Что такое плм система
PLM-система
Пространства имён
Действия на странице
PLM-система (англ. product lifecycle management) — это прикладное программное обеспечение для управления жизненным циклом продукции.
Технологии PLM объединяют методики и средства информационной поддержки изделий на протяжении всех этапов их жизненного цикла. Характерная особенность PLM — обеспечение взаимодействия как средств автоматизации разных производителей, так и различных автоматизированных систем многих предприятий, то есть технологии PLM (включая технологии CPC, collaborative product commerce) являются основой, интегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM, SCM, CRM и другие автоматизированные системы многих предприятий.
Содержание
Цели внедрения
Основные функции
Как существует несколько определений PLM-системы, так есть и множество различных вариантов её реализации от разных вендеров и консалтинговых компаний. В компании CIMdata определяют следующие базовые функциональные возможности для PLM-системы:
Подсистемы
В разных подходах (см. Elements of PLM) PLM-система может либо включать в себя либо взаимодействовать со следующими автоматизированными системами:
Модели зрелости PLM
Есть несколько моделей зрелости и фреймворков для развития PLM-систем. Вот некоторые из них:
Стандарты
Для совместимости PLM-систем на каждой стадии ЖЦ могут быть использованы разные стандарты:
Что такое PLM система и какие выгоды она даёт предприятию
Существует два способа увеличить прибыль: повысить доходы или сократить затраты. Один из методов решения обеих указанных задач – это внедрение на предприятии современных информационных сервисов. Рассказываем о том, почему имеет смысл начать цифровизацию именно с PLM-системы.
Говоря о цифровизации, обычно в первую очередь вспоминают про CRM или ERP-системы. Такие решения действительно часто становятся фундаментом для информационной инфраструктуры предприятия, но у них есть общая отличительная черта: значительный масштаб.
ERP и CRM затрагивают практически все процессы и сферы деятельности компании, поэтому начинать цифровизацию с внедрения таких решений может быть затруднительно – слишком уж большой предстоит объём работ и изменений. Если для вас важно сохранить баланс между трудоёмкостью процессов преобразования и их экономическим эффектом, лучше будет начать с более специализированных продуктов. Например, с PLM.
PLM – это Product Lifecycle Management: прикладное ПО, созданное для контроля над жизненным циклом выпускаемой продукции. Оно позволяет управлять всеми данными об изделиях на всех этапах его производства и эксплуатации, облегчая работу конструкторов и технологов предприятия.
На протяжении долгого времени основным инструментом конструктора оставались CAD-продукты: системы, созданные для проектирования и моделирования изделий. Однако по мере перехода к работе в 3D и усложнения конструкторской документации CAD перестали удовлетворять потребностям специалистов. Огромное количество задействованных в цифровой структуре изделия файлов уже не позволяло работать с ними вручную – точнее, это оказалось слишком трудоёмко.
Так появились системы PDM: программы, которые в одном окне объединяли данные справочной, технологической и конструкторской систем. От CAD они отличались возможностью гибко управлять всей структурой продукта – назначать связи между файлами, считывать дерево файлов сборок и т. д. Было создано единое информационное пространство с данными о продукте: документацией, инженерными и техническими сведениями, описанием рабочих процессов и т. д.
Следующим шагом стало объединение с этими данными сведений, относящихся к остальным этапам жизненного цикла продукта: стадиям эксплуатации, обслуживания и утилизации. Это и есть PLM-системы: программные комплексы, связывающие между собой конструкторов, технологов, закупки, производство, ОТК и отгрузку. Все подразделения предприятия работают в единой информационной среде, что серьёзно упрощает процессы взаимодействия.
Что такое PLM?
Владимир Кошелев, Виктор Молочник
За последние несколько лет термин PLM (Product Lifecycle Management — управление данными о продукте на протяжении его жизненного цикла) прочно занял свое место в области компьютеризации промышленного производства. Сегодня PLM переживает бум популярности, как в свое время ГПС и CALS.
С одной стороны, многие специалисты (в том числе и читатели этого журнала) хотели бы иметь четкое представление о том, что стоит за понятием PLM. С другой стороны, мода на термин PLM нередко приводит к случаям его неадекватного использования. Поэтому авторы этой статьи решили по мере сил внести ясность в данный вопрос.
Первой концепцию и методы PLM взяла на вооружение компания IBM/Dassault Systemes сегодняшний лидер в области разработки PLM-решений. Определение термина PLM можно найти в публикациях и рекламно-информационных материалах этой компании. Однако, в целях большей объективности, воспользуемся определением компании CIMdata, известного в мире независимого эксперта по проблемам CAD/CAM/CAE, PDM и PLM. Это определение, в частности, можно прочитать на сайте www.cimdata.com в разделе «What is PLM?».
Итак, определение CIMdata: «PLM это стратегический подход к ведению бизнеса, который использует набор совместимых решений для поддержки общего (Collaborative) представления информации о продукте в процессе его создания, реализации и эксплуатации, в среде расширенного (Extended) предприятия начиная от концепции создания продукта и заканчивая его утилизацией при интеграции людских ресурсов, процессов и информации». За приведенной формулировкой идут еще два предложения, содержащие ряд дополнений и уточнений по поводу того, что именно следует относить к решениям класса PLM.
Следовательно PLM это не система и не класс систем, как, например, CAD/CAM, CAE или PDM, а стратегия производства промышленных изделий с применением комплексной компьютеризации, которая базируется на едином представлении информации об изделии (продукте) на всех стадиях его жизненного цикла. Эта информация может (и не просто может, но должна) совместно использоваться всеми участниками расширенного предприятия, к которым относятся основной производитель продукта, поставщики, субподрядчики, заказчики и потребители.
Тех, кого интересует анализ рынка PLM-решений, мы отсылаем к вышедшей недавно статье «Рынок PLM растет и развивается» в издании CAD/CAM/CAE Observer, № 2 (11), 2003, c. 4-8». Отметим только, что в этой статье в качестве тройки лидеров по общим доходам от PLM-бизнеса в 2002 году называются компании IBM/Dassault Systemes, EDS и PTC. Первое место (с доходом около 2 млрд. долл.) занимает IBM/Dassault Systemes, предлагающая в качестве PLM-решений системы CATIA, ENOVIA, DELMIA и SmarTeam.
Нельзя понять PLM в отрыве от основных тенденций развития современного производства. В публикациях часто говорится о росте конкуренции среди производителей, о меняющихся предпочтениях заказчиков, о борьбе за сокращение сроков, о снижении цены и улучшении качества продукции как о причинах, требующих использования PLM-решений. Более глубокий анализ тенденций содержится в материалах компании IBM, которые были любезно предоставлены нам московским представительством этой компании (пользуясь случаем, выражаем благодарность). В указанных материалах отмечается, что новые информационные технологии, с одной стороны, следуют за развитием процесса глобализации экономики, а с другой сами выступают источниками новых идей. Среди тенденций развития производства названы следующие:
• облик изделия во все меньшей степени определяется его разработчиком как авторская инициатива, и во все большей степени зависит от требований его будущего потребителя. Это касается не только комплектации, но и качественных характеристик изделия;
• головные предприятия инициаторы промышленного бизнеса все больше сосредоточиваются на окончательной сборке изделия, а все большая доля производства приходится на долю компаний-поставщиков;
• специализация поставщиков от традиционных принципов производственно-технологического, конструктивного, сырьевого или территориального меняется в сторону специализации системного типа. При этом поставщик стремится продавать определенную систему целиком, независимо от того, как она распределена на конечном изделии (например, систему кондиционирования пассажирского салона, гидравлическую систему или пилотажно-навигационный комплекс). Предлагаются также услуги специалистов, которые устанавливают, регулируют и проверяют систему на головном предприятии;
• компании предпочитают нанимать специалистов на срок реализации текущей производственной темы и освобождать их после завершения цикла разработки. Доля постоянного штата сотрудников компании-производителя изделия постепенно уменьшается, а доля контрактников, нанятых конкретно под данный проект, увеличивается;
• при выполнении работ поставщики получают возможность использовать вычислительные мощности (сервер) хозяина проекта, работая в режиме удаленных терминалов. Это снижает затраты и риск инвестиций в программы и аппаратную часть для небольших фирм;
• предприятие потребитель продукции все чаще становится прямым инвестором в его разработку. Вместо того чтобы сначала копить деньги, а потом разом покупать то, что предлагается на рынке, заказчик сам авансирует свое будущее приобретение. При этом заказчик забирает у предприятия-изготовителя изделия часть технического и финансового риска. Такое растянутое во времени расходование капиталов и более равномерное распределение рисков благоприятно сказывается на общих финансовых показателях как производителя, так и потребителя;
• развитие производственной кооперации привело к появлению виртуальных предприятий. Такое предприятие является временным и создается на время производства конкретного продукта. При этом все компании, являющиеся участниками виртуального предприятия, работают фактически как департаменты одной фирмы, с одной инфраструктурой и по единым корпоративным правилам. Границы, языки, локальная специфика и расстояния становятся незаметными для деятельности каждого из них. Предприятия-поставщики, как правило, стоят в очереди к обладателю промышленной инициативы на конкурентной основе;
• для владельцев бизнес-инициативы, то есть обладателей интеллектуальной собственности на производство с применением данной торговой марки, продаваемым товаром стала не только сама продукция, но и право на ее производство (как правило, ограниченное сроками или объемом выпуска). Это право подразумевает возможность перевода лицензионного производства на удаленные территории, где имеются для этого благоприятные экономические условия.
Приведенные тенденции обусловливают такие требования к используемым информационным технологиям, как обеспечение комплексности и высокого уровня автоматизации, поддержка всех этапов жизненного цикла изделия, организация совместного (коллаборативного) использования информации о продукте большим числом географически удаленных друг от друга участников бизнес-процесса.
В области компьютеризации промышленного производства используется большое число систем различных классов. PDM-системы обеспечивают создание и поддержку единого информационного пространства на всех этапах жизненного цикла изделия (ЖЦИ). CAD/CAM/CAE-системы автоматизируют процессы проектирования и подготовки производства. MRP-системы решают задачи планирования ресурсов и управления производством, а ERP-системы задачи управления деятельностью предприятия. CRM-системы управляют взаимоотношениями с заказчиками. SCM- и CPC-системы обеспечивают управление цепочками поставок и ведение совместного бизнеса всеми участниками расширенного предприятия. И это далеко не весь перечень элементов в используемой сегодня классификации.
Не все из перечисленных видов систем относятся к средствам поддержки PLM-решений. Так, согласно CIMdata, поддержка PLM-решений выполняется системами автоматизации процессов проектирования (CAD/CAM/CAE и др.) и PDM-системами (точнее, коллаборативными PDM, обозначаемыми как cPDm collaborative Product Definition Management). IBM/Dassault Systemes также отмечает, что системы классов ERP, SCM и CRM не относятся к средствам поддержки PLM-решений, а обеспечивают, совместно с PLM, эффективное функционирование расширенного предприятия (рис. 1).
Рис.1. Связь PLM-решений с другими задачами
Что касается систем класса MRP, то, несмотря на их отсутствие в классификации CIMdata, представляется, что их следует отнести к средствам поддержки PLM-решений. Это не противоречит определению PLM, так как процесс производства является одним из этапов ЖЦИ. Подтверждением может служить также включение компанией IBM/Dassault Systemes в состав предлагаемых PLM-решений системы DELMIA, к функциям которой относятся решение задач планирования, разработки, контроля и управления процессами производства.
PLM-решения обеспечивают высокий уровень автоматизации процессов проектирования не только за счет большого числа инженерных приложений. Современный уровень предполагает наличие возможности параллельного проектирования, накопление и использование корпоративных знаний, автоматизацию проведения изменений по всем этапам процесса проектирования, различные режимы визуализации проекта и др. Такой уровень проектирования получил название методологии RGD (Relational Generative Design). Примером реализации методологии RGD может служить система CATIA V5.
Помимо решения типовых для CAD/CAM/САЕ-систем задач, CATIA V5 обладает эксклюзивным набором инженерных приложений, часть из которых (например, проектирование кузова автомобиля) присоединена к типовым задачам, а другая часть образует два специальных класса: «системный синтез промышленных изделий» и «проектирование инженерных систем и коммуникаций» (рис. 2). Первый класс позволяет решать такие задачи, как хранение и использование корпоративных знаний, оптимизация альтернативных вариантов проекта, проведение общей экспертизы модели изделия, анализ взаимодействия «человек изделие». Приложения второго класса решают задачи схемного и пространственного проектирования инженерных систем (трубопроводов, вентиляции, кондиционирования), функционального проектирования электрических систем, проектирования и размещения в изделии систем электрожгутов, создания проектов размещения производственного оборудования c учетом виртуальной модели цеха или предприятия.
Рис. 2. Классы задач, решаемых CATIA V5
Еще совсем недавно трехмерная визуализация изделия была прерогативой только участников процессов проектирования. Сегодня PLM-решения дают возможность просмотра и оценки 3D-модели (используется также термин DMU (Digital Mock-Up) цифровой макет изделия) и на других этапах ЖЦИ. Для практики важно, что такой просмотр и оценка не требуют от пользователя умения работать в CAD-системе. По результатам оценки может быть принято решение, которое учитывается при проектировании. В качестве примера таких PLM-решений можно привести систему ENOVIA, которая создает 3D-пространство сотрудничества для всех участников расширенного предприятия. ENOVIA обеспечивает построение единой модели, которая конфигурирует и интегрирует продукт с процессами и ресурсами, необходимыми для его создания и обслуживания на протяжении всего жизненного цикла.
Создание единого информационного пространства (ЕИП) для поддержки информации на всех этапах ЖЦИ является сложным процессом, носящим итерационный характер. Это делает предпочтительным использование объектно-ориентированного подхода при построении ЕИП и выдвигает соответствующие требования к используемой PDM-системе. Примером PDM, реализующей объектно-ориентированный подход, является система SmarTeam, которая допускает плавное, итерационное развитие структуры ЕИП и наращивание функциональности системы за счет создаваемых приложений.
Каждое рабочее место SmarTeam основывается на конкретной конфигурации, отвечающей ролевой нагрузке данного пользователя. При этом, наряду с клиентскими компонентами, каждая конфигурация содержит весь набор серверных компонентов для организации единой многопользовательской информационной среды.
Базовая конфигурация SmarTeam содержит набор средств для совместной работы при создании, редактировании, поиске и хранении любых типов данных и документов, обеспечивая управление проектами, ведение версий, экспорт и импорт информации, включает средства для редактирования структур баз данных и настройки системы. Другие конфигурации SmarTeam обеспечивают интеграцию с CAD, работу удаленных пользователей (с доступом к общей базе данных через Интернет), поддержку ЕИП по всей цепочке поставок, маршрутизацию документов и заданий (Workflow), интеграцию с MRP/ERP и др.
Создаваемое ЕИП является моделью предметной области, связанной с выпуском определенного класса продуктов. Поэтому предприятие, поставившее себе задачу внедрения PLM-решений, должно быть методологически и организационно подготовлено
к работам по созданию модели своей предметной области или, другими словами, модели протекающих на предприятии бизнес-процессов.
Следует различать модель бизнес-процессов, существующих на предприятии в данный момент, и модель новых бизнес-процессов, которые будут протекать после внедрения PLM-решений. Понятно, что в рамках ЕИП должна быть реализована вторая модель, однако формализация существующих бизнес-процессов также необходима, поскольку позволяет понять их недостатки и выработать критерии новых бизнес-процессов. Для описания существующих и новых бизнес-процессов рекомендуется использовать единую методологию, реализующую объектно-ориентированный подход. Наиболее известной из таких методологий является методология UML (Unified Modeling Language), позволяющая строить модель предметной области с помощью набора специальных диаграмм. Инструментальным средством разработки диаграмм UML служит система Rational Rose. Построенные диаграммы позволят органично перейти к построению объектно-ориентированной модели ЕИП в среде PDM-системы.
Таким образом, внедрение PLM-решений заключается не только в приобретении и освоении специалистами некоторого набора систем высокого уровня автоматизации, необходимо провести детальный анализ деятельности предприятия и на основе этого анализа построить модель функционирования предприятия в новых условиях. Только в этом случае можно будет избежать ненужных финансовых и временных затрат, максимально снизить количество проб и ошибок, обеспечить оптимальное продвижение предприятия к поставленной цели.
PLM: зачем внедрять систему управления жизненным циклом продукта
Директор центра повышения производительности ВАВТ Минэкономразвития России
Во время кризиса многие отрасли получили стимул к дополнительному развитию как единственной возможной альтернативе не конкурентоспособности и банкротству. Новую актуальность приобрел аспект повышения производительности.
И цифровизация как один из основных драйверов роста и развития играет здесь важнейшую роль. Повышение эффективности на производстве за счет внедрения новых технологий — это уже не просто мировой тренд, а одно из условий выживания в кризис.
О преимуществах управления и оптимизации производственных процессов рассказывает директор центра повышения производительности ВАВТ Минэкономразвития России, руководитель программы «Лидеры производительности» Екатерина Гришина.
В России, согласно исследованию КПМГ, осведомленность руководителей предприятий о возможностях автоматизации и управления процессами составляет только 20%.
Несмотря на низкую информированность, готовность инвестировать в цифровизацию достаточно высока: 81% компаний готовы направлять более 10% своей выручки на проекты, связанные с внедрением цифровых технологий и автоматизацией.
Что такое PLM-система
Все, чем мы пользуемся, было кем-то задумано, смоделировано и произведено. Иными словами, каждый продукт проходит жизненный цикл: концепция, проектирование, производство, продажа, обслуживание и утилизация. Для управления этими процессами можно использовать PLM-систему (Product Lifecycle Management).
На сегодняшний день PLM-система представляет собой программу автоматизации всех стадий производственного процесса.
Она, как правило, объединяет несколько базовых элементов: систему для управления данными, систему проектирования и инженерного анализа, систему управления станками и оборудованием, а также систему разработки техпроцессов.
Наибольшее распространение система получила в промышленном секторе. Отмечу, что и зародилась она в сфере автомобилестроения.
В 1985 году AMC (American Motors Corporation) стала первой компанией, воплотившей в жизнь принципы PLM. AMC была далеко не лидером рынка, но активно искала способ стать конкурентоспособнее и ускорить разработку.
К тому времени компания уже была настроена на оптимизацию и, например, приняла решение закупать комплектующие, а не производить их самостоятельно.
Что касается непосредственно PLM, первым этапом стало внедрение программной системы автоматизированного проектирования. Продуктивность инженеров увеличилась в разы.
Другой важной частью стратегии стала разработка системы для хранения проектных документов, чертежей и работы с ними. Инженеры имели доступ к необходимым данным и вносили изменения значительно быстрее, чем конкуренты.
В итоге AMC добилась успеха, однако кратковременного. 1987 году ее купил Chrysler и внедрил уже в свою компанию проверенный бизнес-подход, расширив систему и связав всех участников цикла разработки продукта.
Что дает внедрение PLM-системы
Повышение эффективности производства
Речь идет о снижении себестоимости за счет снижения издержек. На производственном пути — от сырья до готового продукта — нужно учитывать множество факторов, влияющих на скорость и себестоимость.
Например, к этим факторам относится логистика. Конечная стоимость продукта зависит от того, оказалось ли необходимое сырье по установленной цене в нужный момент времени на складе, а затем и на производственной линии.
Система PLM помогает это контролировать. Так, если запасов на складе осталось на пять дней, а закупочная процедура по этому виду товара занимает восемь дней, то система сообщает о том, что в цикле производства уже возможны критические ошибки.
Также важно, чтобы станки работали максимально эффективно. Износ какого-либо оборудования порождает большее количество брака и приводит к простоям на линии. Если инструмент находится на грани износа, то система оповещает заранее.
Таким образом PLM отрабатывает огромный набор заложенных сценариев, что приводит к постоянному снижению издержек, либо к их поддержанию на минимально возможных уровнях.
Пример: на полуавтоматизированном производстве завода Siemens (г. Амберг, Германия) 75% работ выполняется станками и машинами, 1150 сотрудников работают за компьютерами.
Завод имеет сложную организацию: предприятие площадью 9290 кв. м производит более 1200 видов продукции. Для этого необходимо менять настройки производственной линии примерно 350 раз в день.
Раньше работники вносили эти изменения вручную. Теперь еще до подачи материалов на линию компьютер создает цифровую версию продуктов, производственной линии и всего производственного процесса, помогая его оптимизировать и сократить время на изменение настроек.
В результате перевода производства на цифровые технологии производительность выросла на 1400%. Уровень качества производимой продукции сейчас достигает 99,99%.
Сокращение времени с момента задумки продукта до его выхода на рынок
Идеи и планы необходимо реализовывать в определенный срок. Иначе вас могут обогнать конкуренты, или вы не успеете занять определенную нишу первым — придется встраиваться в уже сформированный рынок.
Именно PLM позволяет быстро воплощать идеи и выводить продукцию на рынок благодаря связке систем для конструирования и производства. Например, Илон Маск очень преуспел в этом. В его компаниях путь от уникальной разработки до товарного образца и модели на рынке занимает минимальное время.
Быстрый вывод на рынок фотоаппаратов Canon EOS 20D, Япония: цифровой двойник цепочки создания изделия позволил сократить время цикла от концепта до серийного производства более чем на 30%.
Стоит ли внедрять PLM-систему
Системы PLM предполагают достаточно высокий уровень оснащенности предприятия цифровой инфраструктурой. Если на производстве уже установлены современные станки, то система даст результаты.
Если же на предприятии устаревшее оборудование, то организовать сбор и передачу цифровых данных в единую систему будет сложнее.
Принимая решение об установке систем управления производственными процессами, нужно держать в голове вопросы окупаемости.
Оборудование, необходимое для внедрения систем PLM, можно разделить на несколько групп:
Не нужны длинные кейсы с окупаемостью в 10 лет. Если сам софт обещает принести ощутимую пользу в течение года, то такую систему можно внедрять. Здесь не велик риск ошибки.
Кроме того, рынок PLM-систем только формируется, и, возможно, через год вы смените выбранную систему на более инновационную.
Какие сложности и ошибки возникают при внедрении PLM
Связка между системами
Основная сложность в настройке процессов системы PLM — это связка между системами, потому что каждая из них стремится стать центральной.
То, что удобно и хорошо производственнику, может быть неудобно логисту. А еще есть отдел контроля качества, отдел исследований, безопасности, финансов и т.д.
В каждом отделе — свои привычные метрики, которые бывает непросто подстроить под единый формат. На редком предприятии все департаменты быстро находят общий язык при внедрении PLM.
Бескомпромиссные финансисты
Наибольшее сопротивление встраиванию в единую систему обычно исходит от отдела финансов. На опыте, оказывается, очень проблематично совместить технологические системы и ERP — систему управления финансами.
Именно финансисты редко идут на компромиссы и не проявляют гибкость. Сопротивление связано с тем, что система затрагивает финансовую отчетность. Консервативные департаменты строго относятся к первичной информации о затратах, налогах и т.д.
Страхи и сопротивление сотрудников
Все инновационные системы создают предпосылки для снижения человеко-часов на производстве.
И в головах у многих руководителей, тем более линейных исполнителей, есть предположение о том, что качественная работа этой системы приведет к тому, что их сократят.
Кроме того, новизна порождает недоверие со стороны сотрудников. Чтобы избежать сопротивления, необходимо провести работу внутри команды и дать понять ключевым сотрудникам, что их ждет завтра.
Нужно объяснить, что новый сервис предназначен для поддержки систем и упрощения работы, а экспертный контроль все равно останется за специалистом.
Что лучше: покупать или разрабатывать PLM-систему
Есть два пути в оборудовании системой PLM — покупка ПО и его настройка под особенности производственного процесса или разработка собственного PLM решения.
Первый сценарий не обещает быстрых и легких результатов. Нужно быть готовым к сложностям, связанным с процессом адаптации решения и его внедрения. Здесь нельзя допускать распространенной ошибки — халатности в настройке PLM.
Система — это не панацея: ее еще нужно наладить под ваш конкретный производственный цикл и процесс. В компании, которая решает внедрять PLM-систему, необходимо выделить самых эффективных людей для этого проекта. Нельзя экономить на исполнении этой задачи.
Более эффективное, хотя и более трудозатратное решение, — это не внедрение готового продукта, а внутренняя разработка.
Цифровые двойники технологических процессов сложно запрограммировать. Однако предпосылки к тому, что это можно сделать внутри команды, есть.
Более того, за консультациями по разработке собственных PLM-систем всегда можно обратиться в профильные для любого производства вузы. Цифровизация входит в компетенции большинства крупных учебных заведений, и их можно пригласить в качестве ключевых экспертов.
На следующих этапах понадобится команда программистов, IT-архитекторов и производственников. Практика показывает, что часто это оказывается эффективнее и дешевле, чем покупать готовый продукт и настраивать его под себя.