PLM对于航空行业的意义
发布时间：18-04-11
航空企业的信息化建设已广泛应用在产品设计、制造管理的各个环节，诸如CAD、CAPP、CAM、PDM和ERP等单项技术与系统的应用已比较普及，产品研制周期明显缩短，设计和制造的质量已得到显著提高。但是，航空行业的设计和制造是一项非常复杂的工程，它由多团队、多领域、多厂所共同参与，涉及大量的信息系统，并且需要在严格的流程管理控制下实现各信息系统之间的交互与协作，以支持并行的、协同的设计和制造。
在航空企业，设计研制过程中会涉及到成百上千个子系统，以及多种BOM表和多种变更管理，如此众多的系统、流程以及异构的数据要想实现集成，就迫切需要一个统一的管理平台和集成环境。而PLM的出现在一定程度上解决了航空企业在研制过程中信息与流程的集成和管理，支持了协同、并行和产品研制过程。
PLM系统本身是一个系统，实施PLM系统就是在制造型企业各相关部门建立一个为设计人员、工艺人员以及企业技术部门的管理者所共同拥有的工作、交流平台。此外，航空复杂产品具有客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、涉及学科专业复杂、制造流程复杂、试验维护复杂、项目管理复杂、工作环境复杂等特点，并且产品生命周期长、技术含量高、生产和质量要求严格。
正是由于航空企业信息化的特点及航空产品的特殊性，以及大部分信息系统实施项目都有周期长、成本高、项目复杂度高的特点，并且随着跨地域、跨厂所的项目协同管理和多项目并行协同的工作模式的推行，在航空企业实施产品生命周期管理(PLM)更是一项复杂的系统工程。所以，如何有效的实施和成功应用PLM系统，保证项目的成功成了PLM系统实施项目中各方都十分关注的问题。
对于PLM的实施，涉及到诸多学科领域，其中包括项目管理知识、软件工程思想、行业管理经验和基于PLM理念特定的软件平台。经过多年的实践与积累，国内航空企业在PLM实施方面虽已取得了一定的研究成果和应用效果，但企业组织结构、PLM系统自身功能以及实施过程管理中的问题并没有得到有针对性的解决，这大大影响PLM项目实施的成功率。因此，如何应对航空业研发和生产模式特点及主要问题，采用科学和适宜的实施方法来指导实施工作，成为当前航空制造企业PLM实施成败的关键问题。
随着我国航空业近年来的大力推进，在产品研发，生产制造等领域实现了更高效、系统的运作支持已成为一个相关产业领域的重要课题。而PLM技术对于产品结构复杂，设计周期长，设计工作量大的企业有着其天然的优势。因此，将PLM技术引入航空企业的研制和生产过程中，对于改进现有技术和管理流程，进而全面提升国内航空企业的整体制造水平具有重要的意义。
虽然，国内航空企业已普遍开展了PLM的研究和工程应用，并取得了一定的成效，航空企业实施PLM也基本达到了优化设计和生产流程、提高生产效率、缩短研制周期的目的，但国内的航空企业当前的信息技术应用基础还是相对薄弱，所以对PLM应用的深度和广度还是不够，也没有充分发挥出PLM应有的作用，这也引起了各航空企业的重视。因此，如何在航空制造企业实施PLM系统是航空业所关注的问题，寻找一种适合航空制造企业实施PLM的项目管理模型也是一个极具现实意义和理论意义的课题。
国外研究现状
20世纪50年代，Dean和Levitt为了研究产品的市场战略，提出了产品生命周期的概念。在20世纪80年代，产品生命周期的概念随着并行工程的提出，不仅首次从经济管理领域扩展到了工程领域，而且范围也从市场阶段扩展到了研制阶段，由此真正形成了覆盖产品需求分析、概念设计、详细设计、制造、销售、售后服务，以及产品报废回收全过程的产品生命周期的概念。
产品生命周期管理(PLM)来源于全球制造业信息化的长期实践和发展，自产生以来，这一新的管理活动就迅速成为全球制造业关注的焦点。目前，国际上先进的制造企业已经普遍采用了PLM解决方案。通过PLM的实施及现代设计与集成制造技术的运用，西方工业发达国家在航空复杂产品研制领域实现了对传统生产方式的改造。
通过数字化设计与制造协同，波音777型客机实现了整个设计过程的无图纸化，研发周期缩短40%，工程返工减少。空中客车A380型客机是又一个协同研制的成功典范，它由西班牙、德国、英国和法国四个国家、五座城市实现异地、异构信息集成和并行协同工作，与A340型客机相比，研制周期缩短成本减少50。世界航空工业第一个真正实施产品生命周期管理的项目是美国洛克希德.马丁公司的F-35项目，它实现了5个主要合作伙伴及35个供应商之间的实时在线协同，设计周期缩短35%，制造时间将缩短。
国外学术界近年来围绕PLM问题也进行了卓有成效的研究。其中，对PLM系统实施过程的研究很多，提出过很多PLM系统实施方法，比如Gunther Schuh等提出的基于七元素(如图1. 1)的PLM流程框架来指导PLM实施的方法。
图1. 1 PLM定义的元素
此外还有，Lee、 TaeJae提出的在面向服务的架构中，通过混合传统的IT资产来实施PLM系统的方法。同时，国外各大PLM软件供应商(UGS、IBM PLM、PTC、SAP PLM等)和咨询公司总结了一整套的项目实施方法学。例如，西门子公司提出了PLM实施方法论-VDM (PLM Value Delivery Methodology)。总体上来说，西方学界对PLM系统实施的研究主要是项目管理的角度去考虑的，并且总是保持与PMI(美国项目管理协会)项目管理标准的高度一致。
国外现代飞机项目在PLM实施中，结合航空业自身的特点而引入了构型管理的概念。例如，从1996年开始，波音公司构建了基于构型控制的数字化制造信息管理系统。不久之后，洛克希德.马丁公司和空中客车公司也提出了与波音公司类似的计划。
此外，随着PLM技术的不断发展，构型管理的功能和内涵不仅己上升到CMI工的层次，为了不断发展与创新还引入了信息化技术与数字化手段，最终，形成了如CMI工、EIA-836和ANSI/EIA-649等国际上颇具代表性且具有指导意义的构型管理标准体系。
此外，最早实施构型管理的美国军用工业，也形成了如MIL-HDBK-61, MIL-STD-2549和MIL-PRF-32029等的构型管理标准体系。基于以上标准体系，国外飞机公司内部已形成了庞大的构型管理标准体系，同时，为支持其飞机构型管理而形成了大量企业标准和指导性技术文件。
国内研究现状
近些年，PLM在国内各行业中也得到广泛应用。除了有照搬国外实施方法的，很多企业也结合国内企业的特点提出了很多有建设性意义的实施方法。从实施技术层面上，对PLM项目的实施方法从以下几个方面做了分析:
(1)明确项目实施目标;
(2)实施项目管理控制:
(3)按照软件工程思想和PLM项目实施的特殊性，分析了PLM项目的实施工作过程，由此提出了适应国内企业PLM系统实施方法。
其实施策略摒弃目前PLM是企业级的信息基础框架和统一支撑平台的定位，以建立一个覆盖整个产品生命周期、系统化记录所有产品相关数据的产品数据库为基础，构建与ERP、 SCM、CRM等子系统相并行的PLM系统。利用此产品数据库来保存、捕捉和使用产品生命周期每个阶段的数据与信息，使无论是企业内部还是外部的产品所有者，在整个生命周期内都可以实时共享、评价、修改和跟踪产品，并达到基于任务的访问，从而实现产品全生命周期管理的思想。
在PLM实施项目中，以一到两个典型产品为对象，然后连续实施PLM的全部功能模块，这是纵向突破的实施方法。这一方法的特点是在典型产品上能实现PLM系统的绝大部分功能，与企业需求的磨合期也较短，PLM的实施目标具体易于实现，且验收依据明确，因此，这是软件供应商首选的实施方案。
而横向推进的实施方法，是将PLM系统分解为若千功能模块，以全部产品为对象，以数据准备为重点，逐个实施PLM的功能模块。这种方法的特点是，定义多少数据就实施多少功能，即数据先行，实施紧随的概念。因此，一旦实施上线了PLM的某功能模块，系统中积累的数据就己基本满足企业内全部产品设计对该PLM功能的需求，而PLM管理模式和PLM规范也可以一步调整到位。
从航空业自身应用看，为了控制复杂飞机产品的开发和维护，使飞机制造商和开发商能够灵活地应对各种需求变化，国内航空企业在民机转包生产中将构型管理的概念引入飞机项目。但是，国内企业飞机的研制过程尚未真正实现全面构型管理，特别是基于PLM的构型管理。虽然我国航空航天业陆续制定了各种构型管理标准，比如GJB-3206, HB-7807以及与构型更改控制相关的HB-7805，企业内部也为支持飞机构型管理而制定了大量企业标准和指导性技术文件，但与国外先进飞机公司的庞大构型管理体系相比，还是有一定的差距。
纵观国内外对PLM的实施研究，虽然提出了构型管理的概念并制定了各种构型管理标准，但是就构型管理对PLM系统实施管理的影响及应对策略的研究还较少。
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