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PLM是數字化的關鍵使能工具!

未知 2019-06-16 14:08

2017年4月14日,由數字化企業網(e-works)與國際知名PLM研究機構CIMdata聯合舉辦的CIMdata 2017 PLM市場與產業發展論壇在北京成功舉辦。CIMdata 2017市場和產業發展論壇主題為“PLM是數字化的關鍵使能工具”,由CIMdata總裁Peter Bilello先生和CIMdata研究副總裁Stan Przybylinski先生主講,介紹和分享了全球PLM市場與技術發展趨勢。

CIMdata結合經濟形勢和發展趨勢,詳細分析了PLM市場的現狀和未來趨勢,并公布了CIMdata對2016年PLM市場的研究結果,包括針對領域、行業、區域及領導廠商業績(收入和市場份額)的全面分析和預測,黃培博士則對中國制造業的發展趨勢、智能制造的定義與內涵、PLM主流廠商的發展情況進行了預覽。

在CIMdata 2016 PLM市場與產業發展論壇中,Peter Bilello先生和Stan Przybylinski先生還對過去一年CIMdata捕捉到的技術熱點和應用趨勢進行了分享。同時,圍繞本屆論壇主題——“PLM是數字化的關鍵使能工具”,兩位專家結合《數字化、基于模型的X、PLM和數字主線》、《貫穿全生命周期——定義和管理數字孿生模型》、《AEC(建筑、工程和施工)行業為數字化做好準備》、《云PLM市場評估》、《物聯網:延伸PLM的機遇》、《配置-定價-報價(CPQ)與PLM》等議題進行了探討,并與參會的PLM廠商專家展開討論。

1、PLM現狀:今天的市場與主流趨勢

隨著社交、移動、大數據分析、云技術(SMAC)以及物聯網(IoT)等技術的發展,信息技術在過去幾年發生了重大轉變。下一次浪潮將是數字化轉型,基于SMAC和IoT的解決方案將幫助企業從根本上實現業務轉型。最近的一份調查表明,領先企業目前在數字化轉型方面的支出占IT投資的34%,預計2018年將達到44%。產品研發型企業也融入了數字化轉型的浪潮。

企業要實現數字化轉型,PLM應用應當先行。

PLM應用始于數字化工具的應用,如今PLM可以幫助企業實現更廣泛的數字化轉型目標。產品研發型企業希望通過大規模定制滿足客戶的個性化需求,但要實現大規模定制并獲得盈利,必要條件是企業具有很高的配置管理水平和解決方案。同時,企業也希望通過配置-定價-報價(CPQ)系統來加速投標或訂單交付流程,但這同樣需要企業具備數字化配置產品能力,能夠準確核算產品成本,從而合理定價。

很多企業正在向服務化轉型,由賣產品轉向賣服務,這些企業的收入是基于服務的績效。要確保能夠通過服務盈利,企業需要盡早對設計的產品進行評估,通常需要將仿真分析和物理試驗相結合。最后,智能互聯產品不會自主進行設計、編程和連接,企業需提升電子技術、軟件開發、分析等能力,從而真正通過物聯網應用獲益。

對于PLM業界廠商而言,重要的是要幫助客戶跟上數字化轉型的浪潮。數字化轉型將成為企業熱議的話題。

在CIMdata 2016 PLM市場與產業發展論壇上,CIMdata總裁Peter Bilello先生指出數字化對產品研發和生命周期管理主要有三方面的促進:

首先是數字化產生新的推動力,讓各種格式存在的所有數據都能被讀取;其次,數字化讓當今上百種文件格式的數據再次回歸到數據記錄;第三,隨著各種格式各種速度的海量大數據時代的到來,EB(10億GB)和YB(2的80次方)的由0和1組成的序列將成為數字化的核心。

從這種史無前例的發展速度和發展勢頭來看,模型和分析能力在可預見的未來仍將保持迅速增長。

CIMdata建議將PLM定位于支撐更廣闊的企業或產業發展目標,因此,數字化轉型的浪潮對于PLM業界是一個絕佳機遇。如果企業計劃未來幾年將IT預算主要用于實現數字化轉型,那么,PLM應成為企業的當然之選。一些領先的PLM解決方案提供商已經開始推廣數字化轉型方案,更多其他廠商則需要跟上數字化轉型的浪潮。

2、2016年全球PLM市場發展動態

CIMdata PLM市場和產業發展論壇于2017年3月30日至4月19日先后在美國、德國、印度、中國和日本舉行,北京站是其中第四站,也是e-works與CIMdata連續第六年聯合舉辦的PLM領域最專業的論壇。

作為業界公認的對全球PLM產業發展方向把握最為全面和準確的研究機構,CIMdata每年發布的全球PLM市場研究報告具有高度權威性,并在每年的PLM市場與產業發展論壇上進行相關趨勢的解讀。接下來,CIMdata將按國別發布PLM市場分析報告,包括巴西、中國、德國、印度、日本、俄羅斯、韓國和美國等。

CIMdata研究副總裁Stan Przybylinski在《2017年PLM市場分析》主題報告中指出:2016年,全球PLM市場總體增長為5.2%,達到407億美元;其中,cPDm市場增長6.4%,達到141億美元,服務增長低于軟件增長;工具市場增長4.5%,達到259億美元,AEC市場拉低總體工具市場增長;數字化制造市場增長10.3%,達到6.98億美元,高于往年的增長。

受市場變化影響,2016年全球PLM市場將取得不錯的增長。但許多IT趨勢發生融合,改變了商業模式,影響了廠商的市場表現:譬如新的許可證模式改變了獲得營收的時間表和現金流;云技術正在改變IT資源的購買和維護方式;移動應用正在改變與客戶溝通的模式。

Stan Przybylinski還詳細介紹了2016年全球PLM市場的表現,解讀了各項統計數據,從不同的維度展示了過去一年各PLM領域供應商的市場表現:整個2016年,全球PLM市場發生了95起并購,PLM領導廠商正在試圖凸顯差異化;在仿真分析、系統工程等領域,出現了持續增長不斷變化的服務需求,其中,在整個cPDm市場中,服務收入占57.8%。主要由獨立的服務提供商帶動。具體到cPDm整體解決方案提供商,在2016年,軟件收入占比65.98%,服務收入占比34.02%。

服務收入比例變化有以下幾個原因:首先是PLM解決方案提供商將開發的產品進行捆綁銷售,減少了相應的服務;基于云的應用對服務的需求減少;服務變化的本質——需要更多的高級PLM技能與IT系統安裝和集成對應。

與此同時,PLM與越來越多的業務解決方案之間建立接口、交換信息、實現流程對接。這種對接的趨勢主要源于四個方面的原因:首先,擴大市場需要更高層次的信息集成;其次,PLM擴展的領域需要具備實施能力,而通常廠商自身不具備,通過外部專家資源進行實施;另外,云應用與云應用之間、云應用與企業內部部署系統之間方便地切換;最后,需要對IoT數據進行分析,并將結果反饋給各種系統。

從全球PLM廠商發展態勢來看,絕大部分市場被業界領導廠商掌控,包括達索系統、甲骨文、PTC、SAP、西門子PLM,另外值得一提的是,Aras正在邁入PLM領導廠商陣營。其他的主要PLM供應商還包括歐特克、IBM、IFS、以及Infor。

整個2016年,市場基本因素仍然存在,盡管經濟不穩定,企業仍然持續投資;訂閱模式產生的影響剛剛開始;仿真和系統工程市場仍然十分關鍵;廠商并購是PLM發展的一種常規方式,專業應用軟件近年頻繁成為并購目標;另一方面,云PLM的應用還未有實質性進展。

3、數字化應用之間的關系

數字化讓一切事物急劇變化!作為企業來說,需要不斷思考PLM/MBSE/MBE/MBD和數字主線之間的關系,更好地為用戶設計和交付創新性的增值產品和服務。

首先來看一系列基于模型的X的定義:

基于模型的系統工程(MBSE)——從概念設計階段開始,直到貫穿開發和生命周期的后期階段的規范化建模,以支撐系統的需求、設計、分析、驗證和確認活動;

基于模型的工程(MBE)——貫穿全生命周期、所有學科和所有項目組成員,綜合運用模型定義系統技術基線;

基于模型的企業(MBE)——通過產品數據的重用和衍生而非解釋輸入信息,重建模型和圖紙的方式,對企業的工程、制造和售后服務進行變革的愿景;

基于模型的定義(MBD)——在三維CAD軟件中使用三維模型(即實體模型、三維PMI和相關元數據)定義(或提供規格參數)單個零件和產品裝配的實踐;基于模型的設計(MBD)——一種用于嵌入式軟件設計過程中,解決復雜的控制、信號處理和通信系統相關問題的數學和可視化方法。

事實上,無論我們對流程怎樣命名,數字化和系統復雜性都將繼續對我們的產品設計、開發和維護產生重大影響。基于業務需求和具體應用案例,多條數字主線將會在企業進化發展。產品創新平臺需要具備開放性和靈活性,以實現“數字主線/數字孿生模型”的愿景。

數字主線和數字孿生模型就象美國國防部和美國空軍的關系,在CIMdata的定義中,數字主線是對一個系統中跨領域統一的數字映射的創建和使用,實現動態、實時地評估系統當前和未來的能力,從而貫穿全生命周期實現決策支持。而數字映射(即數字孿生模型)是貫穿系統生命周期,源于對可信來源的系統數據、模型和信息進行創建、管理和應用的基于物理的描述。

4、貫穿全生命周期定義和管理數字孿生模型

目前,市場上關于數字孿生模型的定義和解讀層出不窮,譬如:

數字孿生模型是對從事各種生產活動的實體資產進行計算機化的產物。數字孿生模型利用安裝在實體設備上的傳感器數據來表示其準實時的狀態、工況或位置;

數字映射(即數字孿生模型)是貫穿系統生命周期,源于對可信來源的系統數據、模型和信息進行創建、管理和應用的基于物理的描述;

數字孿生模型是指特定設備的數字模型,包括描述其幾何、材料、零部件和特性的設計規格和工程模型,但更重要地是還包括對應實體資產的建造和運行數據。

不管如何理解,“數字孿生模型”已不是一個新概念,同時從端到端實現數字孿生模型的應用是個挑戰。在實現數字孿生模型的過程中,PLM的愿景并沒有改變,只是實現它的能力逐漸增強;另外,數字孿生模型必須包含虛擬產品和虛擬過程定義,以最大限度地提高效益;還需要說明的是,數字孿生模型是新業務模式的關鍵使能技術。定義數字孿生模型相對容易,但建立它所必需的端到端的連接卻不簡單;同時CIMdata指出,物聯網、大數據和其它技術的發展使數字孿生模型實現起來更加經濟。

PLM是數字化的關鍵使能工具!

▲圖7 PLM涉及數字化孿生模型所需產品周期所有階段

NASA國家先進制造中心經理John Vickers對數字孿生模型的終極愿景進行了概括,他認為:“數字孿生模型的最終目標是在虛擬環境中創建、測試和生產所需設備。只有當它滿足我們的需求時,才進行實體生產。然后,又將實體生產過程通過傳感器傳遞給數字孿生模型,以確保數字孿生模型包含我們對實體產品進行檢測所能夠獲得的所有信息。”

2017年3月6日Bernard Marry在福布斯發表的一篇文章《什么是數字孿生模型技術,它為什么如此重要?》中,給出了更完整的定義:“數字孿生模型是流程、產品或服務的虛擬模型。這對虛擬世界和實體世界的孿生,實現了對數據的分析和系統的監控,讓問題在發生之前就能被消除,防止停機,甚至可以通過仿真技術來發現新機遇和規劃未來。”

5、AEC(建筑、工程和施工)行業為數字化做好準備

今年的CIMdata PLM市場和產業發展論壇,第一次專門研討了AEC(建筑、工程和施工)行業對PLM技術的應用。

現階段,AEC行業盡管應用了BIM技術,但仍面臨著生產力危機,最顯著的是在建筑行業;同時,數字化的趨勢正在倒逼AEC行業做出改變;這其中,云和移動應用將發揮主要作用。

目前,AEC市場規模巨大,但仍有發展空間。2016年,AEC/EPC軟件解決方案供應商營業額約為52億美元,約占整個PLM市場的15%;但與其他行業相比,AEC行業的技術投資顯著不足,其中建筑業技術采用率最低;當前,全球市場有超過170個AEC軟件解決方案提供商,與其他PLM細分市場相比更分散。

在麥肯錫發布的一項研究報告中,AEC行業的數字化水平只比農業和狩獵行業高。在所有指標中,建筑數字化程度不高,在麥肯錫研究的22個行業中排名第21位。相比之下,高級制造業處于第6位,而基礎商品制造位列第10位。

當前的一個趨勢是AEC正與制造業相互融合,盡管發展階段不同,但業務需求、流程和技術趨同,這給了AEC行業很多可以借鑒的地方。

PLM是數字化的關鍵使能工具!

▲圖8 AEC與制造業相互融合

智能設施和物聯網是未來AEC行業的一大方向。更加高效和便利的需求驅動智能設施的發展;同時,物聯網(IoT)加上云計算和新應用,正在加速智能化。但今天的BIM模型和交付方式不符合傳統建筑的需求,更不用說智能設施。

PLM是數字化的關鍵使能工具!

▲圖9 云技術在未來AEC行業的作用

總的來說,AEC行業變革的時機已經到來,PLM可以提供幫助,數字化則是改進的重要推動因素;AEC行業十分分散,獲得成功需要市場引領,這意味著越來越多的并購和融合將會發生。

6、云PLM市場評估

相對其他領域,企業在PLM領域應用云的速度緩慢,主要表現在企業對安全、成本、長期戰略等其他問題的擔心;其實,主流廠商都具有可選的云產品,并在部署數量和收入方面取得了不同程度的成功,還包括一些專業化的小廠商分散存在于云PLM市場;CIMdata認為,混合云能滿足PLM工作需求,同時平衡成本和風險,大多數廠商都能提供這項支持。

提到云PLM,不得不提2001年成立的BOM.com,現在叫Arena PLM;另外,幾乎所有主流的廠商同時提供內部部署和云部署的產品,諸如Aras Innovator、Autodesk Fusion Lifecycle (Autodesk PLM 360)、Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE Portfolio On Cloud、Oracle PLM Cloud、PTC PLM Cloud、SAP S/4HANA Cloud等,Siemens PLM軟件也提供云端的Teamcenter,其他的領導廠商和區域市場廠商也轉向云市場,如IFS Cloud——基于微軟Azure平臺的Iaas,IFS在微軟Azure管理云,NEC Obbligato for SaaS提供PLM云服務,Modultek Product Information Cloud等。

為什么需要應用云PLM?主要原因包括:更低的啟動成本、無中斷的升級、可預期的成本、更快獲得價值、更容易管理、更靈活,可根據需要擴大或減少應用規模、降低開支費用。

那么,又有哪些因素制約了云PLM的應用呢?主要包括:眾多的部署選項讓人困惑、對云端應用的可用性與持續性缺乏信心、對云服務提供商缺乏信心、缺乏根據用戶特定需求客制化的能力、數據鎖定、對性能缺乏信心、云PLM解決方案與企業其他系統間的集成問題、內部部署與云端部署的混合環境的管理能力、安全風險、帶寬問題等。

CIMdata認為,企業在其他應用領域的實踐啟發企業應當加速投資云應用;同時,企業應該理智看待PLM系統的安全問題,因為云PLM實際上比內部部署要更安全。

針對未來的趨勢,CIMdata正在和全球PLM市場的領導者們正一同開展研究,包括達索系統、歐特克、PTC、西門子和甲骨文。

7、物聯網:延伸PLM的機遇

在智能互聯產品的大勢所趨下,物聯網不斷地滲透至PLM領域,延伸著PLM市場的機遇。

對于企業而言,要提升企業應用物聯網的收益,需要PLM提供強大的端到端的數據和流程連接的能力;成功的物聯網使能戰略可以讓企業高管關注PLM;管理智能互聯產品(及系統)需要基于PLM的系統工程。

相關數據統計,到2020年,有340億臺設備連接到互聯網,相比2015年的100億臺急速上升;未來五年將有約6萬億美元投入到物聯網解決方案;而這個過程中,企業將成為物聯網解決方案的第一大用戶。

物聯網和PLM的關系是什么呢?

真正成功的物聯網戰略遠不止收集和分析數據并采集行動;而是通過物聯網策略,產品在全生命周期的各階段將受益;PLM是支撐跨部門的流程與數據的樞紐,是物聯網使能戰略成功實施的必備條件。

總的來說,成功的物聯網使能策略需要跨部門的流程和數據樞紐,實現貫穿全生命周期的物聯網規劃和應用;同時,實現物聯網使能的業務戰略,需要PLM中與產品和產品族管理相關的功能來支撐,并實現不同來源的信息與PDM管理的數據進行關聯,這也使得企業高層會關注PLM信息;另外,設計智能互聯產品系統需要PLM的系統工程功能提供支持。

8、配置-定價-報價(CPQ)與PLM

隨著消費者對個性化需求的日益增長,制造商正在追求高度定制化產品,企業需要具備較強的配置管理(CM)能力為大規模定制提供支持;面對多樣化的需求,成本控制和準確定價成為企業盈利的關鍵因素;對企業而言,報價的及時性和準確性可以幫助縮短銷售周期,從而贏得更多中標機會;目前,各種企業軟件提供的CPQ解決方案正在幫助企業滿足市場需求,這一領域存在大量的軟件和服務機會。

目前,許多不同行業依賴按訂單配置(CTO)或按訂單設計(ETO)的方式,在交付產品給客戶同時企業也能獲取利潤;產品研發型企業希望通過大規模定制滿足客戶的個性化需求;產品配置器已經長期用來解決大規模定制的問題,有些針對技術人員,有些針對業務人員;配置的技巧、成本核算的準確性以及合理安排的制造工藝是正確報價的關鍵。

CPQ解決方案到底能做什么?

CPQ解決方案不僅涵蓋配置方案,也能基于工程和企業數據快速針對客戶問題提供可盈利的報價和解決方案。

對于大多數企業來說,成功的企業具有很豐富的分類實踐經驗;對價值鏈進行積極有效的管理;而用戶需要了解產品成本的影響因素;利用產品成本管理解決方案提供支持;并且多數解決方案與ERP或其他企業系統相集成獲得成本數據。

在CPQ解決方案領域,CIMdata初期研究發現這一領域有70多家廠商,包括針對特定行業如木材產品的廠商,也包括一些針對特定服務比如通信服務的廠商。

一些廠商將CPQ解決方案建立在企業軟件的“平臺”之上,如Salesforce和SugarCRM(開源),還有一些廠商將CPQ與具體產品緊密集成,如:Microsoft Dynamics。2015年年底,Salesforce收購了一家獨立提供商steelbrick,更名為Salesforce Quote-to-Cash,定位中端市場;另外,許多產品與領先的ERP、CRM和PLM軟件集成,而這些軟件常常也有自己的CPQ功能。

除此之外,Infor ERP包括CPQ功能;甲骨文收購Big Machines,一家獨立的領先廠商;Autodesk收購Configure One;埃森哲通過并購新能源集團獲得了bit2win,是一個基于Salesforce的產品,有大約200人的專業團隊;SAP將ERP功能、變量化配置功能與SAP Hybris銷售工具整合,提供CPQ解決方案。

2015年的CPQ市場容量預計達到了5.7億美元;2014年和2015年市場均增長了20%,預計到2020年將一直保持增長,市場容量將達到14億美元。在可預見的未來,許多專業廠商可能會與其他廠商進行合作或者被收購。

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