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用于产品生命周期管理的 SOA 方法,第 1 部分

原创 Linux操作系统 作者:CloudSpace 时间:2009-01-13 09:31:47 0 删除 编辑
本文向您提供了一些背景信息,以帮助您了解产品生命周期管理 (Product Lifecycle Management)、IBM 如何支持用于产品生命周期管理的面向服务的体系架构,以及产品生命周期管理标准。

产品生命周期管理概述

本文介绍 IBM 实现用于产品生命周期管理(Product Lifecycle Management,PLM)的面向服务的体系架构(service-oriented architecture,SOA)的方法。那么,什么是 PLM,为什么它对企业的业务非常重要呢?如果我们考虑日常见到和使用的产品,PLM 很快就会变得清晰起来。考虑您驾驶的汽车,或者公路上的卡车,以及飞机、轮船、MP3 播放器、您的办公桌,甚至您穿的衣服和鞋子。这些产品全都是某些概念的结果,构思这些概念是为了满足某些客户需求,或者为了满足某个市场解决方案机会,并最终成为有人愿意购买的东西。PLM 是在整个产品生命周期中集成系统、流程和数据的战略功能,以便支持为了以下原因而使用信息:

  • 更好地构思概念以满足市场需求
  • 将这些概念实际转换为可生产的产品
  • 采购或制造产品
  • 在产品的整个使用寿命中继续提供产品支持和实现

如图 1 所示,PLM 系统包括工具、应用程序、IT 系统、制造系统、公司业务流程以及数据,跨越从初始概念直至产品使用寿命结束的整个产品生命周期。


图 1 PLM 的范围和成熟

竞争比以往任何时候都更加激烈,各公司在日益复杂的业务环境中力求保持竞争优势,这种环境的特征是全球化、竞争白热化、合并和收购,以及广泛的特定客户需求。IBM 对全球近八百个顶尖 CEO 进行的 CEO 研究(请参见图 2)表明,创新是业务成功的关键。CEO 不仅关注产品创新,而且还将创新的需要扩展到整个企业中应用的业务模型和流程。大部分业务负责人将创新视为经济和社会要求,对于突破既定的环境和边界尤为关键。对于制造企业,PLM 直接针对创新的协作和集成需求。其相关性已跨越整个产品生命周期。企业正在期待工程使用扩展的 PLM 功能实现流程和业务模型创新,以向市场推出高价值的产品。

企业实现 PLM 的方式通常影响他们在市场中的战略竞争能力。但是,完整的 PLM 系统并不是企业可以现成购买的东西。PLM 系统中使用的应用程序和创作工具可以向多个软件供应商购买。执行这些应用程序和工具的计算和网络平台也是如此。PLM 的局面通常通过多年引入不同的系统或应用程序而发展,其中有些系统和应用程序是企业内部开发的,有些是通过其他业务单位或公司的企业收购而引入的。也许更重要的是,企业中使用的流程使得企业独一无二。良好实现的 PLM 系统可以使企业实现以下优势:

  • 创建新的和创新的产品。
  • 在产品开发的早期阶段评估产品的功能性能和满足市场需求的能力
  • 使用该信息创建详细的工程和制造设计
  • 支持在整个产品使用寿命中对产品进行维护和更改







对协作和集成的需要

产品开发团队之间无法进行良好的协作,再加上产品开发和制造系统缺乏集成,通常会阻止公司有效地实现创新。这不只是企业的内部问题。它会扩展到设计和生产合作伙伴网络,随着更多的 OEM 将多达 70% 的产品设计和制造转移给合作伙伴或供应商,情况尤其如此。但是,许多跨国公司并没有准备好与业务合作伙伴、供应商和客户进行全面协作。协作需要信息和流程的集成。集成还带来了一个重大挑战,因为企业必须调整总体 IT 局面以支持创新。


图 2 IBM PLM 重点处理集成和协作差距

PLM 带来了加速创新的机会,因为它击中了协作和设计问题的要害。随着企业将业务模型从简单地开发和销售产品转换到在产品的整个生命周期中使产品满足全部的客户需求,PLM 的重点已经进行了扩展。产品信息必须组合客户需求和市场需要,以在整个生命周期中实现性能目标。政府变得更多地介入了产品从构思直至退役或处置的相关立法职责。PLM 必须涵盖产品生命周期的整个范围,从组合规划方面的初始概念,到产品的构造和开发,到测试和与市场、销售以及财务交互,再到现场产品服务,直至产品退役和处置。

当今产品增加的电子和软件内容也在驱动对更加集成和协作的 PLM 环境的需要。日益增加的机械、电子和软件内容复杂性需要某种进行产品开发的系统工程方法。要基于系统工程实践和方法实现必要的业务转换以获得某种产品开发方法,需要能够在从业务的一端到另一端的上下文关系中管理业务流程和信息。这需要端到端的协作和集成的 PLM 环境。









挑战

传统上,计算机辅助设计(Computed-Aided Design,CAD)以及诸如电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)和计算机辅助工程(Computed-Aided Engineering,CAE)等其他创作工具依赖紧密集成的专有数据管理平台,以直接和轻松地管理交互,以及支持某个设计或工程规程中由多个人员进行的并发工程。随着这些没有与企业产品数据管理(Product Data Management,PDM)、企业资源规划(Enterprise Resource Planning,ERP)和客户资源管理(Customer Resource Management,CRM)系统很好地集成的工具的使用,一个已知的 PLM 挑战出现了。

当您考虑到产品开发生命周期中涉及的每个合作伙伴或供应商都存在相同的情形时,集成的 PLM 的挑战变得进一步复杂化。今天,大多数企业都体验了当前 PLM 环境的分离状态对工作效率、周期时间和质量的影响(请参见图 3)。需要定义和执行跨越不同应用程序竖井的特定于企业的业务流程。多规程业务流程产生的业务好处(如通用性和重用、成本和重量累计、供应链集成,以及早期分析和模拟)是无法使用典型的当前 PLM 环境来实现的。


图 3 常见 PLM 环境

跨混合的应用程序平台以及跨扩展的合作伙伴和供应商网络实现产品开发业务流程带来了复杂的挑战(请参见图 4),现有的企业 PDM 系统没有很好地解决此挑战。


图 4 复合化的复杂性

在单个企业中,通常存在不同的应用程序处理相同的业务功能。这种情况随着不同业务单位的整合、在不同地理位置使用不同工具的全球设计工作而形成,以及跨通过合并和收购组成的企业而形成。例如,一家汽车公司透露,他们有 30 个不同的存储库以满足不同的需求。了解该环境中与某个新设计相关的所有不同需求非常困难,将这些需求联系起来就更不用说了。为什么仅仅为了查找数据就要花大量的时间(主要的低效率根源之一),其原因就变得容易理解了。








解决方案

IBM 正在通过用于 PLM 的 SOA 方法,设法解决 PLM 环境的协作和集成问题。此项工作的一个主要基本原则是基于开放的 IT 和行业标准。PLM 的 SOA 方法必须使 PLM 信息对需要信息的任何人或系统可用,并允许编排信息流以支持特定于企业的业务流程。最终,用于 PLM 的 SOA 环境允许定义和管理多个不同应用程序中的信息之间的关系,以提供以前仅当所有数据驻留在单个系统中时才能实现的洞察力。

在 20 世纪 90 年代初的内部再工程活动期间,IBM 开始处理我们在本文中讨论的相同问题,即缺少围绕重要流程的连接。ERP 和 PDM 集成依赖门户来通过基于 Web 的接口与设计合作伙伴交换工程数据。此方法将 IBM 的开发时间缩减了一半,并通过重用节省了大约 8 亿美元。虽然准备的许多点对点集成帮助实现了重要的节省,但是它们太复杂,维护成本非常高。为了降低这种复杂性,IBM 转向了面向服务的体系架构,今天,我们向客户推荐同样的体系架构。到 SOA 的转变还直接解决了许多问题,例如与提供通用性和重用并驱动额外业务节省和收益的公共组件库的集成。

SOA 依赖企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB)上的公共服务,以及到供应商和设计合作伙伴的轻量级接口。IT 基础结构中的服务的自动实例化是实现业务灵活性和提高创新能力的关键。SOA 将业务功能细分为可加以公开和重用的可重复业务任务。用户可以控制他们需要的信息,并且可以基于不断变化的业务需求快速重新编排流程。使用正确的工具和基础结构,开发流程可以得到持续的改进。然后诸如成本和重量等来自多个来源的累计信息可以参与数据联合,以在正确的时间向正确的人员提供所需的信息以制定决策,而不是直接对多个系统进行手动访问。开放标准和灵活的基础结构是绝对重要的。

与 IBM 的集成技术相结合,IBM 正在与 PLM 领先者和业务合作伙伴合作,以通过用于 PLM 的 SOA 集成框架支持最佳实践和流程。与使用一次性的服务解决方案来实现 PDM 和 ERP 集成不同,基于标准的框架可以提供和支持可重用的资产,并且可以更快速和可靠地指导任务。将特定于 PLM 的语义和知识资本实例化为 PLM 框架可以支持企业范围的 PLM 信息和流程中枢的部署。在面向服务的方法中,流程和最佳实践基于开放标准并保持相同,从而无需更改整个基础结构即可实现到更高级别的 PDM 或 ERP 系统的迁移。这样的框架对于我们的客户非常重要,并涉及到定义模式以及与正确的合作伙伴合作加强可重复的资产。重用业务流程逻辑、采用可重用的应用程序接口和依赖基于标准的中立对象模型,这是 IBM 用于 PLM 的集成框架的基本原则。


图 5 SOA 影响 IT 和业务的每个方面

协作层允许对跨公司异构 PLM 环境而存在的数据进行基于角色的访问。流程层支持特定于公司的业务流程,从而允许进行流程定义、流程管理和支持持续改进的流程更改。该集成框架的核心(请参见第 11 页上的图 6)是核心 PLM 服务,这些服务提供了实现所需业务流程所必需的可重用功能。物料单(Bill of Material,BoM)管理、成本重量比累计或跨 PLM 信息关系的配置管理领域的服务支持企业级 PLM 业务流程。服务可由 IBM 或我们的业务合作伙伴开发。许多现有的 PLM 应用程序提供商正在转向提供更直接的服务接口。此外,IBM 与诸如 PROSTEP AG 等公司合作,以提供所需的信息集成服务和连接性。


图 6 用于 PLM 环境的 SOA

制造与工程之间的分离是我们的许多客户的重要关注事项。对不同领域之间的企业集成和协作的关注包括流程编排,以及通过我们的门户和协作工具对数据进行基于角色的访问,以维持 BOM 与 PDM 系统之间的同步。当系统插入公共的开放标准总线时,它们即可使用各种门户产品以轻量级的方式获得对所需数据的访问。








PLM 集成框架的前景展望

我们正在集中精力从事模型驱动的系统开发,以消除系统建模和设计的复杂性。我们正在探索帮助企业推动模型驱动的开发所需的重要技术,以及支持该方法所需的底层基础结构。我们的客户需要在产品的整个生命周期中管理所有这些构件之间的关系(请参见图 7)。尝试将所有的需求和用例与所有的机械部件和软件联系起来成为了一项需要随时间推移而进行管理的复杂工作。


图 7 管理整个 PLM 中的信息关系

为了解决汽车保修问题,我们必须支持复杂系统的连接和管理。最终,大部分升级都与嵌入的软件和电子装置相关。在此例中,我们必须将系统的管理扩展到传统的 CAD 和 PDM 集成之外。我们需要更加联合的视图、随时间推移的数据管理和持久性,以及庞大的人员群体以受控和安全方式进行的访问,以保护我们客户的知识资本。

我们的 PLM 集成框架将继续扩展并提供基于开放标准的更广泛 PLM 语义以及更大的服务组合,以支持我们客户的复杂 PLM 挑战。



参考资料

学习

获得产品和技术
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