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中国博士学位论文全文数据库
面向机电产品方案设计的生命周期评价关键技术研究
Key Technologies of Life Cycle Assessment for the Scheme Design of Mechanical Products
【作者基本信息】
机械制造及其自动化，
【摘要】 生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA)作为一种量化的环境管理工具是绿色设计与制造的关键支撑技术,是制造业可持续发展的理论基础。针对当前LCA方法对产品生命周期场景特性反映少,难以有效支持绿色设计的现状,对面向机电产品方案设计的生命周期评价关键技术进行了系统研究。(1)通过分析与归纳机电产品全生命周期各阶段的主要内容、环境属性与特征,从物质与能量的角度建立了产品环境输入输出模型；提出了产品生命周期场景概念,建立了场景属性表达模型；基于产品统计分析,建立了场景属性概率矩阵。以单个产品和产品类的场景模型为基础,构建了机电产品设计方案的生命周期场景预测模型,为设计方案的LCA预测评价提供了理论依据。(2)针对产品生命周期中存在的多空间特性,通过分析几种主要的环境影响类型及其特征化方法,明确了环境影响的空间差异性,提出了多尺度环境空间概念。基于我国现行的法律法规,对环境影响空间特性及其尺度划分进行了详细研究,提出了环境空间特征化因子计算方法,并进行了实例研究。在ISO 14044框架下,建立了基于多尺度环境空间的生命周期影响评价(Life Cycle Impact Assessment, LCIA)方法框架,并描述了影响评价计算过程。(3)通过对机电产品全生命周期环境影响信息的分析,提出了三元组合的绿色特征概念；基于环境约束条件建立了绿色特征筛选函数,通过该函数对存在形式各异的大量绿色信息进行筛选、提取并聚合为绿色特征矩阵。通过分析现有LCA的简化思路与途径,提出了基于绿色特征的快速生命周期评价(Rapid LCA, RLCA)模型和基本流程。分析了生命周期评价不确定性产生的原因,提出了基于多元回归的LCA敏感性和不确定性分析方法和流程。基于既有产品的场景特征模型和绿色特征的概念,以及多元回归的敏感性分析方法,RLCA可满足机电产品设计方案的环境影响评价要求。(4)根据产品功能实现与结构单元输入输出量之间的关系,分析了绿色特征与功能结构之间的映射关系,建立了基于绿色特征的设计方案表达模型。从环境、技术、经济三方面进行综合考虑,建立了递阶型设计方案综合评价指标体系；基于模糊评价原理,建立了定性指标标准化模型,举例说明了对象元素等级划分方法；基于数值分析方法,建立了定量指标标准化模型和处理流程,提出了基准值的参考形式。结合层次分析法和模糊评价法建立了绿色设计方案的AHP-FCE综合评价模型,详细说明了评价步骤和流程。(5)在LCA理论方法研究基础上,遵循ISO系列标准,开发了基于网络的机电产品生命周期评价系统(Mechanical Products LCA Software, MLCAS)。在分析Y80电机基本结构参数和生命周期场景信息基础上,应用MLCAS系统对其进行了评价,并对Y80电机的LCA进行了敏感性和不确定性分析,对评价结果进行了解释和讨论。
【Abstract】 As a quantized environmental management tool, LCA (Life Cycle Assessment) is a key supporting technology for green design & manufacturing and the theory foundation of the sustainable development for China’s manufacturing industry.Aimming at the problems that there is little reflection on the scenario characteristics in the most LCA methods which are difficult to support the scheme design so far, main efforts have been made on the methodologies and key technologies of LCA of mechanical product for scheme design in this dissertation.(1) Analyzing of the main contents and the basic characteristics of products in the whole life cycle processes, an input-output model of environment is built based on the materials and energy. Various life-cycle scenarios of product are summarized and the common attributes are extracted to generate the scenario model. The choice matrix of multi-scenarios is founded based on product statistic. And the probabilities of scenarios calculated from the choice matrix are used to gather together the environmental impacts of multi-scenarios in proportion. The life cycle scenario models of single product, product class and product design scheme are respectively built for the forecast of LCA of product design scheme.(2) The midpoint and endpoint categories and their characterization are discussed and are combined according to the environmental mechanism. The diversity of regional environment is pointed out and a method is presented to divide the environmental spatial scale. The characteristic factors of environmental spaces are proposed and the calculation methods are described in detail by analyzing the endurance capacity of regional environmental and environmental standards. The main environmental spaces of China are discussed and divided and the characteristic factors are calculated based on the methods above. An LCIA method based on the multi-environmental spatial scales division is proposed under the framework of ISO14044. (3) The concept of green feature is proposed which integrates the product informations of life cycle, environmental emissions and constraints. The choice functions are built based on the environmental constraints to extract the green informations in life cycle of products which are integrated into the green feature matrixes. A rapid LCA method is proposed based on the green features by analyzing the thoughts of simplied LCA. And the method processes are discussed that can be applied in the product scheme design. The multivariate regression analysis is used to study the uncertainty and sensibility of LCA which can identify the key parameters in the LCA.(4) The mapping relationship is constructed between functional structure and green feature by analyzing the design processes of them. Suiting China’s national conditions, the evaluation index system is built based on the factors of environment, technology and economy. For the qualitative indexes, a quantitative table and standardization process are presented based on the fuzzy assessment principle. For quantitative indexes, a model of standardization process is proposed based on the numerical analysis methods. The AHP-FCE comprehensive assessment model is built for green design scheme combining the analytic hierarchy process and the fuzzy evaluation method. And the calculation steps and process of the model are discussed in detail.(5) Software of LCA, named MLCAS that can be applied on the web, is built for electromechanical products based on the object oriented techniques under the framework of ISO14040. The design details of MLCAS are described including the framework, structure and model units. Those are introduced including the main structure, parameters and life cycle scenarios of Y80 electromotor. It is evaluated by the MLCAS software and the uncertainty and the sensibility of the assessment are analyzed based on the multivariate regression method. The LCA results are interpreted according to the life cycle of product.
【关键词】 ；
【Key words】 ；
【网络出版投稿人】
【网络出版年期】2011年
【分类号】TH122
【被引频次】4
【下载频次】581
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所谓产品生命周期管理（Product Life-Cycle Management，PLM），就是指从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。PLM是一种先进的企业信息化思想，它让人们思考在激烈的市场竞争中，如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本。
1、市场营销学定义的产品生命周期为：导入、成长、成熟、衰退。这个已经不能概括产品生命周期的全过程。就像人的生命周期也绝对不会是从出生着地到死亡的过程。这个四个阶段定义为：产品市场生命周期。
2、随着PLM软件的兴起，产品生命周期开始开始包含需求收集、概念确定、产品设计、产品上市和产品市场生命周期管理。就像人的生命周期把父母前期的准备和孕育的过程、分娩的过程也定义到人的生命周期。
3、近现代很多优秀的企业觉得上述两种生命周期并不能完全的概括产品生命周期。在基于产品管理概念的基础上把产品生命周期概括为：产品战略、产品市场、产品需求、产品规划、产品开发、产品上市、管理7个部分。在ERP、SCM、CRM以及PLM这四个系统中，PLM的成长和成熟花费了最长的时间，并且最不容易被人所理解。它也与其他系统有着较大的区别，这是因为迄今为止，它是惟一面向产品创新的系统，也是最具互操作性的系统。例如，如果企业为了制造的用途，使用PLM软件来真正管理一个产品的全生命周期，它需要与SCM、CRM，特别是ERP进行集成。PLM的发展历史以及与PDM的关系如果作为一个概念来说，PLM出现的时间已经很长了。但是作为一个的范畴，它仅仅是刚刚成为可行。之所以花费了数年的时间来确立产品生命周期管理的市场定位，部分原因是由于它的来历甚至名字都与PDM和CAD软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说，PLM是一种对所有与产品相关的数据、在其整个生命周期内进行管理的技术。既然PLM与所有与产品相关的数据的管理有关，那么就必然与PDM密不可分，有着深刻的渊源关系，可以说PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了对产品生命周期内跨越的所有信息进行管理和利用的概念，这是与PDM的本质区别。
由于PLM与PDM的渊源关系，实际上几乎没有一个以“全新”面貌出现的PLM厂商。大多数PLM厂商来自PDM厂商。有一些原PDM厂商已经开发了成体系的PLM解决方案，成功地实现了向PLM厂商的转化，如EDS、IBM。当然，也有ERP厂商的加入，如SAP，已经提出了自己的基于ERP 立场的PLM解决方案，试图在这个广大的市场上来分一勺羹；还有一些CAD或工程软件厂商也正在做这样的努力。需要指出的是，有一些原来本是 PDM/CAD的厂商，并没有推出实际的PLM产品，而只是改了个名字就自称为PLM解决方案厂商，顺道搭车卖一些PDM/CAD产品。这样，一些鱼目混珠的动作给市场和广大客户都造成了很多的困惑。
PLM，并不是一种简单的“系统集成”——例如，把一个PDM，两个CAD，再来一个数字化装配，加之连接上某个ERP或是，辅之以 Web技术，就是“PLM”系统了——这样做，只是实现了一种技术的堆积和继承，只是完成了任务和过程自动化这样的功能，没有体现出PLM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的，但是对于实施PLM战略是不充分的。首先要理解到，由于PLM策略是完全从事于不同的商业使命，因而它需要更复杂的。PLM技术的选择和实施必须以这样的方式来做，构建一个面向更广泛的商业使命的生命周期财富管理系统来组成。技术的采用必须根据这个高层次使命的原则来选择，而不是以完成任务和过程自动化这样传统的历史使命来选择。PLM所具备的以下关键特性：
（1）一项企业信息化战略
它需要从企业战略层角度来规划+PLM系统，包括其、工具和实施方法等。
（2）PLM的范围
其范围跨越企业或，从产品概念产生到产品消亡和回收的所有产品
（3）PLM的是产品信息
这些信息不但包括产品生命周期的定义数据，同时，也描述了产品是如何被设计、制造和服务的。
（4）PLM的目的
都是通过信息技术来实现产
品生命周期过程中协同的产品定义、制造和管理。
（5）PLM的实现途径
都需要一批工具和技术支持，并需要企业建立起一个信息基础框架来支持其实施和运行。
（6）PLM的功能是对产品信息的管理
负责由CAD、CAM、CRM等应用工具所产生的产品信息进行获取、处理、传递和存储。产品生命周期管理以信息化带动工业化是制定的一个为期50年的长期发展战略。
在中国加入以后，西方经济低迷，神州一枝独秀，中国正在迅速成为世界制造业的中心。在的压力下，中国的企业面临更加激烈的市场竞争。君不见，满街跑的“国产”汽车多数打着国外的商标；国内的家电企业正在被外方索要巨额的专利费……。提升企业的已经成为企业首要的任务，而实现首要任务的有效途径之一就是加快企业的信息化进程，依托的手段，研发出更新更好的产品，有效地增加收入和降低成本。因此，近一两年来，正在成为企业行动的目标和市场上时髦的词汇。
企业信息化，特别是制造业企业信息化，无论你如何分类、组合，剖析、预测，或是以你想要的任何方式来、定义它，最终，企业信息化为四个主要的业务领域，由四种主要的IT信息系统所代表。它们是：(ERP)系统，(SCM)系统，(CRM)系统和产品生命周期管理(PLM)系统。这四种信息系统的有机结合应用，构成了企业信息化的重要组成部分。企业可以根据自身的情况，面向某类特定的业务问题，选用一种或几种系统来构建自己的企业信息化框架体系。那种认为企业信息化就是实施的观点是十分片面和有害的。一套高效、完善的PLM解决方案能让企业建立详细、直观和可行的数字化产品信息；及早综合各个参与者的信息，从而发现和解决关键问题；对交付生产、更改控制和配置管理等关键过程进行控制，并使之自动化。从企业实施PLM的全局来看，PLM具有这样一些功能：产品生命周期管理·构建完整的数字化产品数据模型和安全的产品信息库
·实现的自动化，由工作流和生命周期驱动
·为所有用户提供独立于CAD系统以及基于Web的2D和3D产品信息可视化功能
·使用基于角色的Web访问功能来获取产品和过程信息，具有基于事件的提示功能
·项目和计划的管理与协作
·对过程和活动监控及改进的分析和报告
·更改、配置和发布管理过程的最佳方法
·零件和设计的参数化搜索，最大程度实现设计重用
·用于制造业设计和采购的制造协作区
·对机械CAD、电子CAD、ERP、CRM、Web服务等企业应用系统的集成如果没有一个集成的基础结构通过提供广义企业协作功能，把(CAD)和产品数据管理(PDM)等传统的数字化产品解决方案整合起来，促进创造、协作和控制这三项相互依赖的功能之间的协同，制造商就不能有效地优化他们的产品开发过程。产品生命周期管理PLM通过三项主要且相互依赖功能之间的配合来优化数字化产品：
·创造——获取并挖掘思想和知识财富，并把它们融入到数字化产品中，使其能够提供关于、外观和性能的可行性、交互和直观的表示。在产品开发过程早期，“创造”非常关键，而且在更改时，它仍然很重要。
·协作——与产品开发中的其它参与者高效沟通，以便不断获得创造性的信息，并在极易对设计进行更改的早期发现和解决问题。
·控制——为了确保产品开发过程能尽快带来成果，确保协作者在不同阶段不断趋向一致、最终在设计发放时达到完全统一。文档和储存能让用户按照多个版次级别、各种格式编制和管理包含多个文件的复杂出版物，引用外部管理的转载文件。核心功能包括数据仓库的检入和检出、版本控制和历史记录管理。
一体化搜索引擎作为一种执行快速且简单的跨系统查询方法(假设一套广义企业解决方案中有多个不同的数据库)，它结合了标准的Web。该搜索引擎能让用户快速找到企业中几乎所有类型(例如：零件号、ECOS、文件等)的产品信息，而不考虑它们的结构或位置。
生命周期管理把产品生命周期定义为一组连续阶段，它可以确定对象所处的阶段和对象进入下一个阶段必须满足的关口条件。通过把工作流过程与生命周期阶段和条件关联起来，它能让生命周期管理的对象自动完成它们的生命周期。这种工作流支持的生命周期自动化过渡可以提供高额生产利润。
能让用户在一个灵活的过程管理构架中，积极指导和监控他们的独特业务过程，以便提供先进的产品、缩短上市时间和降低。样品工作流模板有助于制造商快速定制和部署通用业务过程。从项目管理作为PLM系统中的一个重要功能，与专业的项目管理系统相比，有其自身的一些势，它不仅能对项目文档进行管理，而且能够执行管理、和资源调配。 PLM系统中分模块、工作流和模块、用户管理模块、变更管理模块和协同工作平台，可以用来支持PLM系统进行项目管理，然后把这几个模块的功能集成起来建立项目管理模型。
(1)。PLM系统一般采用视图控制法，来对某个的各种不同划分方法进行管理和描述，产品结构视图可以按照项目任务的具体需求来定义。也可以反映项目里程碑对信息的要求。
(2)工作流与过程管理。PLM系统的工作流与提供—个控制并行的计算机环境。利用PLM图示化的工作流编辑器，可以在PLM系统中，建立符合各企业习惯的并行的。根据项目任务的结构特点，可以利用工作流与过程管理模块为任务数据对象，建立相关的串行或并行流程。当任务中的数据对象被赋予流程后，流程用于控制该数据对象的流转过程，工作流与过程控制根据各环节的操作，自动将文档推到下一环节。如果任务有相关数据对象被赋予了流程，只有当所有被赋予流程的数据对象走完相应的流程后，该任务才能提交，继续下一步的项目任务节点。
(3)用户管理。PLM系统对系统用户的个人信息进行管理，项目负责人利用这些信息，可以针对一个既定的项目，组织一个完整的集成产品研发团队。
(4)变更管理。PLM系统的变更管理，是建立在工作流与过程管理基础上的，通过工程变更流程控制整个变更过程。项目任务在执行过程中，如果发生延期或资源冲突，可以通过变更管理来对任务进行重新编排。
(5)协同工作平台。PLM系统提供协作笔记本、团队数据库、团队论坛和即时消息等支持协同工作的工具。在项目立项之后的整个管理阶段中，用户会需要与项目中其他分配有任务的人员交流项目信息，这时可以利用PLM的协同工作工具，进行多用户的即时通信。PLM应用是一个或多个PLM核心功能的集合体，提供一套可满足产品生命周期具体需求的功能，它代表了PLM解决方案的某一视图。随着PLM在企业的推广应用，许多不同的PLM使能应用被开发出来，如配置管理、工程变更管理、文档管理等，都已成为PLM的标准功能。这些应用缩短了PLM的实施时间，并将许多成功的实施经验融合在这些应用中。典型的PLM应用有：
使数据的修订过程可以被跟踪和管理，它建立在PLM核心功能之上，提供一个打包的方案来管理、变更通知、变更策略，最后到变更的执行和跟踪等一整套方案。
（2）配置管理
建立在功能之上，它使信息可以被创建、记录和修改，允许产品按照特殊要求被建造，记录某个变形被使用来形成产品的结构。同时，也为产品周期中不同领域提供不同的表示。
（3）工作台
将完成特定任务必须的所有功能和工具集成到一个界面下，使最终用户可以在一个统一的环境中完成诸如设计协同、数据样机、设计评阅和仿真等工作。
提供图档、文档、实体模型安全存取、版本发布、自动迁移、归档、签审过程中的格式转换、浏览、圈阅和标注，以及全文检索、打印、邮戳管理、网络发布等一套完整的管理方案，并提供多语言和多媒体的支持。
（5）项目管理
管理项目的计划、执行和控制等活动，以及与这些活动相关的资源。并将它们与产品数据和流程关联在一起，最终达到项目的进度、成本和质量的管理。
（6）产品协同
提供一类基于Ineternet的软件和服务，能让产品上每个环节的每个相关人员不论在任何时候、任何地点都能够协同地对产品进行开发、制造和管理。
（7）产品构型
产品构型管理是应对系列化产品设计和生产的有效方法。通过构型管理避免产品发生局部修改，或更换选件时重新构造BOM表和数据准备等繁重任务。提高企业效率，加快上市进程
实现三维数据的可视化协同浏览，异地团队成员无需第三方工具即可访问、评审同一个三维模型设计，及时有效的反馈设计问题，有效减少产品的评审成本，简化设计评审流程，大幅度提高企业评审效率。
提高企业信息化程度
使用数字化的三维设计取代传统纸质设计已经成为必然趋势，企业需要一个通用无差别的平台来对这些三维数据进行整合管理，并在此基础上对产品的生命周期进行管理。
确保产品设计质量
从产品规划到设计制造都可以通过PLM，而实现完整的产品设计周期的可视化管理，帮助客户高效的掌控产品生命周期，有追溯进行产品设计质量监控与管理，确保产品演化的所有步骤都有据可依，有源可溯。产品生命周期管理据一些世界知名的咨询公司的分析报告显示，发达国家的制造业企业在IT应用系统上增长最快的是PLM，市场反响的热度和增长率也都超过了 ERP。Aberdeen公司提出了一个大胆的预测，全球PLM市场将以每年10.9%的高速增长率，由2001年的33.8亿美元，而在2005年增至为51.2亿美元。其市场容量有赶超ERP的势头。
来自Aberdeen公司的分析显示，企业全面实施PLM后，可节省5%~10%的，提高流转率20%~40%，降低10%~20%，进入市场时间加快15%~50%，降低用于质量保证方面的15%~20%，降低制造成本10%，提高生产率25%~60%。
从实施了EDSPLM解决方案的一些客户的实例中，也印证了这样的分析和预测：
通信设备厂商摩托罗拉，实现了在全企业内数据存取的简便性，减少了50%~75%的创建和维护BOM的时间，CAD的BOM实现100%准确，降低了38%的工程更改、评估和批准的平均时间；
汽车厂商福特，仅开发蒙迪欧一款车，就节约了两亿美元研发，开发周期缩短13个月，设计工程效率提高25%；
计算机硬盘厂商Seagate，数据存取时间从几天减少到几分钟，ECO时间从一周减少到一天，全球共享数据跨越从、欧洲到亚太(包括中国)，惠及供应商和合作伙伴；
航空轮胎厂商Goodrich，用一个企业信息化系统取代原有40多个系统，由4200个用户使用自动化的产品开发流程，在单一的Web界面下，实时获取原有系统和新的数据。PLM是一种对过去和当前的那些行之有效的技术、系统、、实施方法论和企业智力资产的继承与集成，在正确的企业战略思想和商业原则指导下，将其提升为符合企业实际情况的解决方案，让企业信息化变得更加现实和更容易实施。它不应该被理解为是由多种CAX加上PDM系统撮合到一起的所谓“集成” 系统。
思考和定位PLM的合适方式是在一个闭环的智力生态系统中考虑它的角色以及与其他系统的关系。
所谓生态系统，是指在一定的空间内，所有的生物和非生物成分(如阳光、空气、水、无机盐、动植物、微生物等)构成了一个互相作用的综合体，形成一个。通过系统内部能量的流动形成一定的营养结构、保持生物多样性和物质循环。产品生命周期管理之所以说PLM是实现企业信息化的基础，是因为它也可以构成一个类似于的“PLM生态系统”。PLM生态系统是一个包含有外部过程(来自ERP、SCM和CRM的数据交换)并形成产品生命周期内上下游充分利用产品知识的自循环体系结构。在这个系统里面，有其自身的良性结构、有不同系统的相互作用、有信息的加工与流动、有自学习的功能、有知识的提炼，所有这些，构成了一个稳定的PLM生态系统。
产品生命周期管理人们早就注意到系统的集成问题，但是，更多的集成工作内容是实现数据的传递和转换，且传递的数据是静态的而非动态的；传递的方式是迟滞的而非实时的；传递的数据是机械式的累积而非精炼后提升的信息和知识。最关键的问题是，在系统彼此连通的基础上，这些信息和知识没有有规律地、有组织地在一个内涵更广泛的“生态系统”内畅通地循环流动起来、增值起来、再利用起来。比如，从产品生命周期下游获得的经验、知识，可以及时反馈到生命周期的上游，在一个更高的起点上，支持新的，为企业带来更大的效益。我们已经认识到，只有PLM可以最大限度地实现跨越时空、地域和的信息集成，在产品全生命周期内，充分利用分布在ERP、CRM、SCM 等系统中的产品数据和企业智力资产。因此，PLM系统的价值取决于在企业内能否与ERP、SCM、CRM集成使用，组成PLM生态系统。由于企业各自的特点和问题不同，在实施PLM系统时也不必要求四个系统全部一齐上马，合理的方式是针对企业具体需求，为其提供系统组合的入门方案，“统一规划，按需建设，重点先行”。
从应用的目的上说，建设以PLM系统为核心的企业信息化系统，大致有三大类15种入门方式可供企业选择。产品生命周期管理①需求规划与产品数据管理
这是广为使用的PLM应用思路之一。例如在规定的时间内制造某种设备，MRP系统从PDM系统中提取材料清单(BOM)，来决定什么样的装配必须自行创建，什么样的材料必须外购。这样比较好地解决了工程BOM和制造BOM的沟通问题。
②人力资源与项目管理
在做日常工作的协调与管理时，需要调用企业内可用的资源(例如人员和时效性等)数据。
③采购与项目管理
企业建造某种设备时，通常需要购买，需要生成的能力。这个可以与联系起来。
④财务与项目管理
项目管理是监测并实现跨项目预测的一种软件工具。它提取每一个项目的并检查当前是否与预期的成本相符？是否与所有的项目进度相符？
⑤生产管理与工程
为了有效地沟通从工程研发到车间工作面的工程变更指令(ECO)，产品数据需要在制造和PMD系统(经由CAD系统)之间流动起来。这将有助于减少不合格的零件生产。①规划与产品数据管理
在的工程变更指令管理中，主要目标是揭示在上隐藏的。制造商需要把它的PDM系统与规划系统连接起来，以便沟通某个 ECO的细节，由此可以更好地预见这个ECO在供应链上对下游的影响。一个ECO的实际成本来自对、制造、供应链规划和的不连贯。通过连接 SCP和PDM，制造商可以生成“whatif”设定方案，来决定引入ECO的最佳时间。
②生产规划与项目管理
在企业已经规划的各种项目中，企业可以从项目管理系统中提取数据，并运行，以便在实际的瓶颈发生之前确定其位置。这将帮助制造商合理地，并基于总体的成本，决定在哪里制造产品更好。
③资源获取与产品数据管理
当原设备制造商打算提出一个建议需求时(RFP)，它应该尽可能详细地制定出产品定义。通常情况下，这个信息通过SCM或(SRM)系统是无法获得的。所以把资源获取与PDM集成在一起成为解决问题的关键。
④资源获取与协同产品设计
由于在资源获取过程中可以提供完整的产品定义信息，那么协同的B2B产品设计就成为切实可行的事情。当一个供应商被邀请来参与一个投标项目时，可以把其标准件的资源信息与其PDM系统连接起来，它不仅可以投标于标准的零部件，还可以结合自己所拥有的独特技术和客户的性能指标要求，把自己特有的制造能力结合到产品设计中去。这样，OEM厂商在产品设计期间也共享了供应商的，并从中获益。
当一个新产品上市时，将会引发一定数量的产品零部件的调拨或拆分。有了来自市场分析的数据，企业可以把这些数据输入到中，并在它们的中，获得对各种产品更准确的市场表现评估。①市场分析与管理
当制造商计划启动一个新产品上市时，市场分析软件要调用来自的所有本公司产品信息，并以此决定新产品如何与现有产品相适应，是否要调拨使用其他零部件。
②客户服务与产品数据管理
对于制造商来说，把产品服务历史与产品数据管理系统集成起来是十分重要的，甚至某些来自客户服务的信息可以直接结合到产品设计中去。大多数制造商都证实，在其产品服务部门里，有大量对产品设计有用的信息，但是工程设计部门的人往往不知晓这些信息。
③与项目管理
来自项目管理的预测数据可以与销售和市场环节连接起来，以实现“可行承诺”式的。在按单设计的环境中，过量地承诺客户对企业来说是毁灭性的。企业要实现准确的，必须十分依赖于来自正在执行中的项目的实时信息。
④客户关系管理与管理
管理是提取销售数据并把它们集成到开发过程中的软件，所以与CRM的集成是至关重要的。以下的例子都用到了销售数据：其一，按单设计的制造商把的需求信息反馈到工程开发环境中，实现客户化设计；其二，按单配制的制造商使用销售数据来生成销售指南，让客户可以按预先设定的配制来购买产品；其三，在(例如消费品)中，电子收款机的销售数据被用于价格敏感模型和效用分析。
⑤知识管理与管理
管理是负责分析产品如何在市场上存在的软件，它需要使用诸如专利、规则需求、测试以及各种知识产权等信息。从这个意义上说，管理可以被视为企业智力资产的集散中心。
需要指出的是，这15种系统的组合，只是在应对企业常见问题的情况下提供了企业信息化的一些思路，并不是说某两三个系统简单叠加就等于建立了PLM系统。如何定义PLM是一个十分重要的问题。这有助于市场对PLM的理解，有助于在制造业里推广PLM的使用和实施。但是，令人遗憾的是，由于PLM是一个发展很快、比较新的信息化领域，关于这一方面的研究成果还不多，而且正在从事这方面研究的一些的咨询公司、厂商彼此之间还有一些不同的见解，因此并没有一个公认的对PLM的定义和诠释。本文列举出一些著名的咨询公司给出的论述，希望读者能，从中汲取一些对自己的有益的观点和思想。PLM是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。
PLM为企业及其组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础技术和标准(如XML、视算、协作和)、信息生成工具 (如MCAD、ECAD和技术发布)、核心功能(如数据仓库、文档和、工作流和程序管理)、功能性的应用(如配置管理)以及构建在其他系统上的商业解决方案。PLM是覆盖了从产品诞生到消亡的全过程的、开放的、互操作的一整套应用方案。建设这样一个企业信息化环境的关键是，要有一个纪录所有产品信息的、系统化的中心产品数据知识库。
这个知识库用来保护数据、实现基于任务的访问(如经常使用的三维视算功能)并作为一个协作平台来共享应用、数据，实现贯穿全企业、跨越所有的数据访问。PLM的作用可以覆盖到一个产品从概念设计、制造、使用直到报废的每一个环节。PLM是一种极具潜力的商业IT战略，它专注于解决企业如何在一个可持续发展的基础上，开发和交付创新产品所关联的所有重大问题。
PLM包括了充分利用跨越供应链的产品智力资产来实现产品创新的最大化，改善产品研发速度和敏捷性，增强交付客户化和为用户量身定做产品的能力，以便最大限度地满足客户的需求。
以PLM为核心的企业信息化要突出可持续发展的，要支持连续创新，要充分利用企业的智力资产。企业组织和实施PLM战略的总体框架是围绕着六个主要的需求来构造的，简称为“PLMACTION”。这六个需求是：
调整(Alignment)——平衡企业信息化投资花费，增加对PLM的投资；
协同(Collaboration)——与业务伙伴交换洞察力、想法和知识，而不是CAD数据；
技术(Technology)——获取新的技术来建立智力资产生态系统；
创新(Innovation)——开发客户驱动的、行业“杀手锏”类的创新产品；
机会(Opportunity)——致力于跨学科的集成，追求产品的新的生命周期机会；
智力资产(iNtellectualProperty)——把产品知识作为战略财富加以对待和充分利用。PLM是一种技术辅助策略，把跨越业务流程和不同用户群体的那些单点应用集成起来。与ERP不同，PLM将不会成为与某一厂商紧密集成的系统，PLM不会废止已有系统，它将使用流程建模工具、或其他协作技术加上一定的语义集成来整合已有的系统。
在由AMR主持的一个名为“PLM应用报告”的详细研究报告中，在解决方案分类里面，把PLM的内容大致分为四个应用部分：
(1)(PDM)起着中心数据仓库的作用，它保存了产品定义的所有信息。从这些中心仓库，企业管理各类的与研发和生产相关联的材料清单(BOM)。
(2)协同产品设计()让工程师和设计者使用CAD/CAM/CAE软件以及所有与这些系统配合使用的补充性软件，以协同的方式在一起研发产品。
(3)管理(PPM)是一套工具集，它为管理产品组合提供，包括新产品和现有产品。PPM工具集有三个部分：用于日常工作任务协调的项目管理；用于一次处理多个项目的纲要管理；用于理解产品如何共存于市场的组合管理。
(4)管理(CNM)是一种获取销售数据和市场反馈意见，并且把它们集成到产品设计和研发过程之中的软件。正如在名称上所体现的，它是一个分析工具，可以帮助制造商开发基于、适销对路的产品。
当然，只由这四个部分还不足以组成PLM。这只是PLM四个主要的应用部分。·从战略上说，PLM是一个以产品为核心的商业战略。它应用一系列的商业解决方案来协同化地支持产品定义信息的生成、管理、分发和使用，从地域上横跨整个企业和，从时间上覆盖从产品的概念阶段一直到产品结束它的使命的全生命周期。
·从数据上说，PLM包含完整的产品定义信息，包括所有机械的、电子的产品数据，也包括软件和文件内容等信息。
·从技术上说，PLM结合了一整套技术和最佳实践方法，如产品数据管理、协作、、视算仿真、企业应用集成、零部件以及其他业务方案。它沟通了在延伸的产品定义上的所有的OEM、转包商、厂商、合作伙伴以及客户。
·从上说，PLM能够开拓潜在业务并且能够整合当下的、未来的技术和方法，以便高效地把创新和盈利的产品推向市场。
·从发展上说，PLM正在迅速地从一个竞争优势转变为竞争必需品，成为企业信息化的必由之路。Siemens PLM Software的PLM的PLM解决方案由Teamcenter、NX、eFactory等一系列软件组成，其中的Teamcenter系统是一个内容十分全面、完全基于标准的纯Web体系结构的PLM解决方案。在过去数年中，Teamcenter已经在全球数百家企业实施了约20万套用户许可证，绝大部分都取得了成功。因此，Siemens PLM Software的PLM的PLM系统，在业界被称做“经过验证”的、成熟的PLM系统。Siemens PLM Software 技术Teamcenter具有的两个最关键的功能：其一是统一管理整个产品生命周期；其二是面向航空/国防、汽车供应商、高科技/电子、日用品行业的即装即用的专项行业解决方案。Teamcenter涵盖了产品的全生命周期，其效用体现在以下几个方面：
在产品生命周期的早期阶段，为企业优化产品的需求定义、概念设计及设计验证过程，旨在降低成本，提高产品生命期的生产力。
在产品生命周期的中期阶段，让企业能够充分利用现有的智力资产，迅速进行产品的变型、引伸和改良，以完全创新的产品研发让企业不断赢利。
而生命周期的后期阶段，衍生和定义出新的用途和使用方法，力图进入新的销售市场，提供数字化的服务与维修，尽量减少维修，从而延长产品的生命周期，让企业尽量延续获利。
传统上，在企业与其供应商及客户之间、企业中异构的应用系统之间、产品生命周期内不同的阶段之间、分散在不同地点的产品生命周期的参与者之间都存在着信息交换的诸多障碍。信息流的不通畅严重地影响着企业的研发和。
由于Teamcenter解决方案采用了J2EE、UDDI、XML、SOAP、JSP、.JT以及纯Web 体系等先进技术，因此Teamcenter支持在产品生命周期中不同阶段之间相互交换和管理BOM表，从而将整个产品生命周期统一起来。这种不同阶段之间的产品信息无缝交换，使得企业能够消除地理、和技术的障碍。
在这个协同环境中：
所有参与产品生命周期的人员都能共享各种产品信息；
生命周期的参与者能够彼此进行实时的协作交流；
能够连接企业异构的应用系统，并使它们的产品；
支持企业整个产品生命周期中的流程持续运转。Siemens PLM Software的解决方案提倡行业的针对性和实用性。针对某个行业，一旦明确了它的期望值，总结了最佳实践经验，Siemens PLM Software公司就能根据此行业特定的需求，提供满足行业需求的、经过预先配置的、具有即装即用功能的Teamcenter行业解决方案。这些行业解决方案融合了行业惯例、行业最佳经验、大众术语以及该行业用户日常所熟悉的文档和报表格式，特别是提供了经过验证的行业模板与成熟的流程，容易实施且见效快，为广大行业用户喜爱和接受，并且以最快的速度为企业获取效益与回报[1]。
当下Siemens PLM Software提供的行业解决方案包括以下一些：
·Teamcenter航空及国防解决方案
面向航空和国防领域的企业，快速满足该领域企业进行、管理复杂的与配置、支持集成的特定需求；
·Teamcenter汽车解决方案
面向汽车供应商，在同时与多家OEM的多个车型进行合作的情况下，满足OEM对零部件以及系统级汽车产品整件的复杂合作需求；
·Teamcenter高科技/电子解决方案
支持高科技/电子产品领域的OEM与其供应商进行协作，以成熟的现有流程实现产品的快速变形与创新，满足这一行业异常激烈的特殊竞争需要；
·Teamcenter日用品解决方案
支持日用品/家化用品的OEM管理自己的智力资产(如配方、品牌、工艺等)，不断地利用和提升产品知识，以最快的速度向市场推出创新产品。
产品生命周期管理
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