一、成本控制与PLM系统概述 　　1、成本控制的内涵 企业成本控制的主要作用是确保成本始终处于预算范围以内，按照估算结果检测实际成本，对成本中存在的偏差进行标记，提前做好预测准备工作，并且制定可行的保持成本与目标措施。具体包含：实时监督成本执行进度，使合理改变囊括于基准成本范围；避免在未经许可的条件下产生不合理基准成本，将成本合理改变告知所有项目的主体，以加强成本控制质量。 2、PLM系统的设计理念与基本框架 PLM（Product Life-cycle Management）全称为产品生命周期管理。 1.PLM系统设计理念 利用PLM系统实施企业成本管控适用于成本管理的各个环节。通过采集成本数据上传到PLM系统中，由系统搭建三维数字模型分析，从而总结得出成本管理层面存在的问题，帮助企业管理人员制定成本优化方案。 2.PLM系统基本框架 PLM系统内部包括基础平台、商业应用、应用开发环境这三个模块。其中：基础平台包含电子资料室、通用功能、管理与定制工具、核心数据管理功能；商业应用包括工具与部件、应用模块、套装应用、行业解决方案；集成应用开发环境包括应用开发工具、集成与互操作工具。 3、成本控制引入PLM系统的现实意义 1.有助于降低企业生产经营成本 在制造行业，企业超过80%的成本均是在设计环节决定，剩余成本则是实现经济效益最大化。应用PLM系统之后，通过计算得出材料成本，再利用系统传输帮助财务工作人员分析数据，按照最终所得结果对产品进行完善，实现产品利润的最大化。 2.有助于提高成本风险控制水平 在企业产品全生命周期中引入PLM系统，财务分析人员利用直观的平台观察成本数据变化，预估盈利情况，利用PLM系统的可视化功能展开成本管理，并通过创建三维模型的方式，分析成本管控工作存在的问题，提前制定防范策略，切实有效地提高成本风险控制水平。 3.有助于增强企业市场竞争能力 将成本管理与PLM系统相结合，创建历史数据库以及直观的成本分析平台，凭借信息化技术展开成本分析，不仅可以提高财务分析结果的准确性，还能够规避成本风险，充分发挥财务管理与成本管控的作用，提高企业市场竞争能力。 二、企业在引入PLM系统后出现的主要问题 　　1、数据计算成本不统一 企业在引入PLM系统之后，面临计算成本数据分散的情况，这主要是受传统成本管控模式的影响，企业内部采用的成本管理系统独立，系统分析所得成本数据也无法保证统一性。在引入PLM系统后这一现象并没有完全得到解决，分散的成本数据不仅增加了财务分析人员的工作量，还会降低PLM系统分析数据的有效性。 2、成本控制流程冗杂 引入PLM系统之后，企业成本管理过程中经常会面临繁琐的控制流程，一方面会影响成本管控效率，另一方面也会降低工作人员积极性，使成本管理工作的实施受阻。 3、成本管理存在风险 企业内部成本管控工作，受到市场环境及工作人员人为因素的影响，可能会面临一些风险，而这些风险的存在也是PLM系统应用的关键影响因素。需要在系统分析财务数据环节展开综合分析，提前发现成本风险，并且制定防范措施。 4、财务系统成本分析缺乏数据支撑 在新环境下企业开展成本管理，引入PLM系统是创新举措之一。但是在引入系统初期，并没有充足的数据作为支撑，导致财务系统的成本分析缺乏有效性，无法真实地体现出成本管控现状，从而直接影响到管理人员制定决策的科学性。 三、企业成本控制引入PLM系统的优化对策 　　1、统一数据计算成本 利用PLM系统计算数据成本，工作人员登录到系统中，可以根据需求采集数据，进行成本数据的管理。另外，PLM系统内部包含不同格式的文档模板，利用模板创建文档，可以调整计算数据的格式，保证企业成本控制的规范性。财务分析人员操作PLM系统之前，需要将所有数据统一，主要表现为财务文件格式、报表格式等。按照国家统一制定的会计准则等规范进行统一处理，随后再将统一的数据输入到PLM系统中计算成本，可以保证最终计算结果的有效性，为管理人员制定决策提供有价值的参考。 另外，财务分析与成本管理人员需要遵循一致性原则进行统一成本核算，创建统一数据平台，针对企业内部产品原材料领用情况、产品间接成本、工作人员薪资以及产品验收入库数据等进行统计，明确不同费用之间的界限，做好产品生产成本计算以及费用归集工作，按照受益原则展开成本的统一核算，为PLM系统提供统一的数据。 2、优化成本控制程序管理 1.MBD设计 第一，三维建模与三维标注。MBD设计中的三维建模可以实现全三维快速设计的目标，保证三维模型质量，为后续工作打好基础，提升成本管理效果。建议采用NXCAD三维设计软件，搭建全参数化模型，通过三维标注模块以及MBD规范，采集成本数据，完成模型的创建。第二，检测三维模型质量。针对创建的三维模型进行检查，检查内容包含建模、装配、几何对象、文件结构是否符合规定。第三，资源库创建。企业成本管控过程中涉及的大部分资源需要重复利用，三维数字化开发平台的作用便是提供可重复利用的资源，有利于保证成本管控协调性、成本数据可交换性。 2.知识库 通过思普PLM系统搭建知识库，以企业积累的成本管理经验为基础，在PLM系统内部发挥分类库与工艺资源库的优势并进行固化，既可避免成本管控期间重复性问题，同时也可以缩短系统开发周期。知识库需能储存多种类型的知识资源，例如电子表格、数据库专用程序和公式等，所有获取的知识可以是共性资源数据与型号数据等。 3.仿真设计 第一，仿真统一平台设计。利用NXCAE仿真模块和CAD软件，将成本数据输入到设计模型中，该模型具备自动捕捉的功能，可以实现模型可控与自动更新分析。第二，实现智能化建模。利用PLM系统处理企业的成本数据，几何体提取技术、自动区域网格划分技术等，从而切实提升成本管理建模的智能化水平。第三，设计仿真管理系统。成本控制各个流程与环节之间有效协同，搭建统一且规范性强的虚拟样机开发环境，将不同种类仿真工具与仿真数据零散的问题解决，实现成本管控设计工艺与仿真等多个流程的一体化。 4.成本控制产品设计 第一，信息查询功能。设计按照成本管控工作需求，可以直接搜索对应的文档，在PLM系统中创建文档模板，用户创建文档可以选择相应的模板，使文档版本管理以及文档可视化功能得以实现。第二，成本控制设计和CAD软件集成。思普PLM系统与CAD软件之间高度集成，利用APB应用编程接口，实现系统的建模设计。第三，成本管控结构化管理。思普PLM系统内部利用结构管理进行相关业务的设计，通过可视化模式创建成本管控结构，使成本配套管理结构对比以及BOM可视化展示等相关功能得以实现。第四，成本管控流程管理。对于PLM系统而言，工作流程管理非常重要，主要是利用电子化的方法提高成本管控任务分配、文档审核等环节的效率，保证成本管控质量。第五，BOM管理。BOM管理在企业成本管控结构管理中属于补充内容，也是PLM系统设计、工艺协同不可或缺的数据基础。 3、增强成本的风险管控能力 第一，需要创建结构精简、专业素质高的风险管控团队。作为成本管理人员，在风险管控团队中需要加强凝聚力，发挥出个人在成本管理以及风险管控等相关工作中的作用，提前分析成本管控中潜在的风险，与其他成本管理人员共同制定风险规避策略，避免后期风险对企业成本管控以及其他管理工作带来影响，同时也能够在风险分析、预测与制定防范规定的过程中，加强对企业当前成本管理的认知，提高管理能力。 第二，采用多元化的管理方法。风险成本管理包括现代风险管理和成本管理，属于企业中的新管理范畴，在选择风险管理方法时也要保证多样性。建议采用风险管理技术方法、成本管理基础方法和风险成本管理技术方法等。 第三，调动所有工作人员积极性，都能参与成本风险管控。因为成本风险具有系统性，存在于企业内部的各个环节当中，要求所有工作人员积极参与成本管控工作，在降低成本同时也可以提高成本风险管控效率。 4、提供财务系统成本分析的数据基础 为了保证财务系统成本分析的有效性，需要提供产品成本结构、原材料成本、所有产品单位售价与利润率等准确的数据。主要包括工作人员薪酬、原材料费用、动力费用等几种，制造费用包括员工差旅费、设备购置及折旧费用等。企业按照历史数据进行统计与分析，得出完善的产品成本结构数据：在原材料成本方面，原材料成本包括采购单价与单号这两个因素，在组织分析环节需要采用产品组成原料，在PLM系统中重点分析采购单价与单耗；所有产品的单位售价与利润率方面，要在PLM系统内部对比不同时期每种产品当期售价与利润率，了解产品盈利情况，并与企业财务状况相结合，根据PLM系统计算所得结果，明确产品盈利水平。

导读：对于制造型企业而言，创新是“爹”，集成是“娘”，“爹”的数字化抓手是PLM，“娘”的数字化抓手是ERP；“爹”与“娘”之间的相亲相爱是家庭和谐的基础，PLM与ERP之间的有效集成是企业发展的保证。   一流的企业卖技术，二流的企业卖品牌，三流的企业卖产品，四流的企业卖体力。技术来自于研发和创新，所以，创新是企业发展的“爹”；品牌来自体系和集成，所以，集成是企业发展的“娘”。在一个环境持续变化、供应同质化和需求碎片化的市场，企业要活下去，必须要有高于竞争对手的运营效率，这来自于全环节的集成，ERP的应用就是尝试帮助企业解决集成的问题；而企业要活得好，则必须为市场提供创新性产品或服务，PLM的应用就是尝试帮助企业解决创新的问题。     PLM的创新使命 大体来说，在制造型企业中，与产品开发有关的创新包括产品功能和结构的创新（产品创新，Product Innovation），比如5G技术和产品；以及产品制造过程的创新（过程创新，Process Structure），比如5nm芯片加工技术和工艺。只要具备其中一种，企业就能获得竞争优势；如果两者兼而有之，那无疑将处于行业的绝对垄断地位。 那么，PLM是如何帮助企业提升创新能力的呢？作为一种数字化产品研发管理解决方案，PLM的主要功能包括需求管理、文档管理与CAX集成、研发协同与可视化、知识管理、产品组合管理、通用件库管理、项目管理、分类管理、配置管理、工程变更、质量保证，等等。通过上述功能及模块的应用，PLM可通过以下途径为产品或过程的创新赋能： （1） 提高零部件重用度，助力架构化产品开发，从而减少重复性的研发开支，让企业有更多的预算从事真正的创新性活动，并大大缩短产品开发周期，并降低产品制造成本。 （2） 促进跨专业的协同，提升同步工程的工作质量，以多领域、虚拟化的团队合作来激发专业人员的创意和构思； （3） 促进跨团队的共享，共享与产品或过程（工艺）有关的关键信息，提高相关人员获取信息的便利性，并打破专业和领域之间的信息壁垒； （4） Know-How的应用，通过知识工程、专家系统和参数推荐等方式，在细节性的工程设计决策中为相关人员提供技术建议和经过工程验证的优选方案，比如，机械零件尺寸公差或材料的选择； （5） 构思的显性化、结构化和不断迭代，通过需求结构、需求与功能映射、机理模型、产品原型、数字化模装（Digital Mock-up）等形式，不断地将产品的创新性构思进行迭代，提高从构思到产业化的速度和质量。 从哲学的角度看，PLM的核心使命是帮助企业把客户对产品的功能性需求，转化为企业对上游的人、机、料、法、环、测等资源的需求，是一个从“一”到“多”的过程。       ERP的集成使命     产品和过程的创新是“爹”，是“生”，是从功能需求到生产资源的从“一”到“多”；那么，销售、采购和生产等之间的集成就是“娘”，是“成”，是将资源转化为商品或服务的从“多”到“一”。在制造型企业中，从数字化建设角度来说，集成的使命主要由ERP等IT系统来完成，具体内容包括：技术与生产的集成、业务与财务的集成、需求与供应的集成       PLM与ERP的集成 “爹”和“娘”要结婚才能生养孩子，企业中的创新和集成也需要通过某种机制将它们形成一个有机的整体，才能形成企业的竞争力，这可以通过PLM与ERP的集成来实现。 图1：制造型企业的PLM与ERP 如图1所示，PLM与ERP的集成主要包括产品结构和制造过程等相关数据的传递，具体包括：物料主数据、合格供应商清单、物料清单（制造BOM）、工艺路线、分类和配置关系、工程变更和断点等数据在PLM与ERP之间的传递。其中，物料主数据、物料清单等属于产品结构信息，工艺路线、合格供应商清单等属于制造过程信息，配置关系是产品结构或制造工艺的内部要素之间的组合逻辑，工程变更和断点则用于上述信息的维护和管理。     集成的挑战 在技术特点上，PLM与ERP的数据结构有某些不同；PLM是以产品或过程对象为中心（Model-based）的数据结构，ERP是以交易记录为中心（Record-based）的数据结构；因此，PLM与ERP的集成不是一件简单的事情，如何保持两者之间数据传递的一致性和稳定性，是系统集成的难点。另外，还有一个数据交换的频率问题；具体来说，不同的制造型行业或企业，因为生产运营模式的不同，PLM与ERP之间数据交换发生的频率和时间点也不同。 图2：制造型企业的生产运营模式   如图2所示，根据行业、产品或工艺特点的不同，制造型企业主要有四种运营模式：1）面向库存生产（Make to Stock，MTS），2）面向订单装配（Assembly to Order，ATO），3）面向订单生产（Make to Order，MTO或Build to Order，BTO），以及4）面向订单工程（Engineering to Order，ETO）。不同运营模式下，预测与订单的切换点不同。比如，在MTS中，开发、采购、加工、装配等作业都是根据预测和计划来组织的，只有商品的发运是根据客户的销售订单来进行；又比如，在ETO中，除了架构设计和开发外，产品开发、采购、加工、装配、发运等作业都是在企业有了客户销售订单后才开始进行的。 通常，我们评价一个企业运营模式的复杂程度，可以从这么几个维度来进行： （1） 产品BOM的层次和零部件种类的多少。层次和种类越多，生产运营模式则越复杂。比如，乘用车产品，其零部件种类可能多达上千种。 （2） 加工和制造工艺中工序数的多少。工艺数越多，生产线越长，生产运营模式则越复杂。比如，民用飞机的生产，其工序数可能多达上千个。 （3）运营模式的不同。ETO模式下的生产组织相对复杂，而MTS模式下的生产组织则相对简单。 （4）生产规模的大小。生产规模越大，生产作业的频率就高，生产组织也相对复杂。比如，汽车行业中，60JPH的生产作业要比20JPH的生产作业复杂得多。 （5）订单种类的多少。订单种类越多，生产组织的复杂度越高。通常，多品种、小批量生产的复杂度，要高于少品种、大批量生产的复杂度。 根据上述运营模式的划分和运营复杂度的评价，我们可以推断，ETO运营模式下复杂性（机、电、软一体化）产品的小批量、多品种生产最复杂。在这种模式下，PLM与ERP之间的集成也相对复杂，对集成的质量要求也非常高。 图3：复杂模式下PLM与ERP的集成难点  …

导读：数字孪生、MBSE和工业互联网是目前炙手可热的先进或智能制造概念。不管是数字孪生、MBSE还是工业互联网，其实都是一个相对较大的概念或者模式而非具体的技术，都具有非常丰富的内涵，彼此之间也具有很大的关联关系。 作者：王爱民| 来源：智能制造随笔 本文经授权转载发布 　　数字孪生（Digital Twin）是以数字化的方式建立物理实体的多维、多时空尺度、多学科、多物理量的动态虚拟模型来仿真和刻画物理实体在真实环境中的属性、行为、规则的决策技术，是践行智能制造、工业4.0、工业互联网和数字化转型的先进使能技术，是体现大数据、人工智能、AR/VR融合的载体支撑技术，是推动产品全生命周期设计研发、生产制造、运维保障转型升级的有效推进技术。 军工行业是国家先进制造业的重要组成部分，是国家安全和国防建设的脊梁，一直以来是我国先进制造技术应用发展的策源地和引领者。 当前高功能/性能密度武器装备更新换代速度明显加快、高效柔性快速响应制造要求越来越高、实战化服役保障运维服务要求益发严格，迫切需要拥抱智能制造发展浪潮，强化实现以数字化、智能化为特征的转型升级，实现自主可控的跨越式发展，已经到了刻不容缓的地步。 就国内外长期普遍性的实际发展规律而言，先进的制造技术一般都是起源于军工行业。虽然我们目前在民口行业相对于国防军工行业，在智能制造等先进技术方面的声音似乎更大，但对于国家的实力来说，军工行业的智能制造技术的深入应用，必将也应该是更大的舞台和战场。 一、数字孪生与智能制造的关系 　　数字孪生技术是智能制造深入发展的必然阶段，是智能制造的推进抓手和运行体现。数字孪生的核心是分析推理决策，与当前制造业智能化提升的本质内涵是直接呼应的。智能制造是感知、分析、推理、决策和控制的闭环过程，与数字孪生所强调的充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程的理念一脉相承。以CPS模式为核心的智能制造是面向产品、装备、系统，目前数字孪生技术的应用也已经从传统的产品孪生向产线、车间、工厂的系统级孪生方向发展，已经从传统基于三维可视化模型向直指本质的决策推理模型转变。数字孪生是当前智能制造理念的物化落实的具体体现。 （1）数字孪生与赛博物理系统的关系 赛博物理系统作为智能制造的核心模式，体现了动态感知、实时分析、自主决策、精准执行的闭环过程，支持了装备/系统的自适应、自组织的智能化发展理念，数字孪生是CPS的具体体现，重点是突出虚实融合下的数据处理、仿真分析、虚拟验证及运行决策等，但是与传统的 CPS相比，数字孪生更加强调实时性和闭环这两个特征。 （2）数字孪生与工业物联网/工业互联网的关系 数字孪生是闭环CPS过程的典型体现，具有“虚实同步、以实融虚、以虚控时”特点，工业互联网/工业互联网资源状态及控制的泛在化基础设施能力是支持数字孪生得以实现的基础，同时数字孪生也是工业互联网平台贯通软硬环节的有效支撑。 （3）数字孪生与工业软件/工业APP的关系 工业软件是产品研发过程中知识经验的软件物化，是工业APP所强调的服务化特点的源头支撑。数字孪生闭环过程中的数字孪生体是工业软件的重要体现方式，体现了对物理对象的几何、物理、行为、规则及约束的多维、不同粒度的多空间、推进演化/实时过程/外部干扰的多时间等尺度的综合。 （4）数字孪生与大数据/人工智能的关系 数字孪生体是数字孪生的核心，体现了数据分析、推理决策等，大数据所体现对工业物联/互联支持下海量状态数据和历史运行经验数据的分析处理，人工智能所体现的对案例训练和规则推理，大数据/人工智能是支撑数字孪生体向智能化纵深发展的重要技术。 （5）数字孪生与AR/VR/MR的关系 虽然数字孪生的本质是推理决策，但目前数字孪生比较多的应用领域还是具有三维可视化外在展示需求，从而与目前AR/VR/MR等新型显示及应用技术具有自然的密切关系，能够构建一个更加丰富的全态化拟真展示模型，提升虚拟融合的交互直观度和深度。 （6）数字孪生与设备健康管理的关系 数字孪生在资产密集型行业应用主要是以设备维护为重点的，涉及到以设备健康管理为核心的数字化移交及运行监控。设备性能数字双胞胎用于故障预测、健康管理及预测性维护，并反馈运行信息给设计以优化设计，改善产品性能。 （7）数字孪生与基于模型系统工程的关系 基于模型的系统工程（MBSE）是实现全生命周期集成研发的核心思想，数字化孪生体将促进建模、仿真与优化技术无缝集成到产品全生命周期的各个阶段，也是面向加工、装配等DFX技术发展的重要使能基础，是推动MBSE核心思想发展的重要着力点。 　　（8）数字孪生与数字主线的关系 数字主线是从过程业务数据驱动的角度建立全生命周期集成的重要技术，从狭义角度而言，为全生命周期各阶段业务模型的处理提供数据衔接传递支持，从广义角度而言，为整个全生命周期链条提供统一的信息模型规范支持，是数字孪生体在不同尺度方面的数据获取与分析的具体体现，是数字孪生闭环控制模型的重要支撑。 二、差距与问题 　　数字孪生与军工装备研制全生命周期的各个阶段具有融合的体现关系。在产品研发阶段的设计分析的拟实仿真评估、工艺设计阶段的工艺系统虚拟验证、生产制造阶段的生产制造运行大数据/人工智能决策、制造资源状态评估与预防性维护等、试验测试阶段的虚拟试验测试评估、服役运维阶段的装备性能动态预测评估等方面，并且能够有效地与面向全生命周期跨地域/专业的综合研制集成融合，从而能够有效地支撑和发展形成军工行业研制生产新模式。 （1）设计研发经验知识化仍需大力提升 无论是民口还是军工企业，在智能制造领域中鲜见设计研发的示范。军工设计院所承担了大量高新复杂装备研制任务，具有技术密集、学科融合的特点，具备沉淀长期形成的设计经验知识并将其融合到工业APP中实现复用和支撑后续发展的潜质和需求，但目前先进的数字孪生等智能制造技术应用体现严重不足。军工设计研发院所在经验知识沉淀的自主化核心工业软件方面存在较大差距，这种局面急需引导改观。 （2）工艺装备的研发对智能化重视不够 在当前紧迫的国际态势下，发展自主可控和迭代升级的工艺装备是重中之重的任务，军工行业在此方面尤其需要重视。目前工艺装备研发多偏重于自动化执行的特征，对在装备中物化沉淀工艺知识并支持智能决策存在认识不足和效果不好的双重差距。在工艺研发中重视智能化提升是实现转型升级的有效途径支持之一，当前的重视程度存在巨大不足，难以支撑实现从跟仿向领跑的转变。 （3）制造生产管控智能化水平严重不足 智能制造背景下的制造单元、生产线、车间乃至工厂呈现出明显的业务流程管理自动化、软硬一体化融合、决策功能突出的特点，军工企业虽然经过长期甚至反复建设，限于管理水平、技术限制和认知深度，整体发展效果不容乐观，与民口先进企业水平相比差距明显并呈拉大趋势，需要更有魄力的打破习惯并强化先进智能制造技术的运用，务实提高生产效率和效能。 （4）试验测试智能化水平亟待提高 复杂装备的试验测试是国防科技工业的重要特色。但在试验测试业务流程的智能管控、试验测试大数据挖掘、数字孪生智能试验测试等方面技术的探索，仍然亟待从范围和深度上进行全面的提高，实现降低试验测试成本和提高试验测试效果的双重改善。 （5）运维保障智能化存在较大差距 对装备运用要求提升是必须的，运维保障的智能化是提高支撑能力的关键。尤其在国外和民口已经有大量成功远程运维案例的局面下，复杂装备的运维保障智能化水平差距明显，已经与保障作战能力要求不相适应，不利于对军工发展的持续支持。 三、数字孪生技术推进重点 　　军工行业是我国制造行业发展的主战场，高性能/高功能密度复杂装备的快速迭代研制、快速响应制造、试验测试验证、服役运维保障等为数字孪生技术提供了发展场景与契机，数字孪生技术可以与武器装备全生命周期实现深度的融合。结合军工行业的发展需求和发展优势，梳理军工行业数字孪生技术推进重点领域。 （1）基于数字孪生的研发设计拟实仿真 军工装备属于复杂精密的产品，其产品研发设计涉及到复杂的多学科专业的协同，军工行业已经具有较好的积累基础，具备开展基于数字孪生的研发设计拟实仿真的能力和需求。重点结合复杂装备系统及其关键部件子系统，发展基于传感的智能产品、综合几何、物理、行为、规则和约束等多维、多尺度动态模型建模技术，从机理、行为方面深入解释和揭示产品的内在运行及演变机制，同时可进一步历史试验和运行数据，对数字孪生进行校核验证和改进，实现对复杂装备系统研发的拟实仿真。 （2）基于数字孪生的自适应工艺优化 工艺能力是军工行业的核心能力，是制约武器装备快速响应研制的关键，传统的试凑式工艺试验的发展模式应向虚拟验证方向转变，但目前这些经验知识大多在“大国工匠”的头脑中，军工行业的高技能人才资源丰富，也具有开展基于数字孪生的自适应工艺优化的基础。重点结合国防科技工业加工、装配、焊接、成形等专业工艺的实际需求，开展多维多尺度动态工艺过程建模与仿真，并形成与工艺系统状态采集和反馈执行的闭环机制，实现基于数字孪生的自适应工艺能力。 （3）基于数字孪生的制造执行过程决策 快速响应生产是提高装备研制效率的关键，其核心是对制造系统的运行进行精准的决策分析，才能形成有序、协调、可控、高效的运行效果。军工行业数字化制造方面已经经过长期的发展，具备向基于数字孪生的制造执行过程分析方向发展的条件。依托已经建设的大量MES、ERP、BI等数字化业务管控系统，重点开展计划排产与动态调度的优化决策、产品质量问题快速诊断决策、物料供应链风险分析决策、安全生产危险态势分析决策等，实现基于数字孪生的制造执行过程决策。 （4）基于数字孪生的制造装备资源状态评估与预防性维护 制造装备资源是武器装备研制生产的关键支撑，军工行业经过长期的发展，已经积累了丰富的高端制造装备资源，实现潜力挖掘以及高效利用是军工行业发展的直接需求。制造资源状态评估与预测性维护也是当前工业互联网和数字孪生最为成熟的技术，军工行业具有良好的应用场景。结合军工重点单位的重大关键制造装备资源，开展智能化数据状态采集、制造资源状态大数据分析及故障判断等，实现基于数字孪生的制造装备资源状态评估与预防性维护。 （5）基于数字孪生的虚拟试验测试 军工行业具有大量高规格的试验测试装置，但面临着现有装置潜力发挥和减少物理试验及其装置高效发展的需求，具备开展基于数字孪生的虚拟试验测试的条件和需求。重点开展基于机理和数据综合的虚拟性能评估推理建模、产品模型与试验测试模型的融合演变、基于物联的物理与虚拟试验测试迭代优化等，实现基于数字孪生的虚拟试验测试。 （6）基于数字孪生的服役性能与运维评估 复杂装备研制向全生命周期一体化综合保障扩展，向实战化服役性能及运维保证方向发展，武器装备的服役性能与运维评估是军工行业发展的最终衡量。重点开展基于数字孪生的在天在轨装备性能评估、基于数字孪生的装备故障预测与健康管控、基于数字孪生的装备抗毁伤评估等，实现从经验到科学的服役性能与运维评估。 （7）基于数字孪生的跨地域/专业的综合研制集成…

BIM+EPC | 价值 Combined with the current situation and existing problems of prefabricated building management, this paper proposes to build an EPC general contracting mode suitable for prefabricated building and applies BIM Technology in the EPC mode to study the whole process information management of prefabricated building design, production, construction, operation and maintenance from four…

在开展EPC总承包过程中设计院财务遇到的相关问题 设计院转型牵头做EPC总承包业务，具有技术、人力资源、进度控制等方面的显著优势，但是也存在很多困难和不足。 财务部门作为项目的核算部门，参与了从项目开工到竣工验收的全过程管理，因而对设计院转型有非常重要的补充和促进作用。相对纯粹的设计业务而言，总承包（EPC）项目的财务风险、计价方式、合同关系、权利关系、分包关系和归责原则均有不同，从项目评估到工程施工，从工程款支付到日常开支，各种费用支付无不贯穿其中。设计院在工程总承包（EPC）项目的费用支付管理中，为实现资金的合理化运筹和优化配置，本着量入为出、有序支付的原则，就以下几个财务问题进行探讨。 ▌1. EPC总承包模式下如何做好保证金支付、履约担保 设计院单位应充分关注EPC总承包项目保证金支付的流程管控，保证金包括投标保证金、履约保证金和工程质量保证金。在招标文件保证金条款支付方式可选的前提下，应逐步改变传统转账方式，优先考虑以工程保函的形式支付。工程保函包括银行保函、保险机构保证保险和融资担保公司保函三种。投标保证金支付审批手续必须提早几个工作日完成，履约保证金和工程质量保证金需根据合同条款确定支付时间。EPC采用联合体投标形式的，联合体投标若约定由施工方承担保证金时，应先确认该保证金全款到账后再办理保证金支付事项。保函工作没有做好的话，企业就会面临非常大的资金压力，不利于后续各项工作的顺利开展，同时也应同业主单位做好充分的沟通，尽可能降低保证金的支付比例，减轻企业资金压力，提高资金使用效率。 ▌2. 保证EPC总承包项目建设资金、工程款正常使用问题 设计院单位必须要加强EPC总承包项目建设资金的控制和管理、防范资金风险、确保资金安全、提高资金的使用效益和效率。设计院单位承接的EPC总承包项目中标启动后，工程款支出因金额占比较大、支付频率较高等特点，应制定专门的支付审批手续。设计院单位应设立专门的EPC执行部门，由该部门组织编制项目收支预算表，财务部根据该预算表和合同条款，视不同情况编制现金流量计划，原则上应当在工程进度款到账后再办理该项目的支付流程和结算手续，根据实际情况决定具体方式。设计院单位应建立健全EPC项目建设资金、工程款管理和使用内部管理支付，形成动态台账管理，对建设资金、工程款使用情况进行日常监督检查，按规定接受审计和外部检查。 ▌3. 规范、预防和解决拖欠农民工工资问题 规范、预防和解决拖欠农民工工资问题根据《住房城乡建设部关于进一步推进工程总承包发展若干意见》，按照工程总承包EPC项目中工程总承包单位对工程项目的设计、采购、施工等实施全过程的承包，并对工程的质量、安全、工期和造价等全面负责的原则，经人社部门研究明确如下意见：工程总承包项目中工程总承包单位应负责农民工工资专用账户的开设。设计院单位应按照有关规定开设农民工工资专用账户，专项用于支付该EPC项目中的农民工工资。EPC总承包单位应当在工程项目部的现场配备劳资专管员，对于劳动用工进行现场监督管理，掌握施工现场用工、考勤、工资支付等情况，编制农民工工资支付表，并建立管理台账。EPC总承包单位应将农民工工资支付发放到农民工本人，并保证农民工工资及时足额发放。 ▌4. 加强EPC总承包项目专项专户管理 设计院单位应对EPC总承包项目设置专职财务负责人，分项目单独列账，明确各EPC总承包项目资金收支情况。尽可能实现收支两条线管理资金，让收入和支出变得更加明了清晰有条理，防止出现资金流失的情况。现场所有的费用支出应当进行相应的审批，根据EPC总承包管理部门编制的EPC总承包收支预算表来综合考虑支付，从而让费用支出更加合理、更加科学。EPC总承包项目涉及资金量大，资金存量及增值效益明显，应进一步梳理EPC总承包项目收付款流程，多部门联动建立制度化、流程化支付体系，扩大财务利润增值。 ▌5. 承接EPC总承包项目对财务人员的要求 设计院作为牵头人承接EPC总承包项目对财务人员提出了更高的要求，要求财务工作者在项目的投标、设计出图、项目施工生产过程、工程保修期结束等一系列的过程中参与管理。加强EPC总承包项目的财务管理，实施有效的成本控制，是科学细化施工企业管理的关键环节。 （1）EPC总承包项目涉及各个地区，不同的地区税务机关工作人员对税务相关法律、法规、流程的理解和解释都不一样。负责EPC总承包项目的财务人员必须要加强对税法条款的研究，做好纳税筹划，加强同税务人员的交流，在合法、合规、合理的前提下维护企业的正当权益。 （2）负责EPC总承包项目相关财务人员应当熟悉物资采购、设备采购的成本控制；熟悉施工阶段成本控制，深入研究施工图，在图纸交底会审时，有关管理人员向设计部门提出优化意见，可以直接降低工程成本；熟悉全过程的成本控制措施。 （3）负责EPC总承包项目相关财务人员应当参与到各个合同的签订中，这可以为事前监督工作打下非常好的基础。对于同一个合同，如何签订、选择什么样的结算方式都会对企业后续的税务方案确定产生影响，财务人员需要特别重视合同中有关税务问题的条款。 设计院财务应注重业财融合，参与EPC总承包项目的重点工作部署 为适应整个建筑市场的发展潮流，设计院单位应设立专门的EPC管理部门，谨记“安全—利润—可持续”的发展理念，持续夯实体系建设，将整个设计院中建造师等总承包资源纳入部门管理，在防控风险的前提下，积极联动整个其他部门，加快传统设计人员转型，组建成熟的管理团队，打造公司新的利润增长点，为公司可持续发展注入新的活力。设计院财务可以从以下几个方面参与重点部署相关EPC管理工作。 ▌1. 财务人员应参与EPC项目招投标评审管理工作 （1）增加对业主方工程资金来源、工程造价、付款节点等方面的评估，对项目联合体成员单位及业主单位的企业规模、资金状况也应有所了解，避免小业主大项目的履约风险。 （2）实施联合体投标的项目，原则上优先选择和公司有战略合作协议的施工单位，对于无合作协议的其他联合体成员必须严格评估其履约能力、类似工程业绩、团队负责人能力要求等方面。在参与EPC项目投标前，应当先签订标前联合体协议书后再递交投标文件。 （3）重点评审项目应建立会议流程，强化技术方案分析；各专业总工负责制，提出优化意见。加强评审，线上和线下相结合，注重线下标前评审，全面分析工程可能存在的各项风险点；线上OA系统为辅助手段进行严格评审，并及时将评审资料、评审结果归档。 ▌2. 财务人员应参与EPC总承包项目全过程管理工作 设计院财务人员对EPC总承包项目的管理应当是全过程的工作，应动态掌握业务的实施状况，审查及确定各专业界面，协调各子项、各专业进度及技术关系，研究并解决存在的问题。在EPC总承包项目中，设计工作起着主导作用，各种设计图纸和文件将成为采购和施工的主要依据。另外，需要加强变更管理的合规性，针对已实施项目，认真梳理项目合同内工程量，针对合同外可能产生费用的工程变更必须完善纸质签字流程，规避费用风险；应将采购管理纳入工程总承包的管理范围；增强全员风险意识，守好安全红线。对各标段、各阶段信息进行收集、整理、汇总和加工，提供宏观的、综合的概要性工程进展报告，为全过程管理控制提供信息支持，为多个管理层次进行组织协调和决策提供信息保障。EPC总承包项目全过程管理中对关键节点进行控制，各参与单位对实施反馈信息进行整理。 ▌3. 财务人员可建议设计院选择合适的EPC总承包项目管理软件 现代化的EPC总承包项目管理是一个大系统，各系统之间存在的关联性很强，需要储存和使用大量的数据和信息，且需要通过非常专业化的管理来处理各种复杂的关系。设计院单位转型升级从事EPC总承包项目，可以选择一套适合的管理软件，对项目预算编制与控制、项目计划与任务执行、资源计划与工时、项目收入、项目成本、项目利润、异常预警提示等实现各方面的实时管控。搭建业务基础信息共享平台，实现各个部门各个系统间功能模块的信息传递，使EPC总承包项目现场管理部门、设计部门、财务部门、经营部门等实现信息共享，更利于EPC项目的远程管控。继承项目预算管控，支持多端口应用，支持通过银企直连在线支付，发票自动查重验真，自动生成财务凭证，不再盲目审批，成本费用统计不再滞后。建立投标云、合同云、物资云、费控云、发票云、资金云、成本云、财务云、现场云、人事云、办公云等全方位的管理，为设计院转型做EPC总承包项目保驾护航，加快设计院企业管理转型升级。 ▌4. 设计院财务可建议院里加强专业人员团队建设 建立一个好的企业文化，打造一个优秀的团队，对提高企业的凝聚力、提高企业经济效益，具有非常重要的意义。设计院牵头做EPC总承包项目，对设计院内的设计师、设计项目负责人等提出了更高的要求。因此，设计院成功升级转型必须要建设高质量人才队伍，培养自己的团队，建立自己特立独行的企业文化以适应转型升级的需求。通过开展专业化培训、外派人员学习、专题讲座等方式提升设计人员的综合素养。同时，设计院也要提升招聘门槛，引进一些有工程商务、施工管理经验且懂施工图设计的人员，使设计人员与现场施工管理人员合二为一。总承包企业需要重新整合内部资源，采用各种方式激发设计人员的工作积极性，让每位设计师都能够具备成本意识，将设计院企业的设计优势转化为成本优势。设计人员、施工技术管理人员既要具备设计上的专业知识，还要有施工管理和现场应对经验，才能更好地适应当下的管理模式。 ▌5. 设计院财务应参与EPC总承包项目管理体系建设 当前我国的EPC总承包项目管理体系比较混乱，只有很小部分采用国际标准进行项目管理，很多项目管理体系并没有接轨EPC项目工程建设的实际发展。设计院单位应当进一步完善EPC总承包项目管理体系文件，早日打造成熟的EPC项目管理体系，已竣工的EPC项目应尽快录入“四库一平台”系统，助力单位完成产业升级。项目管理体系应包含工程施工质量管理体系、项目进度管理体系、总分包供应商责任体系，具有与质量计划相配套的质量责任制，能够反映以工序为基本单元的过程检验，包括设备、材料等的检验情况，能够体现以分项工程为主体的评定情况，落实监理、总包、分包、供应商等责任体系。 ▌6. 财务人员可建议加强EPC总承包项目执行过程中的文档、资料管理 由于EPC总承包项目的管理模式在我们国家企业应用比较晚，所以与之相对应的EPC总承包文档管理专业人员非常少。普通的档案管理人员大多只有档案专业技能，普遍缺乏工程项目管理的相关知识。在工作中无法参与到整个项目的全程跟踪中，在很大程度上影响了工程项目档案的归档质量。由于EPC总承包项目存在参与单位很多、工程资料很复杂等特点，因而EPC总承包的文档、资料管理工作存在一定难度。如何采取相关措施，保证EPC文档、资料的齐全完成和有效利用，这是我们必须要重视的问题。EPC总承包管理中各个单位、部门使用文档集中管理服务器，并具有快捷检索、查询等工具，能够按照预定的流程进行流转、审批、分包，有助于项目执行过程中竣工资料的整理和电子档案管理。EPC项目档案也应根据项目的特征，制定与之相应的文件收集制度，如果对档案收集工作不予以足够的重视，会导致一些重要的文件得不到收集、整理及归档，不能被有效利用。 综上所述，开展EPC总承包是设计院发展转型的一个必然阶段和必然趋势。EPC总承包模式下财务人员应注重业财融合，努力提高自身能力水平。

  EPC即为工程总承包模式，是设计采购施工一体化（EPC即Engineering(设计)、Procurement(采购)Construction(施工)）。 工程总承包是指工程总承包企业受业主委托，依据合同约定对建设项目的设计、采购、施工、试运行实行全过程或若干阶段的承包。（源自GB/T 50358-2017 建设项目工程总承包管理规范） 工程总承包的优势 对业主而言，与传统设计、施工分别招标的模式相比，EPC工程总承包模式的优势主要有： 合同关系简单清晰。EPC 工程总承包模式将过去分别签署的设计、施工、采购等多个合同简化为EPC工程总承包合同，合同主体简化，合同关系简单清晰，业主的建设过程管理责任、审计的工作量和风险源数量大幅度降低，有助于业主方管理的主动。 沟通渠道更为直接。EPC 工程总承包模式是集设计、采购、施工为一体的承包方式。通过这种将专业化程度高、彼此熟悉的各分工单位集合在一起的总承包模式，有助于减小沟通环节，提高项目工作效率和建设速度，科学合理分配项目工期，实现工程优化。 同时，由于EPC 工程总承包项目投标时，需要投标单位在编制投标文件时需要完成一定深度的图纸设计，投标单位的投标成本大幅增加，所以从一定程度上减少了肆意报名、无诚意的投标行为，一定程度上提高了投标的针对性和有效性。 适宜采用工程总承包模式的项目 建设内容明确、技术方案成熟的项目，适宜采用工程总承包方式。（引自住建部《工程总承包管理办法》） 工程总承包的招标阶段 业主应当在发包前完成项目审批、核准或者备案程序。采用工程总承包方式的企业投资项目，应当在核准或者备案后进行工程总承包项目发包。采用工程总承包方式的政府投资项目，原则上应当在初步设计审批完成后进行工程总承包项目发包；其中，按照国家有关规定简化报批文件和审批程序的政府投资项目，应当在完成相应的投资决策审批后进行工程总承包项目发包。（引自住建部《工程总承包管理办法》） 因此，采用工程总承包模式时，一般将设计分为两部分招标，一部分为方案及初步设计内容，在工程总承包招标前完成，一部分为施工图设计，包含在工程总承包招标范围内。 在项目建设总工期允许时，一般在初步设计完成，并完成初步设计审查后，进行工程总承包招标。 招标文件内容要求 业主应当根据招标项目的特点和需要编制工程总承包项目招标文件，主要包括以下内容： （一）投标人须知； （二）评标办法和标准； （三）拟签订合同的主要条款； （四）发包人要求，列明项目的目标、范围、设计和其他技术标准，包括对项目的内容、范围、规模、标准、功能、质量、安全、节约能源、生态环境保护、工期、验收等的明确要求； （五）业主提供的资料和条件，包括发包前完成的水文地质、工程地质、地形等勘察资料，以及可行性研究报告、方案设计文件或者初步设计文件等； （六）投标文件格式； （七）要求投标人提交的其他材料。 业主可以在招标文件中提出对履约担保的要求，依法要求投标文件载明拟分包的内容；对于设有最高投标限价的，应当明确最高投标限价或者最高投标限价的计算方法。 推荐使用由住房和城乡建设部会同有关部门制定的工程总承包合同示范文本。 （引自住建部《工程总承包管理办法》） 方案和初步设计单位可以参与工程总承包投标 政府投资项目的项目建议书、可行性研究报告、初步设计文件编制单位及其评估单位，一般不得成为该项目的工程总承包单位。 政府投资项目招标人公开已经完成的项目建议书、可行性研究报告、初步设计文件的，上述单位可以参与该工程总承包项目的投标，经依法评标、定标，成为工程总承包单位。（引自住建部《工程总承包管理办法》） 业主承担的风险 （一）主要工程材料、设备、人工价格与招标时基期价相比，波动幅度超过合同约定幅度的部分； （二）因国家法律法规政策变化引起的合同价格的变化； （三）不可预见的地质条件造成的工程费用和工期的变化； （四）因业主原因产生的工程费用和工期的变化； （五）不可抗力造成的工程费用和工期的变化。 具体风险分担内容由双方在合同中约定。 鼓励业主和工程总承包单位运用保险手段增强防范风险能力。 （以上引自住建部《工程总承包管理办法》） 合同与计量 企业投资项目的工程总承包宜采用总价合同，政府投资项目的工程总承包应当合理确定合同价格形式。采用总价合同的，除合同约定可以调整的情形外，合同总价一般不予调整。 业主和工程总承包单位可以在合同中约定工程总承包计量规则和计价方法。 （以上引自住建部《工程总承包管理办法》） 工程总承包模式的特点与管控建议 与传统设计、施工分别招标模式相比，工程总承包模式就是设计施工加设备采购的一体化，其他合同都是相同的，比如造价咨询、工程监理等委托服务以及市政配套等专项工程仍然由业主单独委托。 所以说，工程总承包模式中遇到的管控问题，在传统设计、施工分别招标模式中，同样会遇到。但因为工程总承包模式是设计、施工一体化形式，招投标范围和合同约定与传统模式存在的一定的不同，因此遇到同样的问题后，可能解决问题的方式不尽相同。 为了更好的分析解决问题，首先，从公平合理角度，我们对工程总承包合同双方各自应承担的责任分配分析如下： (1) 业主应该承担外部环境风险，比如需求变化的风险、比如政策风险、比如规范变更的风险、比如价格上涨的风险。 因为这些风险无论采用任何一种承包模式，都是承包商难以预料的，和承包商的管理水平、决策能力关联度不大，反而和建设时期所处的大环境息息相关。 对于这样的无论采用任何建设模式、选择任何承包企业，都会遇到和面临的问题，宜由业主承担为妥。 (2) 工程总承包方应该承担内部实施风险，比如管理风险、质量风险、安全风险、因图纸质量变更的风险、各专业设计之间冲突的风险、图纸与工程进度不匹配的风险等。…

PLM是一个企业产品开发信息化工作和管理系统，很多的企业更是利用PLM来实现商业战略的支持管理系统，所以PLM越来越受到企业的重视。不仅是制造行业，在建筑行业、餐饮等行业中，具有超前意识的部分企业开始实现产品工业化，过程中也开始应用PLM来管理产品的开发设计工作。 但是在许多的企业应用PLM过程中，总是会有各种困难和问题，应用和运行不尽人意。笔者从事过多年的产品设计开发工作，再后来也从事多年的PLM产品推广、实施交付、售后支持、案例总结等工作，对此颇有心得和体会。一般的内因是决定的因素，本文重点分析企业的自身的原因，希望能对相关的企业和用户有所帮助，走出误区和困境。 01 统一思想的问题 个人认为，上好PLM项目首要是解决思想认识的问题。许多的企业用户认为PLM只是一个研发设计提升效率的工具，如果在实施PLM项目后增加了用户的工作量那就不如不上。 不同的行业、同行业的不同产业链、同一个企业处在不同的发展阶段可能对的PLM需求程度和实施方案一般会存在一定差异。但是无论如何，一个企业想行稳致远，质量一定是高于成本效率首要目标。 产品的质量始于设计开发，而非制造生产。对于产品的设计研发而言如果需要确保设计输出准确并且长期稳定，就需要数据的规范和工作流程的规范。规范是产品设计研发管理的需求，也是PLM的核心理念。 一句话，质量方能行稳致远，质量始于规范。 PLM的数据和流程管理包含了规范的管理理念，对于大部分的企业而言上PLM系统不只是简单的把原有的工作方式和流程往PLM系统落地，更是要依托PLM规范、优化原来的设计管理。 由于规范带来的工作流程节点和内容的增加企业用户应该正确对待，必要时也可以要求增加角色来分担工作内容。而对于重复性的工作和输入，是信息化方案应该处理的重点内容和目标，也是通过优化完全能够解决的问题。 PLM能促进企业研发管理阶段的提升 总之，PLM提升对企业效率的提升是整体的和长期的，是以规范为基础的，因规范需要而增加的工作量是必要的。而且整体和长远来看，效率应该是提高的。 关于工作效率的问题只是PLM项目建设中思想分歧的典型的问题之一。帮助用户从思想上解决问题，是项目的首要问题。企业上下统一了思想，才能在项目过程克服困难继续向前，而非遇到一点问题就停滞不前，放弃一个功能板块甚至整个项目。 02 把握企业的核心需求 需求是无限的，而资源是有限的。我们需要集中有限的资源优先处理重要的核心的需求，再考虑其他的各种需求。 对PLM的功能需求应该是理性和客观的。通过一次PLM项目一步到位实现所有需求，一劳永逸的解决问题是一部分企业立项时的想法。企业的信息化过程是长期的，很难通过一次实施一蹴而就。甚至，许多的企业在深入对系统的应用理解后才了解到重点的需求。 PLM项目在企业的应用与拓展 因此项目的实施应该做好需求的整体管理规划目标，分阶段和期限的逐渐去实现。 对于真正影响工作效率的瓶颈功能： 🔹 能够通过IT方案解决的应该尽量解决，实现起来有技术困难的需要通过其他的业务方案降低影响； 🔹 对于易用的需求或者其他次要的需求，可以考虑在后续的优化中实现； 🔹 对于意义不大，解决成本高的需求应该及时放弃； 🔹 通过其他专业设计工具能解决的需求，在项目推进的前期应该优先考虑集成设计工具的方案，而非在PLM上开发替代功能的方案。 03 熟练操作PLM系统 其次是要让用户熟悉系统功能，熟练应用系统来完成相关工作。很多的设计研发部门用户以研发任务交期紧为由，拒绝项目的推行实施、或者参加实施过程的培训、甚至利用系统进行工作。用户熟练掌握系统是用户工作方式转换的基础，需要用户特别重视和项目实施的重点关注。 熟练的掌握应用系统就PLM而言其实并无太多的内容：图文档的上传，检入检出、物料的申请、变更流程处理、项目计划、流程发起及处理…… 项目的实施团队应该加强对用户的操作培训甚至考核，在上线后加强操作的指导。这样才能克服应用难和效率低的问题。有的企业PLM项目的部分功能在项目上线不久就没用了，有些是使用一段时间后逐渐弃用了。究其原因是不会用、不想用、从而不用。因此在技术人员流动的情况下，企业需要建立知识传承机制。 04 长期应用  深入优化 总的来讲，对于本身有很强研发管理规范和标准制度的企业来讲，上系统的难度要小很多，自然也更容易成功并长期用好。PLM项目是“一把手”工程，也是技术部门的全员工程。对于依托信息化系统来提升研发管理系统的企业尤其如此。 直白地讲，在PLM上线后的需要建立起或者有一个推动PLM系统的深入应用、长期应用的制度。离开制度的支撑，离开企业的意志，系统的应用会不断的弱化，甚至废弃。 坚持长期应用的基础上，会有更多的需求，这就需要不断优化，以最大程度地利用好PLM系统提升工作效率。 05 其他方面 解决好企业自身的困难和问题后，PLM项目的软件选型、交付团队的选型、蓝图方案设计等交付过程管理等非常的重要。 在这其中，相对而言选好交付团队尤为重要。实施团队中应该有业务分析规划、需求管理、系统配置开发各个方面的专业顾问。经验丰富的专业团队才能设计好蓝图，处理好实施中的各种问题。 总之，企业应该以提升研发管理体系层次、改善研发管理工作流程、构建产品知识平台和研发工作管理平台为PLM项目的首要目标，而非保持现有的研发工作方式不变的同时，提升个人所有工作的效率（现有的研发工作方式是否可以保留需要具体的去分析）。认识到这一点，有利于许多的企业上好PLM项目。

导读：关于BOM系统，国内汽车企业的一个传统做法是在PDM/PLM中搭建研发端BOM。在此基础上，各业务部门根据不同的业务需求，再衍生出BOM的其他形态，如制造BOM、售后服务BOM、KD BOM等。这种方式诞生的BOM往往是信息零散、缺乏规划的。   在实践中会发现，业务上的矛盾点频繁地、集中地体现在BOM上。这不仅引起了各业务部门对BOM管理的抱怨，还导致了业务部门在不同时点提出不同和BOM相关的要求，然后研发单位以BOM以外的方式进行应对。这种恶性反馈如果通过点对点的措施，无法根除问题，反而问题越解越多。 正是由于以上问题，车企在长期实践中探索出一条新的BOM管理思路——将BOM系统独立出来，用一种上下游业务链和产品完整生命周期的全局视角，规划搭建BOM主数据（工程BOM、制造BOM、售后服务BOM等），并通过配置管理和变更管理来保证不同形态BOM的过程受控。 纵观全球著名车企，大部分采用独立的BOM系统，而不是在PDM或PLM系统中管理BOM。而国内的情况也非常类似，很多传统车企经历了十几年PDM/PLM实践之后，最终还是将BOM独立出来，很多新能源车企更是一开始就将独立的企业级BOM系统作为首批重点规划的系统进行实施。 于是这就引出一个问题：PDM/PLM与EBOM同平台管理和异平台协同管理各有怎样的优劣点，为什么大多数车企在PDM/PLM系统外要建立一套独立的BOM系统？ 下面就两种BOM管理模式进行初步探讨。在探讨这两种模式之前，先就工程定义和采用关系这两个术语做一个说明。 工程定义：定义零部件物理设计特性（材料、尺寸、重量、质量要求等）及其二维、三维数据，它是设计BOM的核心内容； 采用关系：定义整车、零部件非物理设计特性（名称、数量、质量、颜色、配置等）及其结构关系，它是EBOM的核心内容。 “模式1：PDM/PLM与EBOM同平台管理” BOM系统：实现MBOM、售后BOM等其它形态BOM定义及发布。 PDM/PLM与EBOM一体化平台：通过和CAD工具集成，实现EBOM采用关系定义、工程定义，以及EBOM、三维数模、二维图纸的发布。 PDM/PLM与BOM间接口：通过PDM/PLM,EBOM一体化平台与BOM系统深度集成，实现EBOM视图向BOM系统的定期更新，保证PDM/PLM与EBOM一体化平台和BOM系统中BOM数据的一致性。BOM系统基于EBOM视图，开展MBOM、SBOM等其它形态BOM的管理。如图1所示： PDM/PLM与EBOM同平台管理，设计BOM即为EBOM，对设计人员最大的诱惑是，这种管理方式似乎有“工程定义和采用关系对接效率高”、“设计数据一致性好”、“省了工作量”等优势。但深入分析，便不难发现这种模式的局限性。 1.1 BOM结构冗余，变更管理复杂 在这一模式下，EBOM的诞生完全依赖于数据设计的成熟度，并且EBOM结构形式、组织方式与CAD结构十分接近。很多人认为这是这种模式的优势所在，因为这种模式下，工程BOM好像不必花力气去搭建，而是直接由CAD结构形成，能够保持与CAD结构的同步和一致性。但恰恰相反，这种EBOM，会给企业的BOM管理带来巨大的复杂性以及信息的不一致性，造成跨业务的信息壁垒。原因如下两点： 1.1.1 零件按照几何关系组织，降低BOM管理效率。 构建CAD结构主要是为了数模的组织、数字样机（DMU），往往在CAD结构中间搭建虚拟逻辑层级。虚拟逻辑层级的建立完全取决于是否需要承载几何位置关系。而EBOM的构建目的是为了各业务部门协同相关成本、采购、售后、工艺等方面的工作，其作用是跨业务领域的协同。如果EBOM也按照CAD结构这种模式组织，必然会带来大量的数据冗余。同时这些不必要的信息传递到上下游业务部门，必然带来信息使用时的困惑以及信息转化时的出错风险。 1.1.2 从精确装配的角度而言，对下层零部件进行更改时，需要层层锁定上层结构，甚至有的企业一直需要锁定到产品。 这给设计带来极大的麻烦，这就是业界典型的关于“变更冒泡”问题。如果EBOM采用与CAD结构十分接近的构建模式，那么这一“变更冒泡”问题必然会带到BOM领域，将产生大量对上下游没有意义的变更，同时大大降低BOM的发布效率。 1.2 造成Early BOM与EBOM是不同的两个BOM BOM是驱动相关业务活动展开的信息基础以及承载各业务领域活动成果的信息载体。从工程设计往前看，即产品规划、概念阶段BOM管理状况，由CAD结构驱动的EBOM显然不能覆盖这一要求。企业如果要管理设计之前的活动，需要另行搭建Early BOM。这种Early BOM必然与EBOM是完全不同的兩个BOM，中间不太可能有数据一致性的保障。 而从Early BOM、EBOM的作用和构建目的来看，二者应该是相同的，差别只在于对应的产品开发阶段不同。因此，理想方式应该是早期BOM与工程BOM从构建模式、BOM架构、承载信息上是一致的，只是针对不同阶段由于产品成熟度不同，控制方式有所差异而已。 1.3 整车开发各阶段BOM之间无法有效衔接 从工程设计往后看，即生产准备阶段BOM管理状况。由于EBOM从CAD结构而来，较少考虑物料层面的管理要求，必然与作为承载生产准备结果、面向ERP、MES等要求的制造BOM有非常大的差异。这种差异之大，往往导致MBOM是参照EBOM另外搭建的，二者之间的同步，特别是当变更发生的情况下的同步不太可能通过系统的方式达到。这种模式造成整车开发各阶段BOM之间无法有效衔接。 1.4 EBOM适用性存在风险 模式1将使商品化EBOM产品为满足业务个性化需求所做的适应性改善，相比独立定制化EBOM复杂得多。鉴于国内自主品牌乘用车研发领域业务成熟度尚且不高，EBOM的适应性改善在所难免，而改善是否成功，直接影响业务的运行，这个风险客观存在。 1.5 投资、运行、推广费用代价大 模式1的EBOM实施的投资及运行费用远高于定制化独立EBOM系统；因为，实施PDM/PLM/EBOM一体化方案将使超级EBOM的业务管理功能向PDM/PLM转移，这将增加PDM/PLM的投资及运行费用。我们应充分考虑到高昂的PDM/PLM与EBOM一体化方案投资及运行费用，以及未来推广时企业各应用板块的承受能力。 模式2：PDM/PLM与EBOM异平台协同管理 所谓“异平台“是指需要建立独立的BOM系统；所谓“协同”是指，兼顾设计与下游制造、生产、采购等环节对产品数据认知的一致以及全生命周期各环节BOM数据延续、贯通。方案示意如图2所示： BOM：由EarlyBOM自然成熟到EBOM，并由EBOM发布直接产生MBOM、SBOM等； PDM/PLM：建立图纸/数模与零部件号的关联，实现工程定义、DMU应用等； PDM/PLM与BOM间接口：通过PDM/PLM和BOM两系统间的高度集成，以BOM系统建立的EBOM结构驱动PDM/PLM系统CAD结构的建立。 图2：PDM/PLM与EBOM异平台管理模式简图 以下从3个方面阐述模式2相对于模式1在PDM/PLM系统和BOM系统建设上进行的改进和提升。 2.1 保证设计环节产品设计数据一致性 模式2通过BOM系统的EBOM模块向PDM/PLM系统传递零部件号、配置定义、结构等信息，实现EBOM结构与CAD结构、整车及零部件设计属性、版本的相对一致性（因为EBOM结构与CAD结构本就不可能完全一致，这一点在1.1.1章节已经做过论述）、发布流程的同步。 与模式1的设计过程在一个系统完成相比，模式2的设计过程需要在两个系统（PDM/PLM系统和BOM系统）完成，其用户体验显得略有不足，所以很多车企（如通用汽车，上汽乘用车，宝沃汽车等）分别设立PDM/PLM数据管理工程师和BOM数据管理工程师的工作岗位。 2.2 BOM系统全价值链贯通性 模式2可以使BOM系统从一开始就贯穿产品策划、工程设计、生产准备、售后等业务领域；支持企业的正向设计，以规划驱动BOM设计，使得BOM系统能够真正形成贯穿企业全业务流程的、全业务链的信息索引，并具备以下特点：…

  「 1. 数字孪生的一般定义 」 数字孪生是指针对物理世界中的物体，通过数字化的手段构建一个在数字世界中一模一样的实体，借此来实现对物理实体的理解、分析和优化。从更加专业的角度来说，数字孪生集成了人工智能(AI)和机器学习(ML)等技术，将数据、算法和决策分析结合在一起建立模拟，即物理对象的虚拟映射，以期在问题发生之前先发现问题，监控物理对象在虚拟模型中的变化，诊断基于人工智能的多维数据复杂处理与异常分析，并预测潜在风险，合理有效地规划或对相关设备进行维护。数字孪生是形成物理世界中某一生产流程的模型及其在数字世界中的数字化镜像的过程和方法(图1)。数字孪生有五大驱动要素——物理世界的传感器、数据、集成、分析和促动器，以及持续更新的数字孪生应用程序。 图1 数字孪生是在数字世界对物理世界的映射 生产流程中配置的传感器可以发出信号，数字孪生可通过信号获取与实际流程相关的运营和环境数据。传感器提供的实际运营和环境数据将在聚合后与企业数据合并，企业数据包括物料清单、企业系统和设计规范等，其他类型的数据包括工程图纸、外部数据源及客户投诉记录等。传感器通过集成技术(包括边缘、通信接口和安全)达成物理世界与数字世界之间的数据传输。数字孪生利用分析技术开展算法模拟和可视化程序，进而分析数据、提供洞见，建立物理实体和流程的准实时数字化模型，数字孪生能够识别不同层面偏离理想状态的异常情况。若确定应当采取行动，则数字孪生将在人工干预的情况下通过促动器展开实际行动，推进实际流程的开展。当然，在实际操作中，流程(或物理实体)及其数字虚拟镜像明显比简单的模型或结构要复杂得多。图2是数字孪生的概念框架。 图2 数字孪生的概念框架 「 2. 数字孪生与数字纽带 」 伴随着数字孪生的发展，美国空军研究实验室和美国国家航空航天局同时提出了数字纽带(Digital Thread，也译为数字主线、数字线程、数字线、数字链等)的概念。数字纽带是种可扩展、可配置的企业级分析框架，在整个系统的生命周期中，通过提供访问、整合及将不同的、分散的数据转换为可操作信息的能力来通知决策制定者。通过分析和对比数字孪生和数字纽带的定义可以发现，数字孪生体是对象、模型和数据，而数字纽带是方法、通道、链接和接口，数字孪生体的相关信息是通过数字纽带进行交换、处理的。以产品设计和制造过程为例，产品数字孪生体与数字纽带的关系如图3所示。 图3 融合了产品数字孪生体和数字纽带的应用示例 仿真分析模型的参数可以传递至产品定义的全三维模型，再传递至数字化生产线加工/装配成真实的物理产品，继而通过在线的数字化检验/测量系统反映到产品定义模型中，进而反馈到仿真分析模型中。通过数字纽带实现了产品全生命周期各阶段的模型和关键数据双向交互，使产品全生命周期各阶段的模型保持一致性，最终实现闭环的产品全生命周期数据管理和模型管理。 「 3. 数字孪生关键技术说明 」 基于数字孪生的智能制造系统如图4所示。 图4 基于数字孪生的智能制造系统 数字孪生的概念最早由密歇根大学的Michael Grieves博士于2002年提出(最初的名称为“Conceptual Ideal for PLM”)，至今有超过15年的历史。Michael Grieves与NASA长期合作。在航天领域，航天器的研发和运营必须依赖于数字化技术：在研发阶段，需要降低物理样机的成本；在运营阶段，需要对航天器进行远程状态监控和故障监测。这也是后来NASA把数字化双胞胎(即数字孪生)作为关键技术的原因。图5展示了数字孪生技术在装备行业的应用。 图5 数字孪生技术在装备行业的应用 数字孪生技术帮助企业在实际投入生产之前即能在虚拟环境中优化、仿真和测试，在生产过程中也可同步优化整个企业流程，最终实现高效的柔性生产、实现快速创新上市，锻造企业持久竞争力。数字孪生技术是制造企业迈向“工业4.0”战略目标的关键技术，通过掌握产品信息及其生命周期过程的数字思路将所有阶段(产品创意、设计、制造规划、生产和使用)衔接起来，并连接到可以理解这些信息并对其做出反应的生产智能设备。数字孪生将各专业技术集成为一个数据模型，并将PLM (产品生命周期管理软件)、MOM (生产运营系统)和TIA (全集成自动化)集成在统一的数据平台下，也可以根据需要将供应商纳入平台，实现价值链数据的整合，业务领域包括“产品数字孪生”“生产数字孪生”和“设备数字孪生”(图6)。 图6 数字孪生技术在装备行业的应用 在产品的设计阶段，利用数字孪生可以提高设计的准确性，并验证产品在真实环境中的性能。这个阶段的数字孪生的关键能力包含：数字模型设计，使用CAD工具开发出满足技术规格的产品虚拟原型，精确地记录产品的各种物理参数，以可视化的方式展示出来，并通过一系列验证手段来检验设计的精准程度——模拟和仿真，通过一系列可重复、可变参数、可加速的仿真实验，来验证产品在不同外部环境下的性能和表现，在设计阶段就可验证产品的适应性。产品数字孪生将在需求驱动下，建立基于模型的系统工程产品研发模式，实现“需求定义-系统仿真-功能设计-逻辑设计-物理设计-设计仿真-实物试验”全过程闭环管理，从细化领域将包含如下几个方面(图7)： 图7 数字孪生技术在装备行业的应用——产品数字孪生 在产品的制造阶段，生产数字孪生的主要目的是确保产品可以被高效、高质量和低成本地生产，它所要设计、仿真和验证的对象主要是生产系统，包括制造工艺、制造设备、制造车间、管理控制系统等。利用数字孪生可以加快产品导入的时间，提高产品设计的质量，降低产品的生产成本和提高产品的交付速度。产品生产阶段的数字孪生是一个高度协同的过程，通过数字化手段构建起来的虚拟生产线，将产品本身的数字孪生同生产设备、生产过程等其他形态的数字孪生高度集成起来，具体实现如下功能(图8)： 图8 数字孪生技术在装备行业的应用——生产数字孪生 关键指标监控和过程能力评估。通过采集生产线上的各种生产设备的实时运行数据，实现全部生产过程的可视化监控，并且通过经验或者机器学习建立关键设备参数、检验指标的监控策略，对出现违背策略的异常情况进行及时处理和调整，实现稳定并不断优化的生产过程。作为客户的设备资产，产品在运行过程中将设备运行信息实时传送到云端，以进行设备运行优化、可预测性维护与保养，并通过设备运行信息对产品设计、工艺和制造迭代优化(图9)。 图9 数字孪生技术在装备行业的应用——设备数字孪生 通过工业物联网技术实现设备连接云端、行业云端算法库以及行业应用APP，以西门子MindSphere平台为例说明运营数字化双胞胎的架构(图10)。该架构包含连接层MindConnect:支持开放的设备连接标准，如OPCUA，实现西门子与第三方产品的即插即用，并对数据传输进行安全加密。平台层MindSphere：为客户个性化APP的开发提供开放式接口，并提供多种云基础设施，如SAP、AWS、Microsoft Azure，并提供公有云、私有云及现场部署。应用层MindApps：应用来自西门子与合作伙伴的APP，或由企业自主开发的APP，以获取设备透明度与深度分析报告。预测性服务可将大数据转变为智能数据。数字化技术的发展可让企业洞察机器与工厂的状况，从而在实际问题发生之前，对异常和偏离阈值的情况迅速做出响应。 图10 数字孪生和物联网技术在装备行业的应用