????精明的生產(chǎn)商使用極高效的軟件，把產(chǎn)品迅速從實驗室推向世界

????作者: Gene Bylinsky

????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，公司正在對他們將要負責(zé)生產(chǎn)的零部件做些變動。工人們各自走進專門的演示室，在那，大型計算機屏幕將向他們介紹新的裝配工序。要掌握的信息很多，因為工人們每兩小時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演示出來。

????豐田公司裝配線有著強大的能力（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，對產(chǎn)品從產(chǎn)生到衰落的整個壽命期──從研發(fā)中創(chuàng)造，到生產(chǎn)、測試，再到現(xiàn)場維護──進行管理。率先采用 PLM 的公司，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)時間。波音公司也正在為生產(chǎn)新的 7E7 型夢幻客運噴氣機安裝 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市 GID 公司只有六名員工，它也用這種軟件來設(shè)計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。一種是計算機輔助三維組件設(shè)計程序（CATIA），這是一種工程設(shè)計工具；另一種是較新的軟件，具備模擬裝配線乃至整個新工廠等功能。在豐田公司那些逼真的演示中，機器人揮舞著機械臂，機床往復(fù)運動執(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、研制在內(nèi)所有工序都可以在電腦同時進行測試，因此，工程師在產(chǎn)品還處于設(shè)計階段的時候就能制定生產(chǎn)布局。

????軟件能力還有了另一個驚人的飛躍: 在改進產(chǎn)品時，PLM 自動地根據(jù)商業(yè)要求改變設(shè)計規(guī)格。例如，飛機的某項任務(wù)要求，如最大飛行時間，它可能同發(fā)動機推力和油箱容量的設(shè)計規(guī)格有關(guān)，這些規(guī)格反過來影響到機翼尺寸。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。有了這個新能力，飛機發(fā)動機制造商（如普惠加拿大公司）就能夠在設(shè)計規(guī)格這個問題上同客戶進行更密切的合作。

????曾有些潛在用戶認為 PLM 就像 ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）和 CMR（客戶關(guān)系管理）一樣，只不過是又一個被過度炒作的三個字母的時髦軟件，對它不屑一顧，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 負責(zé)營銷的，IBM 技術(shù)與制造高級副總裁尼克?多諾弗里歐（Nick Donofrio）稱這種軟件是“在制造業(yè)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停止，但 PLM 則更像一個不間斷環(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)計理念和生產(chǎn)階段等環(huán)節(jié)，以重新設(shè)計或升級產(chǎn)品。這種閉環(huán)式方法可能會把原來平庸的產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成貨真價實的行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品。

????IBM 是 PLM 重要構(gòu)件的孵化地和走向市場成熟的發(fā)射臺。上個世紀(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)品進入市場的時間比競爭者多出一倍以上。研發(fā)成本也失去了控制。設(shè)計工程師只顧設(shè)計本部門產(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)算都浪費在這些從未進入市場的產(chǎn)品上了，而競爭對手在這方面的比例卻只有 5%。IBM 成立了一個結(jié)構(gòu)調(diào)整小組，由多諾弗里歐和 IBM 高級副總裁琳達?桑福德（Linda Sanford）領(lǐng)導(dǎo)，組織工程師開發(fā)了一個稱為“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 1,491,879 種部件，包括 21,860 種電纜、127,008 種電子元件和大約 30,000 種機械組件及子組件。PM 不僅是一個電子數(shù)據(jù)儲存庫，它還利用 IBM 已經(jīng)采用的設(shè)計工程軟件 CATIA 生成的數(shù)字資料，分送給全公司的工程師、會計師及所有需要這些信息的人員。

????1998 年，IBM 以 4,500 萬美元的價格把 PM 賣給了正在開發(fā)一種 PLM 的法國達索系統(tǒng)集團公司（Dassault Systes）。達索公司大大增強了 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這些成就。從 1994 年開始，由于采用了 PLM，IBM 把高端計算機和服務(wù)器投放市場的時間由原來的 70 個月減少到了 19 個月。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，專職負責(zé)全球 PLM 用戶。去年，IBM 和達索兩家公司的 PLM 軟件銷售金額合計約 20 億美元。電資系統(tǒng)公司（EDS, 今年被賣給一家投資集團）的子公司 UGS PLM 緊隨其后，銷售額達 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 PLM 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）在一份新的報告中認為，采用 PLM 是實現(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技術(shù)。但是，在歐美的 650 個主要制造廠家中，掌握了該項技術(shù)的 55 家公司的利潤卻比其余公司的利潤高出 73%。市場研究公司 Gartner 的一份研究報告指出，“財富 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。該報告還說: “采用 PLM 的中小企業(yè)將對那些不采用 PLM 的競爭對手擁有優(yōu)勢。”

????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)動機。它能比過去更快速、更容易地生產(chǎn)從農(nóng)業(yè)機械到玻璃器皿等各種產(chǎn)品。波士頓的行業(yè)觀察機構(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)有運營活動的效率，而 PLM 卻能改變游戲的規(guī)則”。伊萊克斯公司（Electrolux）運用 PLM 來研制無繩自動自充電真空吸塵器，它看起來就像一條巨大的三葉蟲，因此就起名為“三葉蟲”。可惜，它的價格高達 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)和點子，因此無論是相關(guān)的點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、裝配線乃至整個工廠的設(shè)計結(jié)合在一起，而且一切都可以在計算機上詳細地模擬出來。以前，設(shè)計、開發(fā)和制造工程師依次完成各自工作，相對隔絕。現(xiàn)在，他們能夠在世界各同時工作，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，他們能夠與身在各大洲的同行合作，同時在電腦屏幕上檢查同一個機翼模型。所有參與者都能看得到設(shè)計中的變更，而且變更的成本還能自動計算出來。

????精明的 PLM 觀察家、AMR 公司的邁克爾?巴克特看到，PLM 正在對新產(chǎn)品的工廠量產(chǎn)期（即實時量產(chǎn)曲線期）產(chǎn)生重大影響。早在 1999 年，巴克特就創(chuàng)造了 PLM 這個術(shù)語，他說: “許多公司重視新產(chǎn)品的即時上市，而沒有認識到規(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。看一看高技術(shù)產(chǎn)業(yè)就能明白了: 摩托羅拉（Motorola）、奔邁（Palm）、微軟（Microsoft）等公司全都因為新產(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。”他還說，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，確保現(xiàn)場服務(wù)文件制備妥當(dāng)和市場營銷活動到位。

????除此之外，有了 PLM 仿真三維模型，設(shè)計理念更容易把握，因為人腦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)軟件沒有的另一個優(yōu)勢。達索系統(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。”他還說: 比較一下，“你聽到有誰說過看著 ERP 軟件顯示出的一串串對象清單會感到有趣？在那兒你甚至還沒有開始就感到厭煩了。”

????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，走進了一個飛機發(fā)動機的彩色三維電腦模型。喬治是一個計算機模擬人，數(shù)字化的骨骼、關(guān)節(jié)和韌帶一應(yīng)俱全。他正在試驗，想弄清楚真人修理工在進入真發(fā)動機的某處時是否會遇到障礙。如果喬治不能進入某個部分，他的手臂就變成紅色，提醒發(fā)動機設(shè)計員需要做些變更。普惠公司為噴氣飛機、螺旋槳飛機和直升飛機設(shè)計和制造發(fā)動機，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 萬美元。

????普惠正在研制四種新型發(fā)動機。在計算機屏幕上進行試驗十分有效，因此普惠去年開始不再用木頭和塑料制作發(fā)動機模型。這些模型中有些有 4,000 多個部件，停止使用這類模型，公司在每項設(shè)計中節(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)動機外殼的 CATIA 圖像傳輸給飛機制造商，看看能不能與模型匹配。大約有 70% 的不吻合部分在設(shè)計的早期就能發(fā)現(xiàn)并進行改正。使用模擬人可以更準(zhǔn)確地估算出維修時間，演示出從機身拆下發(fā)動機的最佳方法，而不必建造實物模型就能通過飛機制造廠的設(shè)計驗收。不過，還必須用金屬制造出發(fā)動機實物模型進行振動、工作環(huán)境溫度和運行速度方面的試驗。但是，有了 PLM，普惠的工程師不用再制造模型，而是制造用于測試的第一款生產(chǎn)型號。

????由于把三維設(shè)計、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，并把零件加工時間縮短了 35%。采用 CATIA，工程師們可以設(shè)計零部件和組件，建造虛擬的發(fā)動機模型。CATIA : 還能用數(shù)字編碼和圖像說明生產(chǎn)車間機器切削發(fā)動機工件時要采取的數(shù)值控制路徑。數(shù)碼企業(yè)規(guī)劃項目經(jīng)理舍里爾?諾沃薩德（Sherrill Novosad）說: “為了模擬，機器不必停下來。不過你仍然要在車間內(nèi)進行最后一道工具試驗。但現(xiàn)在你只需要做一次就行了，不必做三、四次。”

????PLM 的另一個大用處就是管理發(fā)動機設(shè)計的相關(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。”比如渦輪機葉片，公司過去靠設(shè)計工程師的記憶，而現(xiàn)在設(shè)計人員只需點一下鼠標(biāo)就能檢索到某個葉片設(shè)計的所有信息。

????PLM 還顯著地節(jié)約了制造成本。據(jù)公司的統(tǒng)計，夾具設(shè)計減少了 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 價格不菲，但普惠估計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)品報廢整個歷程的所有信息，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)動機壽命周期很長，能達 50 年之久，也由于本行業(yè)是管制行業(yè)，所以數(shù)據(jù)變得非常重要。另一個重要的事情就是開發(fā)和制造成本。如果你有這方面的經(jīng)驗，又能重復(fù)使用零部件，你就可以實現(xiàn)增值。”

????我們可以把 PLM 評價為引領(lǐng)制造業(yè)走向完全數(shù)碼化未來的重要變革力量。正 如達索系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官查爾斯所說: “我們不會停下來，直到地球上所有的物質(zhì)產(chǎn)品在整個壽命期中都實現(xiàn)了數(shù)碼化設(shè)計、數(shù)碼化生產(chǎn)和數(shù)碼化管理。我們的遠景是有一個讓你能定義、監(jiān)視和控制整個物質(zhì)世界的數(shù)碼模型。”將來也許有一天，我們甚至不再使用看板紙卡。

????譯者: 劉作永