产品生命周期的产生与演化

39林丽娥

产品生命周期的概念最早出现在经济管理领域, 是由Dean[1]和Levirt[2]提出的, 提出的目的是研究产品的市场战略。当时, 对产品生命周期的划分也是按照产品在市场中的演化过程, 分为推广、成长、成熟和衰亡阶段[3]。经过50多年的发展, 产品生命周期的概念和内涵也在不断发展变化。其中, 最大一次变化发生在20世纪80年代。并行工程的提出, 首次将产品生命周期的概念从经济管理领域扩展到了工程领域, 将产品生命周期的范围从市场阶段扩展到了研制阶段, 真正提出了覆盖从产品需求分析、概念设计、详细设计、制造、销售、售后服务, 直到产品报废回收全过程的产品生命周期的概念[4]。

尽管产品生命周期的概念已经存在几十年, 但产品全生命周期管理 (Product Lifecycle Management, PLM) 则是近20年市场竞争和技术演化的结果。20世纪80年代以前, 产品生命周期概念主要作为一种策略和经验模型来指导产品的市场分析和计划, 不涉及对产品资源和信息的实际管理。而在80年代后, 随着自动化、信息、计算机和网络技术的广泛应用, 企业制造能力和水平都有了飞速的发展, 企业在追求产量的同时, 也越来越重视新产品开发的上市时间 (T) 、质量 (Q) 、成本 (C) 、服务 (S) 、产品创新 (K) 和环境 (E) 等指标。企业迫切需要将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合, 并应用于企业产品全生命周期 (从市场需求分析到最终报废处理) 的各个阶段, 对产品全生命周期信息、过程和资源进行管理, 实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行, 以提高企业的市场应变能力和竞争能力。

PLM正是基于企业的这种需求而产生并发展起来的。在PLM出现初期, 它是作为一个术语用来描述创建、管理和使用产品全生命周期相关信息和智力资本的一套业务方法。随着企业信息化进程、先进信息和管理技术的迅猛发展, PLM的定义、内涵也在不断地演化和成熟。

80年代, 企业对产品生命周期的管理集中在设计工程活动, 支撑工具主要是围绕着以工程设计活动为对象的专用应用。在该阶段, 产生了大量的面向专用需求的应用工具, 如CAD、CAE、CAM、虚拟制造、产品数据管理、可视化、业务流程管理和供应管理等。它们为PLM的进一步发展积累了大量的宝贵经验。

90年代, 由于并行工程、计算机集成制造系统、敏捷制造等制造模式的发展和成熟, 企业PLM的重点逐渐转向支持生命周期中不同应用领域和生命周期阶段的集成和协作。因此, 出现了一些综合业务系统, 如支持设计、分析和制造的CAD/CAM系统、支持企业知识管理的知识工程系统、支持虚拟产品开发的PDMII系统、面向扩展企业的供应链管理系统、支持企业应用集成的EAI系统, 以及支持虚拟企业协作的B2B系统。90年代后期, 随着Internet技术的迅猛发展, 各种新名词、新理念层出不穷, 从供应链管理到客户关系管理、大规模制造到大规模定制、电子商务到协同商务, Internet以它前所未有的速度在冲击着我们的生活。综观该阶段PLM的发展特点, 可以将其归纳为以Internet为基础的协作。其中, 典型的应用包括面向产品商务协同的CPC (Collaborative Product Commerce) 平台、面向产品协同模型定义的cPDM (collaborative Product Definition Management) 平台和面向产品协同设计制造的CPD (Collaborative Product Development) 平台等。以上这些工具、系统和平台, 虽然在一定程度上解决了PLM中的一些问题, 但它们的应用范围和提供的功能只覆盖了PLM中的一部分内容, 因此, 它们只能算是一种局部的PLM解决方案。

进入21世纪, 人们开始考虑建立一个能够满足产品生命周期过程中不同领域和开发阶段信息管理与协调的整体解决方案, 使产品设计、开发、制造、销售及售后服务等信息能快速流动, 并能有效地协同和管理, 实现真正意义上的产品生命周期管理。

图1从工具和技术方面概括了PLM的发展和演化过程[5]。从图1可以看到, PLM经历了从工具时代、综合应用时代、协同平台时代和PLM时代的演化过程。在此过程中, 组成PLM的各项技术和工具也随着企业业务模式和管理模式的变迁而不断发展和整合, 最终形成了面向整体解决方案的PLM的概念。

近两年, PLM发展十分迅速, 已成为全球制造业关注的焦点。许多国际知名的企业、软件供应商和研究机构为此纷纷采取行动。其中, 许多研究和应用项目都取得了很大的成功。他们的经验与成果, 对于我们如何理解PLM技术定位、体系结构、关键技术及其发展方向都是很有意义的。