在联结的未来 PLM赋予自动化更宽广视野

    不单是制造业，在所有行业中都开始涌现一系列将产品生命周期管理(PLM)和自动化领域相互融合的技术，并带来深远影响。

　　对于PLM供应商而言，这种融合表现在研发、收购和合作活动的高涨。对于正在考虑未来投资的企业，无论从技术还是业务改进角度而言，决策都变得更加困难。硬件、“智能化”和云服务这三大要素的融合成为企业发展的推动力。

　　硬件和设备

　　增材制造和组件打印旨在彻底改变产品的开发和交付方式。完全定义的3D模型直接为生产现场提供制造模板。全新工业设备变得更强大，功能也更加丰富，允许4级和5级业务系统之间直接通信。扫描仪和自动控制提供全新的方式捕捉建造、生产和运行过程中的环境。

　　“智能化”

　　自动化设备和网络带来全面的互联性，使产品、楼宇甚至是城市日益智能化。然而，功能的持续改进需与产品和资产定义及闭环过程的管理方式联系起来。

　　云服务

　　不断扩展的移动技术允许随时随地访问信息。基于云的基础设施可能是更具成本效益的途径，可以让小型公司全面参与到高度联网的环境中。这些影响成为各行业垂直化的一部分，从服务到硬件，垂直化影响了产品的定义、生产、安装和维修方式。 换句话说，云服务的发展趋势是覆盖整个生命周期，正因如此，PLM成为了该过程不可或缺的一部分。

　　在此，我们将调查PLM如何应对这些驱动因素和多个行业中发生的变化。本文使用产品、服务、设施和资产等在某种程度上可以互换的术语来反映端到端生命周期管理适用于所有这些领域这一事实，只是操作方法和时间范围可能大有不同。

　　跨行业影响

　　对于某些行业，由于资产具有长期性，管理整个生命周期长期以来已成为一种习惯。这些通常是资本高度密集且受管制的行业，比如核能、海事和民用建筑行业。

　　建筑、加工及采矿业多年来致力于监控、收集和处理运营数据。设施、资产管理和位置跟踪解决方案每日可收集大量数据。PLM技术是否能在未来互联的世界中发挥作用？在此背景下，PLM好比独立资产生命周期的“外包装”。它能够提供各种独立设备（包括泵和执行器、电梯、暖通空调或重型设备）的定义和运行参数，并响应使用过程中的问题。无论是加工厂的流量和温度，建筑物结构变形还是对居住空间的环境控制，这些性能数据都可得到处理。而且不仅用于制定短期纠正措施，性能数据可被用于作为长期持续改进的一部分，还可作为新一代设计的参考数据。

　　在这些行业中，不断追求强化资产使用带来的结果之一是移动技术的采用，传统上侧重于任务管理、运行数据以及故障记录和报告等活动，未来的趋势是以3D模型、动画和服务数据的形式提供实时信息。这种交付方式常见于通过PLM在生产现场直接提供和处理生产指导、模拟、检验信息及异常报告的一些制造业企业中。随着建筑行业朝模块化、装配式结构甚至是“打印”楼宇的方向发展，PLM可能发挥更大作用。所涉及的过程更多地属于传统制造与装配领域而非建筑领域。 中国广泛使用模块化结构，美国也越来越多的使用该结构。将其与层出不穷的楼宇智能传感器配合使用，不仅可优化用电，还能提高设备及成品的性能，重新配置空间和PLM的能力开始成为该领域的重要能力。建筑和制造领域发生碰撞，表现在产品、产品生产过程和所用机械、包含的设施以及提供支持的供应和交付网络等信息前所未有地聚集在一起。

    但我们必须注意，不要轻易认为PLM是无所不包的技术。许多其他企业环境已经提供了该技术的大量功能，从传统的设施和资产管理解决方案到快速发展的楼宇信息管理(BIM)领域。随着物理环境的的连接越来越密集，底层的基础设施需实现可靠的紧密交互与无缝连接。PLM领域和自动化领域也是如此，在这些领域，现有的协议和标准（例如ISA-95， OPC UA， BAC-Net）也面临着支持更高连接性水平的挑战。

　  PLM的贡献

　　联系背景来看，与PLM相关的一些核心功能值得我们回过头探究。此范围可能非常广泛，因此我们将把重点放在与本次讨论特别相关的两大领域：产品定义管理和配置管理。

　　PLM产品定义包括需求、系统模型、3D模型、测试、产品说明、过程计划、工具、质量标准、服务信息和包装。这些方面的信息过去会以文档的形式收集，但现在越来越多地作为完整的虚拟定义的一部分来收集。产品定义还包括产品结构定义（材料清单），且关键是形成该定义的过程。当考虑到通过生产和在使用过程中监控智能产品获得更多的潜在反馈时，后者更加至关重要。

　　但是，产品定义的范围在不断变化。PLM诞生于使用传统材料、以硬件为主导、以工程为中心的离散型制造领域。如今，PLM也出现在电信、金融、时尚和医疗等服务行业。它必须管理配备硬件、软件、电气及电子组件的产品。即使是硬件也随着对复合材料和其他新材料的应用而不断变化，由此造成产品定义及生产过程和设备的变化。

　　日益丰富的软件是成品的重要价值效益，能够让使用中的产品得到逐步改进。结合使用过程中的监控，产品的定义将逐渐转向服务，其中实体产品仅仅是“产品”的一部分。制造商可以从有效部署了PLM的服务行业获取经验，以定义和支持一系列服务产品组合。

　　随着优化客户服务的趋势快速上升，针对使用中的产品提供海量监控数据的供应商将受到何种影响？由于生产商和消费者均可访问更多产品缺陷和风险相关信息，产品退货是否会大量增加？很明显，从定义到交付的整个审计过程将变得越来越重要。

　　配置管理是第二大重要功能。这不仅涉及版本控制，还需对多个产品线的多种复杂配置进行管理，保存材料清单定义和所有相关的定义数据。由于产品变得更加个性化，管理这些复杂问题将变得更加重要。特别是，由于软件更新成为服务生命周期的一部分，产品必须能够支持未来更改，即提供足够的变更和改进空间。当然，这不是一个新问题。早在25年前，一家著名的自动化系统供应商就指出，协调硬件和固件版本的配置是一个重大问题，会造成严重的保修索赔事件。为防止这种情况发生，我们已经开发了更出色的系统，但在将来这一问题的复杂性还将大幅增加。

　　在开发、构建和维护这些技术和混合材料产品（在日益定制化的行业环境中本地生产和交付的产品）的过程中会产生大量信息，要协调处理这些信息，需要强大的配置管理功能和出色的数据跟踪。

　　更宽广的视野

　　致力于生命周期管理的解决方案供应商如何拓宽视野和能力？

　　大型PLM供应商目前已取得显着进展。自从在2007年收购Unigraphics之后，西门子始终致力于在PLM和工业自动化之间建立连接。 Dassault Systèmes收购Apriso之后也将自己推向了互联与合并浪潮的风口浪尖。如今，隶属Delmia品牌的Apriso在工厂和生产计划以及调试和运营管理的虚拟仿真方面已获得全面提升。PTC选择建立合作伙伴关系，而不是收购，以便实现制造业垂直化，同时与GE智能平台建立了重要联合。然而，在Axeda和ThingWorx的帮助下，PTC的物联网（IOT）功能日益增强，其关注点也开始转移到产品生命周期的服务部分。要实现Industry 4.0和IoT的目标，工业自动化市场必须提供更加成熟、先进和集成的PLM系统。

　　采取跨行业行动需要全新的知识和经验，超出了PLM过去有限的服务范围。如今，IBM、惠普和Accenture等服务机构正在向这一目标迈进，比如Accenture最近就扩展了其PLM服务能力。与此同时，有迹象表明，其他行业和第三方供应商也认识到整合定义和运营数据的重要性。Rand Worldwide已合并了其Imaginit Technologies和设施管理（FM）部门，实现了BIM和FM的融合。

　　尽管并不一定要按传统方式提供PLM，但是相邻行业中的大量供应商正在采取与PLM重叠和交互的方式，拓展他们的业务。奔特力工程软件有限公司已经进军基础设施资产管理领域，谋求发展，对其BIM和项目控制能力构成补充。它与西门子合作，受益于西门子在工厂设施建设及运营方面的出色能力，双方可能会进一步进行更深层次的跨行业合作。欧特克公司提供基于云的PLM解决方案，已与云企业资源规划（ERP）供应商Net-Suite合作，体现出跨企业平台开放交互的潜力。欧特克还是著名的建筑、工程和施工解决方案（如BIM等）供应商。随着它向云部署的转型，它的定位是为跨行业生命周期提供支持。

　　云服务还给新公司带来了巨大商机，它们不必进行大规模基础设施投资，就能迅速开发PLM型解决方案并提供相关服务。这些解决方案倾向于关注生命周期的定义阶段，但一些有趣的趋势也正在浮现。首先是3D打印公司Stratasys对GrabCAD的收购。GrabCAD并不是严格意义上的完全的PLM系统。 然而，产品定义和产品制造间的密切关系其实非常重要，因为在某些情况下，这甚至会改变工业生产的定义。第二个方面是，工作流程和配置管理等核心PLM功能的融合，将支持IoT应用开发。位于意大利的Solair Sri.等公司正在开始提供基于云的IoT应用平台，将产品使用中生成的数据与产品定义数据相关联。

　　避免未来出现孤岛现象

　　企业软件支持下的生命周期管理环境，在突破公司的组织机构和职能部门孤岛现象，支持扩展价值链方面取得了一定进展。但其采用的技术本身就有形成自身孤岛的危险。随着各厂商各显其能，争抢市场，有可能会形成新的孤岛现象，这不是传统的工程、制造和供应；软件、硬件和电子产品；建筑、工程和施工；电力生产和网络规划等职能及组织结构孤岛，而是可能会扼杀巨大价值潜能的数据孤岛。

　　那么，是否有一个答案能够明确指出这些数据应存储于何处呢？在PLM领域，经常会提到“真实单一数据源”概念，但它是否真的有实际意义？在未来尧字节（1亿亿亿字节）的世界中，这个概念将如何发挥作用？ “真实单一数据源”并不能解决问题。 我们需要高度互联的解决方案堆栈，至少包括生产领域的PLM、ERP和生产执行系统功能，且能扩展到设施和资产管理、BIM以及其它工业特定环境。

　　解决之道协议、标准和已定义的架构都必须实现开放性。就像协议对于自动化组件间的通信十分重要一样，必须有类似协议能够连接目前企业系统环境中定义的各种数据服务平台。但是，在目前“数据就是新世界中的石油”这样的观点大行其道的时代，实现这种开放性的风险明显可能会过高。然而，如果没有开放性，智能、联网的未来以及相关的一切，都将无法发挥其真正潜力、达到其真正目标。

　　快速回顾

　　PLM和自动化正逐渐将对所有行业产生深远影响。

　　硬件、“智能化”和云服务这三大要素成为行业发展的推动力。

　　对于PLM供应商而言，研发、收购和合作活动均日益增多。

　　PLM诞生于使用传统材料、以硬件为主导、以工程为中心的离散型制造领域。如今，PLM也出现在电信、金融、时尚和制药等服务行业。