随着计算机辅助设计（CAD）技术由二维（2D）向更强大的三维（3D）演化，产品生命周期管理（PLM）软件正在被逐步运用到生产上。最新的进展将直接影响到控制工程师。
产品生命周期管理（PLM）软件可能正在影响你身边的控制系统。PLM的发展速度超乎想象，不用等到明天，它正在夜以继日地飞速发展。最新的一种趋势是将PLM与控制层直接关联。这对于控制工程方面的专家而言，既是挑战，又是机遇。PLM尚处在起步阶段，但它在生产制造方面的地位正日益提升，今后必然会不断提升。
ARC咨询公司主管、PLM项目的资深分析师兼总监Dick Slansky说道：“在这方面，我们真正感兴趣的是Siemens Automation & Drives对UGS的收购。Siemens A&D云集了众多控制工程师。”
Gisela Wilson是IDC咨询公司的产品、项目及业务总监，也赞同Dick Slansky的想法。她认为：“曾经有一段时间，PLM市场看起来似乎会和ERP[企业资源规划软件]融合，进而介入生产过程。但目前，PLM更有可能与自动化设备作进一步整合。这一发展方向是全新的。Sieme
PLM对产品生命周期从头至尾进行管理，从概念的产生直至产品送到消费者手中。IDC认为“PLM不只是一个或一组应用程序那么简单，而是一种方法。旨在通过扩展商业网络，将传统的工作模式转变为协作型工作模式。”IDC认为它具备了六种基本功能：
■ 产品信息管理，
■ 项目和业务管理，
■ 企业资产管理，
■ 计算机辅助设计（CAD），
■ 计算机辅助工程（CAE），
■ 计算机辅助制造（CAM）。
随着虚拟CAD技术由二维向更强大的三维演变，PLM已经可以有效地介入生产过程，并为设计、仿真及生产提供一套整合工具。在直接影响控制方面，PLM最新的发展成果是用有效的逻辑指令指挥自动化流水线和工作车间。这些逻辑指令来自PLC（可编程逻辑控制器）、机器人以及其他自动化设备，也可以下载到这些设备中去。
据ARC介绍，自动化仿真工具为自动化控制提供了一套虚拟环境，能够使用IEC61131-3编程语言产生通用PLC指令。这些指令可以被映射到特殊PLC的控制逻辑单元中去。“这为控制工程师提供了将通用控制指令转换为PLC专用逻辑语言的功能。”整个过程我们称之为“数字化制造”——虚拟世界与真实世界的交汇。
Archimedes项目的首要任务是通过PLM 直接编写PLC 指令。——Giorgio Cuttica, 西门子mes业务总经理
数字化制造
数字化制造的早期使用者局限于汽车制造和航空制造业，其中包括Volkswagen，Daimler，General Motors，Boeing以及Airbus等行业巨头。这些行业往往需要大量的资金与设备，需要投入高额资金并花费大量时间用于前期设计。这类公司渴望大幅缩短新产品推出前的设计时间降低投入成本，使产品的实现过程变得更具创新性和灵活性，于是他们购置了新的PLM软件，希望达到目的。
制造业对数字化制造的兴趣源于一场由集成化趋势所掀起的“完美风暴”：
■ 日益重视创新以及新产品成功、快速地投放市场，
■ 缩短产品生命周期，
■ 按照客户的要求进行生产，
■ 在降低投入的情况下，加快产品更新换代的周期。
一般来说，PLM可以为生产商不断寻求新市场提供支持。他们的产品经过修改后可以很快赢合特定消费群的需求，从而占据市场份额。在手机市场，我们可以看到，手机的设计风格及色调日益丰富，这就是运用PLM的一个成功案例。苹果公司的iPod所取得的巨大成功同样得益于PLM成功运用，他们期望新产品iPhone能够再续神话。汽车生产商也开始采用小规模战略，通过小批量多车型的生产模式，在日益拥挤的市场占领一席之地。
Slansky说道：“对许多生产商而言，推出新产品正在逐步成为他们获取利益的重要方式。正是由于产品生产体系得到改进，变得更加灵活敏捷从而推动了产品的更新，利润的增长。”
Slansky补充说道：“汽车制造业在新产品推出方面成绩斐然。欧洲的汽车制造商比美国人更精于此道。”他说道：“General Motor 与Delmia（Dassault Systemes的一个分公司）合作启动了试点项目，专用于控制GM生产系统的。航空业和一些保守派人士也开始重视新产品推出了。Boeing公司就用仿真的手段实现了新一代梦幻客机787的最终组装。我们见证了虚拟世界中的设计与现实世界中的制造的完美结合。”
生产过程中的一大断层来自于设计与制造之
二虎相争
当前，PLM与自动化技术整合的主要动力来自于两家公司之间的竞争：主打Delmia Automation产品的Dassault Systems公司以及今年斥资35亿美元收购了UGS的Siemens A&D公司。由于双方的项目都还处于试点阶段，因此客户们都不愿意对此多谈些什么细节，但显然他们对试点项目的投入就表明了客户对这一趋势的兴趣。
已经有很多工具用来模拟工厂，但是波音在任何加工之前就使用仿真来确定生产过程了这提供一种上溯的方法，从制造物料清单到设计物料清单。——Mike Burkett, AMR Research
曾经，看起来PLM市场要和ERP更加融合…而现在PLM要同自动化进行深入的
——Gisela Wilson,IDC
AMR Research负责PLM研究的副总裁Mike Burkett说道：“Boeing公司正在做一些十分有趣的事情。现在已经有大量的生产仿真工具可以模拟整个工厂的运作。但他们只在模拟出整个生产流程并确认后，才开始进行实际制造。”Burkett参加了Boeing公司11月举办的Boeing787客机生产流程“虚拟展示”活动，并留下了深刻的印象。
Dassault在展示会上说道，基于PLM技术的“虚拟展示”不只是画出一架完整的客机，而是展示一套经过计算机仿真和可行性验证后的生产流程。负责Boeing787客机生产流程整合的副总裁Kevin Fowler说道：“生产流程方面的新要求催生出一种新的计算机设计技术。三年前我们选择与Dassault Systemes合作时，这种技术根本不存在。”
Datamonitor公司的Juan认为，Dassault最近几年在PLM市场做了几单漂亮的大买卖，他还举了Airbus公司的案例。Airbus A380客机是在数百家产品供应商的合作之下完成的。Juan说：“这样的话，将PLM与生产过程有机结合就显得尤为关键。这也是Siemens买下UGS的原因所在。UGS的起点很高，到了Siemens旗下，它还有巨大的潜力可以挖掘。”
UGS PLM Software，目前已经正式划归Siemens门下。在六月底召开的年度媒体和分析师见面会上他们公布了公司的远景目标。与会人士中，不乏UGS和Siemens A&D的高层。UGS负责战略市场开发的副总裁Bill Carrelli说：“这种收购是PLM市场的一个阶段性变化，它将会把客户的价值提升到新的高度。”他坚持认为，PLM未来的新产品和新技术将会实现这一目标。
Siemens A&D的副总裁Anton Huber说：“过去，我们已经认识到我们在生产流程中缺了点什么。我们依靠产品生命周期管理为产品提供支持的同时，也有必要为生产流程提供同样的支持。某件产品上任何一点细微的改动都会影响到生产流程。这就是我们的价值观念。这其中的道理异常简单，现在Siemens与过去的唯一不同之处在于，现在我们把这一观念运用到了生产流程中。”
Siemens公司表示，这笔收购的主要目的，是希望掌控生产过程中的每一个环节，而不是仅仅为不同的组件提供开放的应用程序接口（API）。他们坚信，这笔收购会大大加强他们在PLM自动化市场的竞争力，为他们带去更大的价值。很显然，他们这一计划的初衷是提升竞争力，这一初衷包涵在他们最初拟定的五个主要“应用场合”中。
Siemens把这五大应用场合命名为“Archimedes项目”，并与客户紧密协作，全面发展这套计划。
■ 适应性制造，
■ 虚拟化应用，
■ 和谐的产品生命周期，
■ 高质量加工，
■ 机电一体化。
Siemens制造执行系统（MES）总经理Giorgio Cuttica说，Archimedes项目的首要任务是通过PLM直接编写PLC指令，使各类运行软件能够适用于无缝隙生产环境，最终程序回到PLM，由PLM对工作流程进行优化仿真，最后运用到生产制造中。
这样一种体系能够让控制工程师在虚拟环境下仿真出控制指令在PLC、机器人以及其他自动化设备中的运行情况，还能够验证各种各样的想法的可行性，从而达到优化自动化流程的目的。这样做提高了速度和可信度，大幅缩减了生产线调度方面的投资。自动化设计上的改动所引起的变化
ARC的Slansky说道：“控制工程师处于在数字化制造线最后一个环节，主要负责评估自动化的使用范围，并且定义所需要的控制指令。此外，控制工程师还要确保生产系统和传送系统正常运转。数字化制造的中心环节是产品设计，控制工程师可以用三维形式仿真出整个生产流程。”
文化挑战
PLM与自动化的整合同样面临挑战。AMR的Burkett说道：“其中最大的问题是适应性。换位思考一下，航空业员工的平均年龄是45岁。他们都上了年纪，可能无法马上适应这些新工具。他们需要接受这种文化。整合后的PLM—自动化工具与企业资源管理系统（ERP）或是供应链管理系统不同。后两者运用于商业领域，许多公司已经习惯于在这一领域使用自动化工具。但到了生产领域，没有使用自动化工具的传统，整合型PLM—自动化工具推广起来也就难多了。”
Industry Directions的创始人Julie Fraser说道：“控制工程师的工作是确保生产线正常运转，产品
说到这里，我们不妨提一提合作中的领导权的分配问题。Fraser说道：“这种权力争斗十分微妙，导致了领导与被领导关系的存在。一些人的想法只有在被其他人理解并接受的基础上才能得以实现。但是，一旦控制工程师达成了‘互不干涉’协议，他们将欣然接受成为整合型PLM—自动化庞大战略中一员的机会。他们可以更深入地了解这一战略，并在其中扮演重要角色。”
IDC的Wilson说道：“整合型PLM—自动化工具可以帮助他们将生产资料、要求与及设计资料进行联系整合，还可以让他们了解生产配料单同时了解设计配料单。这可是两份完全不同的单据，都能看到绝非易事。整合型PLM—自动化工具更可以把产品数据资料集中存放，不管是设计资料，生产资料还是维护资料。”
Fraser说道：“每当你为一条全新的生产线做完自动化支持，都需要花一段时间来验证。只有这样才是一个优秀的工程方案。你可以退后一步并表示：‘这是我的设计，我们一起来测试一下吧。’然后，你会做许多次测试，从而保证获得精准的采样。”
在整合型PLM—自动化工具尚未普及之时，测试这套工具的都是些有影响力的或正处于成长阶段的公司。他们基本属于大型的、资本密集型的独立生产商。当然也不乏一些二流的生产商。但对于规模各异的生产商而言，‘退后一步，观察一下’是这个时代的准则。他们之中的其他佼佼者正在密切留意业界领跑者的一举一动。而控制工程师也应该紧紧抓住这一契机。在他们的工作领域，整合型PLM—自动化工具极有可能见证一场巨大的变革。
分享及管理工程资源
PLM系统旨在收集所有的产品设计信息，但事实上，它只是将有用的信息传递到生产环节中去。与此同时，强大的3维模型将会迅速取代2维图纸，成为协作中的可选工具。SolidWorks公司（Dassault Systemes的一个子公司，www.solidworks.com）市场方面的专家Mark Schneider指出：“生产上的自由度不同于设计上的自由度。我们不希望工程师在改变设计时考虑工具方面的问题。如果采用3D设计，绘图就显得自由许多。”
CIMdata公司（www.cimdata.com）的研究表明，在PLM中，上升速度最快的是用在cPDm上的花费，主要集中在合作、管理及共享与产品相关的数据。这其中包括了合作及计算机模拟技术、数据交换及文件管理。据CIMdata总裁Ed Miller说：“PLM的应用范围经过了持续的扩展、演变，已经延伸到了生产、服务、产品支持等领域。这样带来的影响是许多过去完全独立的自动化分支领域，通过统一的PLM解决方案，紧紧交织在一起了。”
但是，在这种统一尚未实现之时，许多公司还是采用独立解决方案共享和管理整个企业的工程资源。下面的表格列举了部分的解决方案。
■ Adobe Acrobat 3D （提倡合作）
www.adobe.com/products/acrobat3d
■ Autodesk Inventor（支持3D部分设计）
http://labs.autodesk.com/technologies/inventor_lt
■ McLaren Software的Enterprise Engineer 标准和控制工程文件
www.mclarensoftware.com
■&nbs
www.synergis-adept.com
■ Seemage（帮助非CAD用户浏览和使用3D文件）
www.seemage.com
■ Right Hemisphere（将3D设计资料转换为用户手册和光盘）
www.righthemisphere.com/products/dexp
■ Pinion software（用可控制的自销毁系统保护CAD文件）
www.pinionsoftware.com
翻译：翁思健
