Войти
Общий жизненный цикл продуктов В промышленности управление жизненным циклом продукта (PLM ) - это процесс управления всем жизненным циклом продукта от создания до инженерного проектирования и производства до обслуживания и утилизации произведенных продуктов. PLM объединяет людей, данные, процессы и бизнес-системы и обеспечивает основу информации о продукте для компаний и их расширенного предприятия.
Вдохновением для развивающегося бизнес-процесса, ныне известного как PLM, послужила American Motors Corporation (AMC). По словам Франсуа Кастена, вице-президента по проектированию и развитию продуктов, автопроизводитель искал способ ускорить процесс разработки продукта, чтобы лучше конкурировать с более крупными конкурентами в 1985 году. Из-за отсутствия «огромных бюджетов General Motors, Ford и зарубежных конкурентов… AMC сделала упор на исследования и разработки на продлении жизненного цикла своих основных продуктов (особенно Jeep)». Представив свой компактный Jeep Cherokee (XJ), автомобиль, положивший начало рынку современного внедорожника (SUV), AMC приступила к разработке новой модели, которая позже стала Джип Гранд Чероки. Первым звеном в стремлении к более быстрой разработке продукта была программная система автоматизированного проектирования (CAD), которая сделала инженеров более продуктивными. Второй частью этой работы была новая система связи, которая позволила быстрее разрешать конфликты, а также сократила дорогостоящие инженерные изменения, поскольку все чертежи и документы хранились в центральной базе данных. Управление данными о продуктах было настолько эффективным, что после того, как компания Chrysler приобрела AMC, система была расширена по всему предприятию, объединив всех, кто участвует в проектировании и создании продуктов. Будучи одним из первых приверженцев технологии PLM, Chrysler смогла стать производителем автомобилей с самыми низкими затратами, зафиксировав затраты на разработку, которые к середине 1990-х годов составляли половину от среднего показателя по отрасли.
В течение 1982-83, Rockwell International разработала начальные концепции управления данными о продукте (PDM) и PLM для программы бомбардировщиков B-1B. Система под названием Engineering Data System (EDS) была расширена для взаимодействия с системами Computervision и CADAM для отслеживания конфигураций деталей и жизненного цикла компонентов и сборок. Позднее Computervison реализовала только аспекты PDM, поскольку модель жизненного цикла была специфичной для Rockwell и аэрокосмических нужд.
PLM-системы помогают организациям справляться с возрастающей сложностью и техническими проблемами разработки новых продуктов для глобальных конкурентных рынков.
Управление жизненным циклом продукта (PLM) должно быть отличается от «управление жизненным циклом продукта (маркетинг) » (PLCM). PLM описывает инженерный аспект продукта, от управления описаниями и свойствами продукта до его разработки и срока службы; тогда как PLCM относится к коммерческому управлению сроком службы продукта на деловом рынке с точки зрения затрат и показателей продаж.
Управление жизненным циклом продукта можно считать одним из четырех краеугольных камней структуры информационных технологий производственной корпорации. Всем компаниям необходимо управлять коммуникациями и информацией со своими клиентами (CRM- управление взаимоотношениями с клиентами ), своими поставщиками и исполнением (SCM- управление цепочкой поставок ), своими ресурсами в рамках предприятия (ERP - планирование ресурсов предприятия ) и планирование и разработка продуктов (PLM).
Одна из форм PLM называется PLM, ориентированной на людей. В то время как традиционные инструменты PLM были развернуты только при выпуске или на этапе выпуска, PLM, ориентированный на людей, нацелен на этап проектирования.
С 2009 года развитие ИКТ (финансируемый ЕС проект PROMISE 2004–2008) позволило PLM выйти за рамки традиционного PLM и интегрировать данные датчиков и «данные о событиях жизненного цикла» в реальном времени в PLM, а также информация, которая будет доступна различным игрокам в течение всего жизненного цикла отдельного продукта (закрытие информационного цикла). Это привело к расширению PLM до управления жизненным циклом с обратной связью (CL 2 M).
Документированные преимущества управления жизненным циклом продукта включают:
В PLM есть пять основных областей;
Примечание. Хотя прикладное программное обеспечение не требуется для процессов PLM, сложность бизнеса и скорость изменений требуют от организаций максимально быстрой работы.
Ядром PLM (управление жизненным циклом продукта) является создание и централизованное управление всеми данными продукта и технологиями, используемыми для доступа к этой информации и знаниям. PLM как дисциплина возникла из таких инструментов, как CAD, CAM и PDM, но может рассматриваться как интеграция этих инструментов с методами, людьми и процессами. на всех этапах жизни продукта. Речь идет не только о программных технологиях, но и о бизнес-стратегии.
Управление жизненным циклом продукта Для простоты описанные этапы показаны в традиционном последовательном рабочем процессе проектирования. Точный порядок событий и задач будет варьироваться в зависимости от продукта и отрасли, но основными процессами являются:
Основные ключевыми событиями являются:
Реальность, однако, более сложна, люди и отделы не могут выполнять свои задачи изолированно, и одно действие невозможно просто завершить и начало следующего действия. Проектирование - это итеративный процесс, часто проекты необходимо модифицировать из-за производственных ограничений или противоречивых требований. Уложится ли заказ клиента в сроки, зависит от типа отрасли и от того, производятся ли продукты, например, на заказ, англ. Изготовлен на заказ или собран на заказ.
Многие программные решения были разработаны для организации и интеграции различных фаз жизненного цикла продукта. PLM следует рассматривать не как единый программный продукт, а как совокупность программных инструментов и методов работы, интегрированных вместе для решения отдельных этапов жизненного цикла, соединения различных задач или управления всем процессом. Некоторые поставщики программного обеспечения охватывают весь диапазон PLM, в то время как другие занимаются только специализированным приложением. Некоторые приложения могут охватывать множество областей PLM с разными модулями в рамках одной модели данных. Здесь представлен обзор областей в PLM. Простые классификации не всегда точно подходят; многие области пересекаются, и многие программные продукты охватывают более одной области или не могут легко вписаться в одну категорию. Также не следует забывать, что одной из основных целей PLM является сбор знаний, которые можно повторно использовать для других проектов, и координация одновременной одновременной разработки множества продуктов. Это касается не только прикладных программных решений, но и бизнес-процессов, людей и методов. Хотя PLM в основном связан с инженерными задачами, он также включает в себя маркетинг такие действия, как управление портфелем продуктов (PPM), особенно в отношении разработки новых продуктов (NPD). В отрасли существует несколько моделей жизненного цикла, которые следует учитывать, но большинство из них довольно похожи. Ниже приводится одна из возможных моделей жизненного цикла; в то время как он делает упор на аппаратно-ориентированные продукты, аналогичные этапы будут описывать любую форму продукта или услуги, включая нетехнические или программные продукты:
Первый этап - это определение требований к продукту, основанных на точках зрения потребителя, компании, рынка и регулирующих органов. Из этой спецификации можно определить основные технические параметры продукта. Параллельно выполняется первоначальная работа по разработке концепции, определяющая эстетику продукта вместе с его основными функциональными аспектами. Для этих процессов используется множество различных носителей, от карандаша и бумаги до глиняных моделей и программного обеспечения 3D CAID для компьютерного промышленного дизайна.
В некоторых концепциях вложение ресурсов в исследования или анализ вариантов может быть включено в фазу концепции - например, доведение технологии до уровня зрелости, достаточного для перехода к следующему этапу. Однако разработка жизненного цикла является итеративной. Всегда возможно, что что-то не работает хорошо на какой-либо стадии, достаточной для возврата к предыдущей фазе - возможно, вплоть до зачатия или исследования. Есть много примеров, из которых можно извлечь.
Здесь начинается детальный дизайн и разработка формы продукта, переходя к прототипу тестирование, от пилотного выпуска до полного запуска продукта. Это также может включать перепроектирование и расширение существующих продуктов, а также запланированное устаревание. Основным инструментом проектирования и разработки является САПР. Это может быть простое двухмерное рисование / черчение или трехмерное параметрическое моделирование твердого тела / поверхности. Такое программное обеспечение включает такие технологии, как гибридное моделирование, обратное проектирование, KBE (инженерия на основе знаний ), неразрушающий контроль (неразрушающий контроль ) и сборочное строительство.
Этот шаг охватывает многие инженерные дисциплины, в том числе: механику, электротехнику, электронику, программное обеспечение (встроенное ) и предметные области, такие как архитектура, аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение,... Наряду с Фактическое создание геометрии - это анализ узлов и узлов изделия. Задачи моделирования, проверки и оптимизации выполняются с использованием программного обеспечения CAE (автоматизированное проектирование ), интегрированного в пакет САПР или автономно. Они используются для выполнения таких задач, как: анализ напряжений, FEA (анализ методом конечных элементов ); кинематика ; вычислительная гидродинамика (CFD); и моделирование механических событий (MES). CAQ (автоматизированное качество ) используется для таких задач, как размерный допуск (инженерный). Другой задачей, выполняемой на этом этапе, является поиск закупленных компонентов, возможно, с помощью систем закупок.
После завершения проектирования компонентов продукта, метод производства определены. Сюда входят задачи САПР, такие как проектирование инструментов; включая создание ЧПУ инструкций по обработке деталей изделия, а также создание специальных инструментов для производства этих деталей с использованием интегрированного или отдельного программного обеспечения CAM (автоматизированное производство ). Это также будет включать инструменты анализа для моделирования таких операций, как литье, формование и штамповка. Как только метод производства определен, в игру вступает CPM. Это включает в себя инструменты CAPE (автоматизированное проектирование производства) или CAP / CAPP (автоматизированное планирование производства ) для выполнения макета завода, завода и объекта и моделирования производства, например моделирование линии пресса, промышленная эргономика, а также управление выбором инструмента. После изготовления компонентов их геометрическую форму и размер можно сравнить с исходными данными САПР с использованием оборудования и программного обеспечения для компьютерного контроля. Параллельно с инженерными задачами ведется работа по настройке сбытовой продукции и маркетинговой документации. Это может включать передачу инженерных данных (геометрии и данных списка деталей) в веб-конфигуратор продаж и другие настольные издательские системы.
Заключительный этап жизненного цикла включает управление " оперативная »информация. Это может включать предоставление клиентам и сервисным инженерам поддержки и информации, необходимой для ремонта и технического обслуживания, а также управления отходами или утилизации. Это может включать использование таких инструментов, как программное обеспечение для обслуживания, ремонта и управления операциями (MRO ).
У каждого продукта есть окончание срока службы. Будь то утилизация или уничтожение материальных объектов или информации, это необходимо тщательно рассмотреть, поскольку это может быть законодательно закреплено и, следовательно, небезопасно.
На этапе эксплуатации владелец продукта может обнаружить компоненты и расходные материалы, которые достигли индивидуального конца срока службы и для которых наблюдается уменьшение производственных источников или нехватка материалов (DMSMS), или что существующий продукт может быть улучшен для более широкого или развивающегося пользовательского рынка проще или с меньшими затратами, чем полный редизайн. Такой подход к модернизации часто продлевает жизненный цикл продукта и задерживает утилизацию по окончании срока службы.
Ни один из вышеперечисленных этапов не следует рассматривать как изолированный. На самом деле проект не выполняется последовательно или отдельно от других проектов разработки продукта, при этом информация передается между разными людьми и системами. Основная часть PLM - это координация и управление данными определения продукта. Это включает управление инженерными изменениями и статусом выпуска компонентов; варианты конфигурации продукта; управление документами; планирование ресурсов проекта, а также сроки и оценка рисков.
Для этих задач необходимо управлять данными графического, текстового и мета-характера, такими как продукт Спецификации материалов (BOMs). На уровне инженерных отделов это область программного обеспечения управления данными о продукте (PDM), а на корпоративном уровне - программное обеспечение Enterprise Data Management (EDM); такие жесткие разграничения уровней могут использоваться непоследовательно, однако обычно в организации встречаются две или более системы управления данными. Эти системы также могут быть связаны с другими корпоративными системами, такими как SCM, CRM и ERP. С этими системами связаны системы управления проектами для планирования проектов / программ.
Эту центральную роль выполняют многочисленные инструменты совместной разработки продукта, которые работают на протяжении всего жизненного цикла и в разных организациях. Для этого требуется множество технологических инструментов в области конференц-связи, обмена данными и перевода данных. Эта специализированная область называется визуализация продукта, которая включает такие технологии, как DMU (цифровой макет ), иммерсивное виртуальное цифровое прототипирование (виртуальная реальность ) и фотореалистичное изображение.
Широкий спектр решений, составляющих инструменты, используемые в наборе решений PLM (например, CAD, CAM, CAx...), изначально использовался преданными своему делу специалистами, которые вложили время и силы, чтобы получить необходимые навыки. Конструкторы и инженеры добились отличных результатов с системами CAD, инженеры-технологи стали высококвалифицированными пользователями CAM, а аналитики, администраторы и менеджеры полностью освоили свои технологии поддержки. Однако для достижения всех преимуществ PLM требуется участие многих людей с различными навыками со всего расширенного предприятия, каждому из которых требуется способность получать доступ и работать с входами и выходами других участников.
Несмотря на возросшее удобство использования инструментов PLM, перекрестное обучение всего персонала по всему набору инструментов PLM оказалось непрактичным. Однако сейчас предпринимаются шаги по упрощению использования для всех участников PLM-арены. Одним из таких достижений является доступность пользовательских интерфейсов, специфичных для «ролей». Благодаря настраиваемым пользовательским интерфейсам (UI) команды, которые представляются пользователям, соответствуют их функциям и опыту.
Эти методы включают:
Параллельное проектирование (британский английский: одновременное проектирование ) - это рабочий процесс, который вместо последовательной работы по этапам выполняет ряд задач в параллели. Например: начало проектирования инструмента сразу после начала рабочего проектирования, но до того, как детальное проектирование продукта будет завершено; или начиная с детального проектирования твердотельных моделей до того, как модели поверхностей концептуального дизайна будут завершены. Хотя это не обязательно уменьшает количество рабочей силы, требуемой для проекта, поскольку требуется больше изменений из-за неполной и изменяющейся информации, это значительно сокращает время выполнения заказа и, следовательно, время вывода на рынок.
CAD на основе функций системы в течение многих лет позволяли одновременно работать над твердотельной трехмерной моделью и двухмерным чертежом с помощью двух отдельных файлов, при этом чертеж просматривает данные в модели; при изменении модели чертеж ассоциативно обновится. Некоторые пакеты САПР также позволяют ассоциативное копирование геометрии между файлами. Это позволяет, например, копировать проект детали в файлы, используемые разработчиком инструмента. После этого инженер-технолог может начать работу с инструментами до окончательной остановки проекта; когда конструкция изменяет размер или форму, геометрия инструмента обновляется. Параллельное проектирование также имеет дополнительное преимущество, так как обеспечивает лучшую и более непосредственную связь между отделами, снижая вероятность дорогостоящих поздних изменений конструкции. Он использует метод предотвращения проблем по сравнению с методом решения проблем и перепроектирования традиционного последовательного проектирования.
Проектирование снизу вверх (ориентированное на САПР) происходит там, где определение трехмерных моделей продукта начинается с создания отдельных компонентов. Затем они виртуально объединяются в узлы более чем одного уровня, пока весь продукт не будет определен в цифровой форме. Иногда это называют «структурой обзора», которая показывает, как будет выглядеть продукт. Спецификация содержит все физические (твердые) компоненты продукта из системы CAD; он также может (но не всегда) содержать другие «объемные элементы», необходимые для конечного продукта, но которые (несмотря на определенную физическую массу и объем) обычно не связаны с геометрией САПР, такие как краска, клей, масло, клейкая лента и другие материалы.
При проектировании снизу вверх основное внимание уделяется возможностям доступной реальной физической технологии, реализуя те решения, для которых эта технология больше всего подходит. Когда эти восходящие решения имеют реальную ценность, восходящее проектирование может быть намного более эффективным, чем нисходящее. Риск восходящего проектирования заключается в том, что он очень эффективно обеспечивает решения невысоких проблем. В центре внимания восходящего дизайна "что мы можем сделать наиболее эффективно с помощью этой технологии?" а не фокус сверху вниз, который: «Что является наиболее ценным делом?»
Дизайн сверху вниз ориентирован на высокоуровневые функциональные требования с относительно меньшим вниманием к существующей технологии реализации. Спецификация верхнего уровня многократно разбивается на структуры и спецификации нижнего уровня, пока не будет достигнут физический уровень реализации. Риск нисходящего дизайна состоит в том, что он может не использовать преимущества более эффективных приложений текущей физической технологии из-за чрезмерного количества уровней абстракции нижнего уровня из-за следования пути абстракции, который не соответствует эффективно доступным компонентам, например отдельно определяющие элементы считывания, обработки и беспроводной связи, даже если может быть доступен подходящий компонент, который их объединяет. Положительное значение нисходящего дизайна состоит в том, что он сохраняет акцент на требованиях оптимального решения.
Частично ориентированное проектирование сверху вниз может устранить некоторые риски проектирования сверху вниз. Это начинается с макетной модели, часто с простого 2D-эскиза, определяющего основные размеры и некоторые основные определяющие параметры, которые могут включать некоторые элементы Промышленный дизайн. Геометрия из этого ассоциативно копируется на следующий уровень, который представляет различные подсистемы продукта. Затем геометрия в подсистемах используется для определения более подробной информации на нижних уровнях. В зависимости от сложности продукта создается несколько уровней этой сборки до тех пор, пока не будет идентифицировано базовое определение компонентов, такое как положение и основные размеры. Затем эта информация ассоциативно копируется в файлы компонентов. В этих файлах подробно описаны компоненты; Здесь начинается классическая сборка снизу вверх.
Сборка «сверху вниз» когда-то известна как «управляющая структура». Если для определения макета и параметров структуры обзора используется один файл, его часто называют файлом скелета.
В оборонном машиностроении структура продукта традиционно разрабатывается сверху вниз. Процесс системного проектирования предписывает функциональную декомпозицию требований и затем физическое распределение структуры продукта по функциям. При таком подходе сверху вниз обычно нижние уровни структуры продукта разрабатываются на основе данных САПР в виде восходящей структуры или дизайна.
Дизайн «оба конца против середины» (BEATM) - это процесс проектирования, в котором предпринимаются попытки объединить лучшие черты подхода «сверху вниз» дизайн и восходящее проектирование в один процесс. Поток процесса проектирования BEATM может начинаться с появляющейся технологии, которая предлагает решения, которые могут иметь ценность, или он может начинаться с обзора важной проблемы, требующей решения, сверху вниз. В любом случае ключевым атрибутом методологии проектирования BEATM является немедленное сосредоточение внимания на обоих концах процесса проектирования: вид сверху вниз на требования к решению и взгляд снизу вверх на доступную технологию, которая может обещать эффективную решение. Процесс проектирования BEATM исходит из обоих концов в поисках оптимального слияния где-то между требованиями сверху вниз и эффективной реализацией снизу вверх. Таким образом, BEATM действительно предлагает лучшее из обеих методик. Действительно, некоторые из лучших историй успеха как сверху вниз, так и снизу вверх были успешными благодаря интуитивному, но неосознанному использованию методологии BEATM. При осознанном использовании BEATM предлагает еще более весомые преимущества.
Фронтальная загрузка переводит проектирование сверху вниз на следующий этап. Полная структура управления и структура обзора, а также последующие данные, такие как чертежи, разработка инструментов и модели CAM, создаются до того, как будет определен продукт или будет разрешено начало проекта. Эти наборы файлов составляют шаблон, на основе которого может быть создано семейство продуктов. Когда было принято решение о выпуске нового продукта, параметры продукта вводятся в шаблонную модель, и все связанные данные обновляются. Очевидно, что предварительно определенные ассоциативные модели не смогут предсказать все возможности и потребуют дополнительной работы. Главный принцип заключается в том, что большая часть экспериментальных / исследовательских работ уже завершена. В эти шаблоны встроен большой объем знаний, которые можно будет повторно использовать в новых продуктах. Это действительно требует дополнительных ресурсов «заранее», но может значительно сократить время между стартом проекта и запуском. Однако такие методы требуют организационных изменений, поскольку значительные инженерные усилия переносятся в отделы разработки «офлайн». Это можно рассматривать как аналогию с созданием концепт-кара для тестирования новой технологии для будущих продуктов, но в этом случае результаты напрямую используются для следующего поколения продуктов.
Отдельные компоненты не могут быть построены изолированно. Модели компонентов CAD и CAID создаются в контексте некоторых или всех других компонентов разрабатываемого продукта. Это достигается с помощью методов моделирования сборки. Геометрию других компонентов можно увидеть и на нее можно ссылаться в используемом CAD-инструменте. Другие упомянутые компоненты могут быть созданы, а могут и не быть созданы с использованием того же инструмента САПР, а их геометрия переводится из других форматов совместной разработки продуктов (CPD). Некоторые проверки сборки, такие как DMU, также выполняются с помощью программного обеспечения визуализации продукта.
Управление жизненным циклом продукта и процесса (PPLM) - альтернативный жанр PLM, в котором процесс, с помощью которого создается продукт так же важно, как и сам продукт. Как правило, это рынки медико-биологических наук и продвинутых специальных химикатов. Процесс производства данного соединения является ключевым элементом регулирующей подачи заявки на новое лекарство. Таким образом, PPLM стремится управлять информацией, связанной с разработкой процесса, аналогично тому, как в базовом PLM говорится об управлении информацией, связанной с разработкой продукта.
Одним из вариантов реализации PPLM является Система исполнения разработки процессов (PDES). Обычно они реализуют весь цикл разработки высокотехнологичных производственных технологий, от первоначальной концепции до разработки и производства. PDES объединяет людей с разным опытом из потенциально разных юридических лиц, данных, информации и знаний, а также бизнес-процессов.
Общие расходы на программное обеспечение и услуги PLM оценивались в 2006 году в более 30 миллиардов долларов в год.
После Великой рецессии, Инвестиции в PLM с 2010 года и далее показали более высокие темпы роста, чем большинство общих расходов на ИТ.
Пирамида производственных систем Согласно Малакути (2013), существует пять долгосрочных целей которые следует учитывать в производственных системах:
Отношения между этими пятью объектами могут быть представлены в виде пирамиды, вершина которой связана с наименьшими затратами, высочайшей производительностью, высочайшим качеством, наибольшей гибкостью и высочайшей устойчивостью. Точки внутри этой пирамиды связаны с различными комбинациями пяти критериев. The tip of the pyramid represents an ideal (but likely highly unfeasible) system whereas the base of the pyramid represents the worst system possible.
Media related to Product lifecycle management at Wikimedia Commons