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技术 | PLM是数字化的关键使能工具!

2017年4月14日,由数字化企业网(e-works)与国际知名PLM研究机构CIMdata联合举办的CIMdata 2017 PLM市场与产业发展论坛在北京成功举办。CIMdata 2017市场和产业发展论坛主题为“PLM是数字化的关键使能工具”,由CIMdata总裁Peter Bilello先生和CIMdata研究副总裁Stan Przybylinski先生主讲,介绍和分享了全球PLM市场与技术发展趋势。

CIMdata结合经济形势和发展趋势,详细分析了PLM市场的现状和未来趋势,并公布了CIMdata对2016年PLM市场的研究结果,包括针对领域、行业、区域及领导厂商业绩(收入和市场份额)的全面分析和预测,黄培博士则对中国制造业的发展趋势、智能制造的定义与内涵、PLM主流厂商的发展情况进行了预览。

在CIMdata 2016 PLM市场与产业发展论坛中,Peter Bilello先生和Stan Przybylinski先生还对过去一年CIMdata捕捉到的技术热点和应用趋势进行了分享。同时,围绕本届论坛主题——“PLM是数字化的关键使能工具”,两位专家结合《数字化、基于模型的X、PLM和数字主线》、《贯穿全生命周期——定义和管理数字孪生模型》、《AEC(建筑、工程和施工)行业为数字化做好准备》、《云PLM市场评估》、《物联网:延伸PLM的机遇》、《配置-定价-报价(CPQ)与PLM》等议题进行了探讨,并与参会的PLM厂商专家展开讨论。

1、PLM现状:今天的市场与主流趋势

随着社交、移动、大数据分析、云技术(SMAC)以及物联网(IoT)等技术的发展,信息技术在过去几年发生了重大转变。下一次浪潮将是数字化转型,基于SMAC和IoT的解决方案将帮助企业从根本上实现业务转型。最近的一份调查表明,领先企业目前在数字化转型方面的支出占IT投资的34%,预计2018年将达到44%。产品研发型企业也融入了数字化转型的浪潮。

企业要实现数字化转型,PLM应用应当先行。

PLM应用始于数字化工具的应用,如今PLM可以帮助企业实现更广泛的数字化转型目标。产品研发型企业希望通过大规模定制满足客户的个性化需求,但要实现大规模定制并获得盈利,必要条件是企业具有很高的配置管理水平和解决方案。同时,企业也希望通过配置-定价-报价(CPQ)系统来加速投标或订单交付流程,但这同样需要企业具备数字化配置产品能力,能够准确核算产品成本,从而合理定价。

很多企业正在向服务化转型,由卖产品转向卖服务,这些企业的收入是基于服务的绩效。要确保能够通过服务盈利,企业需要尽早对设计的产品进行评估,通常需要将仿真分析和物理试验相结合。最后,智能互联产品不会自主进行设计、编程和连接,企业需提升电子技术、软件开发、分析等能力,从而真正通过物联网应用获益。

对于PLM业界厂商而言,重要的是要帮助客户跟上数字化转型的浪潮。数字化转型将成为企业热议的话题。

在CIMdata 2016 PLM市场与产业发展论坛上,CIMdata总裁Peter Bilello先生指出数字化对产品研发和生命周期管理主要有三方面的促进:

首先是数字化产生新的推动力,让各种格式存在的所有数据都能被读取;其次,数字化让当今上百种文件格式的数据再次回归到数据记录;第三,随着各种格式各种速度的海量大数据时代的到来,EB(10亿GB)和YB(2的80次方)的由0和1组成的序列将成为数字化的核心。

从这种史无前例的发展速度和发展势头来看,模型和分析能力在可预见的未来仍将保持迅速增长。

CIMdata建议将PLM定位于支撑更广阔的企业或产业发展目标,因此,数字化转型的浪潮对于PLM业界是一个绝佳机遇。如果企业计划未来几年将IT预算主要用于实现数字化转型,那么,PLM应成为企业的当然之选。一些领先的PLM解决方案提供商已经开始推广数字化转型方案,更多其他厂商则需要跟上数字化转型的浪潮。

2、2016年全球PLM市场发展动态

CIMdata PLM市场和产业发展论坛于2017年3月30日至4月19日先后在美国、德国、印度、中国和日本举行,北京站是其中第四站,也是e-works与CIMdata连续第六年联合举办的PLM领域最专业的论坛。

作为业界公认的对全球PLM产业发展方向把握最为全面和准确的研究机构,CIMdata每年发布的全球PLM市场研究报告具有高度权威性,并在每年的PLM市场与产业发展论坛上进行相关趋势的解读。接下来,CIMdata将按国别发布PLM市场分析报告,包括巴西、中国、德国、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国等。

CIMdata研究副总裁Stan Przybylinski在《2017年PLM市场分析》主题报告中指出:2016年,全球PLM市场总体增长为5.2%,达到407亿美元;其中,cPDm市场增长6.4%,达到141亿美元,服务增长低于软件增长;工具市场增长4.5%,达到259亿美元,AEC市场拉低总体工具市场增长;数字化制造市场增长10.3%,达到6.98亿美元,高于往年的增长。

受市场变化影响,2016年全球PLM市场将取得不错的增长。但许多IT趋势发生融合,改变了商业模式,影响了厂商的市场表现:譬如新的许可证模式改变了获得营收的时间表和现金流;云技术正在改变IT资源的购买和维护方式;移动应用正在改变与客户沟通的模式。

Stan Przybylinski还详细介绍了2016年全球PLM市场的表现,解读了各项统计数据,从不同的维度展示了过去一年各PLM领域供应商的市场表现:整个2016年,全球PLM市场发生了95起并购,PLM领导厂商正在试图凸显差异化;在仿真分析、系统工程等领域,出现了持续增长不断变化的服务需求,其中,在整个cPDm市场中,服务收入占57.8%。主要由独立的服务提供商带动。具体到cPDm整体解决方案提供商,在2016年,软件收入占比65.98%,服务收入占比34.02%。

服务收入比例变化有以下几个原因:首先是PLM解决方案提供商将开发的产品进行捆绑销售,减少了相应的服务;基于云的应用对服务的需求减少;服务变化的本质——需要更多的高级PLM技能与IT系统安装和集成对应。

与此同时,PLM与越来越多的业务解决方案之间建立接口、交换信息、实现流程对接。这种对接的趋势主要源于四个方面的原因:首先,扩大市场需要更高层次的信息集成;其次,PLM扩展的领域需要具备实施能力,而通常厂商自身不具备,通过外部专家资源进行实施;另外,云应用与云应用之间、云应用与企业内部部署系统之间方便地切换;最后,需要对IoT数据进行分析,并将结果反馈给各种系统。

从全球PLM厂商发展态势来看,绝大部分市场被业界领导厂商掌控,包括达索系统、甲骨文、PTC、SAP、西门子PLM,另外值得一提的是,Aras正在迈入PLM领导厂商阵营。其他的主要PLM供应商还包括欧特克、IBM、IFS、以及Infor。

整个2016年,市场基本因素仍然存在,尽管经济不稳定,企业仍然持续投资;订阅模式产生的影响刚刚开始;仿真和系统工程市场仍然十分关键;厂商并购是PLM发展的一种常规方式,专业应用软件近年频繁成为并购目标;另一方面,云PLM的应用还未有实质性进展。

3、数字化应用之间的关系

数字化让一切事物急剧变化!作为企业来说,需要不断思考PLM/MBSE/MBE/MBD和数字主线之间的关系,更好地为用户设计和交付创新性的增值产品和服务。

首先来看一系列基于模型的X的定义:

基于模型的系统工程(MBSE)——从概念设计阶段开始,直到贯穿开发和生命周期的后期阶段的规范化建模,以支撑系统的需求、设计、分析、验证和确认活动;

基于模型的工程(MBE)——贯穿全生命周期、所有学科和所有项目组成员,综合运用模型定义系统技术基线;

基于模型的企业(MBE)——通过产品数据的重用和衍生而非解释输入信息,重建模型和图纸的方式,对企业的工程、制造和售后服务进行变革的愿景;

基于模型的定义(MBD)——在三维CAD软件中使用三维模型(即实体模型、三维PMI和相关元数据)定义(或提供规格参数)单个零件和产品装配的实践;基于模型的设计(MBD)——一种用于嵌入式软件设计过程中,解决复杂的控制、信号处理和通信系统相关问题的数学和可视化方法。

事实上,无论我们对流程怎样命名,数字化和系统复杂性都将继续对我们的产品设计、开发和维护产生重大影响。基于业务需求和具体应用案例,多条数字主线将会在企业进化发展。产品创新平台需要具备开放性和灵活性,以实现“数字主线/数字孪生模型”的愿景。

数字主线和数字孪生模型就象美国国防部和美国空军的关系,在CIMdata的定义中,数字主线是对一个系统中跨领域统一的数字映射的创建和使用,实现动态、实时地评估系统当前和未来的能力,从而贯穿全生命周期实现决策支持。而数字映射(即数字孪生模型)是贯穿系统生命周期,源于对可信来源的系统数据、模型和信息进行创建、管理和应用的基于物理的描述。

4、贯穿全生命周期定义和管理数字孪生模型

目前,市场上关于数字孪生模型的定义和解读层出不穷,譬如:

数字孪生模型是对从事各种生产活动的实体资产进行计算机化的产物。数字孪生模型利用安装在实体设备上的传感器数据来表示其准实时的状态、工况或位置;

数字映射(即数字孪生模型)是贯穿系统生命周期,源于对可信来源的系统数据、模型和信息进行创建、管理和应用的基于物理的描述;

数字孪生模型是指特定设备的数字模型,包括描述其几何、材料、零部件和特性的设计规格和工程模型,但更重要地是还包括对应实体资产的建造和运行数据。

不管如何理解,“数字孪生模型”已不是一个新概念,同时从端到端实现数字孪生模型的应用是个挑战。在实现数字孪生模型的过程中,PLM的愿景并没有改变,只是实现它的能力逐渐增强;另外,数字孪生模型必须包含虚拟产品和虚拟过程定义,以最大限度地提高效益;还需要说明的是,数字孪生模型是新业务模式的关键使能技术。定义数字孪生模型相对容易,但建立它所必需的端到端的连接却不简单;同时CIMdata指出,物联网、大数据和其它技术的发展使数字孪生模型实现起来更加经济。


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NASA国家先进制造中心经理John Vickers对数字孪生模型的终极愿景进行了概括,他认为:“数字孪生模型的最终目标是在虚拟环境中创建、测试和生产所需设备。只有当它满足我们的需求时,才进行实体生产。然后,又将实体生产过程通过传感器传递给数字孪生模型,以确保数字孪生模型包含我们对实体产品进行检测所能够获得的所有信息。”

2017年3月6日Bernard Marry在福布斯发表的一篇文章《什么是数字孪生模型技术,它为什么如此重要?》中,给出了更完整的定义:“数字孪生模型是流程、产品或服务的虚拟模型。这对虚拟世界和实体世界的孪生,实现了对数据的分析和系统的监控,让问题在发生之前就能被消除,防止停机,甚至可以通过仿真技术来发现新机遇和规划未来。”

5、AEC(建筑、工程和施工)行业为数字化做好准备

今年的CIMdata PLM市场和产业发展论坛,第一次专门研讨了AEC(建筑、工程和施工)行业对PLM技术的应用。

现阶段,AEC行业尽管应用了BIM技术,但仍面临着生产力危机,最显著的是在建筑行业;同时,数字化的趋势正在倒逼AEC行业做出改变;这其中,云和移动应用将发挥主要作用。

目前,AEC市场规模巨大,但仍有发展空间。2016年,AEC/EPC软件解决方案供应商营业额约为52亿美元,约占整个PLM市场的15%;但与其他行业相比,AEC行业的技术投资显著不足,其中建筑业技术采用率最低;当前,全球市场有超过170个AEC软件解决方案提供商,与其他PLM细分市场相比更分散。

在麦肯锡发布的一项研究报告中,AEC行业的数字化水平只比农业和狩猎行业高。在所有指标中,建筑数字化程度不高,在麦肯锡研究的22个行业中排名第21位。相比之下,高级制造业处于第6位,而基础商品制造位列第10位。

当前的一个趋势是AEC正与制造业相互融合,尽管发展阶段不同,但业务需求、流程和技术趋同,这给了AEC行业很多可以借鉴的地方。


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智能设施和物联网是未来AEC行业的一大方向。更加高效和便利的需求驱动智能设施的发展;同时,物联网(IoT)加上云计算和新应用,正在加速智能化。但今天的BIM模型和交付方式不符合传统建筑的需求,更不用说智能设施。


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总的来说,AEC行业变革的时机已经到来,PLM可以提供帮助,数字化则是改进的重要推动因素;AEC行业十分分散,获得成功需要市场引领,这意味着越来越多的并购和融合将会发生。

6、云PLM市场评估

相对其他领域,企业在PLM领域应用云的速度缓慢,主要表现在企业对安全、成本、长期战略等其他问题的担心;其实,主流厂商都具有可选的云产品,并在部署数量和收入方面取得了不同程度的成功,还包括一些专业化的小厂商分散存在于云PLM市场;CIMdata认为,混合云能满足PLM工作需求,同时平衡成本和风险,大多数厂商都能提供这项支持。

提到云PLM,不得不提2001年成立的BOM.com,现在叫Arena PLM;另外,几乎所有主流的厂商同时提供内部部署和云部署的产品,诸如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软件也提供云端的Teamcenter,其他的领导厂商和区域市场厂商也转向云市场,如IFS Cloud——基于微软Azure平台的Iaas,IFS在微软Azure管理云,NEC Obbligato for SaaS提供PLM云服务,Modultek Product Information Cloud等。

为什么需要应用云PLM?主要原因包括:更低的启动成本、无中断的升级、可预期的成本、更快获得价值、更容易管理、更灵活,可根据需要扩大或减少应用规模、降低开支费用。

那么,又有哪些因素制约了云PLM的应用呢?主要包括:众多的部署选项让人困惑、对云端应用的可用性与持续性缺乏信心、对云服务提供商缺乏信心、缺乏根据用户特定需求客制化的能力、数据锁定、对性能缺乏信心、云PLM解决方案与企业其他系统间的集成问题、内部部署与云端部署的混合环境的管理能力、安全风险、带宽问题等。

CIMdata认为,企业在其他应用领域的实践启发企业应当加速投资云应用;同时,企业应该理智看待PLM系统的安全问题,因为云PLM实际上比内部部署要更安全。

针对未来的趋势,CIMdata正在和全球PLM市场的领导者们正一同开展研究,包括达索系统、欧特克、PTC、西门子和甲骨文。

7、物联网:延伸PLM的机遇

在智能互联产品的大势所趋下,物联网不断地渗透至PLM领域,延伸着PLM市场的机遇。

对于企业而言,要提升企业应用物联网的收益,需要PLM提供强大的端到端的数据和流程连接的能力;成功的物联网使能战略可以让企业高管关注PLM;管理智能互联产品(及系统)需要基于PLM的系统工程。

相关数据统计,到2020年,有340亿台设备连接到互联网,相比2015年的100亿台急速上升;未来五年将有约6万亿美元投入到物联网解决方案;而这个过程中,企业将成为物联网解决方案的第一大用户。

物联网和PLM的关系是什么呢?

真正成功的物联网战略远不止收集和分析数据并采集行动;而是通过物联网策略,产品在全生命周期的各阶段将受益;PLM是支撑跨部门的流程与数据的枢纽,是物联网使能战略成功实施的必备条件。

总的来说,成功的物联网使能策略需要跨部门的流程和数据枢纽,实现贯穿全生命周期的物联网规划和应用;同时,实现物联网使能的业务战略,需要PLM中与产品和产品族管理相关的功能来支撑,并实现不同来源的信息与PDM管理的数据进行关联,这也使得企业高层会关注PLM信息;另外,设计智能互联产品系统需要PLM的系统工程功能提供支持。

8、配置-定价-报价(CPQ)与PLM

随着消费者对个性化需求的日益增长,制造商正在追求高度定制化产品,企业需要具备较强的配置管理(CM)能力为大规模定制提供支持;面对多样化的需求,成本控制和准确定价成为企业盈利的关键因素;对企业而言,报价的及时性和准确性可以帮助缩短销售周期,从而赢得更多中标机会;目前,各种企业软件提供的CPQ解决方案正在帮助企业满足市场需求,这一领域存在大量的软件和服务机会。

目前,许多不同行业依赖按订单配置(CTO)或按订单设计(ETO)的方式,在交付产品给客户同时企业也能获取利润;产品研发型企业希望通过大规模定制满足客户的个性化需求;产品配置器已经长期用来解决大规模定制的问题,有些针对技术人员,有些针对业务人员;配置的技巧、成本核算的准确性以及合理安排的制造工艺是正确报价的关键。

CPQ解决方案到底能做什么?

CPQ解决方案不仅涵盖配置方案,也能基于工程和企业数据快速针对客户问题提供可盈利的报价和解决方案。

对于大多数企业来说,成功的企业具有很丰富的分类实践经验;对价值链进行积极有效的管理;而用户需要了解产品成本的影响因素;利用产品成本管理解决方案提供支持;并且多数解决方案与ERP或其他企业系统相集成获得成本数据。

在CPQ解决方案领域,CIMdata初期研究发现这一领域有70多家厂商,包括针对特定行业如木材产品的厂商,也包括一些针对特定服务比如通信服务的厂商。

一些厂商将CPQ解决方案建立在企业软件的“平台”之上,如Salesforce和SugarCRM(开源),还有一些厂商将CPQ与具体产品紧密集成,如:Microsoft Dynamics。2015年年底,Salesforce收购了一家独立提供商steelbrick,更名为Salesforce Quote-to-Cash,定位中端市场;另外,许多产品与领先的ERP、CRM和PLM软件集成,而这些软件常常也有自己的CPQ功能。

除此之外,Infor ERP包括CPQ功能;甲骨文收购Big Machines,一家独立的领先厂商;Autodesk收购Configure One;埃森哲通过并购新能源集团获得了bit2win,是一个基于Salesforce的产品,有大约200人的专业团队;SAP将ERP功能、变量化配置功能与SAP Hybris销售工具整合,提供CPQ解决方案。

2015年的CPQ市场容量预计达到了5.7亿美元;2014年和2015年市场均增长了20%,预计到2020年将一直保持增长,市场容量将达到14亿美元。在可预见的未来,许多专业厂商可能会与其他厂商进行合作或者被收购。


来源:数字化企业


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点击次数:  更新时间:2017-05-17 15:25:57  【打印此页】  【关闭