼尺寸。PLM軟件能像變魔術(shù)般更新翼展尺寸、改變翼肋和桁條的數(shù)量及形狀。有了這個(gè)新能力，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商(如普惠加

5、拿大公司)就能夠在設(shè)計(jì)規(guī)格這個(gè)問題上同客戶進(jìn)行更密切的合作。    曾有些潛在用戶認(rèn)為PLM就像ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)和CMR(客戶關(guān)系>' target='_blank' class='infotextkey'>管理)一樣，只不過是又一個(gè)被過度炒作的三個(gè)字母的時(shí)髦軟件，對(duì)它不屑一顧，但隨后，PLM得以流行開來。馬薩諸塞州坎布里奇市的行業(yè)觀察機(jī)構(gòu)Daratech公司首席執(zhí)行官查爾斯?范戴勒(Charles Foundyller)把PLM稱為“造就創(chuàng)新的最佳方法”。最主要的一種PLM軟件是由IBM負(fù)責(zé)營銷的，IBM

6、技術(shù)與制造高級(jí)副總裁尼克?多諾弗里歐(Nick Donofrio)稱這種軟件是“在制造業(yè)>' target='_blank' class='infotextkey'>歷史上的一次最重大突破亨利?福特(Henry Ford)裝配線基礎(chǔ)上的新發(fā)展”。他解釋說，“產(chǎn)品制造出來后生產(chǎn)線上的工作往往就會(huì)停止，但PLM則更像一個(gè)不間斷環(huán)路，它從制造到售后服務(wù)各階段都跟蹤著產(chǎn)品，然后又返回到設(shè)計(jì)理念和生產(chǎn)階段等環(huán)節(jié)，以重新設(shè)計(jì)或升級(jí)產(chǎn)品。這種閉環(huán)式方法可能會(huì)把原來平庸的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成貨真價(jià)實(shí)的行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品。    IBM是PLM重

7、要構(gòu)件的孵化地和走向市場(chǎng)成熟的發(fā)射臺(tái)。上個(gè)世紀(jì)90年代，IBM公司正在首席執(zhí)行官郭士納(Lou Gerstner)的領(lǐng)導(dǎo)下走向復(fù)興，它發(fā)現(xiàn)自己有35%產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間比競爭者多出一倍以上。研發(fā)成本也失去了控制。設(shè)計(jì)工程師只顧設(shè)計(jì)本部門產(chǎn)品的組件，卻不看IBM其他部門是否已經(jīng)設(shè)計(jì)過這種組件。這種現(xiàn)象并不少見。大約25%的研發(fā)預(yù)算都浪費(fèi)在這些從未進(jìn)入市場(chǎng)的產(chǎn)品上了，而競爭對(duì)手在這方面的比例卻只有5%。IBM成立了一個(gè)結(jié)構(gòu)調(diào)整小組，由多諾弗里歐和IBM高級(jí)副總裁琳達(dá)?桑福德(Linda Sanford)領(lǐng)導(dǎo)，組織工程師開發(fā)了一個(gè)稱為“產(chǎn)品經(jīng)理”(PM)的數(shù)據(jù)庫，幫助IBM工程師利用公司已有的1,4

8、91,879種部件，包括21,860種電纜、127,008種電子元件和大約30,000種機(jī)械組件及子組件。PM不僅是一個(gè)電子數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫，它還利用IBM已經(jīng)采用的設(shè)計(jì)工程軟件CATIA生成的數(shù)字資料，分送給全公司的工程師、會(huì)計(jì)師及所有需要這些信息的人員。    1998年，IBM以4,500萬美元的價(jià)格把PM賣給了正在開發(fā)一種PLM的法國達(dá)索系統(tǒng)集團(tuán)公司(Dassault Systes)。達(dá)索公司大大增強(qiáng)了PM的功能，而IBM承接了PLM軟件包的銷售業(yè)務(wù)。    IBM從中賺到了大把的利潤，津津樂道地向員工、股東和潛在的客戶宣揚(yáng)這些成就

9、。從1994年開始，由于采用了PLM，IBM把高端計(jì)算機(jī)和服務(wù)器投放市場(chǎng)的時(shí)間由原來的70個(gè)月減少到了19個(gè)月。同期，硬件研發(fā)支出與經(jīng)營收入的比率也由原來的12%下降到了5.8%。在IBM的“老大難”問題(下馬項(xiàng)目上的支出)也由原來的25%削減到了2%以下。全球高端服務(wù)器生產(chǎn)主管小雷?沃特洛巴(Ray Watroba Jr.)說:“我們將這些PLM程序合并、集成并在隨后優(yōu)化的方法，給我們的產(chǎn)品研發(fā)流程帶來了意想不到的好處”。    藍(lán)色巨人有1,000名PLM銷售人員和1,000多名咨詢工程師，專職負(fù)責(zé)全球PLM用戶。去年，IBM和達(dá)索兩家公司的PLM軟件銷售金額

10、合計(jì)約20億美元。電資系統(tǒng)公司(EDS,今年被賣給一家投資集團(tuán))的子公司UGS PLM緊隨其后，銷售額達(dá)17億美元，其最大的客戶是EDS的原所有者通用汽車公司。    行業(yè)分析師指出，今年P(guān)LM的收入為120億美元，在此基礎(chǔ)上，今后每年將以14%的速度增加。德勤國際咨詢公司(Deloitte & Touche Tohmatsu)在一份新的報(bào)告中認(rèn)為，采用PLM是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率和利潤驚人增長的原因。由于PLM是一種新產(chǎn)品(在2002年2月份才成為真正的商業(yè)性產(chǎn)品)，只有為數(shù)不多的一小部分公司全面地掌握了該項(xiàng)技術(shù)。但是，在歐美的650個(gè)主要制造廠家中，掌握了該項(xiàng)技

11、術(shù)的55家公司的利潤卻比其余公司的利潤高出73%。市場(chǎng)研究公司Gartner的一份研究報(bào)告指出，“財(cái)富1000”排行榜上的制造業(yè)公司若在2007年前還未安裝PLM，它們維持其競爭力將十分艱難。該報(bào)告還說:“采用PLM的中小企業(yè)將對(duì)那些不采用PLM的競爭對(duì)手擁有優(yōu)勢(shì)?！?#160;   正如其它業(yè)務(wù)軟件一樣，PLM也能降低成本，但其真正的功能卻充當(dāng)創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)。它能比過去更快速、更容易地生產(chǎn)從農(nóng)業(yè)機(jī)械到玻璃器皿等各種產(chǎn)品。波士頓的行業(yè)觀察機(jī)構(gòu)AMR Research公司PLM研究主任邁克爾?巴克特(Michael Burkett)說:“其它主要的企業(yè)軟件基本上都是用來提高現(xiàn)有

12、運(yùn)營活動(dòng)的效率，而PLM卻能改變游戲的規(guī)則”。伊萊克斯公司(Electrolux)運(yùn)用PLM來研制無繩自動(dòng)自充電真空吸塵器，它看起來就像一條巨大的三葉蟲，因此就起名為“三葉蟲”?？上?，它的價(jià)格高達(dá)1,800美元。    PLM能夠生成數(shù)據(jù)庫，保存有關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)方法的數(shù)據(jù)和點(diǎn)子，因此無論是相關(guān)的點(diǎn)子還是部件都可以比從前更快捷、更高效地反復(fù)利用。PLM體現(xiàn)著一種思想，本身又是一整套軟件程序，它將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)緊密地結(jié)合在一起；反過來，又將產(chǎn)品開發(fā)與工具、裝配線乃至整個(gè)工廠的設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，而且一切都可以在計(jì)算機(jī)上詳細(xì)地模擬出來。以前，設(shè)計(jì)、開發(fā)和制造工程師依次完成各

13、自工作，相對(duì)隔絕?，F(xiàn)在，他們能夠在世界各同時(shí)工作，相互協(xié)調(diào)。波音公司的工程師們目前正在研制最新型的客機(jī)，他們能夠與身在各大洲的同行合作，同時(shí)在電腦屏幕上檢查同一個(gè)機(jī)翼模型。所有參與者都能看得到設(shè)計(jì)中的變更，而且變更的成本還能自動(dòng)計(jì)算出來。    精明的PLM觀察家、AMR公司的邁克爾?巴克特看到，PLM正在對(duì)新產(chǎn)品的工廠量產(chǎn)期(即實(shí)時(shí)量產(chǎn)曲線期)產(chǎn)生重大影響。早在1999年，巴克特就創(chuàng)造了PLM這個(gè)術(shù)語，他說:“許多公司重視新產(chǎn)品的即時(shí)上市，而沒有認(rèn)識(shí)到規(guī)劃、供應(yīng)鏈準(zhǔn)備和制造的重要意義，沒能在這方面為新產(chǎn)品的批量生產(chǎn)提供支持?？匆豢锤呒夹g(shù)產(chǎn)業(yè)就能明白了:摩托羅拉(

14、Motorola)、奔邁(Palm)、微軟(Microsoft)等公司全都因?yàn)樾庐a(chǎn)品上市的制造和供應(yīng)準(zhǔn)備工作不充分而損失了銷售量?！彼€說，PLM可以讓產(chǎn)品上市“完美無暇”。它確保了各種跨功能要素都協(xié)調(diào)一致:確保有合適的制造、供應(yīng)工具及流程，確?，F(xiàn)場(chǎng)服務(wù)文件制備妥當(dāng)和市場(chǎng)營銷活動(dòng)到位。    除此之外，有了PLM仿真三維模型，設(shè)計(jì)理念更容易把握，因?yàn)槿四X可能迅速處理日常生活中熟悉的景象。最后，PLM還有大多數(shù)軟件沒有的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。達(dá)索系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官伯納德?查爾斯(Bernard Charles)得意洋洋地說:“使用PLM很有趣?！彼€說:比較一下，“你聽到有誰

15、說過看著ERP軟件顯示出的一串串對(duì)象清單會(huì)感到有趣？在那兒你甚至還沒有開始就感到厭煩了?！?#160;   在蒙特利爾郊區(qū)朗奎爾的普惠加拿大公司的工廠里，喬治穿著工裝褲，走進(jìn)了一個(gè)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的彩色三維電腦模型。喬治是一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬人，數(shù)字化的骨骼、關(guān)節(jié)和韌帶一應(yīng)俱全。他正在試驗(yàn)，想弄清楚真人修理工在進(jìn)入真發(fā)動(dòng)機(jī)的某處時(shí)是否會(huì)遇到障礙。如果喬治不能進(jìn)入某個(gè)部分，他的手臂就變成紅色，提醒發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)員需要做些變更。普惠公司為噴氣飛機(jī)、螺旋槳飛機(jī)和直升飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造發(fā)動(dòng)機(jī)，它兩年來一直使用PLM。到目前為止，在PLM上已投資了4,000萬美元，在企業(yè)資源規(guī)劃上的投資也只是6,000

16、萬美元。    普惠正在研制四種新型發(fā)動(dòng)機(jī)。在計(jì)算機(jī)屏幕上進(jìn)行試驗(yàn)十分有效，因此普惠去年開始不再用木頭和塑料制作發(fā)動(dòng)機(jī)模型。這些模型中有些有4,000多個(gè)部件，停止使用這類模型，公司在每項(xiàng)設(shè)計(jì)中節(jié)約了50萬到100萬美元。    普惠工廠有4,000名員工。由于采用了全套PLM軟件，無論在工廠內(nèi)部業(yè)務(wù)還是工廠外部業(yè)務(wù)中都獲益不淺。裝配設(shè)計(jì)階段過去要持續(xù)一年，現(xiàn)在縮短了20%。工程師采用電子手段把發(fā)動(dòng)機(jī)外殼的CATIA圖像傳輸給飛機(jī)制造商，看看能不能與模型匹配。大約有70%的不吻合部分在設(shè)計(jì)的早期就能發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行改正。使用模擬人可以更準(zhǔn)確

17、地估算出維修時(shí)間，演示出從機(jī)身拆下發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳方法，而不必建造實(shí)物模型就能通過飛機(jī)制造廠的設(shè)計(jì)驗(yàn)收。不過，還必須用金屬制造出發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物模型進(jìn)行振動(dòng)、工作環(huán)境溫度和運(yùn)行速度方面的試驗(yàn)。但是，有了PLM，普惠的工程師不用再制造模型，而是制造用于測(cè)試的第一款生產(chǎn)型號(hào)。    由于把三維設(shè)計(jì)、開發(fā)與制造結(jié)合起來，普拉特還把制造流程的編程工作加快了9倍，并把零件加工時(shí)間縮短了35%。采用CATIA，工程師們可以設(shè)計(jì)零部件和組件，建造虛擬的發(fā)動(dòng)機(jī)模型。CATIA :還能用數(shù)字編碼和圖像說明生產(chǎn)車間機(jī)器切削發(fā)動(dòng)機(jī)工件時(shí)要采取的數(shù)值控制路徑。數(shù)碼企業(yè)規(guī)劃項(xiàng)目經(jīng)理舍里爾?諾沃薩德(

18、Sherrill Novosad)說:“為了模擬，機(jī)器不必停下來。不過你仍然要在車間內(nèi)進(jìn)行最后一道工具試驗(yàn)。但現(xiàn)在你只需要做一次就行了，不必做三、四次?！?#160;   PLM的另一個(gè)大用處就是>' target='_blank' class='infotextkey'>管理發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)。首席信息官阿馬爾?杰爾吉斯(Amal Girgis)說:“我們有大量的紙面數(shù)據(jù)，存放在不同的地方，檢索起來很困難?！北热鐪u輪機(jī)葉片，公司過去靠設(shè)計(jì)工程師的記憶，而現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員只需點(diǎn)一下鼠標(biāo)就能檢索到某個(gè)葉片設(shè)計(jì)的所有信息。    PLM還顯著地節(jié)約了制造成本。據(jù)公司的統(tǒng)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)減少了13%，切削廢料減少了86%，返工減少了近10%。庫存周轉(zhuǎn)率去年由原來的每年4次猛增到14次。盡管PLM價(jià)格不菲，但普惠估計(jì)三年就能回收全部投資。    杰爾吉斯說:“能獲得從產(chǎn)品概念直至產(chǎn)品報(bào)廢整個(gè)歷程的所有信息，一直是航空航天公司這樣的大型公司的愿望。在我們這行，由于發(fā)動(dòng)機(jī)壽命周期很長，能達(dá)50年之久，也由于本行業(yè)是管制行業(yè)，所以數(shù)據(jù)