第2章 起重装备全生命周期数据模型

2.1 概述

产品全生命周期的概念最早出现在经济管理领域，1950年Dean为了研究产品在出现、成长、成熟、衰亡几个时期的价格变化，利用产品全生命周期来描述整个过程。1965年Levirt又专门讨论了产品全生命周期的概念，分为市场开发、市场成长、市场成熟和市场衰退四个阶段。

美国国防部于1985年提出一项战略性计划“计算机辅助后勤保障”（Computer Aided Logistic Support，CALS），经历了“计算机辅助采办与后勤保障（Computer-Aided Acquisition and Logistic Support）”到“持续采办与寿命同期保障（Continuous Acquisition and Lifecycle Support）”，开始涉及产品全生命周期管理这一概念，包括武器系统的设计、研制、制造和保障过程等阶段。

此后，产品全生命周期开始被制造业广泛接受，并于20世纪90年代得到迅猛发展的产品数据管理（PDM）技术结合，产生了产品全生命周期管理（Product Lifecycle Management， PLM）。权威的CIMdata公司给出的定义：“PLM是一种战略商业方法，它应用一整套的商业解决方案来支持产品定义信息的协同创造、管理、分发和使用；支持扩展企业（包括顾客、设计伙伴和供应伙伴等）的业务；覆盖从产品或装置生命中的概念（阶段）到结束（阶段）的（产品）生命周期；集成了人、过程、商业系统和信息”。随着互联网的出现和基于互联网协作的发展，PLM重点从单纯的设计阶段的数据和过程管理扩展到从需求到概念、定义，再到采购、生产、服务、维护和报废各个生命周期阶段的相关数据、过程、资源分配、使用工具等信息以及这些信息之间的有机关联。

PLM的创新在于定义了产品作为企业内部和跨企业的信息中心，并且全生命周期作为信息集成分析的时间尺度，解决的最核心问题还是产品全生命周期数据的管理，是企业解决产品全生命周期“信息孤岛”的战略思想、提高自身竞争力的强有力工具。通过集成CAX工具，实现产品开发、生产、销售、使用和维护维修中数据的获取和管理，进而在全生命周期内实现数据共享。但是在PLM的应用中，存在着以下问题。

1）受传统商业模式的影响，大多数企业PLM实施的关注点主要集中在产品设计和生产阶段，以期望获取最直接的经济利益，其他阶段由于长期得不到关注而缺乏详细的产品相关数据使得PLM的优势受限。企业利润由苦笑曲线向微笑曲线的转变（见图2-1），揭示出制造企业单纯地依靠降低生产成本、提高产品质量，不足以获取市场优势，需要关注产品上游的设计和下游的服务、回收再利用等阶段，实现产品设计创新，提高人性化的服务，尽量重用废弃产品及其零部件、原材料。产品设计将客户需求转化为一套合理的解决方案，仅占产品总成本的6%，却决定了最终产品70%的质量和成本既要响应客户的多样化、复杂化需求，又要为产品的制造、销售、维护等后续阶段提供必不可少的技术支持。因此增强产品设计能力，是企业快速响应市场的先决条件，也是企业提高竞争力的主要手段。部分企业围绕产品服务过程和回收再利用所产生的利润远远超过制造产品，现代制造服务业已成为企业新的业务增长点和利润的来源。例如，在航空工业里，企业的获利能力不是来自于飞机的销售，而是飞机在三十多年的预期寿命里的维护、维修收入。同样在船舶行业里，船东每年支付的船舶修理费用占到了船舶固定成本的15%还多，将近运输总成本的8%。1997年，施乐欧洲公司开始废弃产品回收和重新加工计划，全年回收约16万台机器，通过重新加工从中产出380万件零部件，利用废弃产品的回收和再加工节约了8000万美元。可见制造企业不但需要关注产品的设计和生产，还要管理产品的使用维修和报废回收，为产品提供完善的支持，从而提升竞争力。

图2-1 企业利润曲线

2）产品全生命周期数据缺乏有效的数据获取和信息处理机制。从产品市场预测到报废回收的全过程，产生了各类海量数据，如图样、手册、单据等，完善、管理和使用这些产品数据为新产品的研发提供了丰富的知识库。但是由于缺乏有效的数据采集手段和信息处理机制，故不能建立完备的产品信息库。产品离开制造企业后，因为时间和空间的限制及获取手段的落后，产品数据变得模糊、不完整，严重地制约了产品全生命周期数据的获取和信息处理，使得这部分产品信息不精确、不完善。所以各阶段之间存在着信息差，无法真正实现产品数据、信息、知识的无缝转换，也不能实现新知识的快速获取和旧知识的有效复用。

这种情况下，产品全生命周期数据闭环管理的研究就显得尤为迫切。其思想源于产品全生命周期闭环管理，数据管理范围从产品设计和生产到概念设计、使用服务和报废回收，支持数据的获取、统一管理和有效供给。