PDM现状与趋势分析
王宝友
摘要:本文根据CIMdata公司的一些数据分析了产品数据管理软件的发展现状,在此基础上对PDM现状发展趋势进行了深入探讨,认为PDM必然走向支持广义企业的协同产品开发的对产品全生命周期管理的完整解决方案。
关键词:产品数据管理,cPDm,产品生命周期管理
中图分类号:TP391文献标识码:A
1前言
在过去的两年里,产品数据管理(PDMProductDataManagement)软件的世界形式和趋势发生了巨大的变化,其中比较有代表意义的有如下几个:2001年8月,CIMdata公司给出了cPDm(collaborativeProductDefinitionmanagement,协同产品定义管理)的定义,将PDM的概念再度扩大;2001年9月,EDS将UGS和SDRC两世界顶级PDM供应商合并,推出PLM(ProductLifecycleManagement,产品生命周期管理)战略;2000年度世界PDM市场投资为28.6亿美元,较前一年增长62%;CIMdata公司预测全世界的cPDm市场在2005年前会保持大约年增长36%的增幅,在2005年将达到130亿美元。这些对认识PDM的发展现状与趋势是非常有用的。
2PDM发展现状
2.1由第二代走向第三代
PDM技术出现于八十年代初期,大多是由各CAD供应商推出的配合CAD产品的系统,主要局限在工程图纸的管理,解决了大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题。这是第一代PDM产品。
第二代PDM产品主要应用于部门,为企业提供各种产品工程信息,以SDRC公司的Metaphase、UGS公司的iMAN为典型代表。少数第二代PDM产品可以真正实现企业级的信息集成和过程集成,同时软件的开放性、集成能力大大提高。PDM开始成为企业设计、工艺数据管理和流程管理的中心,是企业设计和工艺部门的基础数据平台,各种CAx应用如CAD、CAPP、CAE等通过PDM进行集成。第二代PDM产品目前被广泛使用。
第三代PDM以PTC公司的Windchill、MatrixOne公司的eMatrix为代表,是完全建立在Internet平台、CORBA和Java技术基础上的、基于分布式计算框架,做到了与计算机软硬件平台无关和用户界面的统一,支持以“标准企业职能”和“动态企业”思想为中心的新的企业信息分析方法,可以进行企业信息建模的分析和设计,实现包括文档管理、生命周期管理、工作流管理、产品结构管理、视图管理、变更管理、客户化应用等功能。第三代PDM适应了信息时代广义企业异地协同开发、制造和管理产品的要求。第三代PDM属于cPDm,目前方兴未艾。
2.2PDM市场增长迅速
图1是CIMdata公司2000年度对世界PDM市场过去几年的投资状况的统计以及未来几年市场的预测。值得一提的是,CIMdata公司原先预测的在2003年度世界PDM市场将达到29亿美元过于保守(CIMdata公司的数据显示,2000年度世界cPDm市场为28.6亿美元)。根据CIMdata公司的CIMdatacPDmMarketAnalysisReport2000(CIMdata公司2000年cPDm市场分析报告。CIMdata公司目前已经开始出售此报告,售价9500美元),2000年度全世界的cPDm市场较前一年增长62%;并且在2001年前两个季度也保持了高的增长幅度。据CIMdata公司最新预测,全世界的cPDm市场在2005年前会保持大约36%的年增幅,在2005年达到130亿美元。在这期间,软件收入占40%,而服务的费用占60%[1]。

图1世界cPDm的市场投资状况[1]
2.3巨头合并给PDM格局带来巨大影响
在2001年9月,IT领域领先全球、2000年收入达到192亿美元的美国EDS公司收购SDRC公司后将它与旗下的UGS公司(UGS公司1998年从EDS公司独立出来,股票上市,在2001年9月被EDS公司重新收购)合并,沿用“UGS”名称,成为EDS第五条商务线——PLMSolutions事业部,由TonyAffuso出任总裁,新“UGS”将面向产品全生命周期管理(PLM)市场,提供业界最完整的数字化产品生命周期管理的软件和服务。EDS主席、首席执行官DickBrown先生说:“在过去两年中,企业的产品设计已经开始了一场基于网络的革命,并对产品生命周期管理(PLM)、数字化信息的全球实时共享提出了更迫切的要求,新的UGS将更好地把握这一变革,不失时机地抓住这一市场机遇。”,合并后的UGS无论是市场收入还是占有率毫无疑问都是世界首位,约占世界全部PDM市场的21%[2]。图2和图3是合并后的新UGS的市场占有和收入状况。新UGS收入占前十位cPDm供应商的收入的30%,高于居第二位的SAP约一倍。由于原先的EDS、UGS和SDRC的客户群几乎没有重叠,相信UGS和SDRC合并后在EDS的强大的服务阵营以及一体化解决方案的影响下,其市场仍会扩大。

图2合并后的UGS的市场占有状况[2]
(本文注:Eigner+Partner在2001年11月6日更名为Eigner)

图3合并后的UGS市场收入状况[2]
2000年,cPDm全部市场为28.6亿美元,前十位cPDm供应商的收入为17.16亿美元,占全部市场份额的60%。PDM对企业来说是一个完整的解决方案,这使得企业在选择PDM产品时首先要考虑供应商的规模和能力。世界上一些大企业选择同一公司的CAx/PDM比比皆是,例如世界上很多大的汽车公司都选择了原SDRC公司的IDEASMasterSeries系列CAD软件并同时购买MetaphaseSeries软件实施PDM。另外,随着顶级PDM软件供应商的合并、合作以及并购其他软件公司,大的PDM供应商的市场占有优势会持续保持很长时间。但必须看到,由于这些供应商一般是北美和欧洲的,受语言、文化以及产品价格的影响,这些产品有时不适合一些亚洲的一些企业。对这些供应商来说还存在国外(比如我国)高投入、低产出的现象,于是采取了以销售为重心,而忽略了服务,导致有些企业的项目实施失败的事实,因此这些大供应商在亚洲的市场推广不是很成功,这给了本地的供应商发展和推广自己的PDM产品的机会,日本的Fijitsu的PDM产品就是一个典型的例子,目前已经成为世界十强之一。我们国家的一些PDM产品如开目PDM、IntePDM、XTPDM、同方PDM、TopPDM、GSPDM等也获得了较大的成功。
2.4电子、通信成为PDM的最大投资行业
由于前几年在Internet及基于无线的基础设施投资过热,在2001年的经济衰退中,电子和通信行业是最大受影响者,但很多电子和通信行业的公司仍然在cPDm上加大了投资。19962000年中,电子和通信行业是cPDm的最大投资行业,交通运输业次之。而在机械行业的投资比较稳定,增长也比较缓慢。从图4可以明显地看出PDM的行业投资状况。一些传统产业也开始使用产品数据管理来加强管理和提高效率,如石油行业。

图4cPDm的市场的行业投资状况[3]
3PDM发展趋势分析
从图1可以看出,未来几年内世界PDM市场仍会迅速增长。由于信息技术和电子商务的发展,PDM必然会走向面向产品全生命周期的支持协同商务的平台模式,网络技术在PDM系统中的应用会越来越深入。PDM与ERP的功能也会相互渗透,PDM的功能会越来越多、越来越强大,但PDM不可能也没有必要把一些专业应用软件的功能囊括在其中。PDM必须提供完善的接口,和上游、下游以及应用软件充分集成,完成对产品全生命周期的定义的信息管理。PDM总体上向标准化、网络化、集成化方面发展。从GartnerGroup公司提出PDMII
(ProductDevelopmentManagement,如图5)、CIMdata公司提出面向21世纪的协同产品定义管理(collaborativeProductDefinitionmanagement,简称cPDm,如图6)都是这些趋势的形象表示。PDMII的最大特点是支持产品的并行协同开发,并引入虚拟产品开发管理,使设计工程师和生产工程师可以尽早共享产品的知识,从而为企业产品开发提供了一个创新环境。PDMII支持广义企业的完整解决方案,为之提供一个一致的产品、过程和资源模型。cPDm是指对产品定义生命周期的协同管理,包括完整的产品定义信息和相关的企业实物资产和运作过程[4]。

图5产品开发管理PDMII[5]

图6协同产品定义管理[6]
3.1基于网络平台及支持信息模型转换
在PDM系统中通过Web技术实现全球化的信息查询、浏览、创建与更新才是广义企业所需要的,可以通过Internet实现全球化的虚拟企业的信息管理。另一方面,由于各部门使用的系统功能不一样,建立的信息模型也可能不一样,这给系统间的信息交换带来了麻烦。实现信息模型的标准化,可以实现不同系统之间的信息交换。STEP(ISO10303)是一个关于数字化产品数据表示和交换的国际标准。STEP的目的是提供一种不依赖于具体应用系统的中性机制,用来描述产品整个生命周期中的数据。PDM系统要提供不同系统间的信息交换,必须在开放性和系统集成能力方面建立在对标准的支持,必须使用形式化的数据规范语言来描述产品数据,完成从物理层上表示产品模型。另外,在广义企业以及动态联盟的分布式计算环境下,由于应用系统的异构性,要进行不同计算模型和支持系统之间的互操作,主要是CORBA、COM/DCOM以及Java系统之间的通信和互操作问题,由于还没有统一的分布式计算框架,而且目前要统一这几种标准也不可能,因此PDM系统必须支持这几种标准以及其间的通信问题。而且基于构件的PDM系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。
3.2专用模块与流程管理增强
PDM的传统模块的功能已经很成熟,PDM供应商会推出一些专用模块,将原先使用专用工具完成的功能转化为PDM的可选模块。比如项目管理、工程更改、供应商和零部件管理原先有很多专用软件,现在PDM供应商已把这些功能囊括在PDM的中或者提供独立的专用模块完成。
产品的生命周期与过程和资源息息相关,是人、应用、数据组成的动态流程,过程又可以划分为多个子过程,所以对过程(或流程)的管理至关重要。为适应产品协同开发过程的需要,各PDM供应商竟相开发工作流程管理模块,以满足并行产品开发的过程管理需要。流程管理模块将数据管理、工作流程与变更控制集于一体,通过自动协调企业组织任务和过程、信息使项目顺利完成。
3.3可扩展并支持二次开发
PDM即使功能再强大、模块再多,但由于系统所管理的信息类型及模型的复杂性,以及不同企业的信息、职能千差万别,为适应产品设计与制造过程中复杂可变的需要,也还要求PDM系统有良好的开放性。PDM应该是一个功能可扩展的基本模型与框架,其中“结构件”可模块化,从而可以为满足不同需求进行组装。系统通过采用OO方法建立系统管理模型与信息模型,并提供面向对象的建模工具与开发工具,支持用户的二次开发,使之真正适应企业要求。
3.4集成和一体化
产品开发开始由单一企业自主开发向虚拟企业协同开发的发展以及电子商务和面向产品全生命周期管理的需要使得PDM与ERP的功能会相互渗透,并且由于象SAP这样的世界顶级的原ERP供应商也开始转向cPDm领域,协同产品定义管理必须提供产品工程设计、生产制造、供应管理的一体化解决方案。从世界前十位的PDM供应商的发展战略可以证明这一点:这些供应商要么是PLM,要么是CPC(产品协同商务),其本质是一致的,即支持跨企业的协同工作环境,支持异构应用系统和异构数据的透明互操作,并具有开放式可扩展体系结构,提供多企业协作发展的完善的产品生命周期管理。
PDM与Cax应用工具也走向无缝集成,由于世界顶级的PDM供应商原先很多是提供CAD/CAM服务的,他们会根据企业的需要,把Cax应用工具嵌入到cPDm的一体化解决方案中。而且由于这些大公司陆续并购其他一些软件公司,他们会把很多被并购公司的应用软件和cPDm无缝集成。
3.5知识管理
在知识经济的时代,怎样管理并重用已有知识决定了新产品开发的能力和上市速度,设计知识、管理知识以及生产知识等是企业竞争的重要因素,只有一套完备的信息管理系统才能管理大量的知识资源。目前已经有PDM供应商提出基于知识管理的系统,如原SDRC公司的Metaphase就称为产品知识管理(ProductKnowledgeManagementPKM)软件。数字化建模和虚拟产品开发是CAD发展的新阶段,虚拟产品开发(virtualproductdevelopment,VPD)是虚拟制造领域中的一个重要内容,PDMII是支持广义企业虚拟产品开发的协同工作环境,它关注的是提供一个具有内在知识的系统,即为不同的人员提供与他们从事的工作相对应的知识。支持虚拟产品开发的PDM会快速增长。
4结论
目前产品数据管理市场竞争格局明显,尤其是国际市场上的顶级供应商之间。国产PDM产品在功能、性能以及稳定性方面还与之相差甚远,但在适应企业需求、价格、文化背景等方面具有很大优势,很多国产PDM也取得了成功。PDM的实施不是只有软件就可以的,随着PDM功能越来越强大,结构也变的复杂,提供PDM服务越来越重要,服务的费用已经远远大于软件本身的费用。
企业需要的是与产品生命周期相关的所有信息的集成,PDM是信息集成的核心。随着信息技术的发展,PDM必然走向支持广义企业的协同产品开发的对产品全生命周期管理的完整解决方案。
参考文献
CIMdata,Inc.,CIMdataReportscPDmMarketUndergoesExplosive62%
GrowthtoExceed$2.8Billionin2000.http://www.cimdata.com/index.htm.2001
CIMdata,Inc.,CIMdataPositionPaper200101:EDSAcquiresSDRC;
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/PositionPaperEDS.pdf.2001
CIMdata,Inc.,cPDmMarketOutlookStrongDespiteEconomic
Downturn.http://www.cimdata.com/PR08152001.pdf.2001,8
CIMdata,Inc.,CIMdataPositionPaper#20001:cPDmthekey
toharnessinginnovationinanebusinessworld.http://www.cimdata.com/positionpaper1.pdf.2000
IBM.Usinginnovationasyourkeytocompetitiveness.
http://houns54.clearlake.ibm.com/solutions/industrial/indpub.nsf/Files/PDMII/$File/PDMII.pdf.2001
CIMdata,Inc.,whatiscPDm?.
http://www.cimdata.com/index.htm.2001
AnalysisofCurrentSituationandTendencyofPDM
WangBaoyou
SchoolofMechanicalEngineering&Automation,
BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081
注:本文使用的图表是CIMdataInc.公司的原始图表
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