PLM:改造丰田生产线的神奇制造软件
体操做完后,丰田公司的工人在上岗前还有另一件事要做。这些日子,公司正在对他们将要负责生产的零部件做些变动。工人们各自走进专门的演示室,在那里,大型计算机屏幕将向他们介绍新的装配工序。要掌握的信息很多,因为工人们每两小时就要在不同的装配站轮岗,以缓解身体紧张。由于采用了新型的制造软件──产品寿命期管理软件(简称PLM),各种数据可以用清晰的三维图像在电脑屏幕上演示出来。
丰田公司装配线有著强大的能力(其象征是一张不起眼的看板卡),一直被夸成世界第一。对丰田来说,那些展示意味著这理念的重大转变和效率的急剧提高。丰田汽车公司总裁张富士夫(Fujio Cho)宣称,PLM软件正在把公司的生产系统改造成数字化制造系统。
除了丰田,还有许多公司采用了PLM软件,对产品从产生到衰落的整个寿命期──从研发中创造,到生产、测试,再到现场维护──进行管理。率先采用PLM的公司,如普惠加拿大公司(Pratt & Whitney Canada),通用汽车公司(General Motors)和IBM,已经节约了数亿美元的费用(单是IBM一家就节约了7亿多美元),并减少了三分之一的产品开发时间。波音公司也正在为生产新的7E7型梦幻客运喷气机安装PLM软件包。并非所有的用户都是巨型公司。加利福尼亚州亚伯林达市GID公司只有六名员工,它也用这种软件来设计轮式溜冰鞋和制造这种溜冰鞋的工具。
PLM通过结合了两种人们熟悉的较旧软件做到了这一点。一种是计算机辅助三维组件设计程序(CATIA),这是一种工程设计工具;另一种是较新的软件,具备模拟装配线乃至整个新工厂等功能。在丰田公司那些逼真的演示中,机器人挥舞著机械臂,机床往复运动执行任务,真人一样的模拟人在工厂里走来走去。有了PLM,包括设计、研制在内所有工序都可以在电脑同时进行测试,因此,工程师在产品还处于设计阶段的时候就能制定生产布局。
软件能力还有了另一个惊人的飞跃:在改进产品时,PLM自动地根据商业要求改变设计规格。例如,飞机的某项任务要求,如最大飞行时间,它可能同发动机推力和油箱容量的设计规格有关,这些规格反过来影响到机翼尺寸。PLM软件能像变魔术般更新翼展尺寸、改变翼肋和桁条的数量及形状。有了这个新能力,飞机发动机制造商(如普惠加拿大公司)就能够在设计规格这个问题上同客户进行更密切的合作。
曾有些潜在用户认为PLM就像ERP(企业资源规划)和CMR(客户关系管理)一样,只不过是又一个被过度炒作的三个字母的时髦软件,对它不屑一顾,但随后,PLM得以流行开来。马萨诸塞州坎布里奇市的行业观察机构Daratech公司首席执行官查尔斯 范戴勒(Charles Foundyller)把PLM称为“造就创新的最佳方法”。最主要的一种PLM软件是由IBM负责营销的,IBM技术与制造高级副总裁尼克 多诺弗里欧(Nick Donofrio)称这种软件是“在制造业历史上的一次最重大突破──亨利 福特(Henry Ford)装配线基础上的新发展”。他解释说,“产品制造出来后生产线上的工作往往就会停止,但PLM则更像一个不间断环路,它从制造到售后服务各阶段都跟踪著产品,然后又返回到设计理念和生产阶段等环节,以重新设计或升级产品。这种闭环式方法可能会把原来平庸的产品转变成货真价实的行业主导产品。
IBM是PLM重要构件的孵化地和走向市场成熟的发射台。上个世纪90年代,IBM公司正在首席执行官郭士纳(Lou Gerstner)的领导下走向复兴,它发现自己有35%产品进入市场的时间比竞争者多出一倍以上。研发成本也失去了控制。设计工程师只顾设计本部门产品的组件,却不看IBM其他部门是否已经设计过这种组件。这种现象并不少见。大约25%的研发预算都浪费在这些从未进入市场的产品上了,而竞争对手在这方面的比例却只有5%。IBM成立了一个结构调整小组,由多诺弗里欧和IBM高级副总裁琳达 桑福德(Linda Sanford)领导,组织工程师开发了一个称为“产品经理”(PM)的数据库,帮助IBM工程师利用公司已有的1,491,879种部件,包括21,860种电缆、127,008种电子元件和大约30,000种机械组件及子组件。PM不仅是一个电子数据储存库,它还利用IBM已经采用的设计工程软件CATIA生成的数字资料,分送给全公司的工程师、会计师及所有需要这些信息的人员。
1998年,IBM以4,500万美元的价格把PM卖给了正在开发一种PLM的法国达索系统集团公司(Dassault Systes)。达索公司大大增强了PM的功能,而IBM承接了PLM软件包的销售业务。
IBM从中赚到了大把的利润,津津乐道地向员工、股东和潜在的客户宣扬这些成就。从1994年开始,由于采用了PLM,IBM把高端计算机和服务器投放市场的时间由原来的70个月减少到了19个月。同期,硬件研发支出与经营收入的比率也由原来的12%下降到了5.8%。在IBM的“老大难”问题(下马项目上的支出)也由原来的25%削减到了2%以下。全球高端服务器生产主管小雷 沃特洛巴(Ray Watroba Jr.)说:“我们将这些PLM程序合并、集成并在随后优化的方法,给我们的产品研发流程带来了意想不到的好处”。
蓝色巨人有1,000名PLM销售人员和1,000多名咨询工程师,专职负责全球PLM用户。2006年,IBM和达索两家公司的PLM软件销售金额合计约20亿美元。电资系统公司(EDS,今年被卖给一家投资集团)的子公司UGS PLM紧随其后,销售额达17亿美元,其最大的客户是EDS的原所有者通用汽车公司。
行业分析师指出,今年PLM的收入为120亿美元,在此基础上,今后每年将以14%的速度增加。德勤国际咨询公司(Deloitte & Touche Tohmatsu)在一份新的报告中认为,采用PLM是实现生产率和利润惊人增长的原因。由于PLM是一种新产品(在2002年2月份才成为真正的商业性产品),只有为数不多的一小部分公司全面地掌握了该项技术。但是,在欧美的650个主要制造厂家中,掌握了该项技术的55家公司的利润却比其余公司的利润高出73%。市场研究公司Gartner的一份研究报告指出,“财富1000”排行榜上的制造业公司若在2007年前还未安装PLM,它们维持其竞争力将十分艰难。该报告还说:“采用PLM的中小企业将对那些不采用PLM的竞争对手拥有优势。”
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