融合云服務(wù) PLM為自動化帶來更多可能
不單是制造業(yè),在所有行業(yè)中都開始涌現(xiàn)一系列將產(chǎn)品生命周期管理(PLM)和自動化領(lǐng)域相互融合的技術(shù),并帶來深遠(yuǎn)影響。對于PLM供應(yīng)商而言,這種融合表現(xiàn)在研發(fā)、收購和合作活動的高漲。對于正在考慮未來投資的企業(yè),無論從技術(shù)還是業(yè)務(wù)改進(jìn)角度而言,決策都變得更加困難。硬件、“智能化”和云服務(wù)這三大要素的融合成為企業(yè)發(fā)展的推動力。
融合云服務(wù) PLM為自動化帶來更多可能
硬件和設(shè)備
增材制造和組件打印旨在徹底改變產(chǎn)品的開發(fā)和交付方式。完全定義的3D模型直接為生產(chǎn)現(xiàn)場提供制造模板。全新工業(yè)設(shè)備變得更強(qiáng)大,功能也更加豐富,允許4級和5級業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間直接通信。掃描儀和自動控制提供全新的方式捕捉建造、生產(chǎn)和運行過程中的環(huán)境。
“智能化”
自動化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)帶來全面的互聯(lián)性,使產(chǎn)品、樓宇甚至是城市日益智能化。然而,功能的持續(xù)改進(jìn)需與產(chǎn)品和資產(chǎn)定義及閉環(huán)過程的管理方式聯(lián)系起來。
云服務(wù)
不斷擴(kuò)展的移動技術(shù)允許隨時隨地訪問信息。基于云的基礎(chǔ)設(shè)施可能是更具成本效益的途徑,可以讓小型公司全面參與到高度聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境中。這些影響成為各行業(yè)垂直化的一部分,從服務(wù)到硬件,垂直化影響了產(chǎn)品的定義、生產(chǎn)、安裝和維修方式。換句話說,云服務(wù)的發(fā)展趨勢是覆蓋整個生命周期,正因如此,PLM成為了該過程不可或缺的一部分。
在此,我們將調(diào)查PLM如何應(yīng)對這些驅(qū)動因素和多個行業(yè)中發(fā)生的變化。本文使用產(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)施和資產(chǎn)等在某種程度上可以互換的術(shù)語來反映端到端生命周期管理適用于所有這些領(lǐng)域這一事實,只是操作方法和時間范圍可能大有不同。
跨行業(yè)影響
對于某些行業(yè),由于資產(chǎn)具有長期性,管理整個生命周期長期以來已成為一種習(xí)慣。這些通常是資本高度密集且受管制的行業(yè),比如核能、海事和民用建筑行業(yè)。
建筑、加工及采礦業(yè)多年來致力于監(jiān)控、收集和處理運營數(shù)據(jù)。設(shè)施、資產(chǎn)管理和位置跟蹤解決方案每日可收集大量數(shù)據(jù)。PLM技術(shù)是否能在未來互聯(lián)的世界中發(fā)揮作用?在此背景下,PLM好比獨立資產(chǎn)生命周期的“外包裝”。它能夠提供各種獨立設(shè)備(包括泵和執(zhí)行器、電梯、暖通空調(diào)或重型設(shè)備)的定義和運行參數(shù),并響應(yīng)使用過程中的問題。無論是加工廠的流量和溫度,建筑物結(jié)構(gòu)變形還是對居住空間的環(huán)境控制,這些性能數(shù)據(jù)都可得到處理。而且不僅用于制定短期糾正措施,性能數(shù)據(jù)可被用于作為長期持續(xù)改進(jìn)的一部分,還可作為新一代設(shè)計的參考數(shù)據(jù)。
在這些行業(yè)中,不斷追求強(qiáng)化資產(chǎn)使用帶來的結(jié)果之一是移動技術(shù)的采用,傳統(tǒng)上側(cè)重于任務(wù)管理、運行數(shù)據(jù)以及故障記錄和報告等活動,未來的趨勢是以3D模型、動畫和服務(wù)數(shù)據(jù)的形式提供實時信息。這種交付方式常見于通過PLM在生產(chǎn)現(xiàn)場直接提供和處理生產(chǎn)指導(dǎo)、模擬、檢驗信息及異常報告的一些制造業(yè)企業(yè)中。隨著建筑行業(yè)朝模塊化、裝配式結(jié)構(gòu)甚至是“打印”樓宇的方向發(fā)展,PLM可能發(fā)揮更大作用。所涉及的過程更多地屬于傳統(tǒng)制造與裝配領(lǐng)域而非建筑領(lǐng)域。中國廣泛使用模塊化結(jié)構(gòu),美國也越來越多的使用該結(jié)構(gòu)。將其與層出不窮的樓宇智能傳感器配合使用,不僅可優(yōu)化用電,還能提高設(shè)備及成品的性能,重新配置空間和PLM的能力開始成為該領(lǐng)域的重要能力。建筑和制造領(lǐng)域發(fā)生碰撞,表現(xiàn)在產(chǎn)品、產(chǎn)品生產(chǎn)過程和所用機(jī)械、包含的設(shè)施以及提供支持的供應(yīng)和交付網(wǎng)絡(luò)等信息前所未有地聚集在一起。
但我們必須注意,不要輕易認(rèn)為PLM是無所不包的技術(shù)。許多其他企業(yè)環(huán)境已經(jīng)提供了該技術(shù)的大量功能,從傳統(tǒng)的設(shè)施和資產(chǎn)管理解決方案到快速發(fā)展的樓宇信息管理(BIM)領(lǐng)域。隨著物理環(huán)境的的連接越來越密集,底層的基礎(chǔ)設(shè)施需實現(xiàn)可靠的緊密交互與無縫連接。PLM領(lǐng)域和自動化領(lǐng)域也是如此,在這些領(lǐng)域,現(xiàn)有的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)(例如ISA-95,OPCUA,BAC-Net)也面臨著支持更高連接性水平的挑戰(zhàn)。
PLM的貢獻(xiàn)
聯(lián)系背景來看,與PLM相關(guān)的一些核心功能值得我們回過頭探究。此范圍可能非常廣泛,因此我們將把重點放在與本次討論特別相關(guān)的兩大領(lǐng)域:產(chǎn)品定義管理和配置管理。
PLM產(chǎn)品定義包括需求、系統(tǒng)模型、3D模型、測試、產(chǎn)品說明、過程計劃、工具、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)信息和包裝。這些方面的信息過去會以文檔的形式收集,但現(xiàn)在越來越多地作為完整的虛擬定義的一部分來收集。產(chǎn)品定義還包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義(材料清單),且關(guān)鍵是形成該定義的過程。當(dāng)考慮到通過生產(chǎn)和在使用過程中監(jiān)控智能產(chǎn)品獲得更多的潛在反饋時,后者更加至關(guān)重要。
但是,產(chǎn)品定義的范圍在不斷變化。PLM誕生于使用傳統(tǒng)材料、以硬件為主導(dǎo)、以工程為中心的離散型制造領(lǐng)域。如今,PLM也出現(xiàn)在電信、金融、時尚和醫(yī)療等服務(wù)行業(yè)。它必須管理配備硬件、軟件、電氣及電子組件的產(chǎn)品。即使是硬件也隨著對復(fù)合材料和其他新材料的應(yīng)用而不斷變化,由此造成產(chǎn)品定義及生產(chǎn)過程和設(shè)備的變化。
日益豐富的軟件是成品的重要價值效益,能夠讓使用中的產(chǎn)品得到逐步改進(jìn)。結(jié)合使用過程中的監(jiān)控,產(chǎn)品的定義將逐漸轉(zhuǎn)向服務(wù),其中實體產(chǎn)品僅僅是“產(chǎn)品”的一部分。制造商可以從有效部署了PLM的服務(wù)行業(yè)獲取經(jīng)驗,以定義和支持一系列服務(wù)產(chǎn)品組合。
隨著優(yōu)化客戶服務(wù)的趨勢快速上升,針對使用中的產(chǎn)品提供海量監(jiān)控數(shù)據(jù)的供應(yīng)商將受到何種影響?由于生產(chǎn)商和消費者均可訪問更多產(chǎn)品缺陷和風(fēng)險相關(guān)信息,產(chǎn)品退貨是否會大量增加?很明顯,從定義到交付的整個審計過程將變得越來越重要。
配置管理是第二大重要功能。這不僅涉及版本控制,還需對多個產(chǎn)品線的多種復(fù)雜配置進(jìn)行管理,保存材料清單定義和所有相關(guān)的定義數(shù)據(jù)。由于產(chǎn)品變得更加個性化,管理這些復(fù)雜問題將變得更加重要。特別是,由于軟件更新成為服務(wù)生命周期的一部分,產(chǎn)品必須能夠支持未來更改,即提供足夠的變更和改進(jìn)空間。當(dāng)然,這不是一個新問題。早在25年前,一家著名的自動化系統(tǒng)供應(yīng)商就指出,協(xié)調(diào)硬件和固件版本的配置是一個重大問題,會造成嚴(yán)重的保修索賠事件。為防止這種情況發(fā)生,我們已經(jīng)開發(fā)了更出色的系統(tǒng),但在將來這一問題的復(fù)雜性還將大幅增加。
在開發(fā)、構(gòu)建和維護(hù)這些技術(shù)和混合材料產(chǎn)品(在日益定制化的行業(yè)環(huán)境中本地生產(chǎn)和交付的產(chǎn)品)的過程中會產(chǎn)生大量信息,要協(xié)調(diào)處理這些信息,需要強(qiáng)大的配置管理功能和出色的數(shù)據(jù)跟蹤。
更寬廣的視野
致力于生命周期管理的解決方案供應(yīng)商如何拓寬視野和能力?
大型PLM供應(yīng)商目前已取得顯著進(jìn)展。自從在2007年收購Unigraphics之后,西門子始終致力于在PLM和工業(yè)自動化之間建立連接。DassaultSystèmes收購Apriso之后也將自己推向了互聯(lián)與合并浪潮的風(fēng)口浪尖。如今,隸屬Delmia品牌的Apriso在工廠和生產(chǎn)計劃以及調(diào)試和運營管理的虛擬仿真方面已獲得全面提升。PTC選擇建立合作伙伴關(guān)系,而不是收購,以便實現(xiàn)制造業(yè)垂直化,同時與GE智能平臺建立了重要聯(lián)合。然而,在Axeda和ThingWorx的幫助下,PTC的物聯(lián)網(wǎng)(IOT)功能日益增強(qiáng),其關(guān)注點也開始轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品生命周期的服務(wù)部分。要實現(xiàn)Industry4.0和IoT的目標(biāo),工業(yè)自動化市場必須提供更加成熟、先進(jìn)和集成的PLM系統(tǒng)。
采取跨行業(yè)行動需要全新的知識和經(jīng)驗,超出了PLM過去有限的服務(wù)范圍。如今,IBM、惠普和Accenture等服務(wù)機(jī)構(gòu)正在向這一目標(biāo)邁進(jìn),比如Accenture最近就擴(kuò)展了其PLM服務(wù)能力。與此同時,有跡象表明,其他行業(yè)和第三方供應(yīng)商也認(rèn)識到整合定義和運營數(shù)據(jù)的重要性。Rand Worldwide已合并了其Imaginit Technologies和設(shè)施管理(FM)部門,實現(xiàn)了BIM和FM的融合。
盡管并不一定要按傳統(tǒng)方式提供PLM,但是相鄰行業(yè)中的大量供應(yīng)商正在采取與PLM重疊和交互的方式,拓展他們的業(yè)務(wù)。奔特力工程軟件有限公司已經(jīng)進(jìn)軍基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理領(lǐng)域,謀求發(fā)展,對其BIM和項目控制能力構(gòu)成補(bǔ)充。它與西門子合作,受益于西門子在工廠設(shè)施建設(shè)及運營方面的出色能力,雙方可能會進(jìn)一步進(jìn)行更深層次的跨行業(yè)合作。歐特克公司提供基于云的PLM解決方案,已與云企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)供應(yīng)商N(yùn)et-Suite合作,體現(xiàn)出跨企業(yè)平臺開放交互的潛力。歐特克還是著名的建筑、工程和施工解決方案(如BIM等)供應(yīng)商。隨著它向云部署的轉(zhuǎn)型,它的定位是為跨行業(yè)生命周期提供支持。
云服務(wù)還給新公司帶來了巨大商機(jī),它們不必進(jìn)行大規(guī)?;A(chǔ)設(shè)施投資,就能迅速開發(fā)PLM型解決方案并提供相關(guān)服務(wù)。這些解決方案傾向于關(guān)注生命周期的定義階段,但一些有趣的趨勢也正在浮現(xiàn)。首先是3D打印公司Stratasys對GrabCAD的收購。GrabCAD并不是嚴(yán)格意義上的完全的PLM系統(tǒng)。然而,產(chǎn)品定義和產(chǎn)品制造間的密切關(guān)系其實非常重要,因為在某些情況下,這甚至?xí)淖児I(yè)生產(chǎn)的定義。第二個方面是,工作流程和配置管理等核心PLM功能的融合,將支持IoT應(yīng)用開發(fā)。位于意大利的SolairSri.等公司正在開始提供基于云的IoT應(yīng)用平臺,將產(chǎn)品使用中生成的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
避免未來出現(xiàn)孤島現(xiàn)象
企業(yè)軟件支持下的生命周期管理環(huán)境,在突破公司的組織機(jī)構(gòu)和職能部門孤島現(xiàn)象,支持?jǐn)U展價值鏈方面取得了一定進(jìn)展。但其采用的技術(shù)本身就有形成自身孤島的危險。隨著各廠商各顯其能,爭搶市場,有可能會形成新的孤島現(xiàn)象,這不是傳統(tǒng)的工程、制造和供應(yīng);軟件、硬件和電子產(chǎn)品;建筑、工程和施工;電力生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等職能及組織結(jié)構(gòu)孤島,而是可能會扼殺巨大價值潛能的數(shù)據(jù)孤島。
那么,是否有一個答案能夠明確指出這些數(shù)據(jù)應(yīng)存儲于何處呢?在PLM領(lǐng)域,經(jīng)常會提到“真實單一數(shù)據(jù)源”概念,但它是否真的有實際意義?在未來堯字節(jié)(1億億億字節(jié))的世界中,這個概念將如何發(fā)揮作用?“真實單一數(shù)據(jù)源”并不能解決問題。我們需要高度互聯(lián)的解決方案堆棧,至少包括生產(chǎn)領(lǐng)域的PLM、ERP和生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)功能,且能擴(kuò)展到設(shè)施和資產(chǎn)管理、BIM以及其它工業(yè)特定環(huán)境。
解決之道協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)和已定義的架構(gòu)都必須實現(xiàn)開放性。就像協(xié)議對于自動化組件間的通信十分重要一樣,必須有類似協(xié)議能夠連接目前企業(yè)系統(tǒng)環(huán)境中定義的各種數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。但是,在目前“數(shù)據(jù)就是新世界中的石油”這樣的觀點大行其道的時代,實現(xiàn)這種開放性的風(fēng)險明顯可能會過高。然而,如果沒有開放性,智能、聯(lián)網(wǎng)的未來以及相關(guān)的一切,都將無法發(fā)揮其真正潛力、達(dá)到其真正目標(biāo)。
快速回顧
PLM和自動化正逐漸將對所有行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
硬件、“智能化”和云服務(wù)這三大要素成為行業(yè)發(fā)展的推動力。
對于PLM供應(yīng)商而言,研發(fā)、收購和合作活動均日益增多。
PLM誕生于使用傳統(tǒng)材料、以硬件為主導(dǎo)、以工程為中心的離散型制造領(lǐng)域。如今,PLM也出現(xiàn)在電信、金融、時尚和制藥等服務(wù)行業(yè)。
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