研发设计数字化：PLM、PDM、ERP介绍及其区别

一、产品全生命周期管理的定义

• 1.1 产品全生命周期（PLM）发展背景

目前，数字化设计与制造的技术（如CAX、DFX等）已经在产品开发中得到广泛应用，而各种企业和产品管理软件（如ERP、SCM、PDM、CRM等）也受到人们重视，它们从不同层面提升了企业内部管理效率，提升了外部竞争能力。

但是，如果各单元技术及管理模块相互独立，就会形成“自动化孤岛”和“信息孤岛”，使产品信息和企业资源难以发挥应有作用。单元技术和管理模块的集成、企业内部与合作伙伴之间的集成以及产品全生命周期信息的集成，成为企业需求侧持续关注的问题。

产品生命周期管理（PLM）市场的快速发展可以归因于多种原因，主要因素如下：

• 技术进步：随着信息技术和软件工具的不断发展和改进，PLM系统变得更加强大和智能。

• 全球化：全球供应链的复杂性和产品开发的国际化趋势促使企业更加依赖PLM系统来协调和管理跨国合作、设计和制造过程。

• 增强创新：企业竞争日益激烈，因此需要不断创新和推出新产品来满足市场需求。PLM系统提供了更好的创新管理和产品开发流程，可以帮助企业更快速、更有效地推出新产品。

• 质量和合规性：消费者对产品质量和安全性的要求越来越高，同时法规和标准也在不断更新。PLM系统可以帮助企业确保产品的质量和合规性。

• 成本控制：PLM系统可以帮助企业更好地管理成本，包括原材料、劳动力和制造成本。

• 环保和可持续性：可持续性已经成为许多行业的主要关注点。PLM系统可以帮助企业优化产品设计，以减少资源浪费和减少环境影响。

• 1.2 产品全生命周期（PLM）定义

产品全生命周期管理（ Product Life-cycle Management，PLM） 就是通过网络覆盖从产品需求预测、概念设计、结构设计、原材料采购、制造、销售、使用、客户服务、报废以及回收等环节的集成管理系统。

由于对PLM还没有统一和权威的定义，其它来源和定义还可参考：

CIMdata的观点

PLM是一种企业信息化战略。它提供一整套业务解决方案，将企业内的人、过程和信息有效地集成起来，支持产品从概念设计到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用。

Aberdeen的观点

PLM是覆盖从产品产生到报废全生命周期的、开放式和互操作的整套应用方案和企业信息化环境，它需要要有一个记录所有产品信息的、系统化的产品数据知识库。

AMR的观点

PLM是一种技术管理战略，它将跨越不同业务流程和用户群的单点应用集成起来，并使用流程建模工具、可视化工具或其他协作技术整合已有的系统。

ARM将PLM划分为四个工具：

1. 产品数据管理（PDM）：作为中心数据仓库保存着产品的所有信息，并提供企业与研发、生产相关的物料管理。

2. 协同产品设计（Collaborative Product Design，CPD）：利用CAD/CAE/CAM及相关软件，技术人员以协同方式从事产品开发。

3. 产品资财管理（Product Portfolio Management，PPM）：提供相关工具，为管理产品资财提供决策支持。

4. 客户需求管理（Customer Needs Management，CNM）：获取销售数据和市场反馈，并将之集成到产品设计和研发过程中。

以上多种观点中，CIMdata是被引用最多的，虽然相对难以理解，但是覆盖完整，绝对不会错漏，可谓之经典。

而Aberdeen的定义，简洁有力，直接穿透PLM系统的本质，它是一套拿来记录的信息化系统，用来存储研发所有相关过程产品数据库。

ARM除了做定义，并且将PLM划分了四个工具，让宏观、稍微晦涩难懂的概念落地，既包含了数据、也包含了流程、并且还涉及到企业内部协作的PPM和CDM，我是比较推荐的。

1.3 推行PLM给企业带来的效益

根据Aberdeen公司的数据，企业在全面实施PLM后，可以：

节省直接材料成本5%～10%

提高库存流转率20%～40%

降低开发成本10%～20%

缩短产品开发周期15%～50%

提高生产率25%～60%

目标是宏伟而艰难的，但是这就是数字化的魔力，全面实施过程本身就是一种变革与企业进步，更何况这美妙的结果，吸引一家家企业前赴后继的坚定走数字化转型之路。

二、PLM系统的管理功能

2.1 产品全生命周期（PLM）主要管理功能

PLM系统通常包括多个管理功能部分，这些部分协同工作以支持产品的设计、开发、制造和维护。

1. 产品数据管理（PDM）：产品数据管理是PLM系统的核心，用于管理产品相关的数据，包括CAD文件、技术规范、材料清单、图纸、3D模型等。它有助于确保产品数据的一致性、可追溯性和版本控制。

2. 项目管理：PLM系统通常包括项目管理工具，用于规划、跟踪和管理产品开发项目。这包括任务分配、时间表制定、资源分配、交付物管理、过程协同和项目进度跟踪。

3. 变更管理：变更管理部分用于记录和管理对产品设计和规范的任何更改。这确保了变更的可追溯性，并确保其经过审批和记录。

4. 供应链管理：供应链管理功能帮助企业管理供应商、零部件和原材料。它包括供应商选择、采购订单管理、库存管理和供应链协调。

5. 质量管理：质量管理模块支持质量控制和质量保证活动。它包括质量测试、缺陷跟踪、质量审查和标准合规性检查。

6. 合规管理：合规管理部分有助于确保产品符合国际、地区和行业的法规和标准。这对于避免法律问题和确保产品质量至关重要。如材料合规-ROHS认证、安全合规-CE认证、标准合规-ISO9001、法规合规-FDA、知识产权合规等。

7. 文档管理：文档管理模块用于管理产品相关的文件和文档，包括报告、规格、合同和制造SOP。

8. 模拟和分析：这些工具允许工程师进行产品性能分析、模拟和优化。它有助于改进产品设计和减少开发时间。

9. 制造执行系统（MES）集成：PLM系统通常与MES系统集成，以支持实际的生产和制造过程。这有助于跟踪生产进度、质量控制和生产效率。

10. 服务和支持管理：这一功能部分涵盖产品的维修、维护和客户支持。它有助于改进产品的可维护性和客户满意度。

2.2 PLM与PDM（产品数据管理）主要区别与关系

PDM涉及从产品概念设计到样机试验阶段的产品数据信息的管理，PLM涵盖从产品规划、设计、制造、使用、报废乃至回收的全部过程，并向前延伸至客户需求管理 （CNM）和供应链管理 （SCM） 、向后延伸至客户关系管理 （CRM） ，从而形成包括产品全生命周期所有信息的管理。

PDM注重产品开发阶段的数据管理，PLM关注产品全生命周期内数据的管理，PLM的覆盖范围更加完整，是最终解决方案。

PDM侧重于企业内部和产品数据的管理，PLM则强调对支持产品全生命周期的企业内部以及跨越企业的资源信息的管理及利用，所以PLM通常会与目前市面上通用的CRM、SCM、MES等各类专业管理软件集成。

PDM是以文档为中心的研发流程管理，主要通过建立文档之间刚性的、单纯的联接来实现。PLM则力求实现多功能、多部门、多学科以及与供应商、销售商之间的协同工作，需要提供结构性关联式的、更具柔性的联接。

2.3 PLM与ERP的差别与联系

这里分别从管理目标、管理焦点与使用对象做区分介绍：

而他们之间的关系又是密不可分的，共同实现制造企业高效的产品交付：

• 管理目标：

  • PLM系统的主要目标是管理产品的整个生命周期，从概念阶段到设计、制造、维护和废弃。它侧重于产品的设计、工程和创新。

  • ERP系统的主要目标是管理企业的核心业务流程，包括财务、供应链、采购、销售、库存和生产。它侧重于资源规划、成本控制和业务运营。

• 管理焦点：

  • PLM系统处理与产品相关的数据，如CAD图纸、设计规格、工艺加工信息等。它的焦点是产品设计和开发。

  • ERP系统处理企业运营的数据，如订单、发票、库存、采购订单、财务报表等。它的焦点是业务运作和管理。

• 使用对象：

  • PLM系统通常由产品研发团队、工艺设计团队使用，以管理产品的设计和开发过程。

  • ERP系统通常由企业的财务、采购、生产和供应链团队使用，以管理企业的日常运营和财务事务。

1. 数据集成：PLM和ERP系统通常需要集成，以确保产品设计和开发的数据与企业运营数据之间的一致性。这有助于避免数据冗余和错误，并确保产品开发过程与生产计划、库存管理等协同工作。

2. 产品生命周期跟踪：PLM系统可以与ERP系统集成，以追踪产品的生命周期成本、销售和生产情况。这有助于企业了解产品的整体性能和盈利能力。

3. 计划和资源分配：ERP系统可以使用PLM系统中的产品设计和开发信息来进行生产计划和资源分配。这有助于确保产品开发的资源可用性，以满足市场需求。

总之，PLM与ERP这两套系统有各自的差别与联系，通常成双成对在企业出现。他们之间的集成也非常重要，将前期的规划设计工作与企业运营管理紧密联系在一起，共同保障企业内部高效协同，为客户产品交付降本增效。