隨著PLM的深入應(yīng)用及企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)明顯產(chǎn)生了管理更多數(shù)據(jù)的需求，一方面企業(yè)要精細(xì)化管理自身零部件的數(shù)據(jù)，不但需要管理機(jī)械零部件，還要管理屬性參數(shù)眾多的電子元器件；另一方面更要管理企業(yè)產(chǎn)品的生命周期，對于衛(wèi)星等高價值產(chǎn)品要進(jìn)行單件可追溯管理，管理其完整的生命周期數(shù)據(jù)；另外，對于集團(tuán)型企業(yè)還存在異地協(xié)同、分布式部署的需求，同時由于企業(yè)的兼并重組和企業(yè)的流程重組，因此還對PLM的可定制能力都提出了更多的要求。
一、可定制的PLM系統(tǒng)
1.以對象類型定制作為PLM產(chǎn)品的支撐平臺
PLM產(chǎn)品作為企業(yè)的核心管理平臺，管理著企業(yè)產(chǎn)品的全生命周期數(shù)據(jù)，不同的產(chǎn)品要求管理的數(shù)據(jù)多種多樣，與通常的機(jī)械零件不同，電子元器件種類繁多，參數(shù)差異很大，橡膠類產(chǎn)品由于涉及到配方和施工表管理的數(shù)據(jù)更與普通的機(jī)械零部件不同，因此要解決企業(yè)各種產(chǎn)品數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理必須具備完整的對象類型定制技術(shù)。
(1)對象類型定義。能夠定義要管理的數(shù)據(jù)的對象類型，對該類型對象設(shè)置其使用的生命周期及類型的權(quán)限規(guī)則以及可啟動的工作流程，保證該類型對象的管理符臺企業(yè)的業(yè)務(wù)模型，并根據(jù)企業(yè)經(jīng)營進(jìn)行可變的修改。
(2)對象屬性定義。定義對象類型的擴(kuò)展屬性，保證該對象類型數(shù)據(jù)的完整。
(3)對象關(guān)系定義。定義對象之間的關(guān)系，根據(jù)企業(yè)的業(yè)務(wù)模型隨時做出調(diào)整，以及時適應(yīng)企業(yè)的管理要求。
(4)查詢視圖定義。管理員和用戶根據(jù)自己的需要設(shè)計自己的查詢視圖，以便用戶跟蹤自己想要的最新教據(jù)。
(5)生命周期定義。定義對象的成熟度階段及各階段的訪問控制規(guī)則，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理有度有序。
2.動態(tài)演化的可定制功能研究
無論從PLM軟件供應(yīng)商角度，還是從PLM軟件應(yīng)用企業(yè)角度來看，PLM業(yè)務(wù)需求始終處于一個動態(tài)演化的過程中，包括行業(yè)企業(yè)差異性需求、企業(yè)內(nèi)部部門間差異需求和行業(yè)企業(yè)自身發(fā)展過程中的衍生需求等，通稱為PLM的動態(tài)演化需求。為了從根本上解決前進(jìn)問題，迫切需要研究和開發(fā)具備可定制特性的PLM平臺，以動態(tài)適應(yīng)和滿足PLM的動態(tài)演化需求，具備這種動態(tài)適應(yīng)能力的PLM相關(guān)技術(shù)稱為PLM平臺可定制技術(shù)。
PLM平臺可定制技術(shù)是在模型可定制技術(shù)的基礎(chǔ)上繼承發(fā)展而來的，基于PLM平臺可定制技術(shù)的PLM系統(tǒng)，就是模型驅(qū)動的梅件可定制PLM系統(tǒng)，該類系統(tǒng)能夠很好地滿足PLM動態(tài)演化需求。PLM平臺可定制技術(shù)的研究美鍵內(nèi)窖包括以下幾個方面。
(1)研制支持可定制技術(shù)的PLM平臺，提供更為通用和完備的底層基礎(chǔ)對象類型庫，在架構(gòu)上支持可擴(kuò)展的部署模型、分布式應(yīng)用和聯(lián)盟應(yīng)用。
(2)在大量重點行業(yè)、企業(yè)的示范應(yīng)用及推廣的基礎(chǔ)上，總結(jié)凝練通用共性的需求特點，在建模表達(dá)能力方面進(jìn)一步豐富和優(yōu)化，完善建模工具，能夠支持更廣泛的行業(yè)和企業(yè)建模需求。
(3)基于PLM平臺，在構(gòu)件開發(fā)方面，研制和優(yōu)化構(gòu)件開發(fā)的支持環(huán)境，為構(gòu)件的快速開發(fā)、管理提供方便。通過在這三個方面的努力，使PLM核心平臺更容易部署和擴(kuò)展、企業(yè)模型更容易建立和改變、構(gòu)件更窖易開發(fā)和管理。在保證PLM系統(tǒng)成功實施的基礎(chǔ)上，為企業(yè)打造一個堅實的、具有可定制性的、支持可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)智力資產(chǎn)和復(fù)雜產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計管理的應(yīng)用平臺。
3.實現(xiàn)分布式、聯(lián)盟協(xié)同模式的高性能、高可靠性且易擴(kuò)展的部署支特
伴隨著我國工業(yè)的迅猛發(fā)展，制造業(yè)涌現(xiàn)了越來越多的產(chǎn)業(yè)集中和并購行為。產(chǎn)業(yè)集中要求上下游企業(yè)進(jìn)行聯(lián)盟協(xié)同式的合作，合作過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)的安全共享乃至項目進(jìn)度協(xié)同。越來越多的優(yōu)勢企業(yè)實現(xiàn)了設(shè)計與生產(chǎn)的異地協(xié)同。面對這些需求的涌現(xiàn)，開展分布式、聯(lián)盟協(xié)同模型的高性能、高可靠性且易擴(kuò)展的部署模型，有利于加快制造業(yè)的發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)集群及異地協(xié)同的發(fā)展提供信息化保證。
4.具有鐵路機(jī)車車輛行業(yè)特征的可定制PLM系統(tǒng)
近幾年，由于鐵路大提速越來越頻繁，對機(jī)車生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和創(chuàng)新速度提出了非常高的要求。機(jī)車車輛產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一臺典型的機(jī)車，涉及零部件數(shù)5000個左右，展開的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)物料數(shù)目達(dá)60000多條。而每年都有多個斯產(chǎn)品的研發(fā)項目和機(jī)車的變型設(shè)計任務(wù)，因此產(chǎn)品數(shù)據(jù)量非常龐大。加上每個客戶都對機(jī)車有不同的技術(shù)要求，造成在產(chǎn)品改型、產(chǎn)品改進(jìn)等方面的工作量很大，產(chǎn)品設(shè)計更改頻繁。
機(jī)車產(chǎn)品的設(shè)計種類可分為全新設(shè)計、派生設(shè)計、改進(jìn)設(shè)計、引進(jìn)設(shè)計和自定義設(shè)計。產(chǎn)品開發(fā)階段分為開發(fā)決第階段、設(shè)計策劃階段、初步設(shè)計階段、技術(shù)設(shè)計階段和工作圖設(shè)計階段。根據(jù)全新設(shè)計和派生設(shè)計等的性質(zhì)不同，分別有不同的設(shè)計階段和各個設(shè)計階段要求輸出的文件。機(jī)車產(chǎn)品的開發(fā)過程還涉及到機(jī)械、電氣、液壓。動力、空氣和軟件等多專業(yè)數(shù)據(jù)，同時在整個項目運作過程中需要市場、研發(fā)、工藝、供應(yīng)、制造、質(zhì)量、財務(wù)、銷售與服務(wù)等部門的協(xié)同臺作，只有把業(yè)務(wù)流程和過程數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合起來，才能更好地完成項目目標(biāo)。
因此，對于鐵路機(jī)車車輛行業(yè)可定制翦PLM系統(tǒng)，對于管理復(fù)雜設(shè)計和復(fù)雜產(chǎn)品具有天然的需求，另外為了方便機(jī)車維修，還需要對有要求的機(jī)車產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品實例的追溯和維護(hù)，對于重要零部件有實驗數(shù)據(jù)管理的需求。
二、鐵路機(jī)車行業(yè)的PLM系統(tǒng)需求
1.鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的可定制PLM解決方案
面向鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的可定制PLM采用多層方式開發(fā)，支持每層的獨立擴(kuò)展以支持企業(yè)不同方面不同層次的需求，如圖1。
圖1 鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的可定制PLM采用多層方式開發(fā)
(1)PLM業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺層。PLM業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺層包含了用于支攆PLM應(yīng)用系統(tǒng)的所有與業(yè)務(wù)不緊密相關(guān)的基礎(chǔ)服務(wù)和構(gòu)件，PLM應(yīng)用系統(tǒng)將基于這些基礎(chǔ)服務(wù)和構(gòu)件構(gòu)造業(yè)務(wù)相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)和功能，從而滿足對產(chǎn)品生命周期各階段的數(shù)據(jù)管理和業(yè)務(wù)支撐的需求。
(2)PLM構(gòu)件層。PLM構(gòu)件層包括了PLM的通用業(yè)務(wù)構(gòu)件。通用業(yè)務(wù)構(gòu)件用來支撐PLM系統(tǒng)的基本應(yīng)用，主要解決PLM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲問題、安全問題、權(quán)限問題、查詢撿索、協(xié)同訪問等問題和公用的項目管理、資源管理等功能。
(3)PLM行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)層。PLM行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)層是整個PLM系統(tǒng)的量高層，通過對PLM應(yīng)用系統(tǒng)在一個或多個行業(yè)的持續(xù)應(yīng)用，對案例不斷的積累、整理和優(yōu)化，形成面向行業(yè)的案例庫和知識庫，從而為行業(yè)應(yīng)用提供更專業(yè)的實施和咨詢服務(wù)，推動行業(yè)信息化進(jìn)程的廣度和深度。
(4)PLM工具集。PLM工具集主要包括實施工具、系統(tǒng)分析工具和二次開發(fā)工具等，其貫穿底層技術(shù)平臺、基礎(chǔ)平臺層、應(yīng)用層、行業(yè)解決方案層和行業(yè)工程應(yīng)用。實施工具是為了簡化系統(tǒng)安裝、部署和應(yīng)用，提供給軟件廠商或第三方實施人員、企業(yè)的系統(tǒng)管理員和業(yè)務(wù)管理員等使用的相關(guān)工具。系統(tǒng)分析工具是通過對系統(tǒng)運行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能瓶頸、系統(tǒng)運行趨勢和業(yè)務(wù)瓶頸等，為系統(tǒng)管理員和業(yè)務(wù)管理員提供系統(tǒng)優(yōu)化的依椐。二次開發(fā)工具是為了輔助二次開發(fā)人員基于PLM系統(tǒng)進(jìn)行快速開發(fā)的工具，主要提供給第三方或企業(yè)的二次開發(fā)人員。
2.網(wǎng)絡(luò)部署解決方案
PLM系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)存儲在中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，文件則分布存儲在不同場所的相應(yīng)服務(wù)器中，如圖2。在不同的場所，提供中間層服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器和提供文件訪問的文件服務(wù)器可以根據(jù)需要部署多套，分別為本地用戶提供服務(wù)。各分公司產(chǎn)生的文件通過各自局域網(wǎng)內(nèi)的文件服務(wù)器存儲在內(nèi)網(wǎng)的存儲設(shè)備上。對于企業(yè)有文件集中管理需求，或考慮到其他場所的用戶對文件有訪問性能要求的情況，可以利用文件復(fù)制服務(wù)將某些場所存儲的文件復(fù)制到另一個文件存儲中，文件復(fù)制服務(wù)系統(tǒng)按管理員制定的復(fù)制策略自動工作，并提供增量式的文件復(fù)制。基于以上的分布式部署結(jié)構(gòu)，PLM系統(tǒng)具有良好的可伸縮性，可以根據(jù)企業(yè)實際環(huán)境和用戶訪問量情況來確定最終的部署方案。
圖2 分布式部署結(jié)構(gòu)
三、面向鐵路機(jī)車行業(yè)的PLM系統(tǒng)開發(fā)
面向鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的可定制PLM系統(tǒng)，要滿足的業(yè)務(wù)非常復(fù)雜：老型號機(jī)車車輛的大修；機(jī)車、貨車原有型號的出口：引進(jìn)技術(shù)韻動車組的建造及自主創(chuàng)新；國內(nèi)地鐵車輛的發(fā)展與進(jìn)行國產(chǎn)A、B型城市軌道車的自主創(chuàng)新等。艾克斯特研發(fā)的高度可定制平臺Extech PLM，有效地滿足了企業(yè)的需求，能夠完整支撐鐵路機(jī)車車輛企業(yè)的需求。
(1)管理更多的企業(yè)敷據(jù)。本課題開發(fā)的對象類型可定制技術(shù)，能夠全面應(yīng)用于對象全生命周期管理。相對于以往的PLM產(chǎn)品能提供管理更多數(shù)據(jù)，為企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面系統(tǒng)管理提供了可能。以前的產(chǎn)品只能管理機(jī)械零件和電子元器件的共同屬性，無法細(xì)化管理元器件，現(xiàn)在的系統(tǒng)，無論元器件的參數(shù)如何多都能夠游刃有余。
(2)靈活適應(yīng)企業(yè)的流程和組織變更。本課題在組織機(jī)構(gòu)和流程管理方面增加了靈活性，支持組織結(jié)構(gòu)調(diào)整，及部署模型的調(diào)整。集團(tuán)性用戶可以進(jìn)行多應(yīng)用部署，不同企業(yè)的管理員維護(hù)各自企業(yè)的數(shù)據(jù)及部署模型，組織之間可以進(jìn)行協(xié)同和交互。工作流模型支持用戶自定義，可以采取任意級次的評審、評審人的指派既可以事先指定也可以由提交人指定，不同的對象在不同的狀態(tài)可以啟用不同的流程，流程圖可以隨著企業(yè)模型的變化進(jìn)行調(diào)整。
(3)增強軟件的易用性，提高軟件的效率。Extech PLM具備強大的用戶界面定制功能．提供用戶定制對象信息的展示、編輯、方法調(diào)用、服務(wù)調(diào)用以及菜單定制、查詢界面定制和客戶端集成功能擴(kuò)展等多個方面。采用Extech PLM平臺的定制功能用戶可直接擴(kuò)展平臺模板中不能管理的數(shù)據(jù)，從而提升系統(tǒng)的管理功能。
(4)有利于系統(tǒng)橐成、增加系統(tǒng)的使用價值。Extech PLM系統(tǒng)提供的定剃能力有肋干企業(yè)集成減少代碼開發(fā)，通過系統(tǒng)定制能夠解決大部分傳遞數(shù)據(jù)的提取問題，而避免采用代碼編寫，這樣既減少了工作量，也增加了靈活性。通過系統(tǒng)定制解決傳遞問題，Extech PLM中可以采用工作流來進(jìn)行傳遞任務(wù)觸發(fā)，觸發(fā)消息、郵件或者使用調(diào)用WEB服務(wù)來傳遞提取的數(shù)據(jù)，從傳遞途徑上可以通過定制解決大部分集成的傳遞通路問題。對于簡單的界面融臺，因為Extech PLM提供界面定制功能，所以很容易與其他B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)界面融合。
圖3 Extech PLM提供的可定制功能
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本文標(biāo)題：面向鐵路機(jī)車車輛行業(yè)的可定制PLM系統(tǒng)
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