隨著CAD/CAE/CAPP/CAM在制造企業(yè)的廣泛應(yīng)用，一方面，企業(yè)從CAD等技術(shù)的推廣應(yīng)用中，特別是采用3D CAD建模、有限元分析、機構(gòu)運動仿真等手段后，大大提高了設(shè)計能力和圖紙質(zhì)量，減少了差錯，降低了設(shè)計返工率。另一方面，還必須清醒地認識到，這些計算機應(yīng)用系統(tǒng)只能解決企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)過程中的一些局部問題，并且由于很多計算機異構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用，又帶來了一系列新的問題。例如，CAD設(shè)計信息與下游CAPP、CAM等環(huán)節(jié)的信息集成，大量的設(shè)計數(shù)據(jù)、3D模型、設(shè)計流程的管理等。
對這些種類繁多的異構(gòu)數(shù)據(jù)及其他產(chǎn)品生命周期信息的管理，是目前自動化程度較高的企業(yè)亟待解決的問題。20世紀(jì)70年代中期到80年代初，美、英等國的企業(yè)開始大量應(yīng)用計算機技術(shù)。到20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)這些問題后，不得不花費更多的投資來解決產(chǎn)品生命周期中各種數(shù)據(jù)的管理問題。因而，有效地管理、控制和利用產(chǎn)品生命周期中產(chǎn)生的技術(shù)數(shù)據(jù)和商務(wù)信息，是現(xiàn)代制造企業(yè)所面臨的課題。
1. 產(chǎn)品生命周期中的各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)
在產(chǎn)品形成的整個生命周期中，制造企業(yè)的不同部門在不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用了各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)，例如：
● CAD——繪圖和建模；
● CAE——分析和仿真；
● CAPP一一計算機輔助工藝規(guī)劃；
● CAM——計算機輔助制造；
● CAQ——計算機輔助質(zhì)量管理；
● DFx——面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計工具；
● ERP——企業(yè)資源管理。
其中，DFx指面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計工具，它們能夠使設(shè)計人員在早期就考慮設(shè)計決策對后續(xù)的影響。例如，面向裝配的設(shè)計(DFA)工具用來制定裝配工藝規(guī)劃，考慮裝拆的可行性，優(yōu)化裝配路徑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過裝配仿真考慮裝配干涉。面向制造的設(shè)計(DFM)可以在產(chǎn)品設(shè)計階段對零件的結(jié)構(gòu)工藝性、資源約束、可制造性及加工制造的成本、時間等進行分析。面向成本的設(shè)計(DFC)在設(shè)計階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中的材料、加丁、裝配、維護等各種成本因素，進行產(chǎn)品設(shè)計成本的綜合評價。
目前，制造企業(yè)使用的各種應(yīng)用系統(tǒng)，無論是用于文檔編制或工程繪圖，還是進行三維建模或仿真分析，都使工作效率得到了大幅度的提高。例如，利用參數(shù)化CAD系統(tǒng)，設(shè)計人員可以非常方便地建立零部件的3D模型，作為下游進行CAE分析、NC編程的依據(jù)。而對這些零部件模型的更改，或者在此基礎(chǔ)上設(shè)計出一個新版本的零部件模型，則往往取決于設(shè)計人員的個人偏好，從企業(yè)的角度并沒有進行約束或管理的有效方法。長此以往，企業(yè)各個部門所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就會迅速增加，從而形成龐大的數(shù)據(jù)流，分布于企業(yè)各個部門的各種異構(gòu)系統(tǒng)之中，成為一堆用之不便、棄之可惜的“信息垃圾”。
例如，波音公司應(yīng)用了幾百個計算機異構(gòu)子系統(tǒng)，大多數(shù)的系統(tǒng)并不兼容，每架飛機最多時需要用到14套BOM表，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換主要靠手工來完成。在1994年以前，公司之中沒有一個銷售人員能對客戶說明一架波音飛機的準(zhǔn)確交貨日期，也沒有人能清楚地計算出一架飛機的實際生產(chǎn)成本。
2.龐大和雜亂的數(shù)據(jù)資源
隨著計算機應(yīng)用的深入，制造企業(yè)中的電子數(shù)據(jù)資源正以令人難以想象的速度急劇膨脹，給企業(yè)帶來了巨大的壓力。主要問題是：數(shù)據(jù)種類繁多、檢索困難、流向不明、缺乏安全性、無法共享，甚至?xí)霈F(xiàn)數(shù)據(jù)泛濫，這些情況對企業(yè)來說是不堪忍受的。
③ 數(shù)據(jù)的定義方式不同，經(jīng)常存在許多版本，具有不同的狀態(tài)，數(shù)據(jù)的一致性難以得證。
④ 數(shù)據(jù)產(chǎn)生的隨意性很大，企業(yè)很難對相關(guān)人員的數(shù)據(jù)更姀或者創(chuàng)建新的零部件模型進行有效的約束數(shù)據(jù)的創(chuàng)建或使用，與工作流程緊密相關(guān)，由于企業(yè)工程設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)活動的松散性，難以進行嚴(yán)格的控制，增加了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的難度。
② 數(shù)據(jù)的時效性。在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程中，數(shù)據(jù)的變化是必然的，且是經(jīng)常發(fā)生的。因此需要將任何設(shè)計工程任務(wù)的變更，以及這些任務(wù)所涉及到的數(shù)據(jù)的變更，能夠及時進行管理和控制，保證能夠得到最新版本的數(shù)據(jù)。
③ 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。在產(chǎn)品研研發(fā)過程中能夠?qū)Ξa(chǎn)品數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化的描述，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和相關(guān)數(shù)據(jù)之間的物理及邏輯關(guān)系，管理和控制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中每一個子項數(shù)據(jù)的版本。
如果沒有一種計算機系統(tǒng)支持有效、透明的數(shù)據(jù)管理方法和手段，制造企業(yè)中大量的數(shù)據(jù)資源對于企業(yè)來說并不能產(chǎn)生應(yīng)有的價值。當(dāng)利用跨部門的數(shù)據(jù)時，需要花費大量的時間進行信息查詢，處理流程繁雜，同時還可能造成信息的丟失和誤用。
3.數(shù)據(jù)資源的管理缺乏透明性
① 企業(yè)的數(shù)據(jù)資源主要分布在每個設(shè)計人員的手里，由個人進行管理和維護，其他人員基本上不能共享這些數(shù)據(jù)。
② 數(shù)據(jù)的可追溯性差。如果一個用戶不是某一文檔的創(chuàng)建者，那么該用戶就很難追溯該文檔的歷史信息。
③ 通常情況下，每一數(shù)據(jù)資源都具有生命周期。在該生命周期中，其狀態(tài)和版本不斷地變化，存放地點甚至連該數(shù)據(jù)或文檔的所有者也可能發(fā)生變化。當(dāng)企業(yè)中的某些人員需要對這些數(shù)據(jù)文檔進行調(diào)用、更改等處理時，必須面臨諸如此類的一系列問題。如：是否具有該數(shù)據(jù)文檔的訪問權(quán)限?它是由哪一種應(yīng)用軟件的哪一個版本產(chǎn)生的，目前保存在哪個部門的何種載體上，它的當(dāng)前狀態(tài)和當(dāng)前版本是什么樣的?如何找到該數(shù)據(jù)文檔?對該數(shù)據(jù)文檔的更改需要哪些審批程序?
④ 不同批次的產(chǎn)品之間有許多相同的零部件，如系列產(chǎn)品中的借用件、通用。件和標(biāo)準(zhǔn)件，如果缺乏信息溝通渠道，就時常會發(fā)生重復(fù)設(shè)計地，重復(fù)編制工藝，重復(fù)生產(chǎn)。如何解決信息的傳遞和數(shù)據(jù)的共享，如何充分利用原有的設(shè)計成果使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，也是需要解決的問題。
⑤ 如果企業(yè)將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)資源都存放于計算機服務(wù)器內(nèi)，這些到非法調(diào)用、修改和泄密，因而數(shù)據(jù)的安全保存和保密也是企業(yè)非常關(guān)心的部題。
另外一些復(fù)雜產(chǎn)品通常由成千上萬的零部件組成。首先，面對數(shù)量眾多的零部件，如果采用紙質(zhì)文檔進行手工管理，那么在原材料的采購、生產(chǎn)計劃的安排和裝配生產(chǎn)線的發(fā)料等工作中，難以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。其次，不同部門有不同形式的材料清單(BOM)，企業(yè)經(jīng)常要花費大量的人力和時間才能完成這些報表，而且還要維護BOM數(shù)據(jù)的一致性。
如果設(shè)計和制造的材料清單不一致，就會產(chǎn)生返工和浪費。再次，企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)要承襲老產(chǎn)品的一些零部件，由此可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的各種版本，使不同版本產(chǎn)品之間的管理難度加大。因此，需要建立一個跨平臺的數(shù)據(jù)和過程管理系統(tǒng)，將相關(guān)獨立的信息處理系統(tǒng)集成到一個總體框架中，使龐大的數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)和過程的管理透明化。
4.各種應(yīng)用系統(tǒng)的異構(gòu)信息集成不充分
目前，已有許多功能完善的商品化CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)，分別在產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和數(shù)控加工方面發(fā)揮J’重要的作用。但是，由于這些應(yīng)用系統(tǒng)各自獨立，不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動傳遞和交換。也就是說，CAD系統(tǒng)輸出的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果和技術(shù)文檔，并不能直接為CAPP系統(tǒng)所利用，還須由人工將這些圖樣、文檔等紙面文件，或者由中問接口將CAD的數(shù)據(jù)文件，轉(zhuǎn)換成CAPP系統(tǒng)所需的輸入數(shù)據(jù)，并通過人機交互方式輸入給CAPP系統(tǒng)進行處理，處理后的結(jié)果輸出成加工工藝規(guī)程。而CAM系統(tǒng)進行計算機輔助數(shù)控編程時，同樣需要將CAPP系統(tǒng)輸出的信息，轉(zhuǎn)換成CAM系統(tǒng)所需的輸入文件和數(shù)據(jù)，然后再輸入到CAM系統(tǒng)中。
從信息集成的角度來看，CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的信息應(yīng)該傳遞到CAPP、CAM等后續(xù)環(huán)節(jié)，并能夠被直接利用。自20世紀(jì)70年代起，人們就開始研究CAD、CAPP、CAM之間數(shù)據(jù)和信息的自動轉(zhuǎn)換問題，即3C集成技術(shù)。最初是將CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)通過T程數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用接口，實現(xiàn)CAD/CAM/CAPP的集成。目前，產(chǎn)品生命周期管理(ProduCt LifeCyCle Management，PLM)系統(tǒng)已成為3C集成的平臺。它可以把生命周期中與產(chǎn)品有關(guān)的信息統(tǒng)一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進行管理。不同的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)都可以從PLM中提取各自所需的信息，再把結(jié)果放回PLM中。
由此可見，在制造企業(yè)的產(chǎn)品生命周期中，順著產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)制造這一主線，可以發(fā)現(xiàn)很多相互獨立的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，形成了信息處理的孤島。從某種程度上影響了這些系統(tǒng)的應(yīng)用效果，而且在信息轉(zhuǎn)換過程中，難免發(fā)生錯誤，并可能造成意外的損失。因此，需要將這些相互獨立的應(yīng)用系統(tǒng)集成到一個總體框架中，將各個應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息和過程活動，利用統(tǒng)一的用戶界面，對數(shù)據(jù)和過程進行管理，并對所有用戶的數(shù)據(jù)存取進行控制。
5.多學(xué)科跨部門的產(chǎn)品開發(fā)小組需要協(xié)同工作環(huán)境
在產(chǎn)品開發(fā)的整個生命周期中，參與產(chǎn)品開發(fā)的各個團隊需要共享所有的設(shè)計資料，使該團隊的成員都能得到與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，支持各開發(fā)小組之間及時地進行信息交流，同時也能盡早地交換、協(xié)調(diào)有關(guān)產(chǎn)品制造和支持過程的各種信息。這就要求將開發(fā)團隊的成員，包括設(shè)計人員、工藝人員、制造人員、市場營銷人員、供應(yīng)廠商，甚至客戶都集成到某一信息共享的協(xié)同開發(fā)環(huán)境中，保證所有成員能得到最新、最準(zhǔn)確的產(chǎn)品設(shè)計信息，減少任務(wù)的重復(fù)，節(jié)省時間和費用。
制造企業(yè)在產(chǎn)品的整個生命周期中，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)信息進行有效的處理和控制極為重要，它直接關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造活動是否能夠順利開展。因此，制造企業(yè)需要建立一個企業(yè)級的產(chǎn)品生命周期管理框架、一套管理產(chǎn)品開發(fā)各階段不同信息的機制，來組織和規(guī)范企業(yè)的各種數(shù)據(jù)資源，使得產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造、采購銷售和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)的信息能夠快速流動，并能有效地加以管理。在此機制下，企業(yè)能夠結(jié)合上、中、下游各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)體系，有效管理和控制生產(chǎn)資源，優(yōu)化企業(yè)的整個生產(chǎn)過程，進而強化市場競爭力。在這種需求的推動下，PLM的思想以及應(yīng)用軟件系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。
對這些種類繁多的異構(gòu)數(shù)據(jù)及其他產(chǎn)品生命周期信息的管理，是目前自動化程度較高的企業(yè)亟待解決的問題。20世紀(jì)70年代中期到80年代初，美、英等國的企業(yè)開始大量應(yīng)用計算機技術(shù)。到20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)這些問題后，不得不花費更多的投資來解決產(chǎn)品生命周期中各種數(shù)據(jù)的管理問題。因而，有效地管理、控制和利用產(chǎn)品生命周期中產(chǎn)生的技術(shù)數(shù)據(jù)和商務(wù)信息，是現(xiàn)代制造企業(yè)所面臨的課題。
1. 產(chǎn)品生命周期中的各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)
在產(chǎn)品形成的整個生命周期中，制造企業(yè)的不同部門在不同的應(yīng)用領(lǐng)域使用了各種計算機應(yīng)用系統(tǒng)，例如：
● CAD——繪圖和建模；
● CAE——分析和仿真；
● CAPP一一計算機輔助工藝規(guī)劃；
● CAM——計算機輔助制造；
● CAQ——計算機輔助質(zhì)量管理；
● DFx——面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計工具；
● ERP——企業(yè)資源管理。
其中，DFx指面向某一應(yīng)用領(lǐng)域的計算機輔助設(shè)計工具，它們能夠使設(shè)計人員在早期就考慮設(shè)計決策對后續(xù)的影響。例如，面向裝配的設(shè)計(DFA)工具用來制定裝配工藝規(guī)劃，考慮裝拆的可行性，優(yōu)化裝配路徑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過裝配仿真考慮裝配干涉。面向制造的設(shè)計(DFM)可以在產(chǎn)品設(shè)計階段對零件的結(jié)構(gòu)工藝性、資源約束、可制造性及加工制造的成本、時間等進行分析。面向成本的設(shè)計(DFC)在設(shè)計階段綜合考慮產(chǎn)品生命周期中的材料、加丁、裝配、維護等各種成本因素，進行產(chǎn)品設(shè)計成本的綜合評價。
目前，制造企業(yè)使用的各種應(yīng)用系統(tǒng)，無論是用于文檔編制或工程繪圖，還是進行三維建模或仿真分析，都使工作效率得到了大幅度的提高。例如，利用參數(shù)化CAD系統(tǒng)，設(shè)計人員可以非常方便地建立零部件的3D模型，作為下游進行CAE分析、NC編程的依據(jù)。而對這些零部件模型的更改，或者在此基礎(chǔ)上設(shè)計出一個新版本的零部件模型，則往往取決于設(shè)計人員的個人偏好，從企業(yè)的角度并沒有進行約束或管理的有效方法。長此以往，企業(yè)各個部門所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就會迅速增加，從而形成龐大的數(shù)據(jù)流，分布于企業(yè)各個部門的各種異構(gòu)系統(tǒng)之中，成為一堆用之不便、棄之可惜的“信息垃圾”。
例如，波音公司應(yīng)用了幾百個計算機異構(gòu)子系統(tǒng)，大多數(shù)的系統(tǒng)并不兼容，每架飛機最多時需要用到14套BOM表，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換主要靠手工來完成。在1994年以前，公司之中沒有一個銷售人員能對客戶說明一架波音飛機的準(zhǔn)確交貨日期，也沒有人能清楚地計算出一架飛機的實際生產(chǎn)成本。
2.龐大和雜亂的數(shù)據(jù)資源
隨著計算機應(yīng)用的深入，制造企業(yè)中的電子數(shù)據(jù)資源正以令人難以想象的速度急劇膨脹，給企業(yè)帶來了巨大的壓力。主要問題是：數(shù)據(jù)種類繁多、檢索困難、流向不明、缺乏安全性、無法共享，甚至?xí)霈F(xiàn)數(shù)據(jù)泛濫，這些情況對企業(yè)來說是不堪忍受的。
導(dǎo)致制造企業(yè)的電子數(shù)據(jù)難以管理的主要原因如下：
① 數(shù)據(jù)量大，每天都由企業(yè)各個部門的相關(guān)人員產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。
② 數(shù)據(jù)往往由各種不同的計算機用系統(tǒng)生成，存放在多種介質(zhì)上，如個人計算機目錄、部門數(shù)據(jù)庫、中心數(shù)據(jù)庫等。這數(shù)據(jù)分布在不同地點，被企業(yè)不同部門 的人員所使用。
③ 數(shù)據(jù)的定義方式不同，經(jīng)常存在許多版本，具有不同的狀態(tài)，數(shù)據(jù)的一致性難以得證。
④ 數(shù)據(jù)產(chǎn)生的隨意性很大，企業(yè)很難對相關(guān)人員的數(shù)據(jù)更姀或者創(chuàng)建新的零部件模型進行有效的約束數(shù)據(jù)的創(chuàng)建或使用，與工作流程緊密相關(guān)，由于企業(yè)工程設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)活動的松散性，難以進行嚴(yán)格的控制，增加了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的難度。
通常企業(yè)的產(chǎn)品種類越多，計算機應(yīng)用歷史越長，數(shù)據(jù)量則越龐大，管理難度也就越高。
數(shù)據(jù)資源膨脹對企業(yè)信息管理的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
① 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。在數(shù)據(jù)交換方面，不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間存在著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的問題，而數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化是進行數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)。
② 數(shù)據(jù)的時效性。在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)過程中，數(shù)據(jù)的變化是必然的，且是經(jīng)常發(fā)生的。因此需要將任何設(shè)計工程任務(wù)的變更，以及這些任務(wù)所涉及到的數(shù)據(jù)的變更，能夠及時進行管理和控制，保證能夠得到最新版本的數(shù)據(jù)。
③ 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。在產(chǎn)品研研發(fā)過程中能夠?qū)Ξa(chǎn)品數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化的描述，建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和相關(guān)數(shù)據(jù)之間的物理及邏輯關(guān)系，管理和控制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中每一個子項數(shù)據(jù)的版本。
如果沒有一種計算機系統(tǒng)支持有效、透明的數(shù)據(jù)管理方法和手段，制造企業(yè)中大量的數(shù)據(jù)資源對于企業(yè)來說并不能產(chǎn)生應(yīng)有的價值。當(dāng)利用跨部門的數(shù)據(jù)時，需要花費大量的時間進行信息查詢，處理流程繁雜，同時還可能造成信息的丟失和誤用。
3.數(shù)據(jù)資源的管理缺乏透明性
一個企業(yè)每天都要產(chǎn)生大量與產(chǎn)品相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)。企業(yè)經(jīng)過長期的發(fā)展，特別是采用CAD技術(shù)之后，積累了豐富的技術(shù)文檔。由于設(shè)計活動的分散性，設(shè)計人員通常分屬不同的部門甚至是不同的地域，可采用不同的軟硬件環(huán)境，因而生成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)具有不同的類型，以不同的格式和介質(zhì)動態(tài)地存儲在不同的部門或地區(qū)。
這樣將帶來如下問題：
① 企業(yè)的數(shù)據(jù)資源主要分布在每個設(shè)計人員的手里，由個人進行管理和維護，其他人員基本上不能共享這些數(shù)據(jù)。
② 數(shù)據(jù)的可追溯性差。如果一個用戶不是某一文檔的創(chuàng)建者，那么該用戶就很難追溯該文檔的歷史信息。
③ 通常情況下，每一數(shù)據(jù)資源都具有生命周期。在該生命周期中，其狀態(tài)和版本不斷地變化，存放地點甚至連該數(shù)據(jù)或文檔的所有者也可能發(fā)生變化。當(dāng)企業(yè)中的某些人員需要對這些數(shù)據(jù)文檔進行調(diào)用、更改等處理時，必須面臨諸如此類的一系列問題。如：是否具有該數(shù)據(jù)文檔的訪問權(quán)限?它是由哪一種應(yīng)用軟件的哪一個版本產(chǎn)生的，目前保存在哪個部門的何種載體上，它的當(dāng)前狀態(tài)和當(dāng)前版本是什么樣的?如何找到該數(shù)據(jù)文檔?對該數(shù)據(jù)文檔的更改需要哪些審批程序?
④ 不同批次的產(chǎn)品之間有許多相同的零部件，如系列產(chǎn)品中的借用件、通用。件和標(biāo)準(zhǔn)件，如果缺乏信息溝通渠道，就時常會發(fā)生重復(fù)設(shè)計地，重復(fù)編制工藝，重復(fù)生產(chǎn)。如何解決信息的傳遞和數(shù)據(jù)的共享，如何充分利用原有的設(shè)計成果使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，也是需要解決的問題。
⑤ 如果企業(yè)將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)資源都存放于計算機服務(wù)器內(nèi)，這些到非法調(diào)用、修改和泄密，因而數(shù)據(jù)的安全保存和保密也是企業(yè)非常關(guān)心的部題。
另外一些復(fù)雜產(chǎn)品通常由成千上萬的零部件組成。首先，面對數(shù)量眾多的零部件，如果采用紙質(zhì)文檔進行手工管理，那么在原材料的采購、生產(chǎn)計劃的安排和裝配生產(chǎn)線的發(fā)料等工作中，難以獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。其次，不同部門有不同形式的材料清單(BOM)，企業(yè)經(jīng)常要花費大量的人力和時間才能完成這些報表，而且還要維護BOM數(shù)據(jù)的一致性。
如果設(shè)計和制造的材料清單不一致，就會產(chǎn)生返工和浪費。再次，企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)要承襲老產(chǎn)品的一些零部件，由此可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的各種版本，使不同版本產(chǎn)品之間的管理難度加大。因此，需要建立一個跨平臺的數(shù)據(jù)和過程管理系統(tǒng)，將相關(guān)獨立的信息處理系統(tǒng)集成到一個總體框架中，使龐大的數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)和過程的管理透明化。
4.各種應(yīng)用系統(tǒng)的異構(gòu)信息集成不充分
目前，已有許多功能完善的商品化CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)，分別在產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和數(shù)控加工方面發(fā)揮J’重要的作用。但是，由于這些應(yīng)用系統(tǒng)各自獨立，不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動傳遞和交換。也就是說，CAD系統(tǒng)輸出的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果和技術(shù)文檔，并不能直接為CAPP系統(tǒng)所利用，還須由人工將這些圖樣、文檔等紙面文件，或者由中問接口將CAD的數(shù)據(jù)文件，轉(zhuǎn)換成CAPP系統(tǒng)所需的輸入數(shù)據(jù)，并通過人機交互方式輸入給CAPP系統(tǒng)進行處理，處理后的結(jié)果輸出成加工工藝規(guī)程。而CAM系統(tǒng)進行計算機輔助數(shù)控編程時，同樣需要將CAPP系統(tǒng)輸出的信息，轉(zhuǎn)換成CAM系統(tǒng)所需的輸入文件和數(shù)據(jù)，然后再輸入到CAM系統(tǒng)中。
從信息集成的角度來看，CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的信息應(yīng)該傳遞到CAPP、CAM等后續(xù)環(huán)節(jié)，并能夠被直接利用。自20世紀(jì)70年代起，人們就開始研究CAD、CAPP、CAM之間數(shù)據(jù)和信息的自動轉(zhuǎn)換問題，即3C集成技術(shù)。最初是將CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)通過T程數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用接口，實現(xiàn)CAD/CAM/CAPP的集成。目前，產(chǎn)品生命周期管理(ProduCt LifeCyCle Management，PLM)系統(tǒng)已成為3C集成的平臺。它可以把生命周期中與產(chǎn)品有關(guān)的信息統(tǒng)一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進行管理。不同的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)都可以從PLM中提取各自所需的信息，再把結(jié)果放回PLM中。
由此可見，在制造企業(yè)的產(chǎn)品生命周期中，順著產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)制造這一主線，可以發(fā)現(xiàn)很多相互獨立的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，形成了信息處理的孤島。從某種程度上影響了這些系統(tǒng)的應(yīng)用效果，而且在信息轉(zhuǎn)換過程中，難免發(fā)生錯誤，并可能造成意外的損失。因此，需要將這些相互獨立的應(yīng)用系統(tǒng)集成到一個總體框架中，將各個應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息和過程活動，利用統(tǒng)一的用戶界面，對數(shù)據(jù)和過程進行管理，并對所有用戶的數(shù)據(jù)存取進行控制。
5.多學(xué)科跨部門的產(chǎn)品開發(fā)小組需要協(xié)同工作環(huán)境
在產(chǎn)品開發(fā)的整個生命周期中，參與產(chǎn)品開發(fā)的各個團隊需要共享所有的設(shè)計資料，使該團隊的成員都能得到與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，支持各開發(fā)小組之間及時地進行信息交流，同時也能盡早地交換、協(xié)調(diào)有關(guān)產(chǎn)品制造和支持過程的各種信息。這就要求將開發(fā)團隊的成員，包括設(shè)計人員、工藝人員、制造人員、市場營銷人員、供應(yīng)廠商，甚至客戶都集成到某一信息共享的協(xié)同開發(fā)環(huán)境中，保證所有成員能得到最新、最準(zhǔn)確的產(chǎn)品設(shè)計信息，減少任務(wù)的重復(fù)，節(jié)省時間和費用。
制造企業(yè)在產(chǎn)品的整個生命周期中，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)、技術(shù)信息進行有效的處理和控制極為重要，它直接關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造活動是否能夠順利開展。因此，制造企業(yè)需要建立一個企業(yè)級的產(chǎn)品生命周期管理框架、一套管理產(chǎn)品開發(fā)各階段不同信息的機制，來組織和規(guī)范企業(yè)的各種數(shù)據(jù)資源，使得產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造、采購銷售和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)的信息能夠快速流動，并能有效地加以管理。在此機制下，企業(yè)能夠結(jié)合上、中、下游各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)體系，有效管理和控制生產(chǎn)資源，優(yōu)化企業(yè)的整個生產(chǎn)過程，進而強化市場競爭力。在這種需求的推動下，PLM的思想以及應(yīng)用軟件系統(tǒng)隨之產(chǎn)生。
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