二 向国内造船企业推荐的数字化平台方案

1 造船行业的业务特征和竞争力的主要体现
本节主要说明船舶产品的特点、船舶行业的业务特征和船舶企业竞争力的主要方面。
船舶产品与其它机电产品最大的不同是：结构和配套复杂、尺度大、工作环境恶劣、维护保养频繁、建造周期和使用用寿命长。
船舶行业的业务特征
▲劳动力、资金密集型产业，订单批量小，特制生产，研发设计和制造周期长；
▲依靠不同企业、不同专业团队的密切大协作，才能共同完的成船舶与各配套系统的研发、设计与制造，以及各项大型试验，其规模之大，专业之复杂是其它行业难以相比的；
▲依靠合理的设计分工、严格的界面定义和信息沟通才能降低设计成本，减少返工；
▲依靠周密的计划、协同和控制才能缩短制造周期；
▲依靠供应链的协同控制采购成本和供货周期，才能保证与制造同步；
▲依靠设计中对船舶全寿命周期成本分析和对后勤保障的预期才能降低船舶全寿命周期费用。这一点对军用船舶建造尤为重要。
船舶企业的竞争力主要体现
企业建造的船舶产品性能先进、质量优良、成本低、交付期短、有充分协同的供应链、有良好的售后服务和各级维修机制保障、产品全寿命运营成本低等是船舶企业和产品竞争力的主要体现。要做到上述这些方面就必须在船舶产品全生命周期（包括需求管理、概念设计、工程设计、优化仿真、建造、试验和质量保证、产品交付、维修服务、大修、翻新、再服役直到报废或退役。）内实行高度协同的统一平台管理。

2 我们推荐的数字化平台的总体框架
本节重点说明数字化造船的总体目标，以及本公司推荐的数字化造船平台的内容，最后说明为什么要以PLM为数字化平台总体框架的理由。
1） 数字化造船的总体目标
通过数字化造船工程的实施，全面建立船舶产品的数字化研发、设计、制造、测试与试验、管理集成平台环境；打通船舶数字化设计、制造、管理的主线；应用“壳、舾、涂一体化”数字化样船技术，推行模块化造船和产品虚拟建造，建立船舶精益建造体系；以数字技术为纽带促进体制和机制创新，推行船舶制造资源优化配置技术、现代物流技术，建立造船精细化管理体系；应用敏捷制造技术和虚拟企业原理，实现设计、制造和管理向现代信息集成、过程集成和企业间集成的跨越，建立以数字化造船总装厂为核心的现代造船协同设计和协同制造体系；进行数字造船人才和标准规范体系建设，建立“数字化造船”工程实施的保障体系。完成造船模式转换，使造船企业全面实现“数字化造船”和建立“数字化造船企业”。
2） 我们推荐的数字化造船平台的主要内容和构成
我们推荐的数字化造船平台概括起来是：“以实现船舶产品全生命周期管理为目标，现有商业化的PLM软件为框架，采用开放式的船舶CAX软件作为上游的研发设计工具，以及制造过程管理软件MPM为下游的制造工具软件，并能和企业原有的或准备配置的ERP、CRM、SCM、MES等管理软件紧密集成的全企业统一的数字化平台。”
3） 采用以PLM为数字化平台总体框架的理由
事实上，实现数字化造船总体目标的核心就是对船舶产品全生命周期实施统一的数字化管理，要实施统一管理首先必须建立贯穿造船全部活动和流程统一的数据源。信息技术发展至今，对于离散型制造业而言，真正能做到这一点的只有PLM解决方案，也就是以现成的PLM商业软件为框架，以产品研发为主线，建立全企业统一的数字化平台。一般制造业企业的数字化平台要以PLM为框架的观点已经得到举世公认。根据上面已经对造船行业特点所作出的分析：船舶产品订单批量小，特制生产；研发和制造周期长；对产品的创新和变异的要求高。因此，从一定意义上讲，造船企业更应该毋容置疑地以PLM作为构建数字化平台的框架。

图5 数字化平台的PLM框架

3 以PLM为框架的数字化平台的功能清单
本节以UGS公司的PLM解决方案（Teamcenter）为例说明以PLM为框架的数字化平台能提供哪些功能。
1） 能够适应异构的多CAD环境建立统一的产品定义信息
产品研发团队在设计产品时可以使用多种CAD软件，PLM可以保证这些用不同CAD软件创建的零部件模型集成并完成装配；PLM还可以做到在创建过程对模型的变更保持同步，以确保研发团队成员都能使用最新的设计变更。
PLM可以使产品生命周期的所有参与者在以产品为中心的框架下工作，并提供产品结构和配置管理功能。他们可以识别、控制、评价和审核在整个产品生命周期中创建和演变的配置，即在产品需求状态、产品设计状态、产品制造规划状态、产品完工和测试状态、产品维护检修状态下的物料清单（BOM）状况。下图表示这些阶段相互交换BOM的功能，它可以将产品整个生命周期管理统一起来，这种不同阶段信息之间的无缝交换使得企业能够消除由地理位置、部门分割和专业技术产生的障碍，从而大大提高产品全生命周期管理的效率。

图6 产品生命周期各阶段对应不同视图的BOM

2） 能够建立标准的企业应用程序集成模块
PLM使得企业相关人员可以创建企业应用程序集成模块，在创建过程中会自动注册数据文件，保留数据库路径、记录应用程序数据的位置和属性，以确保这些数据的对应与统一。通过这些模块，工作人员可以查询PLM环境以及与其相连的ERP、SCM、CRM等系统，从这些系统提取信息，并向申请者展现这些信息以及与这些信息相关的事件和变更。
3） 能够支持通用的全球信息搜索查阅功能
企业员工可以利用通用的网络浏览器在全球范围内查询PLM环境下由多个数据创建系统所建立的信息。可以按照规定的属性进行搜索，也可以执行全文搜索，还可以利用图形化的产品结构对一项产品配置的零部件实现快速导航。
4） 能够实现产品全生命周期流程自动化
PLM能够提供强大的工作流管理功能，以实现企业产品生命周期流程的自动化，包括提供：规则定义（定义公司业务规则，确定在何种条件下如何向企业及其用户群提供信息）、用户角色（根据人员在企业和产品生命周期中的职责，确定哪些人有权接受特定类型的信息）、通告服务（当特定的信息对象做出变更时，会自动通告符合资格的人员）等功能。
PLM让所有的产品和流程信息和通用的产品结构关联起来，执行企业特定的业务规则和变更，快速实施自动化的工程流程。
5） 能够有效地实施产品全生命周期的文档管理
PLM通过支持一整套创建工具、知识和工作流程管理功能，允许企业相关人员识别、管理、访问并重复使用所有与产品生命周期有关的文档。包括：
▲企业内在线出版
企业可以在PLM中“出版”在其环境中创建的文档，并将这些文档与一个产品的相关零部件、产品配置和相应的BOM联系起来。
▲信息创建工具接口
可以与微软的Word、PowerPoint和Excel等信息创建工具之间实现无缝的连接。
▲自动审批
参与自动审批流程的团队可以采用网络浏览器确定文档审批路线，查检收件箱、提出审批意见，并决定批准或否决。
6） 能够实行各种变更管理
PLM通过两套功能强大的变更管理程序使企业可以规划、管理、执行和跟踪产品的各项变更：
▲单一阶段变更程序
使用以CMII快速跟踪规定为基础的简单的非正式的变更管理方法。
▲全套变更程序
根据行业标准CMII闭环模式，利用各种变更文档和广泛的执行计划来管理变更的方法。
企业可以利用这两种程序评价产品单个变更产生的影响，充分利用流线化的工作明细结构自动地指派工作任务并进行审核，将变更快速通知人相关员，并保存完整的变更历史记录。
7） 在信息安全确实有保障的情况下实现充分的信息共享。
在数据库中保留着与PLM环境中所管理的信息有关的路径和属性，并可以在企业范围内对这些数据实施控制、存取、审核和共享。该数据库帮助企业在分布式的或联合式的多站点环境中共享信息，PLM具有多种功能控制并保护这些信息。这些信息安全措施有：
▲检入/检出
通过闭锁进程中的工作，保护产品信息完整性。
▲修订/改版
允许跟踪并审核修订中间版本，实施对信息变更的管理。
▲系统与信息安全
保护PLM环境的系统和信息不会受到没有授权的访问和使用，并对如何使用单个产品信息（对象）作出定义。PLM支持标准的HTTP协议，通过防火墙保护基于网络提交的信息。PLM可以在安全许可和授权的基础上控制用户的访问。
8） 可重复的数字化验证
PLM允许研发人员实时地评价候选的设计概念（方案）和变更，从而方便地实施可重复的数字化验证（RDV）。通过向研发人员提供“随时在线”访问的整个产品数字化模型及其所有变量，工程团队可以在可管理的环境中研究候选的设计概念（方案），并验证各种新的创意对产品总体和性能的影响。
RDV功能允许研发人员对设计变更提出建议，在产品功能、性能、制造工艺性、适用性、成本和包装等方面验证这些更改的必要性和可行性。
PLM能够持续建立所有必要的索引和缓存，使得研发人员随时可以执行搜索操作，并从搜索结果中直接启动可视化协同和CAD系统，而无需为此将数据导出到特殊的环境中或执行任何特殊的转换。
9） 多站点协同
PLM可以向工程团队提供共享分布在全球环境中的产品信息的功能，对于那些在地理上分散，同时需要在两个或更多数据库中提取产品同步信息的团队而言，这样的多站点协同功能是非常有价值的。
利用PLM强大的联合式服务，可以满足以下的需要：
▲联合式网络构建
同一企业里的多个站点可以保持不同的业务规则、团队控制或工作流程，既可以交换产品信息，又可以保持本地的相对独立性。在这里，企业将一个大型的PLM数据库分配为小型的、地理上更靠近或适合特定领域的数据库。
▲外部数据交换
企业可与那些想要保持PLM数据库独立的供应商交换数据，PLM充分利用“中央数据库发布”（站点可以发布它们想要在中央数据库共享的信息属性）和“多站点数据复制”（当特定事件发生时，可复制的信息可以被/拖拉到某个站点）两套技术促进多站点协同。