本源：系統(tǒng)的起源與發(fā)展認識

PLM系統(tǒng)是隨PDM（Product Data Management）系統(tǒng)發(fā)展演化而來的。PDM歷經(jīng)多代產(chǎn)品，分別解決了CAD設計人員的二維和三維工程圖紙和技術文檔的管理，企業(yè)內(nèi)產(chǎn)品設計、工藝部門的數(shù)據(jù)管理和流程管理，跨企業(yè)的異地協(xié)同設計和管理等突出問題，最后進入到管理產(chǎn)品研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、試驗驗證、售后服務等全生命周期業(yè)務，至此，產(chǎn)品生命周期管理（PLM）概念開始出現(xiàn)。對PDM的功能范圍，業(yè)界有PDM “三板斧”和“五板斧”提法，直指PDM核心功能是圖文檔管理、簽審管理、BOM管理、變更管理和配置管理。依據(jù)CIMdata定義理解，PLM是單一企業(yè)或多企業(yè)聯(lián)合協(xié)作開展產(chǎn)品全生命周期的信息創(chuàng)建、管理、分發(fā)和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產(chǎn)品相關的人員、流程、應用系統(tǒng)和信息。PLM雖在時間和空間的管理維度不斷發(fā)展，但始終在“集成、數(shù)據(jù)、協(xié)同、安全”保持本質特征。

集成：系統(tǒng)是連接匯聚各類工具和應用的樞紐

PLM承擔連接匯聚各類工具和應用的樞紐，通過集成多種類工具（如CAD、CAE、EDA、CAM、CAT等）和應用系統(tǒng)（如ERP、MES等）將工業(yè)軟件、應用系統(tǒng)、人員和信息貫通。

數(shù)據(jù)：系統(tǒng)是產(chǎn)品生命周期數(shù)據(jù)的權威數(shù)據(jù)源

PLM被視為管理產(chǎn)品智力資產(chǎn)的單一、權威數(shù)據(jù)源載體，PLM始終保持了產(chǎn)品設計和配置相關數(shù)據(jù)的源頭特性，牽引產(chǎn)品生產(chǎn)制造等后續(xù)生命周期階段應用。

協(xié)同：系統(tǒng)是產(chǎn)品全生命周期業(yè)務貫通的基礎

協(xié)同是PLM最直接的最本源的功能體現(xiàn)，PLM將企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間、合作伙伴等不同利益體集成協(xié)同到一起，共同開展產(chǎn)品構思、設計、生產(chǎn)制造到維護等活動，賦能業(yè)務。

安全：系統(tǒng)是企業(yè)核心產(chǎn)品數(shù)字資產(chǎn)的盾牌

安全是PLM最基礎的保障要求，涉及產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)、模型、流程，是企業(yè)的核心競爭力所在，PLM系統(tǒng)要提供安全、可靠的資產(chǎn)保護。

發(fā)展：系統(tǒng)的新時代要求與內(nèi)涵

PLM系統(tǒng)的新要求

當前，在數(shù)字化轉型大背景下，PLM呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢，如以文檔為中心向模型數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務范式轉變，基于MBSE/MBD的正向研發(fā)和全三維研制應用更廣泛、多層次跨領域業(yè)務協(xié)同更普遍、大數(shù)據(jù)/AI/知識工程等關鍵技術持續(xù)賦能、以及系統(tǒng)向平臺化方向發(fā)展明顯并提供可定制解決方案等。我們可賦予PLM新的內(nèi)涵認識。

PLM是制造型企業(yè)數(shù)字化轉型的抓手

數(shù)字化轉型是企業(yè)提質增效的內(nèi)在需求，也是企業(yè)改革發(fā)展的必然途徑，已成為企業(yè)必修課。轉型重點是通過構建企業(yè)在數(shù)字空間的業(yè)務孿生來降低內(nèi)外部不確定性的影響，其核心抓手和突破口是數(shù)據(jù)和流程。而PLM系統(tǒng)是管理企業(yè)產(chǎn)品核心資產(chǎn)和產(chǎn)品相關流程的所在地，是支撐數(shù)字化轉型的抓手系統(tǒng)。

PLM是模型數(shù)據(jù)驅動研制模式創(chuàng)新的支撐

從以文檔為中心向模型數(shù)據(jù)驅動的研制模式轉型，重點是構建實物產(chǎn)品的數(shù)字產(chǎn)品空間。利用產(chǎn)品數(shù)字化、過程數(shù)字化、規(guī)則數(shù)字化技術，形成產(chǎn)品數(shù)據(jù)域、過程域和業(yè)務域的融合，支持全生命周期模型體系管理，以及全生命周期技術和管理活動，逐步形成模型數(shù)據(jù)驅動的數(shù)字化研制過程。PLM作為管理產(chǎn)品所有資產(chǎn)并有效協(xié)同各利益方的基礎系統(tǒng)，是研制模式變革的直接支撐。

圖 1 模型數(shù)據(jù)驅動的產(chǎn)品數(shù)字化研制模式示意圖

PLM是體系推進自主可控應用的關鍵牽引

當前，我國工業(yè)軟件領域形成多品類自主工業(yè)軟件產(chǎn)品成果，并在局部應用點上發(fā)揮重要作用，但是尚未形成“點-線-面-體”的體系化應用格局。要體系化推動自主軟硬件成果的工業(yè)應用，需發(fā)揮PLM的樞紐牽引作用，拉動覆蓋基礎設施、基礎軟硬件、工業(yè)軟件產(chǎn)品和業(yè)務應用的立體全棧式自主可控應用，構建具備“實時、在線、安全、智能”特征的新PLM協(xié)同應用，支撐安全可靠的工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)鏈和自主生態(tài)建設。

PLM系統(tǒng)的內(nèi)涵

綜上分析，我們認為：新一代PLM系統(tǒng)是運用先進的數(shù)字化理念、工具和技術，以相關利益方（含客戶、企業(yè)內(nèi)部、合作伙伴等）協(xié)同論證、創(chuàng)建和使用產(chǎn)品資產(chǎn)為基本目的，以產(chǎn)品全生命周期的權威數(shù)據(jù)源管理為主線，構建產(chǎn)品的數(shù)字空間，開展模型數(shù)據(jù)驅動的規(guī)劃論證、研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、試驗測試、運用保障活動，以及科研生產(chǎn)管理活動，形成客戶需求快速對接、工業(yè)部門按需研制、合作伙伴有序配套的體系性協(xié)同環(huán)境，支撐企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的業(yè)務賦能與流程再造，以及業(yè)務的重構和優(yōu)化，助力企業(yè)研制范式變革和業(yè)務轉型。

思考：PLM系統(tǒng)的建設思路設想

新一代PLM系統(tǒng)的“新”體現(xiàn)在“系統(tǒng)理念新、管理內(nèi)容新、協(xié)同層次新、賦能手段新”四方面，理念上堅持系統(tǒng)思維，定位到推動企業(yè)研制范式和數(shù)字化轉型的支持基座。管理上堅持數(shù)字思維，構建體系化的模型數(shù)據(jù)體系，數(shù)據(jù)范圍更全、數(shù)據(jù)類型更多、管理粒度更細。協(xié)同層次方面秉持上游思維，圍繞模型驅動，形成工程急需的模型“集、析、管、構、用”能力。技術上采用先進架構，融入人工智能、知識工程等，形成動態(tài)、靈活的構件化組裝式應用，以及更快捷、精準的模型數(shù)據(jù)服務。

圖 2 PLM系統(tǒng)的框架思路示意圖

夯實系統(tǒng)之基：開放性技術平臺

技術平臺是PLM系統(tǒng)與外部軟硬件的切分界面，向下兼容各類軟硬件環(huán)境。向上支撐PLM系統(tǒng)的功能研發(fā)和應用，助力企業(yè)科研生產(chǎn)數(shù)字化轉型。平臺需重點關注基礎技術能力、軟硬件適配能力、多類應用模式支持能力和高階應用支持能力。

錘煉系統(tǒng)之魂：全周期數(shù)字主線

全生命周期數(shù)字主線是PLM系統(tǒng)本源功能的固化和深化，效果體現(xiàn)為按照業(yè)務流程要求，將正確的數(shù)據(jù)在正確的時間遞送給正確的消費者，完成從數(shù)據(jù)提供方到消費者（包含人員、工具軟件、應用系統(tǒng)、設備等）的安全、高效遞送。全周期數(shù)字主線包括以下關鍵能力，一是管理全生命周期數(shù)據(jù)，構成PLM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎。二是全生命周期數(shù)據(jù)的結構化、參數(shù)化和模型化處理。三是通過模型數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化管理，將數(shù)據(jù)從“孤立狀態(tài)”連接為“連通狀態(tài)”，形成經(jīng)緯相通的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。四是模型數(shù)據(jù)的業(yè)務賦能，即通過管控流程、技術流程和協(xié)同流程，為業(yè)務提供數(shù)據(jù)服務，并與可視化技術和工具深度融合，構成3D為主的直觀、模型驅動的產(chǎn)品研制協(xié)同環(huán)境。

圖 3數(shù)字主線能力構成示意圖

重塑系統(tǒng)之體：全周期應用套件

應用套件作為PLM系統(tǒng)的具象化表現(xiàn)形態(tài)，在平臺化背景下要具備構件化特征，可隨業(yè)務變化獨立或組合運行。應用套件的來源包括幾類，一是通過集成方式將各類工具軟件（如MBSE工具、CAD、CAE等）納管到系統(tǒng)管理。二是通過技術接口、數(shù)據(jù)庫集成和流程集成等方式將應用系統(tǒng)接入。三是利用平臺技術能力重構的業(yè)務套件。這些應用套件是支撐全生命周期業(yè)務應用的關鍵工具和生產(chǎn)力體現(xiàn)，是PLM系統(tǒng)提供解決方案的基本構件。

精描系統(tǒng)之眼：體驗式工作空間

工作空間是系統(tǒng)的直接體驗窗口，是數(shù)字產(chǎn)品空間中重構和執(zhí)行數(shù)字化流程體系的終端載體。工作空間需考慮主流體驗、工程特殊性、學習成本以及推進難度等因素，系統(tǒng)從能用、好用到易用，需在體驗上下功夫。體驗式工作空間可考慮三類風格，即服務原有用戶的既有界面風格、適應當前體驗要求的個性化風格以及3D沉浸式風格，盡量避免“做新的丟舊的”。

 建議：系統(tǒng)的相關研發(fā)應用建議

   以重大工程為牽引，筑牢產(chǎn)品工程能力和解決方案體系

工業(yè)軟件需求來源于工業(yè)，賦能于工業(yè)。要在調(diào)研分析重大工程在技術、應用、資源、模式和運營等客觀需求基礎上，為工程提供可行、可靠的解決方案。

做好工程需求分析，加強原創(chuàng)關鍵技術策劃和創(chuàng)新

重點圍繞工程，發(fā)現(xiàn)并識別重大技術機會，突破制約工程應用的關鍵核心技術，解決工程直接關切。同時，要結合實際場景，對產(chǎn)品進行再定義、再規(guī)劃和再優(yōu)化，明確系統(tǒng)功能、性能、易用性要求和指標，研發(fā)可靠軟件產(chǎn)品，突出特色能力培育和形成，力爭走出對標發(fā)展的老路子。

結合工程應用需要，加強分層分級的解決方案建設

結合工程需求，甄選、評估工程所需的自主工業(yè)軟硬件生態(tài)伙伴，以PLM系統(tǒng)為牽引，聯(lián)合打造適合工程需要的構件化、組合式應用，并具備適應業(yè)務變化的“快、靈”技術能力，支撐研制范式變革的動態(tài)性、長期性，為總體、分系統(tǒng)和配套單位提供實用、好用的個性化解決方案。

以工程需求為牽引，強化歷史資源和系統(tǒng)平替能力

系統(tǒng)建設要避免出現(xiàn)“修路拆城”現(xiàn)象，盡量降低建設或升級對業(yè)務應用帶來的影響。平替能力需覆蓋不同廠商的同類產(chǎn)品替換，以及同一公司的產(chǎn)品替換和升級，兩類場景均需保持客制化功能和應用不受或少受影響，支持平滑無感升級乃至回退操作，最大程度保護客戶數(shù)字資產(chǎn)。

聚焦產(chǎn)品核心能力，打造自主可控的高質量軟件

新一代PLM系統(tǒng)在產(chǎn)品上要采用減法思維，以模型數(shù)據(jù)為基礎，更廣泛集成各種MBD、MBE、MBX技術和工具，重點突破模型數(shù)據(jù)管理、數(shù)字樣機應用、多層次業(yè)務協(xié)同等核心能力，形成跨代特征鮮明的PLM產(chǎn)品。

PLM系統(tǒng)能力構成包括集成維度、數(shù)據(jù)維度、模型維度、協(xié)同維度和數(shù)智維度的功能集。

數(shù)據(jù)維度是PLM系統(tǒng)的基本功能，歷經(jīng)近二十年發(fā)展已經(jīng)相對成熟穩(wěn)定，避免重復投入。集成維度要重點研發(fā)與各種工具的深度集成，實現(xiàn)多品類模型的解析、管理和應用。模型維度重點突出工程特性，強化模型的連續(xù)性，力爭打通模型的應用全鏈條。協(xié)同維度重點聚焦到以模型數(shù)據(jù)驅動的協(xié)同場景，以及由此引起的IPT等應用模式變化，探索供需方協(xié)同論證、方案設計、設計仿真、設計制造等典型應用場景。數(shù)智維度結合工程場景加大人工智能技術應用，從智能知識推送、自動化模型識別處理、數(shù)字工程師等方面探索應用落地，將耗時耗力易錯環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化和智能化，為業(yè)務人員提供AI賦能工具。

產(chǎn)品上建議采取“數(shù)據(jù)驅動做優(yōu)，模型驅動做強、數(shù)智化做實”策略，數(shù)據(jù)維度做優(yōu)，模型和協(xié)同做強，數(shù)智維度做實。

圖 4 PLM系統(tǒng)分類功能示意圖

以國家創(chuàng)新戰(zhàn)略為指導，加快PLM系統(tǒng)數(shù)智化進程

傳統(tǒng)PLM系統(tǒng)注重管理，弱化工程，新一代PLM系統(tǒng)要站在用戶和業(yè)務角度換位思考，通過AI賦能為業(yè)務帶來更多粘性，為用戶賦能并大幅減負。在數(shù)據(jù)的“集管用”、模型的“集析管構用”中強化AI場景識別和場景賦能，形成數(shù)據(jù)“集管識用”和模型“集析管識構用”新場景，探尋多方案設計空間的快速尋優(yōu)、創(chuàng)成式CAD設計、復雜系統(tǒng)智能仿真分析、智能生產(chǎn)調(diào)度、智能質量檢測與控制、智能設備運維、智慧管理等數(shù)智化應用，形成AI賦能工具集，加快系統(tǒng)的數(shù)智化進程。

結語

PLM產(chǎn)品要力爭做到“平臺基礎牢、核心功能強、業(yè)務方案好、應用體驗優(yōu)”的高質量、高可靠的軟件系統(tǒng)，通過PLM牽引，打造分層分類解決方案，帶動自主軟硬件成果的工程化應用和優(yōu)化，支撐模型數(shù)據(jù)驅動的研制范式變革，帶動自主工業(yè)軟件生態(tài)建設。