Что такое PLM?

ОБЗОРЫ

В современном мире технологии меняются быстрее, чем предприятия успевают их интегрировать. Несовместимость различных систем и невозможность организовать взаимодействие между ними вызывает у пользователей сильную головную боль. Эта проблема усугубляется резким ростом конкуренции в условиях экономического спада. Чтобы добиться успеха, нужно выпускать новаторские продукты в кратчайшие сроки, а их созданием, как правило, занимается сразу несколько предприятий. Организовать совместную работу над сложными проектами непросто. Именно эту задачу призвана решить технология управления информацией об изделии на протяжении его жизненного цикла (Product Lifecycle Management, PLM).

Немного истории

Хотя термин PLM появился недавно, задача управления информацией об изделиях и коллективной работой над проектами привлекла к себе внимание еще в 80-х годах. Для ее решения предлагались различные методы. Например, IBM выдвинула идею компьютерного интегрированного производства (Computer Integrated Manufacturing), а Министерство обороны США предложило методику автоматизированной поддержки принятия решений по приобретению изделий и материально-техническому обеспечению (Computer-Aided Acquisition and Logistics Support, CALS). Но в силу ряда причин эти инициативы не вызвали особого энтузиазма у пользователей. Возможно, они просто опередили свое время.

Рис. 1. Мировой рынок PLM

В конце минувшего тысячелетия все та же IBM разработала новую концепцию - PLM, которой повезло больше, чем предшествующим. За короткий срок она стала популярной до такой степени, что две крупнейшие компьютерные компании - IBM и EDS - использовали эту аббревиатуру в названии своих подразделений, а спрос на PLM-продукты стал расти даже в условиях спада мировой экономики. Так, по данным аналитической компании CIMdata (www.cimdata.com), в прошлом году объем мирового рынка PLM (включая ПО и услуги) составил 13,5 млрд. долл., а к 2007 г . он, как ожидается, вырастет до 20 млрд. долл. (см. рис. 1). Аналитическая фирма IDC (www.idc.com) оценила объем одного только сектора PLM-услуг в 3 млрд. долл. в 2002 г. и прогнозирует его увеличение до 9,7 млрд. долл. в 2007-м.

Чем объясняется такой успех? Чтобы разобраться в этом, постараемся сначала понять, что собой представляет и какие задачи решает PLM.

Определение

Что же такое PLM? Точно ответить на этот вопрос непросто, так как четкое определение отсутствует, а формулировки главных идеологов хотя и подробны, но весьма расплывчаты. Например, CIMdata, которая специализируется на анализе рынка PLM, утверждает, что это стратегический подход к организации бизнеса, позволяющий предприятиям с помощью интегрированного набора корпоративных приложений коллективно разрабатывать, распространять и использовать информацию о продукте, а также управлять ею на протяжении его жизненного цикла - от проекта до утилизации. При этом объединяются усилия людей, процессы, бизнес-системы и данные.

Компания EDS определяет PLM как комплексную корпоративную информационную систему, обеспечивающую управление всеми аспектами жизненного цикла изделия, от выработки требований, анализа рынка и разработки до производства, поставки и сервисного обслуживания. EDS добавляет, что PLM составляет информационную основу предприятия, так как поддерживает взаимодействие в реальном времени всех, кто имеет отношение к продукту в течение всей его жизни, и позволяет образовавшемуся виртуальному предприятию распределять знания и сохранять свой интеллектуальный капитал.

В IBM считают, что PLM дает возможность предприятию проектировать, анализировать продукты и управлять ими, начиная от выработки концепции и заканчивая изъятием из эксплуатации. В результате возрастает эффективность процесса разработки продукции и упрощается использование информации об изделиях, что способствует повышению качества принимаемых решений и уровня обслуживания заказчиков.

Все определения звучат настолько красиво и неконкретно, что на первый взгляд даже может показаться, что PLM - скорее маркетинговый лозунг, чем реальная технология. Такая точка зрения существует, скептически настроенные пользователи даже утверждают на страницах прессы, что софтверные компании просто придумали очередную аббревиатуру, чтобы подстегнуть спрос на корпоративные программные продукты в условиях его падения. И хотя, конечно, некоторая маркетинговая составляющая в PLM присутствует, было бы преждевременно заявлять, что этим исчерпываются возможности данной концепции. Ведь если абстрагироваться от эффектных формулировок и разобраться в сути PLM, то становится ясно, что это такая же компьютерная технология, как и многие другие, со своими задачами, преимуществами и проблемами.

Задачи

Для разработки продуктов предприятия давно используют средства автоматизации проектирования (САПР). Сначала они представляли собой простую электронную чертежную доску, но по мере развития технологии значительно усовершенствовались: появились инструменты для двумерного, а затем и трехмерного параметрического моделирования, управления данными об изделии (Product Data Management, PDM), для инженерных расчетов (Computer-Aided Engineering, CAE), автоматического управления производством (Computer-Aided Manufacturing, CAM) и др. Кроме того, начиная с 90-х годов активно применяются системы управления ресурсами предприятия (ERP), взаимоотношениями с клиентами (CRM) и с поставщиками (SCM). Эти технологии повысили эффективность работы, значительно ускорив проектирование и изготовление продукции, но образовали на предприятиях изолированные участки автоматизации, слабо связанные друг с другом. Каждая из них содержит огромные объемы данных и знаний, но из-за отсутствия интеграции их трудно использовать даже внутри одной организации, не говоря уж о том, чтобы поделиться ими с поставщиками и заказчиками. В результате колоссальные интеллектуальные богатства пропадают зря.

Не желая мириться с таким положением дел, пользователи уже давно требовали от разработчиков полностью интегрированных решений. И тогда последние предложили PLM - решение, объединяющее отдельные участки автоматизации в едином информационном пространстве и реализующее сквозной конструкторский, технологический и коммерческий цикл, от подготовки проекта до утилизации (рис. 3).

Преимущества

Такой подход сулит предприятиям немалые выгоды, главные из которых:

· ускорение выпуска новых продуктов;

· усиление контроля за качеством;

· сокращение издержек путем замены физических макетов виртуальными;

· экономия за счет многократного использования проектных данных;

· расширение возможностей оптимизации изделий;

· экономия благодаря сокращению отходов производства;

· снижение затрат с помощью полной интеграции инженерного документооборота.

Именно эти достоинства и объясняют популярность PLM. Ведь любое предприятие мечтает о таких преимуществах. Например, автомобильная или авиационная компания может ускорить выпуск новых моделей, проектировщики - сократить и усовершенствовать цикл разработки, поставщики - многократно использовать уже созданные проекты, отделы технического обслуживания - быстро найти информацию об изделии, а руководители - получить полное представление о результатах всего производственного процесса на основе сведений от различных технологических участков, центров гарантийного обслуживания заказчиков. Все это сулит огромную экономию. Так, по оценке аналитической компании Daratech (www.daratech.com), крупные автомобилестроительные концерны могли бы сэкономить от 50 до 100 млн. долл. при разработке каждого нового автомобиля, если бы организовали обмен чертежами и моделями между разными САПР.

Рис. 2. Лидеры рынка PLM в 2002 г.

К сожалению, просто купить и установить PLM-систему невозможно, так как готовых решений нет. Ведь это - не коробочный продукт, а некая совокупность технологий и методов интеграции уже функционирующих корпоративных систем (САПР, ERP, CRM и т. д.) с системами коллективной работы над созданием законченной среды, позволяющей полностью управлять процессами проектирования, тестирования, производства, обслуживания, списывания и утилизации продуктов. Термин PLM охватывает многие составляющие. Аналитики из CIMdata перечислили основные из них: базовые стандарты и технологии (XML, средства визуализации, совместной работы и интеграции приложений); инструменты подготовки инженерной информации (CAD, CAE, CAM и пр.); вспомогательные программы (хранение данных, управления информацией, документооборот); функциональные приложения (для управления конфигурациями, версиями) и корпоративные системы (ERP, CRM, SCM и т. д.). Объединяя все эти компоненты, PLM позволяет создать своего рода связующее ПО (middleware), интегрирующее все информационные системы предприятия и поддерживающее коллективную работу над проектами (рис. 4). Продукты для построения PLM-решения сейчас предлагают многие поставщики, работающие на рынках САПР и ERP (см. табл.).

Проблемы

Ничего не дается даром, и PLM не является исключением. Чтобы воспользоваться преимуществами данной заманчивой концепции, необходимо преодолеть серьезные технические трудности. Это относится и к пользователям, и к разработчикам.

Рис. 3. PLM объединяет отдельные участки автоматизации в единое информационное пространство предприятия

Коллективная работа. Обычно каждое подразделение выдает свою информацию и по-своему ее обрабатывает. Так, отделы проектирования, выпуска и закупок могут использовать совершенно разные версии спецификаций материалов и принимать решения независимо друг от друга. Поэтому перед внедрением PLM руководители компании должны прежде всего установить корпоративные стандарты на форматы данных. Но это еще не все. Дело в том, что большинство предприятий для выполнения отдельных заданий производственного процесса использует САПР разных поставщиков. Для их интеграции в рамках PLM-среды приходится применять средства преобразования данных из одного формата в другой, что нередко вызывает ошибки и ухудшает качество информации. Наиболее очевидный способ избежать этого - внедрять PLM-продукты одного поставщика. Такой подход, по мнению аналитиков, позволит также сэкономить на интеграции и обновлении программ. Однако лишь немногие поставщики предлагают весь набор средств PLM, да и предприятия вряд ли захотят менять привычные САПР на новые.

Единственный выход - создание открытого формата данных. Такие попытки предпринимаются, но, к сожалению, особого прогресса здесь не наблюдается. Например, организация ISO (www.iso.org) выпустила стандарт STEP (Standard for the Exchange of Product

Model Data) для описания трехмерных CAD-моделей, но он не получил серьезной поддержки у поставщиков. Теперь идет разработка форматов на основе метаязыка XML. Компания EDS предлагает для визуализации и описания геометрии формат PLM XML (www.eds.com/products/plm/open), консорциум OpenHSP (www.opnesf.org) продвигает для визуализации свой одноименный стандарт, а организация OASIS (www.oasis.org) развивает технологию ebXML для обмена коммерческой информацией между предприятиями. Эти разработки еще только начинают внедряться, и пока совершенно неясно, станут ли они основой для полноценного стандарта PLM и когда он появится.

Многократное использование информации. Часто конструкторы делают лишнюю работу, каждый раз создавая заново модели деталей, вместо того чтобы взять их из других проектов и использовать повторно. На это есть ряд причин. Во-первых, старые модели трудно редактировать, поскольку с помощью современных САПР, включающих средства твердотельного и поверхностного моделирования, управления формой граней и другие инструменты, создаются очень сложные модели. Если с самого начала при выборе базового конструктивного элемента проектировщик не угадает, как будет меняться деталь в течение ее жизненного цикла, то потом окажется проще предложить новую модель, чем вносить изменения в старую. Во-вторых, проблема возникает из-за архаичной организации хранения данных. Дело в том, что связи и отношения деталей в сборке обычно хранятся в таблицах в виде имен дисков и каталогов соответствующих файлов. Если изделие имеет длинный жизненный цикл, то в ходе его эволюции эти файлы перемещаются по сети и связи между ними могут нарушаться. Такая зависимость от физического и логического местонахождения отдельных файлов может приводить к ошибкам в тех случаях, когда какие-то узлы применяются одновременно в нескольких изделиях. Решить эту проблему до некоторой степени позволяют системы управления данными об изделии (PDM), но и они не всегда "знают" о связях отдельных файлов в сборке.

Разные способы работы с информацией. Как известно, производства бывают двух типов: непрерывные и дискретные. К первому относятся предприятия нефтегазовой, металлургической, химической, фармацевтической, пищевой промышленности. Они в основном имеют дело с информацией о формулах, ингредиентах и рецептурах. Для ее коллективного использования им требуются специализированные PLM-системы, а они еще только начинают появляться. Предприятия второго типа, принадлежащие к автомобилестроительной, авиакосмической, судостроительной и другим отраслям, используют данные в виде трехмерных САПР-моделей. Поскольку создателями концепции PLM являются разработчики САПР, большинство PLM-пакетов ориентированы именно на такой тип производства. Однако и здесь есть существенные различия, связанные с длительностью жизненного цикла изделий. Например, суда или самолеты живут в производстве долго - 20-30 лет, автомобили - порядка пяти лет, а бытовая электроника или компьютеры всего несколько месяцев (затем модель заменяется новой). У производителей этих изделий разные требования к использованию информации о жизненном цикле. В некоторой степени данную проблему решают PLM-продукты для вертикальных рынков, но они пока охватывают далеко не все отрасли.

Это не полный перечень препятствий на пути внедрения PLM. На самом деле их гораздо больше. Устранить их непросто, особенно крупным организациям. Видимо, потому даже на Западе еще ни одно предприятие не реализовало концепцию PLM в полном объеме.

Первопроходцы

Как рассказал вице-президент EDS PLM Solutions Чак Гриндстафф во время своего визита в Москву, дальше всех в этом направлении продвинулась американская аэрокосмическая организация НАСА, но и там процесс внедрения еще не завершился. Другие крупные пользователи - Ford, General Motors, Nissan - столкнулись с трудностями, связанными с использованием продуктов разных поставщиков и инертностью руководства. Впрочем, General Motors уже развернула PDM-систему и перешла на следующую стадию реализации PLM - внедрение средств управления цифровыми макетами. В результате ей удалось сократить время проектирования нового автомобиля с 48 до 18 месяцев, а теперь она старается ускорить производственные процессы.

Рис. 4. PLM управляет информацией об изделии на протяжении всего его цикла

Менее крупным организациям проще перейти на новую технологию, чем гигантам. И хотя этот процесс еще только начинается, на страницах компьютерной прессы уже появились описания первых успехов пионеров. Правда, эти проекты пока охватывают не все предприятие, а лишь отдельные его участки. Так, американская фирма Lear, поставляющая оборудование для автомобильной промышленности, развернув ряд PLM-инструментов, смогла обеспечить заказчиков полной информацией о проекте в течение всего цикла разработки. Раньше все сведения передавались как попало: в форме электронных таблиц, сообщений электронной почты, текстовых файлов, - и зачастую бывали неточными. Теперь это осталось в прошлом. Другой пример - предприятие аэрокосмической промышленности Hamilton Sundstrand, которое еще не закончило развертывать PLM, но уже получило первые плоды в виде увеличения числа взаимозаменяемых деталей и упрощения процесса внесения конструкторских изменений.

В нашей стране тоже идет внедрение PLM. Взять хотя бы проект на авиаприборостроительном предприятии "Техприбор" (Санкт-Петербург). Главная его изюминка - охват полного производственного цикла (разработка, опытное и серийное производство), а также интеграция САПР с PDM- и ERP-системами. В качестве САПР используется "Компас" компании "Аскон", в роли PDM выступает PartY PLUS фирмы "Лоция Софт", а для обмена информацией с ERP-системой Microsoft Business Solitions созданы специальные интерфейсы.

Таких примеров немало. Но всех их объединяет одно - активная роль высшего руководства предприятия при внедрении PLM. Ведь для достижения успеха приходится менять стиль работы отдельных подразделений и образ мышления сотрудников, а также тратить значительные средства на программное и аппаратное обеспечение, услуги консультантов и системных интеграторов, обучение сотрудников и поддержку. Но эти усилия окупаются. Так, по оценке аналитической компании AMR Research (www.amrresearch.com), только в США внедрение PLM позволит увеличить размеры совокупной прибыли промышленных предприятий более чем на 106 млрд. долл.

Заключение

Практически все аналитические компании, работающие на корпоративном рынке, высоко оценивают перспективы PLM. Предприятия все более интересуются этой технологией и изучают ее возможности для своего бизнеса. Однако в условиях экономической нестабильности они проявляют осторожность , внимательно анализируя предложения вендоров и тщательно оценивая коэффициент окупаемости инвестиций. Поэтому, по мнению аналитиков, поставщикам ПО следует учитывать особенности реальных производственных процессов и совершенствовать свои продукты, обеспечивая взаимодействие с системами других игроков этого рынка. Системным интеграторам стоит внимательнее относиться к просвещению пользователей, больше рассказывать им о преимуществах PLM и помогать при внедрении новой технологии. А самим пользователям надо осознавать, что PLM - это не система, а стратегия развития, направленная на внедрение интеграционной платформы в масштабах всего предприятия, которую невозможно реализовать без специальных организационных мер.