结构工程全生命周期监测监控探测与河长制信息化监测管理技术研究

【案例研究】无锡高科“智慧环保系统”:创新构建环保大数据监测网
环境监测监控信息化和环境管理智慧化是生态文明建设的重要内涵。无锡高科物联网科技股份有限公司融合物联网、大数据、云计算等先进技术,创新感知互动、网络传输、基础支撑、智慧应用四个层面建设,实现管理数据化、数据资源化、资源智慧化,建成了具有自主知识产权的“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程。该示范工程得到了国家环保部、发改委、工信部的共同支持,覆盖了无锡90%以上重点污染源,未来将通过环保部推向全国,为保护环境提供新的解决方案。
三部委支持无锡先行先试“物联网+环保”
当前,我国环境问题突出,雾霾、污水、噪音等已危及生命健康和社会可持续发展。2015年初,新修订的《环境保护法》正式实施,被称为“史上最严的环保法”。
地处太湖流域核心区域的无锡市境内水网密布,是江苏省林地面积最大的地市,但钢铁、纺织、化工等在产业结构中占比较高,对环境造成压力。
借助物联网产业优势,无锡市已经建立基于物联网的太湖蓝藻、雾霾治理项目,但尚未形成全方位、全天候的环境预警和污染防控体系。
2013年,国家环保部开展基于物联网的“智慧环保”工程建设。无锡市是物联网产业的领军城市,积累了基于物联网治理环境的经验,是国家环保部实施“智慧环保”工程的优先试点城市。
在无锡市政府和无锡物联网产业研究院的努力下,由无锡高科物联网科技发展有限公司(简称“无锡高科”)研发建设的“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程成功列为国家环保部环保物联网应用示范项目、国家发改委物联网示范项目、工信部物联网专项资金支持重点项目。
无锡高科总经理汤浩说,作为国家层面的示范工程,我们努力创新突破,做好标准、技术、平台、应用等顶层架构设计,探索环境治理的新路径,为“物联网+环保”推向全国提供借鉴。
“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程2015年3月正式启动建设,总投资3200余万元。示范工程基于“共性平台+应用子集”的建设模式,应用物联网相关先进技术和手段,从环保物联网的感知互动层、网络传输层、基础支撑层、智慧应用层等层面开展研发建设。
在感知互动层,应用计算机控制技术、通信网与互联网技术、智能运算技术、海量数据挖掘技术、传感器、传感器网络技术、射频识别技术、二维码技术等,全面感知环境要素信息,构建涵盖空气质量、水环境质量、污染源等全方位、全覆盖的生态环保物联网监测体系。
在网络传输层,采用固定接入网络、移动通信网络、Mesh网络、宽带无线接入网络、低功耗无线传感网、多网融合等,实现网络数据传输,为远程感知设备的数据传输提供质量和安全性的技术保障。
在基础支撑层,基于web服务的数据共享应用模式、Arcgis Server构建的空间数据服务平台和三维虚拟现实技术,建成环保物联网业务支撑平台,实现环保基础数据、环境质量数据等5大类数据的集中整合与共享应用,形成环保“大数据”。
在智慧应用层,基于Portal门户和B/S模式的系统架构,建成环境风险防范与应急指挥等4大智慧应用系统,实现环保物联网业务数据的智能分析、挖掘,为环境风险防范与应急指挥、总量减排任务决策规划、环境空气质量预测预报、环保物联网系统运行效率评估控制等工作提供技术支撑。
目前,“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程建设已近尾声,完成了“一平台、一中心、四标准、二十四应用”的开发,即智慧环保云支撑平台、生态环境物联网监控中心、《环保物联网—环境质量自动监测(控)通讯传输技术规范》、《环保物联网—环保业务系统接口规范》、《环保物联网—环境信息资源目录技术规范》、《环保物联网—环境自动监测设备质量控制体系规范》四大标准、环境空气质量预测预报等24个智慧应用系统,可全面感知和动态监控无锡全市主要环境要素及环境风险源,科学解析和预测环境发展趋势,率先实现了监测监控的现代化和环境管理的智慧化。
构建新型生态环境监控体系
在无锡市地表水水质自动监测梁塘河站,距离监测站不远,一个箱子漂浮在梁塘河水面上。监测站维护工程师江东敏说,箱子里的潜水泵将河水抽到站内,沉淀过滤后,经不同管道进入相对应的分析仪器内。
梁塘河监测站内共有8台分析仪器,检测项目包括总磷、总氮、生物耗氧量、氨氮、酸碱度、溶解氧、叶绿素a等。每台分析仪器上都装有试瓶,过滤的河水与化学试剂在此自动搅拌反应,约1小时后,检测的数值传输到数据采集仪器内,再经无锡高科制定、扩展的HJ-212环境质量传输协议送到数据中心。
无锡高科智慧环保项目经理许秋飞说,“管理数据化”的第一步是数据真实性。水质监测全程均为设备仪器自动完成,无法人为参与采集,避免出现数据造假,为环保部门执法、决策提供可靠依据。
无锡高科为每台检测仪器设定对比参数,绑定到实际采集数据传输系统,同步传输到数据中心。如果检测的实际数据明显低于对比参数,很可能遭到人为篡改。
例如,环保局规定的水质化氨氮上限为35mg/L,如果人为篡改,把小数点向前移动一位或两位,当天排放的氨氮量为40mg/L,但传输到数据中心的数据却为4 mg/L甚至0.4 mg/L,明显低于对比参数,环保工作人员便可据此前往企业检查设备仪器是否异常。
许秋飞说,环境监控牵涉水利、环保、国土等多个政府职能部门,将各部门环境管理行为转化成可用、有效的数字化信息,打通各部门之间数据对接,是“管理数据化”的重要一环。
在无锡高科生产环境物联网监控中心,系统显示屏幕上一张布满小箭头的无锡市地图十分抢眼。许秋飞说,这张地图囊括了无锡市区镇三级管辖的所有河流。我们汇集了水利、工商、环保等部门相关数据建立模型,所有河流流向、污染源资料、水质监测等内容在一张图上便可清晰呈现。
鼠标指向地图上的一个箭头,跳出的对话框显示“江阴新侨污水处理有限公司”的基本信息和监测数据,包括排口名称、所在位置、排水渠、监测时间、废水排放量、COD浓度及标准等。如果这条河流排放超标、发出报警,直接点击整条河流,所有向该河流排放的企业全部显示出来,哪家企业排放超标就会冒红圈,可立即锁定。不仅如此,排污超标的项目、次数及时间等历史数据也可快速查阅。
据了解,“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程数据采集点包括23个空气站、79个水站、18个浮标站、4个噪声自动站、170个摄像头、348个污染源、650个放射源、3163家固废单位,每天感知传输的环境数据量达300G。
“数据资源化”是“感知环境、智慧环保”示范工程的另一大亮点。无锡高科以信息资源目录为驱动,统一数据的定义、编码、调用,并基于因果关系、从属关系等特征,建立各应用系统数据之间的关联关系,实现“一数一源、一源多用、多源共享”,编制形成9大类8要素7层级的资源目录体系,被称为“环保数据字典”。
例如,“环境质量信息”目录下分为“环境功能区划”、“环境质量数据”、“环境质量报告”、“其他环境质量信息”四个子目录,每个子目录下又根据具体检测内容细分。“环境质量数据”子目录下的“水环境质量数据”一项,就根据水体又细分为“江河环境质量数据”、“湖泊、水库环境质量数据”、“地下水环境质量数据”、“饮用水环境质量数据”等内容。
许秋飞说,每项资源都有一个编码,环保部门在决策时,只要定位编码便可快速查阅所需数据,对症下药。
依托庞大的数据资源,无锡高科通过业务重构、流程再造与制度创新,以排污许可证为核心,建立了涵盖无锡全市30811家企业的“一证式”管理系统,进一步提高环保部门工作效率。
“一证式”管理系统串起污染源全生命周期每个节点的管理要素,形成“一源一档”动态管理档案,整合共享污染源信息的,实现全程可监控、进程可追踪、异常可预警。
围绕该证,环保部门可查看企业所有环保相关资料和数据,包括所属行业、机构代码、生产地址、环评单位、设备数量、用水用电、原料使用量等。
无锡高科还利用数据挖掘及大数据等先进智能化技术,实现“资源智慧化”。
目前,“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程已经支撑“智能化业务视图”与“智慧化决策视图”两大智慧应用。其中,“智能化业务视图”实现“多维度,可拖拽”的统计操作方式,让环境决策者可立体审视数据的变化规律,识别数据的异常;“智慧化决策视图”通过数据建模技术,建立符合环保应用的数据模型,结合GIS平台形象、直观的展示模型的输出结果。
示范效应初显,未来市场规模超亿元
截至目前,“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程已经集聚了全国近10家优质环保信息化供应商的参与,吸引国家环境保护物联网技术研究应用工程技术中心在无锡的落地,建立了汪尔康院士工作站,促进了环保物联网产业标准联盟的成立,并初步形成传感器研发生产—数据采集传输标准制定—数据平台开发—数据分析应用—决策反控的“产、学、研、用”的完整产业链,形成了示范效应。
汤浩说,作为国家环保部、发改委和工信部三部委示范工程项目,我们将通过环保部把“感知环境、智慧环保”项目的成果和模式在全国各地复制推广,帮助目标地区建立成体系的环境管理手段。
无锡高科将以提供服务的模式推广项目成果:一是提供咨询服务,即向环保物联网建设单位、承建单位提供环保物联网应用项目的咨询与设计服务;二是提供数据及应用产品服务,如面向科研机构提供数据信息服务,或者基于环保大数据挖掘提供环境质量综合报告、灰霾成因分析、污染综合防治决策措施、污染应急调控方案、环境治理规划等分析服务。
汤浩说,“感知环境、智慧环保”无锡环境监控物联网应用示范工程建设工作没有全部结束,尚未产生直接经济效益。未来该项目在全国推广后,预计每年产生的收益可超1亿元。(案例研撰:中国经济信息社分析师孙寅)
企业简介:无锡高科物联网科技发展有限公司成立于2010年,为国内知名物联网企业感知集团下属公司。无锡高科立足无锡、辐射长三角,依托独立的技术研发和工程团队,致力于物联网技术领域,提供行业解决方案和软件平台,覆盖智慧环保、智慧交通、智慧安防、智慧电力、智慧安监等业务。感知集团是国内最早专注于物联网及相关领域研究的领先创新团队,致力于物联网理论研究、关键技术攻关、标准化制订、产业化推进。成立以来,感知集团在产业化、市场化及资本运作领域迅速推进,已建立13家全资或合资公司。
案例简介:无锡高科物联网科技发展有限公司研发建设的“感知环境、智慧环保”无锡监控物联网应用示范工程按照“物联网+环保”的建设思路,融合大数据、云计算等先进技术,以“全面感知、标准引领、平台支撑、智慧应用”为顶层设计架构,基于“共性平台+应用子集”的建设模式,全面感知和动态监控环境要素、污染排放要素及环境风险要素,建成囊括环保基础数据、环境质量数据等5大类的环保大数据,并利用大数据挖掘技术,为环境风险防范与应急指挥、决策规划等提供支撑,有效探索监测监控现代化和环境管理智慧化的新解决方案。
来源:中国经济信息社江苏中心
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产品生命周期管理(Product Life Management,PLM)
  所谓产品的生命周期,就是指从人们对产品的开始,到产品淘汰报废的全部生命历程。是一种先进的思想,它让人们思考在激烈的市场竞争中,如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本。
  是PLM的主线。通过对产品生命周期的分析,可以了解到PLM都需要管理哪些阶段、哪些内容,以及需要提供哪些功能。
  CIMData认为,任何的产品生命周期都是由、产品生产和运作支持这三个基本的紧密交织在一起的生命周期组成。
  (1)产品定义生命周期
  该阶段开始于最初的客户需求和,结束于产品报废和现场服务支持,产品定义作为企业知识财富,定义产品是如何设计、制造、操作和服务等信息的。
  (2)产品生产生命周期
  该阶段主要是发布产品,包括与生产和销售产品相关的活动。ERP系统是企业在该阶段的主要应用。该周期包括如何生产、制造、管理库存和运输,其是物理意义上的产品。
  (3)运作支持生命周期
  该阶段主要是对企业运作所需的、人力、财务和(制造)资源等进行统一监控和调配。
  上述每一个生命周期都包括相关的过程、信息、业务系统和人来实现相关的商业功能。而PLM系统的目的就是对这些过程、信息、系统和人进行协调和管理,实现这三个阶段的紧密协作和通讯,将企业知识财富(产品定义)通过企业支持转变为企业的物理资本(产品)。
  以带动工业化是中国制定的一个为期50年的长期。
  在中国加入以后,西方经济低迷,神州一枝独秀,中国正在迅速成为世界的中心。在的压力下,中国的制造业企业面临更加激烈的市场竞争。君不见,满街跑的“国产”汽车多数打着国外的;国内的家电企业正在被外方索要巨额的专利费……。提升企业的已经成为企业首要的任务,而实现首要任务的有效途径之一就是加快企业的信息化进程,依托信息化的手段,研发出更新更好的产品,有效地增加收入和降低成本。因此,近一两年来,企业信息化正在成为企业行动的目标和市场上时髦的词汇。
  企业信息化,特别是制造业企业信息化,无论你、组合,剖析、,或是以你想要的任何方式来评估、定义它,最终,企业信息化尘埃落定为四个主要的业务领域,由四种主要的IT信息系统所代表。它们是:(ERP)系统,(SCM)系统,(CRM)系统和产品生命周期管理(PLM)系统。这四种的有机结合应用,构成了企业信息化的重要组成部分。企业可以根据自身的情况,面向某类特定的业务问题,选用一种或几种系统来构建自己的企业信息化框架体系。那种认为企业信息化就是实施ERP系统的观点是十分片面和有害的。
关于PLM不同的观点
  如何定义PLM是一个十分重要的问题。这有助于市场对PLM的理解,有助于在制造业客户群体里推广PLM的使用和实施。但是,令人遗憾的是,由于PLM是一个发展很快、比较新的信息化领域,关于这一方面的研究成果还不多,而且正在从事这方面研究的一些的、厂商彼此之间还有一些不同的见解,因此并没有一个公认的对PLM的定义和诠释。本文列举出一些著名的咨询公司给出的论述,希望读者能仁者见仁,智者见智,从中汲取一些对自己的有益的观点和思想。
  1.的观点
  PLM是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案,把人、过程和信息有效地集成在一起,作用于整个企业,遍历产品从概念到报废的全生命周期,支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。
  PLM为企业及其供应链组成的框架。它由多种信息化元素构成:基础技术和标准(如、视算、协作和企业应用集成)、信息生成工具 (如MCAD、ECAD和技术发布)、核心功能(如、文档和、和)、功能性的应用(如配置管理)以及构建在其他系统上的商业解决方案。
  2.的观点
  PLM是覆盖了从产品诞生到消亡的产品生命周期全过程的、开放的、互操作的一整套应用方案。建设这样一个企业信息化环境的关键是,要有一个纪录所有产品信息的、系统化的中心产品数据知识库。
  这个知识库用来保护数据、实现基于任务的访问(如经常使用的三维视算功能)并作为一个协作平台来共享应用、数据,实现贯穿全企业、跨越所有的数据访问。PLM的作用可以覆盖到一个产品从概念设计、制造、使用直到报废的每一个环节。
  3.的观点
  PLM是一种极具潜力的商业,它专注于解决企业如何在一个的基础上,开发和交付创新产品所关联的所有重大问题。
  PLM包括了充分利用跨越供应链的产品智力资产来实现的最大化,改善产品研发速度和敏捷性,增强交付客户化和为用户量身定做产品的能力,以便最大限度地满足客户的需求。
  以PLM为核心的企业信息化要突出可持续发展的,要支持,要充分利用企业的智力资产。企业组织和实施PLM战略的总体框架是围绕着六个主要的需求来构造的,简称为“PLMACTION”。这六个需求是:
调整(Alignment)——平衡企业信息化投资花费,增加对PLM的;
协同(Collaboration)——与业务伙伴交换洞察力、想法和知识,而不是CAD数据;
技术(Technology)——获取新的技术来建立智力资产生态系统;
()——开发客户驱动的、行业“杀手锏”类的创新产品;
机会(Opportunity)——致力于跨学科的集成,追求产品的新的生命周期机会;
智力资产(IntellectualProperty)——把产品知识作为战略财富加以对待和充分利用。
  4.的观点
  PLM是一种技术辅助策略,把跨越和不同用户群体的那些单点应用集成起来。与ERP不同,PLM将不会成为与某一软件厂商紧密集成的系统,PLM不会废止已有系统,它将使用流程建模工具、可视化工具或其他协作技术加上一定的语义集成来整合已有的系统。
  在由AMR主持的一个名为“PLM应用报告”的详细研究报告中,在解决方案分类里面,把PLM的内容大致分为四个应用部分:
  (1)产品数据管理()起着中心数据仓库的作用,它保存了产品定义的所有信息。从这些中心仓库,各类的与研发和生产相关联的材料清单()。
  (2)协同产品设计()让工程师和设计者使用CAD//软件以及所有与这些系统配合使用的补充性软件,以协同的方式在一起研发产品。
  (3)管理()是一套工具集,它为管理产品组合提供决策支持,包括新产品和现有产品。PPM工具集有三个部分:用于日常工作任务协调的;用于一次处理多个项目的纲要管理;用于理解产品如何共存于市场的组合管理。
  (4)客户需求管理()是一种获取销售数据和市场反馈意见,并且把它们集成到和研发过程之中的软件。正如在名称上所体现的,它是一个分析工具,可以帮助制造商开发基于客户需求、的产品。
  当然,只由这四个部分还不足以组成PLM。这只是PLM四个主要的应用部分。
  5.的观点
从上说,PLM是一个以产品为核心的商业战略。它应用一系列的商业解决方案来协同化地支持产品定义信息的生成、管理、分发和使用,从地域上横跨整个企业和,从时间上覆盖从产品的概念阶段一直到产品结束它的使命的全生命周期。
从数据上说,PLM包含完整的产品定义信息,包括所有机械的、电子的产品数据,也包括软件和文件内容等信息。
从技术上说,PLM结合了一整套技术和最佳实践方法,如、协作、、视算仿真、、零部件供应管理以及其他业务方案。它沟通了在延伸的产品定义供应链上的所有的、转包商、外协厂商、合作伙伴以及客户。
从业务上说,PLM能够开拓潜在业务并且能够整合现在的、未来的技术和方法,以便高效地把创新和的产品推向市场。
从发展上说,PLM正在迅速地从一个转变为竞争必需品,成为企业信息化的必由之路。
PLM的业务增长潜力与效益
  据一些世界知名的咨询公司的分析报告显示,发达国家的制造业企业在IT应用系统上增长最快的是PLM,市场反响的热度和也都超过了 ERP。Aberdeen公司提出了一个大胆的预测,全球PLM市场将以每年10.9%的高速增长率,由2001年的33.8亿,而在2005年增至为51.2亿美元。其有赶超ERP的势头。
  来自Aberdeen公司的分析显示,企业全面实施PLM后,可节省5%~10%的,提高库存流转率20%~40%,降低开发成本 10%~20%,进入市场时间加快15%~50%,降低用于方面的费用15%~20%,降低10%,提高生产率25%~60%。
  从实施了EDSPLM解决方案的一些客户的实例中,也印证了这样的分析和预测:
  通信设备厂商,实现了在全企业内的简便性,减少了50%~75%的创建和维护BOM的时间,CAD的BOM实现100%准确,降低了38%的工程更改、评估和批准的平均时间;
  汽车厂商,仅开发蒙迪欧一款车,就节约了两亿美元,开发周期缩短13个月,设计工程效率提高25%;
  计算机硬盘厂商,数据存取时间从几天减少到几分钟,ECO时间从一周减少到一天,全球共享数据跨越从北美、欧洲到亚太(包括中国),惠及和合作伙伴;
  航空轮胎厂商,用一个企业信息化系统取代原有40多个系统,由4200个用户使用自动化的产品开发流程,在单一的Web界面下,实时获取原有系统和新的数据。
  PLM所具备的以下关键特性:
  (1)一项企业信息化战略
  它需要从企业战略层角度来规划+PLM系统,包括其体系、工具和实施方法等。
  (2)PLM的范围
  其范围跨越企业或扩展企业,从产品概念产生到产品消亡和回收的所有产品
  (3)PLM的管理对象是产品信息
  这些信息不但包括产品生命周期的定义数据,同时,也描述了产品是如何被设计、制造和服务的。
  (4)PLM的目的
  都是通过信息技术来实现产
  品生命周期过程中协同的产品定义、制造和管理。
  (5)PLM的实现途径
  都需要一批工具和技术支持,并需要企业建立起一个信息基础框架来支持其实施和运行。
  (6)PLM的功能是对产品信息的管理
  负责由CAD、CAM、CRM等应用工具所产生的产品信息进行获取、处理、传递和存储。
  一套高效、完善的PLM解决方案能让企业建立详细、直观和可行的数字化产品信息;及早综合各个参与者的信息,从而发现和解决关键问题;对交付生产、更改控制和配置管理等关键过程进行控制,并使之自动化。
  从企业实施PLM的全局来看,PLM具有这样一些功能:
构建完整的数字化产品数据模型和安全的产品信息库
实现产品开发过程的自动化,由工作流和生命周期驱动
为所有用户提供独立于CAD系统以及基于Web的2D和3D产品插件功能
使用基于角色的Web访问功能来获取产品和过程信息,具有基于事件的提示功能
项目和计划的管理与协作
对过程和活动监控及改进的分析和报告
更改、配置和过程的最佳方法
零件和设计的参数化搜索,最大程度实现设计重用
用于制造业设计和采购的制造协作区
对机械CAD、电子CAD、ERP、CRM、等企业应用系统的集成
核心创造、协作和控制功能
  如果没有一个集成的基础结构通过提供广义企业协作功能,把(CAD)和产品数据管理()等传统的数字化产品解决方案整合起来,促进创造、协作和控制这三项相互依赖的功能之间的协同,制造商就不能有效地优化他们的过程。
  PLM通过三项主要且相互依赖功能之间的配合来优化数字化:
创造——获取并挖掘思想和知识财富,并把它们融入到数字化产品中,使其能够提供关于、外观和性能的可行性、交互和直观的表示。开发过程早期,“创造”非常关键,而且在更改时,它仍然很重要。
协作——与产品开发中的其它参与者,以便不断获得创造性的信息,并在极易对设计进行更改的早期发现和解决问题。
控制——为了确保产品开发过程能尽快带来成果,确保协作者在不同阶段不断趋向一致、最终在设计发放时达到完全统一。
  文档文件管理和储存能让用户按照多个版次级别、各种格式编制和管理包含多个文件的复杂出版物,引用外部管理的转载文件。核心功能包括数据仓库的检入和检出、版本控制和历史记录管理。
  一体化搜索引擎作为一种执行快速且简单的跨系统查询方法(假设一套广义企业解决方案中有多个不同的数据库),它结合了标准的Web搜索引擎技术。该能让用户快速找到企业中几乎所有类型(例如:零件号、ECOS、文件等)的产品信息,而不考虑它们的结构或位置。
  生命周期管理把产品生命周期定义为一组连续阶段,它可以确定对象目前所处的阶段和对象进入下一个阶段必须满足的关口条件。通过把工作流过程与生命周期阶段和条件关联起来,它能让生命周期管理的对象自动完成它们的生命周期。这种工作流支持的生命周期自动化过渡可以提供高额生产利润。
  能让用户在一个灵活的过程管理构架中,积极指导和监控他们的独特业务过程,以便提供先进的产品、缩短上市时间和降低开发成本。样品工作流模板有助于快速定制和部署通用业务过程。
从生态系统看PLM
  PLM是一种对过去和现在的那些行之有效的技术、系统、流程、实施方法论和企业智力资产的继承与集成,在正确的思想和商业原则指导下,将其提升为符合企业实际情况的解决方案,让企业信息化变得更加现实和更容易实施。它不应该被理解为是由多种CAX加上PDM系统撮合到一起的所谓“集成” 系统。
  思考和PLM的合适方式是在一个闭环的智力生态系统中考虑它的角色以及与其他系统的关系。
  所谓生态系统,是指在一定的空间内,所有的生物和非生物成分(如阳光、空气、水、无机盐、动植物、微生物等)构成了一个互相作用的综合体,形成一个动态系统。通过系统内部能量的流动形成一定的营养结构、保持生物多样性和物质循环。
  之所以说PLM是实现企业信息化的基础,是因为它也可以构成一个类似于自然生态系统的“PLM生态系统”。
  PLM生态系统是一个包含有外部过程(来自ERP、SCM和CRM的)并形成产品生命周期内上下游充分利用产品知识的自循环体系结构。在这个系统里面,有其自身的良性结构、有不同系统的相互作用、有信息的加工与流动、有自学习的功能、有知识的提炼,所有这些,构成了一个稳定的PLM生态系统。
  人们早就注意到系统的集成问题,但是,更多的集成工作内容是实现数据的传递和转换,且传递的数据是静态的而非动态的;传递的方式是迟滞的而非实时的;传递的数据是机械式的累积而非精炼后提升的信息和知识。最关键的问题是,在系统彼此连通的基础上,这些信息和知识没有有规律地、有组织地在一个内涵更广泛的“生态系统”内畅通地循环流动起来、增值起来、再利用起来。比如,从产品生命周期下游获得的经验、知识,可以及时反馈到生命周期的上游,在一个更高的起点上,支持新的,为企业带来更大的效益。
15种入门方式
  我们已经认识到,只有PLM可以最大限度地实现跨越时空、地域和供应链的信息集成,在产品全生命周期内,充分利用分布在、、SCM 等系统中的产品数据和企业智力资产。因此,PLM系统的价值取决于在企业内能否与ERP、SCM、CRM集成使用,组成PLM生态系统。由于企业各自的特点和问题不同,在实施PLM系统时也不必要求四个系统全部一齐上马,合理的方式是针对企业具体需求,为其提供系统组合的入门方案,“统一规划,按需建设,重点先行”。
  从应用的目的上说,建设以PLM系统为核心的企业信息化系统,大致有三大类15种入门方式可供企业选择。
  1.以企业资源规划为基础
  ①与产品数据管理
  这是广为使用的PLM应用思路之一。例如在规定的时间内制造某种设备,从系统中提取材料清单(BOM),来决定什么样的装配必须自行创建,什么样的材料必须外购。这样比较好地解决了工程BOM和制造BOM的沟通问题。
  ②与项目管理
  在做日常工作的协调与管理时,需要调用企业内可用的资源(例如人员和时效性等)数据。
  ③采购与项目管理
  企业建造某种设备时,通常需要购买原材料,需要生成的能力。这个订单可以与联系起来。
  ④财务与项目管理
  项目管理是监测预算并实现跨项目预测的一种软件工具。它提取每一个项目的并检查当前成本是否与预期的成本相符?时间表是否与所有的项目进度相符?
  ⑤与工程
  为了有效地沟通从工程研发到车间工作面的工程变更指令(ECO),产品数据需要在制造和PMD系统(经由CAD系统)之间流动起来。这将有助于减少不合格的零件生产。
  2.以供应链管理为基础
  ①供应链规划与产品数据管理
  在企业对企业的工程变更指令管理中,主要目标是揭示在供应链上隐藏的成本。制造商需要把它的PDM系统与供应链规划系统连接起来,以便沟通某个 ECO的细节,由此可以更好地预见这个ECO在供应链上对下游的影响。一个ECO的来自对存货、制造、供应链规划和客户服务的不连贯。通过连接 和PDM,制造商可以生成“whatif”设定方案,来决定引入ECO的最佳时间。
  ②生产规划与项目管理
  在企业已经规划的各种项目中,企业可以从中提取数据,并运行,以便在实际的瓶颈发生之前确定其位置。这将帮助制造商合理地,并基于总体的成本,决定在哪里制造产品更好。
  ③资源获取与产品数据管理
  当原设备制造商打算提出一个建议需求时(RFP),它应该尽可能详细地制定出产品定义。通常情况下,这个信息通过SCM或(SRM)系统是无法获得的。所以把资源获取与PDM集成在一起成为解决问题的关键。
  ④资源获取与协同产品设计
  由于在资源获取过程中可以提供完整的产品定义信息,那么协同的产品设计就成为切实可行的事情。当一个外协供应商被邀请来参与一个投标项目时,可以把其标准件的资源信息与其PDM系统连接起来,它不仅可以投标于标准的零部件,还可以结合自己所拥有的独特技术和客户的性能指标要求,把自己特有的制造能力结合到产品设计中去。这样,OEM厂商在产品设计期间也共享了外协供应商的,并从中获益。
  ⑤与产品组合管理
  当一个新产品时,将会引发一定数量的产品零部件的调拨或拆分。有了来自的数据,企业可以把这些数据输入到需求预测中,并在它们的产品组合中,获得对各种产品更准确的市场表现评估。
  3.以客户关系管理为基础
  ①市场分析与产品组合管理
  当计划启动一个新产品上市时,市场分析软件要调用来自产品组合的所有本公司产品信息,并以此决定新产品如何与现有产品相适应,是否要调拨使用其他零部件。
  ②客户服务与产品数据管理
  对于制造商来说,把历史与产品数据管理起来是十分重要的,甚至某些来自客户服务的信息可以直接结合到产品设计中去。大多数制造商都证实,在其产品服务部门里,有大量对产品设计有用的信息,但是工程设计部门的人往往不知晓这些信息。
  ③与项目管理
  来自项目管理的预测数据可以与销售和市场环节连接起来,以实现“可行承诺”式的生产制造。在的环境中,过量地承诺客户对企业来说是毁灭性的。企业要实现准确的销售预测,必须十分依赖于来自正在执行中的项目的实时信息。
  ④客户关系管理与客户
  客户需求管理是提取销售数据并把它们集成到开发过程中的软件,所以与CRM的集成是至关重要的。以下的例子都用到了销售数据:其一,的制造商把顾客的需求信息反馈到工程开发环境中,实现客户化设计;其二,按单配制的制造商使用销售数据来生成销售指南,让客户可以按预先设定的配制来购买产品;其三,在批处理(例如消费品)中,电子的销售数据被用于价格敏感模型和效用分析。
  ⑤与产品组合管理
  产品组合管理是负责分析产品如何在市场上存在的软件,它需要使用诸如专利、规则需求、测试以及各种等信息。从这个意义上说,产品组合管理可以被视为企业智力资产的集散中心。
  需要指出的是,这15种系统的组合,只是在应对企业常见问题的情况下提供了企业信息化的一些思路,并不是说某两三个系统简单叠加就等于建立了PLM系统。
产品链接EDS的PLM解决方案
  EDS的PLM解决方案由Teamcenter、NX、eFactory等一系列软件组成,其中的Teamcenter系统是一个内容十分全面、完全基于标准的纯Web体系结构的PLM解决方案。在过去数年中,Teamcenter已经在全球数百家企业实施了约20万套用户许可证,绝大部分都取得了成功。因此,EDS的PLM系统,在业界被称做“经过验证”的、成熟的PLM系统。
  Teamcenter具有的两个最关键的功能:其一是统一管理整个产品生命周期;其二是面向航空/国防、汽车供应商、高科技/电子、日用品行业的即装即用的专项。
  统一的产品全生命周期管理
  Teamcenter涵盖了产品的全生命周期,其效用体现在以下几个方面:
  在产品生命周期的早期阶段,为企业优化产品的需求定义、概念设计及过程,旨在降低成本,提高产品生命期的生产力。
  在产品生命周期的中期阶段,让企业能够充分利用现有的智力资产,迅速进行产品的变型、引伸和改良,以[[完全创新的产品研发让企业不断赢利。
  而在产品生命周期的后期阶段,衍生和定义出新的用途和使用方法,力图进入新的销售市场,提供数字化的服务与维修,尽量减少维修成本,从而延长产品的生命周期,让企业尽量延续获利。
  传统上,在企业与其供应商及客户之间、企业中异构的应用系统之间、产品生命周期内不同的阶段之间、分散在不同地点的产品生命周期的参与者之间都存在着信息交换的诸多障碍。的不通畅严重地影响着企业的研发和。
  由于Teamcenter解决方案采用了J2EE、Microsoft.NET框架、UDDI、XML、SOAP、JSP、.JT以及纯Web 体系等先进技术,因此Teamcenter支持在产品生命周期中不同阶段之间相互交换和管理BOM表,从而将整个产品生命周期统一起来。这种不同阶段之间的产品信息无缝交换,使得企业能够消除地理、部门和技术的障碍。
  在这个协同环境中:
所有参与产品生命周期的人员都能共享各种产品信息;
生命周期的参与者能够彼此进行实时的协作交流;
能够连接企业异构的应用系统,并使它们的产品数据同步;
支持企业整个产品生命周期中的流程持续运转。
面向行业的即装即用解决方案
  EDS的解决方案提倡行业的针对性和实用性。针对某个行业,一旦明确了它的,总结了最佳实践经验,EDS公司就能根据此行业特定的需求,提供满足行业需求的、经过预先配置的、具有即装即用功能的Teamcenter行业解决方案。这些行业解决方案融合了行业惯例、行业最佳经验、大众术语以及该行业用户日常所熟悉的文档和报表格式,特别是提供了经过验证的行业模板与成熟的流程,容易实施且见效快,为广大行业用户喜爱和接受,并且以最快的速度为企业获取效益与回报。
  目前EDS提供的行业解决方案包括以下一些:
Teamcenter航空及国防解决方案
  面向航空和国防领域的企业,快速满足该领域企业进行、管理复杂的产品结构与配置、支持集成项目团队的特定需求;
Teamcenter汽车供应商解决方案
  面向汽车供应商,在同时与多家OEM的多个车型进行合作的情况下,满足OEM对零部件以及系统级汽车产品整件的复杂合作需求;
Teamcenter高科技/电子解决方案
  支持高科技/电子产品领域的OEM厂商与其供应商进行协作,以成熟的现有流程实现产品的快速变形与创新,满足这一行业异常激烈的特殊竞争需要;
Teamcenter日用品解决方案
  支持日用品/家化用品的OEM厂商管理自己的(如配方、、工艺等),不断地利用和提升产品知识,以最快的速度向市场推出创新产品。
  在、、以及PLM这四个系统中,PLM的成长和成熟花费了最长的时间,并且最不容易被人所理解。它也与其他系统有着较大的区别,这是因为迄今为止,它是惟一面向产品创新的系统,也是最具互操作性的系统。例如,如果企业为了制造的用途,使用PLM软件来真正管理一个产品的全生命周期,它需要与SCM、CRM,特别是ERP进行集成。
  如果作为一个概念来说,PLM出现的时间已经很长了。但是作为一个整体解决方案的范畴,它仅仅是在最近一两年刚刚成为可行。之所以花费了数年的时间来确立产品生命周期管理的,部分原因是由于它的来历甚至名字都与PDM和CAD软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说,PLM是一种对所有与产品相关的数据、在其整个生命周期内进行管理的技术。既然PLM与所有与产品相关的数据的管理有关,那么就必然与PDM密不可分,有着深刻的渊源关系,可以说PLM完全包含了PDM的全部内容,PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念,这是与PDM的本质区别。
  由于PLM与PDM的渊源关系,实际上几乎没有一个以“全新”面貌出现的PLM厂商。大多数PLM厂商来自PDM厂商。有一些原PDM厂商已经开发了成体系的PLM解决方案,成功地实现了向PLM厂商的转化,如、。当然,也有ERP厂商的加入,如,已经提出了自己的基于ERP 立场的PLM解决方案,试图在这个广大的市场上来分一勺羹;还有一些CAD或工程软件厂商也正在做这样的努力。需要指出的是,有一些原来本是 PDM/CAD的厂商,并没有推出实际的PLM产品,而只是改了个名字就自称为PLM解决方案厂商,顺道搭车卖一些PDM/CAD产品。这样,一些鱼目混珠的动作给市场和广大客户都造成了很多的困惑。
  PLM,并不是一种简单的“”——例如,把一个PDM,两个CAD,再来一个数字化装配,加之连接上某个ERP或是,辅之以 Web技术,就是“PLM”系统了——这样做,只是实现了一种技术的堆积和继承,只是完成了任务和过程自动化这样的功能,没有体现出PLM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的,但是对于实施PLM战略是不充分的。首先要理解到,由于PLM策略是完全从事于不同的商业使命,因而它需要更复杂的。PLM技术的选择和实施必须以这样的方式来做,构建一个面向更广泛的商业使命的生命周期财富管理系统来组成。技术的采用必须根据这个高层次使命的原则来选择,而不是以完成任务和过程自动化这样传统的历史使命来选择。
  PLM应用是一个或多个PLM核心功能的集合体,提供一套可满足产品生命周期具体需求的功能,它代表了PLM解决方案的某一视图。随着PLM在企业的推广应用,许多不同的PLM使能应用被开发出来,如配置管理、工程变更管理、文档管理等,现在都已成为PLM的标准功能。这些应用缩短了PLM的实施时间,并将许多成功的实施经验融合在这些应用中。典型的PLM应用有:
  使数据的修订过程可以被跟踪和管理,它建立在PLM核心功能之上,提供一个打包的方案来管理变更请求、变更通知、变更策略,最后到变更的执行和跟踪等一整套方案。
  (2)配置管理
  建立在产品结构管理功能之上,它使信息可以被创建、记录和修改,允许产品按照特殊要求被建造,记录某个变形被使用来形成产品的结构。同时,也为产品周期中不同领域提供不同的产品结构表示。
  (3)工作台
  将完成特定任务必须的所有功能和工具集成到一个界面下,使最终用户可以在一个统一的环境中完成诸如设计协同、数据样机、设计评阅和仿真等工作。
  提供图档、文档、实体模型安全存取、版本发布、自动迁移、归档、签审过程中的格式转换、浏览、圈阅和标注,以及、打印、邮戳管理、网络发布等一套完整的管理方案,并提供多语言和多媒体的支持。
  (5)项目管理
  管理项目的计划、执行和控制等活动,以及与这些活动相关的资源。并将它们与产品数据和流程关联在一起,最终达到项目的进度、成本和质量的管理。
  (6)产品协同
  提供一类基于Ineternet的软件和服务,能让产品价值链上每个环节的每个相关人员不论在任何时候、任何地点都能够协同地对产品进行开发、制造和管理。
  (7)产品构型
  产品构型管理是应对系列化产品设计和生产的有效方法。通过构型管理避免产品发生局部修改,或更换选件时重新构造BOM表和数据准备等繁重任务。
黄双喜 范玉顺.产品生命周期管理研究综述.计算机集成制造系统—CIMS.2004年1月第10卷第1期
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