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电子实验记录本
化工行业
中小型企业实施PLM基础
PLM系统以Web工作流技术与数据库技术为基础，支持产品全生命周期管理。它对分散的“产品信息孤岛”进行无缝集成，对产品设计制造各阶段相关的历史数据、现用数据、实验数据、规
产品应用
2.1 PLM体系结构
2.1.1 PLM体系结构介绍
PLM系统以Web工作流技术与数据库技术为基础，支持产品全生命周期管理。它对分散的“产品信息孤岛”进行无缝集成，对产品设计制造各阶段相关的历史数据、现用数据、实验数据、规范文档等进行管理，为不同阶段以及不向的合作伙伴提供统一标准的规范数据。产品全生命周期系统框架如图2.1所示，整个框架分成系统服务层、应用服务层、应用功能层、用户应用层等4层结构。
图2.1 PLM系统体系框架
系统服务层：该层为整个系统的核心，主要包括应用程序服务器、操作系统服务器、数据库服务器和文件搜索引擎等部分。其中数据库服务器是整个系统最基本的支持层，目前流行的通用商业化的关系型数据库是PLM系统的支持平台。关系型数据库借助文件搜索引擎等工具提供了数据管理最基本的功能，如存、取、删、改、查等操作。
应用程序服务器是应用程序(或应用模块)与系统模块之间的桥梁，它允许应用程序与系统模块打交道时可以使用高层次的数据抽象，而非数据库的表(table)，例如应用程序请求创建一个文件夹时，应用程序服务器将解释这些命令并产生SOL语句来创造。
应用服务层：该层提供了数据访问和权限控制模块，为不同的应用程序提供最基本的核心功能。数据访问服务提供了描述产品数据动态变化的数学模型，和实现PLM各项功能的面向对象管理技术。
由于商用关系型数据库侧重管理事务性数据，不能满足产品数据动态变化的管理要求。因此，在PLM系统中，采用若干个二维关系表格来描述产品数据的动态变化。PLM系统将其管理动态变化数据的功能转换成几个，甚至上万个二维关系型表格，实现面向产品对象管理的要求。如可以用一个二维表记录产品的全部图形目录，再用一个二维表专门记录设计图形的版本变化过程。两张表共同描述产品设计图形的更改流程。
应用功能层：该层提供了系统功能的管理界面和应用界面。在应用服务层的基础上，根据PLM系统的管理目标，可以建立相应的功能模块。在PLM系统中有两大类功能模块：一类时基本功能模块、包括文档管理、产品配置管理、工作流程管理、零件分类和检索及项目管理等；另一类是系统管理模块，包括系统管理和工作环境。系统管理主要是针对系统管理员如何维护系统，确保数据安全和正常运行的功能模块。工作环境是使各类不同的用户能够正常、安全、可靠地使用PLM系统，既方便、快捷，又安全、可靠。
用户应用层：该层包括应用软件模块(如用户化工具)和应用程序开发界面。PLM系统向用户提供了人机交互的应用程序开发界面和用户化工具，包括图视化的浏览器、菜单、对话框等。通过提供的图视化用户界面，用户可以方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。根据各自的经营目标，不同企业对人机界面和功能模块也会有不同的要求。因此，在PLM系统还提供了二次开发工具以满足各类用户的特殊要求。
2.1.2 PLM的体系结构特点
1.开放、灵活的体系结构
PLM系统作为企业级的管理工具，要适于异构的硬件和软件环境，必须具有开放灵活的体系结构，即软件和数据可以任意分布在一个计算机网络中，构建一个可支持多种类型的硬件平台、操作系统、数据库、图形界面及网络协议。一般而言，PLM系统应以分布式网络技术、客户机／服务器结构、图形化用户接口和数据库管理技术为其环境支持。
2.客户机／服务器体系结构
客户朋艮务器体系结构是一种实用、具有开放和灵活的系统结构。在客户机／服务器结构中，应用程序被分别安装在客户机和服务器中。客户端构件是一台完整、独立的计算机，用户可以利用其运行应用程序，服务器则负责有效地管理系统资源。在PLM客户端计算机上，通常可以安装多个应用系统，如CAD、CAPP、ERP等，以满足不同客户的应用需求。硬件服务器端安装PLM系统、数据库管理系统和数据库。客户／服务器体系结构具有较好的开放性，优化服务器硬件和客户端计算机的性能，最大限度地利用可供使用的资源。
3.采用Internet技术
一个现代化、开放的PLM系统应该基于Internet技术。Interact向用户提供了简单的工作方式，在任何时候都可以向用户提供分布在世界各地的信息入口。Web浏览器、HTTP服务器、Internet对象代理间通信协议服务器、HTML语言、以及面向对象的程序设计语言Java等都是Internet重要的与平台有关的构件。
4.PLM内核的开放性
PLM内核的开放性体现在越来越多的PLM产品采用面向对象的建模技术来建立系统的管理模型与信息模型，并提供对象管理机制以实现产品信息的管理。在此基础上，提供一系列开发工具与应用接口帮助用户方便地定制或扩展原有数据模型，并增加新的应用功能，满足用户对PLM系统不同的应用要求。
5．PLM功能模块的可变性
由于PLM系统采用客户机朋艮务器结构，并具有分布式功能，企业在实施时可以从单服务器开始，然后逐渐扩展到多个服务器。用户在选用功能模块时，除必须模块外其他模块可以根据需要裁剪。
2.2 PLM的关键技术
2.2.1 灵活的系统建模框架
产品全生命周期建模目的是建立面向产品全生命周期的统一的、具有可扩充性的能表达完整信息的产品模型，该产品模型能随着产品开发进程自动扩张，并从设计模型自动映射为不同目的的模型，如可制造性评价模型、成本估算模型、可装配性模型、可维护性模型等，同时产品模型应能全面表达和评价与产品全生命周期相关的性能指标。
2.2.2 集成的数据环境
产品全生命周期管理系统能够为用户建立一个集成的数据环境(Integrated data environment)，在虚拟企业环境下，实现数据的一致性管理(见图2.2)。
图2.2 PLM系统集成数据环境
在虚拟设计环境下，产品全生命周期的数据分开存放，系统提供数据的联邦机制，分散在网络上的用户在对数据进行存取时，所有数据对用户都应是透明的，这种位置上的透明性可用电子仓库来实现。电子仓库对分散在虚拟企业中的数据建立一个统一索引，指定数据单元存放的具体物理空间，并能对数据的增删和修改操作进行动态的维护。
在产品全生命周期管理体系中，电子仓库应能保持数据的唯一性和一致性，唯一性指不同的用户在对同一数据单元进行操作时，通过网络传递的是数据的映像或者是一种参照关系，而不是通过复制和拷贝生成一个新的数据单元；一致性指数据单元的变更能及时通知到有关的工作结点，并且在数据变更时，提供一种加解锁机制，保证数据版本的统一。
PLM系统所管理的数据对象由数据建模中的逻辑层进行定义，保证数据模型的一致性。在数据建模中，表示层和逻辑层采用面向对象的方法，在逻辑层生成数据单元的对象模型，这些对象模型作为数据集成平台下的管理对象，纳入到PLM系统的管理体系中。对象模型可以通过数据建模工具进行动态扩展，PLM提供对数据模型动态扩展的支持。PLM作为统一的数据管理平台，提供对产品数据生命周期有关过程的控制，如版本管理、一致性维护、出入库操作等，对于具体的数据属性信息并不加以限制，这种结构保证数据模型的可扩展性。
产品数据在物理存储上，一种存放在文件数据库中，另一种存放在关系数据库中。文件数据库通过文件管理引擎对数据进行管理，这些数据包括图纸、文档、三维模型、工艺文件等类型的数据，这类文件信息量较大，占用的存储空间较多，一般可以作为独立的信息单元进行处理，并可以存放在不同的存储设备上，在管理中用XML对其进行封装。对于产品数据中的结构化信息采用关系数据库进行管理，在PLM系统中，需要建立对象模型到关系模式的映射机制，将数据属性信息保存到关系表的对应字段中。关系数据库可以选择各种主流商品化产品，如MS SQL Server、Oracle、Sybase、DB2等。
2.2.3 工作流管理技术
在分布式异构的网络环境中，为提高相互关联任务的执行效率，企业管理提出了“业务过程”(Business process)的概念，即要实现“业务过程自动化一(Business process automation)和“业务过程重组”(Business process re-engineering)，工作流管理技术可完成这个任务。工作流管理的主要内容是工作任务的整体处理过程和工作组成员之间依照一组已定义的规则及已制定的共同目标所交换的文本文件、各种媒体信息或任务。工作流管理必须具备3个关键要素：
1.流转路径的智能化：能够根据定义的规则自动选择路径，确保信息的正确流转。
2.提供跟踪与监控信息：必须能够随时跟踪和监控信息的流转，从而进行必要的操作，如催办、双驱动等，保证信息流转畅通。
3.与应用结合的能力：具有较强的应用结合能力，才能得到广泛的应用。
工作流管理实现的机制主要有两种：基于数据库和基于电子邮件。基于数据库主要依赖数据共享来实现工作流管理，在开发上只需借助数据库开发技术即可，其优点是工作流和应用系统紧密结合，缺点是实现广域范围的工作流很难。基于电子邮件只需利用电子邮件的编程接口即可，其优点是实现广域范围内的工作流比较容易，缺点是应用系统和工作流的分离。
2.2.4 CORBA技术
在分布式计算环境中，异构性是一个十分明显的特点。在异构环境下实现信息和软件资源的共享是一项极大的挑战，而CORBA则可以提供有力的支持。各种软件通过封装都可以作为CORBA软总线上的组件实现即插即用，从而实现信息和过程的共享。对象管理体系结构(Object management architecture，OMA)就是OMG组织作为分布对象计算的参考模型，如图2.3所示。
图2.3 对象管理体系结构0MA
OMA体系结构的核心是对象请求代理(Object request broker，ORB)，它支持对象服务、通用设施、领域接口和应用接口之间的交互和通信。在OMA参考模型的接口层示意图中，对象服务(Object Services)是独立于应用领域、为各种分布式对象软件提供的一组基本服务的接口，如名录服务，事件服务等。通用设施(Common Facilities)是向终端用户应用提供的一组服务接口，如组合文档等。领域接口(Domain Interfaces)是针对某个应用领域(如产品数据管理PLM)而提供的服务接口。应用接口(Application Interfaces)是特定的高层应用的对外接口。在产品全生命周期管理系统框架中，CORBA产品的应用。重点是在一个CORBA产品平台上实现系统的各项功能。
实现应用功能的CORBA封装。在功能的集成上，参照领域接口层定义的集成框架，用IDL把各分系统需要交互操作的接口定义出来，所有接口封装为CORBA对象。CORBA软总线系统作为复杂产品异地协同开发工具集的基础支撑技术，与Web技术、计算机安全技术及计算机支持协同工作等其他技术一起，构成分布、安全、开放和互操作的支撑平台，为项目管理、文档管理以及各种应用系统的集成提供支持。
2.2.5 基于Web技术
为支持异地协同设计和产品数据交换的需要，产品全生命周期管理系统应提供Web客户端。基于CORBA开发的应用系统通过HOP(InternetInter-ORBprotoc0l)协议，可以比较方便地在浏览器中实现对服务器端CORBA对象的状态查看及方法的调用。
CORBA与www结合，构架出真正的3层体系结构。这种3层的体系结构，以分布对象技术为基础构架，增加了应用层，将客户层与资源层隔开，降低了Web服务器的负载，避免了Web服务器的性能缺陷对整体性能的影响，并且具有连接缓冲、负载均衡、安全管理等功能，从而提高了Web应用整体的灵活性、可伸缩性和可扩展性。
在这种3层体系结构中，CORBA客户方程序从Web服务器下载执行，与应用服务器上的CORBA应用对象通过IIOP协议进行通讯，调用指定的操作。CORBA应用对象首先对客户的请求进行认证和解释，根据客户请求的内容，或是直接访问资源层的数据库，或是与网络上的其他CORBA对象交互，共同完成客户请求。
2.3 PLM主要功能介绍
PLM应为企业提供一种宏观管理和控制所有与产品相关信息以及与产品相关过程的机制和技术。从面向应用与系统支持的功能来看，PLM系统一般包括电子仓库(有时也称电子数据存储、电子保险箱、电子资料室)、面向应用的使用功能，如文档控制、变更控制、配置管理、设计检索和零件库、项目管理等)、实用化支持功能，如通知与通信、数据传输与转换、图像服务与系统管理。从软件功能模块的组成来看，PLM系统一般包括电子数据存储和文档管理、工作流程管理、产品结构与配置管理、分类与检索管理、项目管理、集成接口、用户化工具等。
2.3.1 电子数据存储和文档管理
电子数据存储和文档管理应是PLM系统的核心功能之一。PLM管理整个产品生命周期中的与产品相关的所有数据，包括工程设计与分析数据、产品模型数据、产品图形数据、专家知识与推理规则、加工过程数据等。这些数掘以图形文件、文本文件、数据文件、表格文件、多媒体文什等多种形式、多种存储机制和多种组织方式存在于计算机中，以电子方式管理数据可以使企业迅速安全地操作、控制和存取数据。
图2.4 PLM控制下的产品数据
文档管理提供对分札式异构数据的存储、检索和管理功能，包括文档对象的浏览、查询和圈阅、文档的分类与归档、文档的版本管理、文档的安全控制等。一个好的PLM系统应该提供如下功能：
第一，多结构化管理。一个文件呵以与多个项目、装配件、参考图或零件相关联。
第二，用广化界面、属性忙片以表示设计和文档的属性。
第三，多种浏览树状结构的选项。
第四，所有图纸和文档存储在安全而集中的保险箱中。
第五，用户和用户组设计账号和使用权限。
第六，生命周期管理和控制权限。
通过调研和对其他实施案例的研究．我们发现数据存储和文档管理是PLM犀基本也是最重要的功能。其中有几个问题是需要特别注意的：
第一，产品数据分类是首先要考虑的问题，如何结合企业自身产品数据的特点将所有的产品数据做一个明确的分类将影响到PLM后续的实施。产品数据分类时注意类别不要太多；确保所有的数据都包括在各个类别之中；避免各个类别有重叠的内容，即一个数据既可以放在类别A中又可以放在类别B中。
第二，信息编码是其次要考虑的问题。编码对计算机而言首先是确保唯一性，保证每个不同物体可以获得不同的编码，这就是基本合格的编码。其次要做到统一的位数和码位，这样便于计算机的处理。如果需要编码来实现更多的功能，某些情况下可以采用分类码，即编码中的某些位数表示特定的含义。常用编码可见下图说明；
图2.5 常用编码类型
需要特别注意的是，如果采用了比较复杂的分类码，虽然通过编码用户可能会比较直观的认识到此数据的含义，但是对于将来数据的扩充很可能造成意想不到的障碍。比如说一个企业初期产品少，可能只用01表示蓝色钢笔，02表示红色钢笔，后来企业发展了，产品品种多了许多，比如有蓝色金笔，蓝色铱金笔等，可能还有笔尖的租细之分，你永远也不知道企业的类型将如何变化，前期也不可能做到完善的分类，其结果将可能导致你需要对整个数据信息编码做重新的划分，位数也可能需要增加，这显然是不可取的。因此我们的建议是尽量采用流水码，尽管用户无法直观地从编码上就判断此数据的大致分类，但是通过PLM系统对于数据属性的定义和强大的数据检索功能，这些问题是可以得到解决的。
2.3.2 电子保险箱及权限控制
电子保险箱(Data Vault)是PLM的核心，是存储文件档案的仓库，因此也有人称其为电子仓库、电子资料室、电子加密盒等。它一般建立在关系型数据库系统的基础上，主要保证数据的安全性和完整性，并支持各种查询和检索功能。通过建立在数据之上的相关联指针，建立不同类型或异构的产品数据之间的联系，实现文档的层次与联系控制。用户可以利用电子保险箱来管理存储于异构介质上的产品电子文档。
电子保险箱可以管理档案以及数据库资料的版本与权限，通过权限控制来保证产品数据的安全性。对于不同数据库中不同类别的资料，在不同的版本状态下，可以放置到不同的电子保险箱服务器中。以面向对象的数据库组织方式提供快速有效的信息访问，实现信息透明、过程透明，而无需关心电子数据存放的个体位置、应用软件的运行路径、以及自己得到的是否是最新版本等信息。
电子保险箱的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色不同的数据访问权限和范围。通过分配用户相应的角色使数据只能被经过授权的用户获得和修改。同时，在PLM中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程后才能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。
需要特别注意的是，PLM的数据存储和管理方式与我们平时所熟悉的windows操作系统文件管理是有本质区别的。PLM系统所有的产品信息都存储在制定的服务器上，每个产品信息都是唯一的，所有用户客户端只是引用了数据库中的数据。
即用户A和用户B所看到的产品信息C一定是完全相同的，唯一且共享的产品数据也是企业协同工作的基础。由于数据管理模式的不同，对于数据的粘贴和删除也与windows操作系统不同，删除将是对数据库中的数据的删除，一旦员工A删除了数据B，此数据将完全消失。
因此PLM系统对于数据有一套严格的权限管理机制，每个用户对于不同的数据都有不同的操作权限。通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在实施PLM的初期，一般是建议放宽对使用人员的权限设置，因为此阶段用户对于系统有足够的好奇心，希望去了解和熟悉系统的各项功能，过于严格的权限设置将很可能打消员工使用系统的积极性。
而且此阶段也属于试运行阶段，数据的安全性要求也不是很高。等到用户逐渐熟悉了PLM系统工作环境，数据库中的导入数据也达到了相当规模的时候，再逐渐规范不同人员对于数据的使用权限，确保数据的安全性，这些工作可以由公司系统管理员来完成，如果需要也可以咨询软件供应商的咨询专家。
2.3.3支持多种文件格式
具有浏览各种各样数据文档的能力应是好的PLM系统的基本功能。文件不仅可以组织在项目的树状结构下，也可以在不打开原来应用程序的情况下进行浏览和打印。
PLM系统通常会将一些诸如Word、Excel等常用软件直接封装在系统中，用户只需要将这些数据导入PLM系统，就可以直接打开这些文件进行浏览和编辑。同时PLM系统还提供了强大的数据封装功能，包括ACDsee、MATLAB、AutoCAD等各类数据都可以被封装到系统之中。
此外，有些PLM系统比如Teamcenter还提供了JT中间文件格式，可以不打开UG等软件的情况下直接浏览工程图。使用人员还可以在JT文件上进行批注。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在某些企业进行软件封装的时候会碰到同样一个软件有好几个版本的问题。比如某些设计公司使用了不同版本的Autocad软件，这在封装的时候就会产生一些问题。一方面我们建议企业对于软件的使用要加强规范，保证企业使用的是同一个版本的软件。如果一定要封装，则有两个原则：一是尽量封装最高版本的软件；二是尽量封装在企业中使用最多的软件版本。
2.3.4产品结构和配置管理
产品结构和配置管理(Product Structure and Configuration Management)应是PLM的核心功能之一。作为产品数据组织和管理的一种形式，产品结构和配置管理以电子保险箱为底层支持，以材料清单(Bill of Materials-BOM)为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现对产品数据的组织、管理和控制。按照一定的规则向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述。通过建立相应的产品视图，产品的不同部门可以按其需要的形式对产品结构进行组织。而当产品结构发生更改的时候，可以通过网络化的产品结构视图来分析和控制更改对整个企业的影响。
产品结构与配置管理包括产品结构管理和产品配置管理两部分。其中，产品结构管理主要包括产品结构层次关系管理、基于文件夹的产品一文档关系管理和版本管理等。产品配置管理主要包括单一产品配置、系列化产品配置和产品结构多视图。基本功能主要包括：
(1)产品材料清单创建、修改与版本控制
(2)支持对产品文档的查询
(3)支持按部件查询装配的零件(子部件)和按零件(子部件)查询使用的部件
(4)支持材料清单的多视图管理
(5)系列化产品结构视图管理
(6)支持与ERP的集成
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在企业的不同部门以及产品开发的不同阶段，人们对产品配置结构的要求是不同的。比如设计阶段设计人员希望得到基于设计需要的产品结构配置，而制造阶段则需要给予装配关系的产品结构配置，还有采购阶段，采购人员希望得到按照采购要求定义的产品结构配置。因此，PLM软件必须能够拥有强大而灵活的产品配置功能，企业在实施的过程中也要协调好不同部门之间的利益关系。下图表示了设计部门和制造部门对同样的车型的不同产品结构配置要求。
图2.6 产品结构配置
2.3.5 工作流程管理
工作流程管理是协调企业组织任务和过程以便获得最大生产效率的技术。为了达到一定的目标，工作组中的人员按照一定的顺序动态完成一定任务的过程，称为工作流程。自动化的工作流程有助于工作组成员间共享和传递文档。一般的工作流程管理包括审批流程和更改流程管理，具有传送文档、发送事件通知和接收设计建议等功能，能够保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在PLM项目实施中，对于工作流程的实施通常都是在保证企业需求的前提下尽量采用比较简单易行的流程。尤其对于具有一定创新性的制造型企业，产品数据的更新速度非常快，审批和更改流程的应用频率很高，由于流程是需要不同人员协同工作的，简单的工作流程将会使得员工的工作协同更加顺畅。
另外我们需要注意的是PLM系统中的流程是企业根据自身情况制定的，PLM系统中的模板通常并不适用于企业。PLM系统只是提供了流程管理的工具，企业在实施流程管理之前必须已经具备规范的工作流程，然后将流程移植到PLM系统中去，借助其提供的流程管理功能来进一步提高企业运作的效率。想通过PLM系统的实施来直接获得规范的工作流程的想法是不可取的。
2.3.6 分类及检索管理
PLM系统需要管理大量的数据，为了较好地建立、使用与维护这些数据，PLM系统应提供快速方便的分类和检索管理功能。分类管理是将全厂生产的所有零件按其设计和工艺上的相似性进行分类，并赋予一定的属性和方法，使用户能够在分布式环境中高效地查询文档、数据、零件、标准件等对象。分类功能是实现快速查询的支持技术之一。常用的分类技术有：使用智能化的零件序号、成组技术、搜索／检索技术、零件建库技术。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现诸如泛亚、上汽工程研究院都是通过二次开发的产品属性表来实现对产品数据的分类。同时，系统管理员也可以根据企业的需要在PLM系统中自定义查询功能，建立基于针对公司二次开发的属性表的检索功能将能实现用户高效快捷的信息查询。
2.3.7 项目管理
在PLM系统中，项目是指某个工程围绕设计、生产和制造进行的所有活动的总成。所有的生产活动都是以项目为单位进行组织和管理，如汽车厂按汽车的型号组织生产，机床厂按机床的型号组织生产。
项目管理(Project Management)是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，项目运动状态的监视和对完成计划的反馈。项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理，包括项目自身信息的定义、修改以及项目相关的信息，如状态、组织等信息的管理。项目管理的内容应该包括项目和任务的描述、研制阶段的状态、项目成员的组成和角色的分配、研制流程、时间管理、费用管理、资源管理等。PLM系统中的项目管理为控制项目开发的时间和费用、协调项目开发活动和保证项目的运行提供一个可视化的工具。
2.3.8 用户化工具和集成接口
各企业的情况千差万别，用户的要求也是多种多样的，没有哪一种PLM系统可以适应所有企业的情况，这就要求PLM系统必须具有强大的客户化和二次开发能力。PLM用户化就是将信息技术与企业管理相结合，提供用户自定义增强功能并能够添加到标准的PLM系统中。现在大多数PLM产品都提供了二次开发工具包和集成接口。这些工具增强用户和管理员的功能，以及与其他应用集成，如Microsoft Excel和Word、MRP和基于Windows平台的CAD应用。PLM实施人员或用户可以利用这类工具包来进行针对整个企业个体情况的定制工作。
用户化工具在数据管理的需求进一步增长时具有很大弹性。PLM系统具有如下的用户化工具：
(1)应用程序接口(API)。
(2)内嵌的Visual Basic脚本语言。
(3)“向导”工具引导进行安装和系统设置，满足客户化要求，减少了编程的需要。
(4)多语言编辑器。
(5)窗体编辑器，用于灵活的窗体设计，以便于更改属性卡的外观以及设计新的属性卡。
(6)OLE(对象链接与嵌入)自动化功能。
另外，PLM系统涉及的大量原始信息来自不同应用系统。为了使得企业在不同计算机系统和应用系统之间进行信息交换，同时企业不同部门之间能够共享信息，PLM系统提供完善的接口实现PLM与应用系统之间的数据共享和交流。PLM系统提供的集成接口包括与CAD／CAM／CAPP的接口、与Office应用程序的接口、与MRP-Ⅱ和ERP的集成接口等。这种集成一般采用ODMA(开放式文档管理架构)技术实现。
2.4 PLM技术发展趋势
2.4.1网络技术在PLM系统中的应用越来越深入
基于网络平台和Java语言开发的结构灵活、用户界面友好的PLM系统已成为一种趋势。在PLM系统中通过Web实现全球化的信息查询、浏览、创建与更新已逐渐成为现实，并以此来支持全球化的虚拟企业的信息管理。
2.4.2 PLM与MRP的功能渗透
PLM与MRP分别服务于工程设计与生产制造。PLM系统源于洲CAM应用与工程设计的需要，管理的重点为工程信息。而MRP系统源于制造业的经营与生产活动的管理，包括经营、生产、物料需求的计划与制造资源的需求计划的管理。目前，二者之间通过互相集成，构成完整的企业信息系统。另一方面，二者之间也开始相互渗透。PLM厂商开始将工程BOM与制造BOM统一在PLM系统中进行管理，同时将经营计划、生产计划集成于PLM系统中，而MRP系统也在设法将PLM系统的功能集成进来。
2.4.3 成组技术在PLM中得到应用
成组技术，是在零件设计和制造中充分利用相似性原理将零件加以分类的方法。在PLM系统中，由于要管理的产品数据非常多，合理的分类就显得非常重要。电子仓库中各种信息的编码分类，零件库中零件族的管理，都要用到成组技术的原理和方法。
在PLM中，利用成组技术将具有同类性能特征的产品、相似结构的部件和零件进行统一管理，设计人员就可以迅速的找到需要的信息。例如由CAPP子系统生成的工艺文件提交到PLM系统中以后，PLM系统可以将相似的加工工艺存放在一起(当然这只是逻辑组织上在一起，物理上可以分散于各个地方)，这样，零件加工的安排、机床使用频率的统计等都可以从这些有效管理的工艺文件中得出。
在零件库中，零件分类存放，逐层组织，管理人员可以从整体上了解企业产品设计能力和加工能力。另外，随着数据量的增加，分类编码管理不但可以简化PLM系统的工作，而且往往还会产生意想不到的效果，例如：通过浏览产品类、零件族，可以启发设计人员改进原有产品，设计出全新产品。这也更是实施PLM系统，促进企业信息共享的又一大好处。
2.4.4 PLM向整体集成解决方案发展
正在走向成熟的PLM产业发展的一个总趋势是从强调单个特征和功能的“技术工具包"发展到强调“问题解决方案’’的系统和服务。基于Web技术的发展也是这种趋势的一部分。在这种趋势的影响下，许多PLM供应商的重点不仅发展自己的产品，而且还将大量的第三方软件集成到自己的产品中。实际上，PLM系统供应商的作用正在转向软件集成上来，将不同的软件解决方案集成在一起，形成一种可运行的PLM整体解决方案，已经成为这些供应商的主要增值方法。
2.4.5 PLM向全企业级方向发展
对于一些大型企业来说，希望PLM系统的功能覆盖整个企业经营范围。这时，集成式的解决方案对于整个大企业的数据存储和通信要求可能不是最佳的方案，这时需要的是一个企业级的PLM系统。
企业级的PLM系统包含一个核心的PLM程序，由它来协调所有的操作并提供基本的功能。这个核心程序通过局部数据管理器所包含的集成工具，将CAD／CAM、技术信息发布以及软件工程等各个应用系统连接起来，局部数据管理器用来在其独立应用范围内提供数据访问服务。
核心PLM程序、局部数据管理器以及集成工具共同构成了企业多级的PLM系统。企业级PLM系统具有各项作业全面协调和企业数据仓库的作用，与局部数据管理器相比，企业级的PLM系统具有更高级的过程管理、更大范围的数据共享和产品配置管理等更复杂的功能。
2.4.6 数据交换标准技术
PLM系统作为CIMS系统集成的框架，它需要实现各种功能的集成，包括运行环境集成、信息集成、功能集成、技术集成以及人员和组织的集成等，但其核心是信息集成。PLM系统面对的是CAD／CAPP／CAM、MRPⅡ等系统所产生的数据的管理，由于各应用系统中各种对象描述采用的标准不同，造成系统间互不兼容，解决的办法就是采用统一的数据交换标准，将各系统中的共同信息提取出来，使用标准数据格式表示，保证数据一次输入，多次使用，以达到系统集成的目的。
现在的PLM系统，对CAD、CAPP、CAM产生的数据分别管理，如果CAPP、CAM系统需要CAD中的零件设计信息，就必须通过一定的数据格式转换接口才能得到，如图2.8所示。采用统一的数据格式，CAPP、CAM可以直接获得所需的数据，而不必进行转换。这样不但减少信息的重复输入，而且使得各系统的集成更加紧凑合理。目前，支持产品数据共享的国际标准主要是STEP，但这一标准现在还不能覆盖PLM系统所有的内容，有待进一步研究和完善。
图2.7 通过数据接口集成
2.5 小结
产品生命周期管理是企业信息化的关键技术之一，通过PLM实施可以提高企业市场竞争力，提高产品的质量和开发效率。完整的PLM系统框架应当包括系统服务层、应用服务层、应用功能层、用户应用层等4层结构。它是一个采用了CORBA和WEB等技术的应用集成平台和一套支持复杂产品异地协同制造的，具有安全、开放、实用、可靠、柔性等功能，集成化、数字化、虚拟化、网络化、智能化的支撑工具集。
一个成熟的PLM系统能够提供诸如电子数据存储和管理、电子保险箱及权限控制、支持多种文件格式、产品及产品结构管理、工作流程管理、分类与检索、项目管理、集成接口等功能。
PLM在全球范围内是一个新兴的不断发展的概念，随着企业应用的深入，PLM的技术也得到的不断的发展。越来越广泛的Web的应用环境，数据库技术的不断发展，数据交换标准技术的完善等都大大推动了PLM的应用与发展。同时，随着企业PLM应用的增加，PLM软件的功能得到了不断的丰富，应用的领域也从传统的机械、电子、汽车、航空企业拓展到消费品、建筑、医疗等其他领域。
PLM系统提供的产品生命周期管理系统是电子商务整体解决方案的6个核心内容CRM、SCM、ERP、电子交易(E-Commerce)、智能商务(BI)、产品生命周期管理(PLM)之一。相对于其他信息化概念，PLM着重于通过对企业信息的有效管理和对企业智力资产的有效继承来提高企业的开发创新能力，对制造型企业来说，PLM应用实施将是整个企业信息化改革的核心。
2.1.1 PLM体系结构介绍
PLM系统以Web工作流技术与数据库技术为基础，支持产品全生命周期管理。它对分散的“产品信息孤岛”进行无缝集成，对产品设计制造各阶段相关的历史数据、现用数据、实验数据、规范文档等进行管理，为不同阶段以及不向的合作伙伴提供统一标准的规范数据。产品全生命周期系统框架如图2.1所示，整个框架分成系统服务层、应用服务层、应用功能层、用户应用层等4层结构。
图2.1 PLM系统体系框架
系统服务层：该层为整个系统的核心，主要包括应用程序服务器、操作系统服务器、数据库服务器和文件搜索引擎等部分。其中数据库服务器是整个系统最基本的支持层，目前流行的通用商业化的关系型数据库是PLM系统的支持平台。关系型数据库借助文件搜索引擎等工具提供了数据管理最基本的功能，如存、取、删、改、查等操作。
应用程序服务器是应用程序(或应用模块)与系统模块之间的桥梁，它允许应用程序与系统模块打交道时可以使用高层次的数据抽象，而非数据库的表(table)，例如应用程序请求创建一个文件夹时，应用程序服务器将解释这些命令并产生SOL语句来创造。
应用服务层：该层提供了数据访问和权限控制模块，为不同的应用程序提供最基本的核心功能。数据访问服务提供了描述产品数据动态变化的数学模型，和实现PLM各项功能的面向对象管理技术。
由于商用关系型数据库侧重管理事务性数据，不能满足产品数据动态变化的管理要求。因此，在PLM系统中，采用若干个二维关系表格来描述产品数据的动态变化。PLM系统将其管理动态变化数据的功能转换成几个，甚至上万个二维关系型表格，实现面向产品对象管理的要求。如可以用一个二维表记录产品的全部图形目录，再用一个二维表专门记录设计图形的版本变化过程。两张表共同描述产品设计图形的更改流程。
应用功能层：该层提供了系统功能的管理界面和应用界面。在应用服务层的基础上，根据PLM系统的管理目标，可以建立相应的功能模块。在PLM系统中有两大类功能模块：一类时基本功能模块、包括文档管理、产品配置管理、工作流程管理、零件分类和检索及项目管理等；另一类是系统管理模块，包括系统管理和工作环境。系统管理主要是针对系统管理员如何维护系统，确保数据安全和正常运行的功能模块。工作环境是使各类不同的用户能够正常、安全、可靠地使用PLM系统，既方便、快捷，又安全、可靠。
用户应用层：该层包括应用软件模块(如用户化工具)和应用程序开发界面。PLM系统向用户提供了人机交互的应用程序开发界面和用户化工具，包括图视化的浏览器、菜单、对话框等。通过提供的图视化用户界面，用户可以方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。根据各自的经营目标，不同企业对人机界面和功能模块也会有不同的要求。因此，在PLM系统还提供了二次开发工具以满足各类用户的特殊要求。
2.1.2 PLM的体系结构特点
1.开放、灵活的体系结构
PLM系统作为企业级的管理工具，要适于异构的硬件和软件环境，必须具有开放灵活的体系结构，即软件和数据可以任意分布在一个计算机网络中，构建一个可支持多种类型的硬件平台、操作系统、数据库、图形界面及网络协议。一般而言，PLM系统应以分布式网络技术、客户机／服务器结构、图形化用户接口和数据库管理技术为其环境支持。
2.客户机／服务器体系结构
客户朋艮务器体系结构是一种实用、具有开放和灵活的系统结构。在客户机／服务器结构中，应用程序被分别安装在客户机和服务器中。客户端构件是一台完整、独立的计算机，用户可以利用其运行应用程序，服务器则负责有效地管理系统资源。在PLM客户端计算机上，通常可以安装多个应用系统，如CAD、CAPP、ERP等，以满足不同客户的应用需求。硬件服务器端安装PLM系统、数据库管理系统和数据库。客户／服务器体系结构具有较好的开放性，优化服务器硬件和客户端计算机的性能，最大限度地利用可供使用的资源。
3.采用Internet技术
一个现代化、开放的PLM系统应该基于Internet技术。Interact向用户提供了简单的工作方式，在任何时候都可以向用户提供分布在世界各地的信息入口。Web浏览器、HTTP服务器、Internet对象代理间通信协议服务器、HTML语言、以及面向对象的程序设计语言Java等都是Internet重要的与平台有关的构件。
4.PLM内核的开放性
PLM内核的开放性体现在越来越多的PLM产品采用面向对象的建模技术来建立系统的管理模型与信息模型，并提供对象管理机制以实现产品信息的管理。在此基础上，提供一系列开发工具与应用接口帮助用户方便地定制或扩展原有数据模型，并增加新的应用功能，满足用户对PLM系统不同的应用要求。
5．PLM功能模块的可变性
由于PLM系统采用客户机朋艮务器结构，并具有分布式功能，企业在实施时可以从单服务器开始，然后逐渐扩展到多个服务器。用户在选用功能模块时，除必须模块外其他模块可以根据需要裁剪。
2.2 PLM的关键技术
2.2.1 灵活的系统建模框架
产品全生命周期建模目的是建立面向产品全生命周期的统一的、具有可扩充性的能表达完整信息的产品模型，该产品模型能随着产品开发进程自动扩张，并从设计模型自动映射为不同目的的模型，如可制造性评价模型、成本估算模型、可装配性模型、可维护性模型等，同时产品模型应能全面表达和评价与产品全生命周期相关的性能指标。
2.2.2 集成的数据环境
产品全生命周期管理系统能够为用户建立一个集成的数据环境(Integrated data environment)，在虚拟企业环境下，实现数据的一致性管理(见图2.2)。
图2.2 PLM系统集成数据环境
在虚拟设计环境下，产品全生命周期的数据分开存放，系统提供数据的联邦机制，分散在网络上的用户在对数据进行存取时，所有数据对用户都应是透明的，这种位置上的透明性可用电子仓库来实现。电子仓库对分散在虚拟企业中的数据建立一个统一索引，指定数据单元存放的具体物理空间，并能对数据的增删和修改操作进行动态的维护。
在产品全生命周期管理体系中，电子仓库应能保持数据的唯一性和一致性，唯一性指不同的用户在对同一数据单元进行操作时，通过网络传递的是数据的映像或者是一种参照关系，而不是通过复制和拷贝生成一个新的数据单元；一致性指数据单元的变更能及时通知到有关的工作结点，并且在数据变更时，提供一种加解锁机制，保证数据版本的统一。
PLM系统所管理的数据对象由数据建模中的逻辑层进行定义，保证数据模型的一致性。在数据建模中，表示层和逻辑层采用面向对象的方法，在逻辑层生成数据单元的对象模型，这些对象模型作为数据集成平台下的管理对象，纳入到PLM系统的管理体系中。对象模型可以通过数据建模工具进行动态扩展，PLM提供对数据模型动态扩展的支持。PLM作为统一的数据管理平台，提供对产品数据生命周期有关过程的控制，如版本管理、一致性维护、出入库操作等，对于具体的数据属性信息并不加以限制，这种结构保证数据模型的可扩展性。
产品数据在物理存储上，一种存放在文件数据库中，另一种存放在关系数据库中。文件数据库通过文件管理引擎对数据进行管理，这些数据包括图纸、文档、三维模型、工艺文件等类型的数据，这类文件信息量较大，占用的存储空间较多，一般可以作为独立的信息单元进行处理，并可以存放在不同的存储设备上，在管理中用XML对其进行封装。对于产品数据中的结构化信息采用关系数据库进行管理，在PLM系统中，需要建立对象模型到关系模式的映射机制，将数据属性信息保存到关系表的对应字段中。关系数据库可以选择各种主流商品化产品，如MS SQL Server、Oracle、Sybase、DB2等。
2.2.3 工作流管理技术
在分布式异构的网络环境中，为提高相互关联任务的执行效率，企业管理提出了“业务过程”(Business process)的概念，即要实现“业务过程自动化一(Business process automation)和“业务过程重组”(Business process re-engineering)，工作流管理技术可完成这个任务。工作流管理的主要内容是工作任务的整体处理过程和工作组成员之间依照一组已定义的规则及已制定的共同目标所交换的文本文件、各种媒体信息或任务。工作流管理必须具备3个关键要素：
1.流转路径的智能化：能够根据定义的规则自动选择路径，确保信息的正确流转。
2.提供跟踪与监控信息：必须能够随时跟踪和监控信息的流转，从而进行必要的操作，如催办、双驱动等，保证信息流转畅通。
3.与应用结合的能力：具有较强的应用结合能力，才能得到广泛的应用。
工作流管理实现的机制主要有两种：基于数据库和基于电子邮件。基于数据库主要依赖数据共享来实现工作流管理，在开发上只需借助数据库开发技术即可，其优点是工作流和应用系统紧密结合，缺点是实现广域范围的工作流很难。基于电子邮件只需利用电子邮件的编程接口即可，其优点是实现广域范围内的工作流比较容易，缺点是应用系统和工作流的分离。
2.2.4 CORBA技术
在分布式计算环境中，异构性是一个十分明显的特点。在异构环境下实现信息和软件资源的共享是一项极大的挑战，而CORBA则可以提供有力的支持。各种软件通过封装都可以作为CORBA软总线上的组件实现即插即用，从而实现信息和过程的共享。对象管理体系结构(Object management architecture，OMA)就是OMG组织作为分布对象计算的参考模型，如图2.3所示。
图2.3 对象管理体系结构0MA
OMA体系结构的核心是对象请求代理(Object request broker，ORB)，它支持对象服务、通用设施、领域接口和应用接口之间的交互和通信。在OMA参考模型的接口层示意图中，对象服务(Object Services)是独立于应用领域、为各种分布式对象软件提供的一组基本服务的接口，如名录服务，事件服务等。通用设施(Common Facilities)是向终端用户应用提供的一组服务接口，如组合文档等。领域接口(Domain Interfaces)是针对某个应用领域(如产品数据管理PLM)而提供的服务接口。应用接口(Application Interfaces)是特定的高层应用的对外接口。在产品全生命周期管理系统框架中，CORBA产品的应用。重点是在一个CORBA产品平台上实现系统的各项功能。
实现应用功能的CORBA封装。在功能的集成上，参照领域接口层定义的集成框架，用IDL把各分系统需要交互操作的接口定义出来，所有接口封装为CORBA对象。CORBA软总线系统作为复杂产品异地协同开发工具集的基础支撑技术，与Web技术、计算机安全技术及计算机支持协同工作等其他技术一起，构成分布、安全、开放和互操作的支撑平台，为项目管理、文档管理以及各种应用系统的集成提供支持。
2.2.5 基于Web技术
为支持异地协同设计和产品数据交换的需要，产品全生命周期管理系统应提供Web客户端。基于CORBA开发的应用系统通过HOP(InternetInter-ORBprotoc0l)协议，可以比较方便地在浏览器中实现对服务器端CORBA对象的状态查看及方法的调用。
CORBA与www结合，构架出真正的3层体系结构。这种3层的体系结构，以分布对象技术为基础构架，增加了应用层，将客户层与资源层隔开，降低了Web服务器的负载，避免了Web服务器的性能缺陷对整体性能的影响，并且具有连接缓冲、负载均衡、安全管理等功能，从而提高了Web应用整体的灵活性、可伸缩性和可扩展性。
在这种3层体系结构中，CORBA客户方程序从Web服务器下载执行，与应用服务器上的CORBA应用对象通过IIOP协议进行通讯，调用指定的操作。CORBA应用对象首先对客户的请求进行认证和解释，根据客户请求的内容，或是直接访问资源层的数据库，或是与网络上的其他CORBA对象交互，共同完成客户请求。
2.3 PLM主要功能介绍
PLM应为企业提供一种宏观管理和控制所有与产品相关信息以及与产品相关过程的机制和技术。从面向应用与系统支持的功能来看，PLM系统一般包括电子仓库(有时也称电子数据存储、电子保险箱、电子资料室)、面向应用的使用功能，如文档控制、变更控制、配置管理、设计检索和零件库、项目管理等)、实用化支持功能，如通知与通信、数据传输与转换、图像服务与系统管理。从软件功能模块的组成来看，PLM系统一般包括电子数据存储和文档管理、工作流程管理、产品结构与配置管理、分类与检索管理、项目管理、集成接口、用户化工具等。
2.3.1 电子数据存储和文档管理
电子数据存储和文档管理应是PLM系统的核心功能之一。PLM管理整个产品生命周期中的与产品相关的所有数据，包括工程设计与分析数据、产品模型数据、产品图形数据、专家知识与推理规则、加工过程数据等。这些数掘以图形文件、文本文件、数据文件、表格文件、多媒体文什等多种形式、多种存储机制和多种组织方式存在于计算机中，以电子方式管理数据可以使企业迅速安全地操作、控制和存取数据。
图2.4 PLM控制下的产品数据
文档管理提供对分札式异构数据的存储、检索和管理功能，包括文档对象的浏览、查询和圈阅、文档的分类与归档、文档的版本管理、文档的安全控制等。一个好的PLM系统应该提供如下功能：
第一，多结构化管理。一个文件呵以与多个项目、装配件、参考图或零件相关联。
第二，用广化界面、属性忙片以表示设计和文档的属性。
第三，多种浏览树状结构的选项。
第四，所有图纸和文档存储在安全而集中的保险箱中。
第五，用户和用户组设计账号和使用权限。
第六，生命周期管理和控制权限。
通过调研和对其他实施案例的研究．我们发现数据存储和文档管理是PLM犀基本也是最重要的功能。其中有几个问题是需要特别注意的：
第一，产品数据分类是首先要考虑的问题，如何结合企业自身产品数据的特点将所有的产品数据做一个明确的分类将影响到PLM后续的实施。产品数据分类时注意类别不要太多；确保所有的数据都包括在各个类别之中；避免各个类别有重叠的内容，即一个数据既可以放在类别A中又可以放在类别B中。
第二，信息编码是其次要考虑的问题。编码对计算机而言首先是确保唯一性，保证每个不同物体可以获得不同的编码，这就是基本合格的编码。其次要做到统一的位数和码位，这样便于计算机的处理。如果需要编码来实现更多的功能，某些情况下可以采用分类码，即编码中的某些位数表示特定的含义。常用编码可见下图说明；
图2.5 常用编码类型
需要特别注意的是，如果采用了比较复杂的分类码，虽然通过编码用户可能会比较直观的认识到此数据的含义，但是对于将来数据的扩充很可能造成意想不到的障碍。比如说一个企业初期产品少，可能只用01表示蓝色钢笔，02表示红色钢笔，后来企业发展了，产品品种多了许多，比如有蓝色金笔，蓝色铱金笔等，可能还有笔尖的租细之分，你永远也不知道企业的类型将如何变化，前期也不可能做到完善的分类，其结果将可能导致你需要对整个数据信息编码做重新的划分，位数也可能需要增加，这显然是不可取的。因此我们的建议是尽量采用流水码，尽管用户无法直观地从编码上就判断此数据的大致分类，但是通过PLM系统对于数据属性的定义和强大的数据检索功能，这些问题是可以得到解决的。
2.3.2 电子保险箱及权限控制
电子保险箱(Data Vault)是PLM的核心，是存储文件档案的仓库，因此也有人称其为电子仓库、电子资料室、电子加密盒等。它一般建立在关系型数据库系统的基础上，主要保证数据的安全性和完整性，并支持各种查询和检索功能。通过建立在数据之上的相关联指针，建立不同类型或异构的产品数据之间的联系，实现文档的层次与联系控制。用户可以利用电子保险箱来管理存储于异构介质上的产品电子文档。
电子保险箱可以管理档案以及数据库资料的版本与权限，通过权限控制来保证产品数据的安全性。对于不同数据库中不同类别的资料，在不同的版本状态下，可以放置到不同的电子保险箱服务器中。以面向对象的数据库组织方式提供快速有效的信息访问，实现信息透明、过程透明，而无需关心电子数据存放的个体位置、应用软件的运行路径、以及自己得到的是否是最新版本等信息。
电子保险箱的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色不同的数据访问权限和范围。通过分配用户相应的角色使数据只能被经过授权的用户获得和修改。同时，在PLM中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程后才能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。
需要特别注意的是，PLM的数据存储和管理方式与我们平时所熟悉的windows操作系统文件管理是有本质区别的。PLM系统所有的产品信息都存储在制定的服务器上，每个产品信息都是唯一的，所有用户客户端只是引用了数据库中的数据。
即用户A和用户B所看到的产品信息C一定是完全相同的，唯一且共享的产品数据也是企业协同工作的基础。由于数据管理模式的不同，对于数据的粘贴和删除也与windows操作系统不同，删除将是对数据库中的数据的删除，一旦员工A删除了数据B，此数据将完全消失。
因此PLM系统对于数据有一套严格的权限管理机制，每个用户对于不同的数据都有不同的操作权限。通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在实施PLM的初期，一般是建议放宽对使用人员的权限设置，因为此阶段用户对于系统有足够的好奇心，希望去了解和熟悉系统的各项功能，过于严格的权限设置将很可能打消员工使用系统的积极性。
而且此阶段也属于试运行阶段，数据的安全性要求也不是很高。等到用户逐渐熟悉了PLM系统工作环境，数据库中的导入数据也达到了相当规模的时候，再逐渐规范不同人员对于数据的使用权限，确保数据的安全性，这些工作可以由公司系统管理员来完成，如果需要也可以咨询软件供应商的咨询专家。
2.3.3支持多种文件格式
具有浏览各种各样数据文档的能力应是好的PLM系统的基本功能。文件不仅可以组织在项目的树状结构下，也可以在不打开原来应用程序的情况下进行浏览和打印。
PLM系统通常会将一些诸如Word、Excel等常用软件直接封装在系统中，用户只需要将这些数据导入PLM系统，就可以直接打开这些文件进行浏览和编辑。同时PLM系统还提供了强大的数据封装功能，包括ACDsee、MATLAB、AutoCAD等各类数据都可以被封装到系统之中。
此外，有些PLM系统比如Teamcenter还提供了JT中间文件格式，可以不打开UG等软件的情况下直接浏览工程图。使用人员还可以在JT文件上进行批注。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在某些企业进行软件封装的时候会碰到同样一个软件有好几个版本的问题。比如某些设计公司使用了不同版本的Autocad软件，这在封装的时候就会产生一些问题。一方面我们建议企业对于软件的使用要加强规范，保证企业使用的是同一个版本的软件。如果一定要封装，则有两个原则：一是尽量封装最高版本的软件；二是尽量封装在企业中使用最多的软件版本。
2.3.4产品结构和配置管理
产品结构和配置管理(Product Structure and Configuration Management)应是PLM的核心功能之一。作为产品数据组织和管理的一种形式，产品结构和配置管理以电子保险箱为底层支持，以材料清单(Bill of Materials-BOM)为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现对产品数据的组织、管理和控制。按照一定的规则向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述。通过建立相应的产品视图，产品的不同部门可以按其需要的形式对产品结构进行组织。而当产品结构发生更改的时候，可以通过网络化的产品结构视图来分析和控制更改对整个企业的影响。
产品结构与配置管理包括产品结构管理和产品配置管理两部分。其中，产品结构管理主要包括产品结构层次关系管理、基于文件夹的产品一文档关系管理和版本管理等。产品配置管理主要包括单一产品配置、系列化产品配置和产品结构多视图。基本功能主要包括：
(1)产品材料清单创建、修改与版本控制
(2)支持对产品文档的查询
(3)支持按部件查询装配的零件(子部件)和按零件(子部件)查询使用的部件
(4)支持材料清单的多视图管理
(5)系列化产品结构视图管理
(6)支持与ERP的集成
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在企业的不同部门以及产品开发的不同阶段，人们对产品配置结构的要求是不同的。比如设计阶段设计人员希望得到基于设计需要的产品结构配置，而制造阶段则需要给予装配关系的产品结构配置，还有采购阶段，采购人员希望得到按照采购要求定义的产品结构配置。因此，PLM软件必须能够拥有强大而灵活的产品配置功能，企业在实施的过程中也要协调好不同部门之间的利益关系。下图表示了设计部门和制造部门对同样的车型的不同产品结构配置要求。
图2.6 产品结构配置
2.3.5 工作流程管理
工作流程管理是协调企业组织任务和过程以便获得最大生产效率的技术。为了达到一定的目标，工作组中的人员按照一定的顺序动态完成一定任务的过程，称为工作流程。自动化的工作流程有助于工作组成员间共享和传递文档。一般的工作流程管理包括审批流程和更改流程管理，具有传送文档、发送事件通知和接收设计建议等功能，能够保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现在PLM项目实施中，对于工作流程的实施通常都是在保证企业需求的前提下尽量采用比较简单易行的流程。尤其对于具有一定创新性的制造型企业，产品数据的更新速度非常快，审批和更改流程的应用频率很高，由于流程是需要不同人员协同工作的，简单的工作流程将会使得员工的工作协同更加顺畅。
另外我们需要注意的是PLM系统中的流程是企业根据自身情况制定的，PLM系统中的模板通常并不适用于企业。PLM系统只是提供了流程管理的工具，企业在实施流程管理之前必须已经具备规范的工作流程，然后将流程移植到PLM系统中去，借助其提供的流程管理功能来进一步提高企业运作的效率。想通过PLM系统的实施来直接获得规范的工作流程的想法是不可取的。
2.3.6 分类及检索管理
PLM系统需要管理大量的数据，为了较好地建立、使用与维护这些数据，PLM系统应提供快速方便的分类和检索管理功能。分类管理是将全厂生产的所有零件按其设计和工艺上的相似性进行分类，并赋予一定的属性和方法，使用户能够在分布式环境中高效地查询文档、数据、零件、标准件等对象。分类功能是实现快速查询的支持技术之一。常用的分类技术有：使用智能化的零件序号、成组技术、搜索／检索技术、零件建库技术。
通过调研和对其他实施案例的研究，我们发现诸如泛亚、上汽工程研究院都是通过二次开发的产品属性表来实现对产品数据的分类。同时，系统管理员也可以根据企业的需要在PLM系统中自定义查询功能，建立基于针对公司二次开发的属性表的检索功能将能实现用户高效快捷的信息查询。
2.3.7 项目管理
在PLM系统中，项目是指某个工程围绕设计、生产和制造进行的所有活动的总成。所有的生产活动都是以项目为单位进行组织和管理，如汽车厂按汽车的型号组织生产，机床厂按机床的型号组织生产。
项目管理(Project Management)是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，项目运动状态的监视和对完成计划的反馈。项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理，包括项目自身信息的定义、修改以及项目相关的信息，如状态、组织等信息的管理。项目管理的内容应该包括项目和任务的描述、研制阶段的状态、项目成员的组成和角色的分配、研制流程、时间管理、费用管理、资源管理等。PLM系统中的项目管理为控制项目开发的时间和费用、协调项目开发活动和保证项目的运行提供一个可视化的工具。
2.3.8 用户化工具和集成接口
各企业的情况千差万别，用户的要求也是多种多样的，没有哪一种PLM系统可以适应所有企业的情况，这就要求PLM系统必须具有强大的客户化和二次开发能力。PLM用户化就是将信息技术与企业管理相结合，提供用户自定义增强功能并能够添加到标准的PLM系统中。现在大多数PLM产品都提供了二次开发工具包和集成接口。这些工具增强用户和管理员的功能，以及与其他应用集成，如Microsoft Excel和Word、MRP和基于Windows平台的CAD应用。PLM实施人员或用户可以利用这类工具包来进行针对整个企业个体情况的定制工作。
用户化工具在数据管理的需求进一步增长时具有很大弹性。PLM系统具有如下的用户化工具：
(1)应用程序接口(API)。
(2)内嵌的Visual Basic脚本语言。
(3)“向导”工具引导进行安装和系统设置，满足客户化要求，减少了编程的需要。
(4)多语言编辑器。
(5)窗体编辑器，用于灵活的窗体设计，以便于更改属性卡的外观以及设计新的属性卡。
(6)OLE(对象链接与嵌入)自动化功能。
另外，PLM系统涉及的大量原始信息来自不同应用系统。为了使得企业在不同计算机系统和应用系统之间进行信息交换，同时企业不同部门之间能够共享信息，PLM系统提供完善的接口实现PLM与应用系统之间的数据共享和交流。PLM系统提供的集成接口包括与CAD／CAM／CAPP的接口、与Office应用程序的接口、与MRP-Ⅱ和ERP的集成接口等。这种集成一般采用ODMA(开放式文档管理架构)技术实现。
2.4 PLM技术发展趋势
2.4.1网络技术在PLM系统中的应用越来越深入
基于网络平台和Java语言开发的结构灵活、用户界面友好的PLM系统已成为一种趋势。在PLM系统中通过Web实现全球化的信息查询、浏览、创建与更新已逐渐成为现实，并以此来支持全球化的虚拟企业的信息管理。
2.4.2 PLM与MRP的功能渗透
PLM与MRP分别服务于工程设计与生产制造。PLM系统源于洲CAM应用与工程设计的需要，管理的重点为工程信息。而MRP系统源于制造业的经营与生产活动的管理，包括经营、生产、物料需求的计划与制造资源的需求计划的管理。目前，二者之间通过互相集成，构成完整的企业信息系统。另一方面，二者之间也开始相互渗透。PLM厂商开始将工程BOM与制造BOM统一在PLM系统中进行管理，同时将经营计划、生产计划集成于PLM系统中，而MRP系统也在设法将PLM系统的功能集成进来。
2.4.3 成组技术在PLM中得到应用
成组技术，是在零件设计和制造中充分利用相似性原理将零件加以分类的方法。在PLM系统中，由于要管理的产品数据非常多，合理的分类就显得非常重要。电子仓库中各种信息的编码分类，零件库中零件族的管理，都要用到成组技术的原理和方法。
在PLM中，利用成组技术将具有同类性能特征的产品、相似结构的部件和零件进行统一管理，设计人员就可以迅速的找到需要的信息。例如由CAPP子系统生成的工艺文件提交到PLM系统中以后，PLM系统可以将相似的加工工艺存放在一起(当然这只是逻辑组织上在一起，物理上可以分散于各个地方)，这样，零件加工的安排、机床使用频率的统计等都可以从这些有效管理的工艺文件中得出。
在零件库中，零件分类存放，逐层组织，管理人员可以从整体上了解企业产品设计能力和加工能力。另外，随着数据量的增加，分类编码管理不但可以简化PLM系统的工作，而且往往还会产生意想不到的效果，例如：通过浏览产品类、零件族，可以启发设计人员改进原有产品，设计出全新产品。这也更是实施PLM系统，促进企业信息共享的又一大好处。
2.4.4 PLM向整体集成解决方案发展
正在走向成熟的PLM产业发展的一个总趋势是从强调单个特征和功能的“技术工具包"发展到强调“问题解决方案’’的系统和服务。基于Web技术的发展也是这种趋势的一部分。在这种趋势的影响下，许多PLM供应商的重点不仅发展自己的产品，而且还将大量的第三方软件集成到自己的产品中。实际上，PLM系统供应商的作用正在转向软件集成上来，将不同的软件解决方案集成在一起，形成一种可运行的PLM整体解决方案，已经成为这些供应商的主要增值方法。
2.4.5 PLM向全企业级方向发展
对于一些大型企业来说，希望PLM系统的功能覆盖整个企业经营范围。这时，集成式的解决方案对于整个大企业的数据存储和通信要求可能不是最佳的方案，这时需要的是一个企业级的PLM系统。
企业级的PLM系统包含一个核心的PLM程序，由它来协调所有的操作并提供基本的功能。这个核心程序通过局部数据管理器所包含的集成工具，将CAD／CAM、技术信息发布以及软件工程等各个应用系统连接起来，局部数据管理器用来在其独立应用范围内提供数据访问服务。
核心PLM程序、局部数据管理器以及集成工具共同构成了企业多级的PLM系统。企业级PLM系统具有各项作业全面协调和企业数据仓库的作用，与局部数据管理器相比，企业级的PLM系统具有更高级的过程管理、更大范围的数据共享和产品配置管理等更复杂的功能。
2.4.6 数据交换标准技术
PLM系统作为CIMS系统集成的框架，它需要实现各种功能的集成，包括运行环境集成、信息集成、功能集成、技术集成以及人员和组织的集成等，但其核心是信息集成。PLM系统面对的是CAD／CAPP／CAM、MRPⅡ等系统所产生的数据的管理，由于各应用系统中各种对象描述采用的标准不同，造成系统间互不兼容，解决的办法就是采用统一的数据交换标准，将各系统中的共同信息提取出来，使用标准数据格式表示，保证数据一次输入，多次使用，以达到系统集成的目的。
现在的PLM系统，对CAD、CAPP、CAM产生的数据分别管理，如果CAPP、CAM系统需要CAD中的零件设计信息，就必须通过一定的数据格式转换接口才能得到，如图2.8所示。采用统一的数据格式，CAPP、CAM可以直接获得所需的数据，而不必进行转换。这样不但减少信息的重复输入，而且使得各系统的集成更加紧凑合理。目前，支持产品数据共享的国际标准主要是STEP，但这一标准现在还不能覆盖PLM系统所有的内容，有待进一步研究和完善。
图2.7 通过数据接口集成
2.5 小结
产品生命周期管理是企业信息化的关键技术之一，通过PLM实施可以提高企业市场竞争力，提高产品的质量和开发效率。完整的PLM系统框架应当包括系统服务层、应用服务层、应用功能层、用户应用层等4层结构。它是一个采用了CORBA和WEB等技术的应用集成平台和一套支持复杂产品异地协同制造的，具有安全、开放、实用、可靠、柔性等功能，集成化、数字化、虚拟化、网络化、智能化的支撑工具集。
一个成熟的PLM系统能够提供诸如电子数据存储和管理、电子保险箱及权限控制、支持多种文件格式、产品及产品结构管理、工作流程管理、分类与检索、项目管理、集成接口等功能。
PLM在全球范围内是一个新兴的不断发展的概念，随着企业应用的深入，PLM的技术也得到的不断的发展。越来越广泛的Web的应用环境，数据库技术的不断发展，数据交换标准技术的完善等都大大推动了PLM的应用与发展。同时，随着企业PLM应用的增加，PLM软件的功能得到了不断的丰富，应用的领域也从传统的机械、电子、汽车、航空企业拓展到消费品、建筑、医疗等其他领域。
PLM系统提供的产品生命周期管理系统是电子商务整体解决方案的6个核心内容CRM、SCM、ERP、电子交易(E-Commerce)、智能商务(BI)、产品生命周期管理(PLM)之一。相对于其他信息化概念，PLM着重于通过对企业信息的有效管理和对企业智力资产的有效继承来提高企业的开发创新能力，对制造型企业来说，PLM应用实施将是整个企业信息化改革的核心。
