วงจรชีวิตผลิตภัณฑ์

ในภาคอุตสาหกรรม การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) คือกระบวนการบริหารจัดการผลิตภัณฑ์ตั้งแต่เริ่มต้นแนวคิด ไปจนถึงขั้นตอนการออกแบบ วิศวกรรม และ การผลิต รวมไปถึงการบริการและการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ผลิตเสร็จแล้ว PLM บูรณาการ บุคลากร ข้อมูล กระบวนการ และระบบธุรกิจเข้าด้วยกัน อีกทั้งยังเป็นเสาหลักข้อมูลผลิตภัณฑ์ให้แก่บริษัทและเครือข่ายธุรกิจที่เกี่ยวข้อง
<templatestyles src="Template:TOC limit/styles.css" />
ประวัติศาสตร์.
แรงบันดาลใจเบื้องต้นสำหรับกระบวนการทางธุรกิจที่กำลังเฟื่องฟูซึ่งปัจจุบันเรียกว่า การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) มาจาก บริษัทอเมริกันมอเตอร์ส (American Motors Corporation: AMC) ฟรองซัวส์ คาสติ้ง (François Castaing) รองประธานฝ่ายวิศวกรรมผลิตภัณฑ์และพัฒนาผลิตภัณฑ์ กล่าวว่า ในปี พ.ศ. 2528 บริษัทผู้ผลิตรถยนต์แห่งนี้กำลังมองหาแนวทางในการเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อให้สามารถแข่งขันได้ดียิ่งขึ้นกับคู่แข่งที่มีขนาดใหญ่กว่า AMC มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาไปที่การยืดอายุผลิตภัณฑ์ของรถรุ่นเด่น โดยเฉพาะรถจี๊ป เนื่องจากขาด "งบประมาณมหาศาลของเจเนรัลมอเตอร์, ฟอร์ด และคู่แข่งจากต่างประเทศ" หลังจากเปิดตัวรถ จี๊ปเชอโรกี (XJ) ขนาดกะทัดรัด ซึ่งเป็นรถยนต์ที่จุดกระแสตลาดรถยนต์อเนกประสงค์ (Sport Utility Vehicle: SUV) ยุคใหม่ AMC ก็ได้เริ่มต้นพัฒนาโมเดลใหม่ ซึ่งต่อมาได้กลายเป็น จี๊ปแกรนด์เชอโรกี (Jeep Grand Cherokee) ในความพยายามเบื้องต้นคือเพื่อเร่งกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ด้วยระบบซอฟต์แวร์ออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ (computer-aided design: CAD) ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของวิศวกร ส่วนที่สองของความพยายามนี้คือ ระบบการสื่อสารรูปแบบใหม่ ช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาความขัดแย้งได้เร็วขึ้น รวมถึงลดการแก้ไขงานวิศวกรรมที่มีต้นทุนสูง เนื่องจากแบบร่าง และ เอกสารทั้งหมดอยู่ในฐานข้อมูลกลาง การจัดการข้อมูลผลิตภัณฑ์นี้มีประสิทธิภาพมาก จนกระทั่งหลังจากที่ ไครสเลอร์ (Chrysler) ซื้อ บริษัท AMC ระบบนี้ก็ถูกนำไปขยายใช้ทั่วทั้งองค์กร เชื่อมโยงทุกคนที่เกี่ยวข้องในการออกแบบและสร้างผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ ไครสเลอร์ เป็นผู้ริเริ่มนำเทคโนโลยี PLM มาใช้ในช่วงแรก บริษัทก็สามารถกลายเป็นผู้ผลิตในอุตสาหกรรมรถยนต์ที่มีต้นทุนต่ำที่สุด โดย บันทึกค่าใช้จ่ายในการพัฒนาซึ่งลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมภายในกลางทศวรรษ 1990 (พ.ศ. 2533 - 2543)
รูปแบบ.
ระบบการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) มีบทบาทสำคัญในการช่วยเหลือองค์กรต่าง ๆ รับมือกับความซับซ้อนที่เพิ่มมากขึ้น และความท้าทายด้านวิศวกรรมในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่สำหรับตลาดโลกที่มีการแข่งขันสูง
การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) ควรแยกออกจาก 'การบริหารจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (ทางการตลาด)' (Product Life-Cycle Management: PLCM)
การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ถือเป็นหนึ่งใน เสาหลัก 4 ประการของโครงสร้างเทคโนโลยีสารสนเทศสำหรับองค์กรการผลิต บริษัททุกแห่งจำเป็นต้องบริหารจัดการการสื่อสารและข้อมูลกับ
PLM รูปแบบหนึ่งเรียกว่า PLM ที่เน้นบุคลากรเป็นหลัก ในขณะที่ระบบ PLM แบบดั้งเดิมมักถูกนำไปใช้ในช่วงการปล่อยผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดเท่านั้น PLM ที่เน้นบุคลากรเป็นศูนย์กลางจะเน้นไปที่ ขั้นตอนการออกแบบ
ในปี พ.ศ. 2552 เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ICT) ที่พัฒนาขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โครงการ PROMISE ที่ได้รับทุนจากสหภาพยุโรป (ดำเนินการระหว่างปี พ.ศ. 2547-2551) มีบทบาทสำคัญในการยกระดับระบบการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) ขยายขอบเขตไปไกลกว่า PLM แบบดั้งเดิม และรวมข้อมูลเซ็นเซอร์และ 'ข้อมูลเหตุการณ์วงจรชีวิต' แบบเรียลไทม์เข้ากับ PLM รวมถึงการอนุญาตให้มีการเปิดเผยข้อมูลนี้ ให้กับผู้เล่นที่แตกต่างกันในวงจรชีวิตรวมของผลิตภัณฑ์แต่ละรายการ (ปิดวงจรข้อมูล) ผลลัพธ์ คือ ระบบการจัดการวงจรปิด (Closed-Loop Lifecycle Management: CL2M) ซึ่งเป็นการต่อยอดแนวคิด PLM แบบดั้งเดิม
ประโยชน์.
ประโยชน์ที่ได้รับการบันทึกไว้ของการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ได้แก่:
ภาพรวมของการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์.
ภายใน PLM มีห้าส่วนหลัก;
"ข้อสังเกต: แม้ว่ากระบวนการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (PLM) ไม่จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ แต่ความซับซ้อนของธุรกิจและอัตราการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็ว องค์กรต่าง ๆ จำเป็นต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วที่สุด"
บทนำสู่กระบวนการพัฒนา.
หัวใจหลักของ PLM (การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์) คือ การสร้างและบริหารจัดการข้อมูลผลิตภัณฑ์ทั้งหมดไว้ที่ศูนย์กลาง รวมถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในการเข้าถึงข้อมูลเหล่านั้น PLM พัฒนาจากเครื่องมือเฉพาะทางอย่าง CAD, CAM และ PDM แต่ปัจจุบันมองว่าเป็นการบูรณาการเครื่องมือ บุคลากร วิธีการ และกระบวนการต่าง ๆ ตลอดอายุผลิตภัณฑ์ ไม่ได้มุ่งเน้นแค่ซอฟต์แวร์ แต่เป็นกลยุทธ์ทางธุรกิจด้วย
เพื่อความเข้าใจง่าย ขั้นตอนที่อธิบายต่อไปนี้ แสดงตามรูปแบบเวิร์คโฟลว์วิศวกรรมแบบลำดับขั้นตอนดั้งเดิม ลำดับที่แน่นอนของกิจกรรมและงานต่าง ๆ อาจแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง แต่กระบวนการหลักมีดังนี้:
เหตุการณ์สำคัญที่สำคัญคือ:
ความเป็นจริงมีความซับซ้อนมากกว่านั้น บุคลากรและแผนกต่าง ๆ ไม่สามารถทำงานแยกส่วนได้ และกิจกรรมหนึ่ง ๆ ไม่สามารถเสร็จสิ้นอย่างสิ้นเชิงแล้วจึงเริ่มกิจกรรมถัดไปได้ การออกแบบเป็นกระบวนการที่ต้องวนซ้ำ บ่อยครั้งที่ต้องปรับเปลี่ยนการออกแบบเนื่องจากข้อจำกัดด้านการผลิตหรือความต้องการที่ขัดแย้งกัน โอกาสที่คำสั่งซื้อของลูกค้าจะตรงตามกำหนดเวลานั้น ขึ้นอยู่กับประเภทของอุตสาหกรรมและลักษณะการผลิตสินค้า เช่น ผลิตตามคำสั่ง (built to order) ออกแบบตามคำสั่ง (engineered to order) หรือ ประกอบตามคำสั่ง (assembled to order)
ระยะของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง.
มีซอฟต์แวร์มากมายที่พัฒนาขึ้นเพื่อจัดระเบียบและบูรณาการขั้นตอนต่าง ๆ ในวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ PLM ไม่ใช่ซอฟต์แวร์เดี่ยว แต่เป็นชุดเครื่องมือและวิธีการทำงานที่เชื่อมโยงกัน เพื่อแก้ไขแต่ละขั้นตอนของวงจรชีวิต เชื่อมโยงงานต่าง ๆ หรือจัดการกระบวนการทั้งหมด บางบริษัทซอฟต์แวร์ครอบคลุม PLM ทั้งหมด ขณะที่บางบริษัทมีแอปพลิเคชันเฉพาะด้านแอปพลิเคชันบางตัวครอบคลุมหลายด้านของ PLM ต่อไปนี้เป็นภาพรวมของด้านต่าง ๆ ภายใน PLM การจัดกลุ่มง่าย ๆ อาจไม่ตรงเสมอ หลายส่วนทับซ้อนกัน และซอฟต์แวร์หลายตัวครอบคลุมมากกว่าหนึ่งด้าน อีกทั้งไม่ควรมองข้ามว่าเป้าหมายหลักของ PLM คือ การรวบรวมความรู้ที่นำไปใช้ซ้ำสำหรับโครงการอื่น ๆ และประสานการพัฒนาผลิตภัณฑ์หลายรายการควบคู่กันไป PLM เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางธุรกิจ บุคลากร และวิธีการ มากพอๆ กับโซลูชันแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ แม้ว่า PLM จะเกี่ยวข้องกับงานวิศวกรรมเป็นหลัก แต่ยังรวมถึงกิจกรรมทางการตลาด เช่น การจัดการพอร์ตโฟลิโอผลิตภัณฑ์ (PPM) โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ (NPD) แต่ละอุตสาหกรรมมีรูปแบบวงจรชีวิตหลายแบบที่ต้องพิจารณา แต่ส่วนใหญ่ค่อนข้างคล้ายคลึงกัน ต่อไปนี้เป็นรูปแบบวงจรชีวิตที่เป็นไปได้หนึ่งแบบ แม้จะเน้นผลิตภัณฑ์ฮาร์ดแวร์ แต่เฟสที่คล้ายคลึงกันก็สามารถอธิบายผลิตภัณฑ์หรือบริการใด ๆ รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่เทคนิคหรือซอฟต์แวร์:
ระยะที่ 1: ความคิดริเริ่ม.
จินตนาการ, กำหนดรายละเอียด, วางแผน, คิดค้น.
ขั้นตอนแรกคือการกำหนดความต้องการของผลิตภัณฑ์ โดยพิจารณาจากมุมมองของลูกค้า บริษัท ตลาด และหน่วยงานกำกับดูแล จากข้อมูลจำเพาะเหล่านี้ สามารถกำหนดพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญของผลิตภัณฑ์ได้ ควบคู่ไปกันนั้น จะมีการออกแบบแนวคิดเบื้องต้น ซึ่งกำหนดทั้งรูปลักษณ์และฟังก์ชันการทำงานหลักของผลิตภัณฑ์ กระบวนการเหล่านี้ใช้วิธีการนำเสนอที่หลากหลาย ตั้งแต่การใช้ดินสอกับกระดาษ โมเดลดิน ไปจนถึงซอฟต์แวร์ออกแบบอุตสาหกรรมด้วยคอมพิวเตอร์ 3 มิติ (CAID)
ในบางกรณี ขั้นตอนคิดริเริ่มอาจรวมถึงการลงทุนทรัพยากรเพื่อวิจัยหรือวิเคราะห์ตัวเลือก ตัวอย่างเช่น การพัฒนาเทคโนโลยีให้มีความพร้อมเพียงพอที่จะก้าวไปสู่ขั้นตอนต่อไป อย่างไรก็ตาม วิศวกรรมวงจรชีวิตเป็นกระบวนการที่วนซ้ำ มีความเป็นไปได้เสมอที่บางอย่างในแต่ละขั้นตอนอาจไม่ราบรื่น จนต้องย้อนกลับไปยังขั้นตอนก่อนหน้า ซึ่งอาจย้อนกลับไปไกลถึงขั้นตอนคิดริเริ่มหรือวิจัยก็ได้ มีตัวอย่างมากมายที่สามารถยกมาอธิบาย
ขั้นตอนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ เป็นขั้นตอนที่รวบรวมและประเมินความเสี่ยงทั้งทางการตลาดและเทคนิค โดยใช้วิธีการวัดตัวชี้วัดสำคัญ (KPI) และการสร้างแบบจำลองการให้คะแนน
ระยะที่ 2: การออกแบบ (Design).
บรรยาย, นิยาม, พัฒนา, ทดสอบ, วิเคราะห์ และตรวจสอบความถูกต้อง.
ขั้นตอนนี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์อย่างละเอียด เริ่มต้นตั้งแต่การสร้างแบบจำลองเพื่อทดสอบ ไปจนถึงการวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์อย่างเต็มรูปแบบ นอกจากนี้ ยังครอบคลุมการออกแบบใหม่และปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่เดิม รวมถึงการออกแบบให้หมดอายุขัย เครื่องมือหลักที่ใช้ในการออกแบบและพัฒนาคือ CAD ซึ่งสามารถเป็นการวาดภาพ/เขียนแบบ 2 มิติ หรือการสร้างโมเดล 3 มิติแบบพารามิเตอร์ ซอฟต์แวร์ประเภทนี้มักมีเทคโนโลยีต่าง ๆ บรรจุอยู่ เช่น การสร้างแบบจำลองผสม (Hybrid Modeling), วิศวกรรมย้อนกลับ (Reverse Engineering), วิศวกรรมฐานความรู้ (Knowledge-based engineering: KBE), การทดสอบแบบไม่ทำลาย (Nondestructive testing: NDT) และการสร้างชุดประกอบ (Assembly construction)
นตอนนี้ครอบคลุมสาขาวิชาวิศวกรรมหลายสาขา เช่น เครื่องกล ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ (ระบบฝังตัว) และเฉพาะทาง เช่น สถาปัตยกรรม การบินและอวกาศ ยานยนต์ นอกเหนือจากการสร้างเรขาคณิตจริงแล้ว ยังมีการวิเคราะห์ส่วนประกอบและส่วนประกอบผลิตภัณฑ์ มีการใช้ซอฟต์แวร์ CAE (computer-aided engineering) เพื่อทำการจำลอง ตรวจสอบ และปรับแต่ง โดยซอฟต์แวร์เหล่านี้อาจเชื่อมต่อกับโปรแกรม CAD หรือเป็นแบบแยกเดี่ยว ตัวอย่างงานที่ใช้ซอฟต์แวร์ CAE ได้แก่ การวิเคราะห์ความเครียด (Stress analysis), การวิเคราะห์ธาตุจำกัด (Finite Element Analysis: FEA), จลนศาสตร์ (kinematics), พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (Computational Fluid Dynamics: CFD) และการจำลองเหตุการณ์ทางกล (Mechanical Event Simulation: MES) นอกจากนี้ ยังมีการใช้ CAQ (computer-aided quality) สำหรับงานวิเคราะห์ความคลาดเคลื่อนตามมิติ (Dimensional tolerance analysis) งานอีกอย่างที่อีกหนึ่งงานที่ดำเนินการในขั้นตอนนี้คือ การจัดหาชิ้นส่วนที่ซื้อมาจากภายนอก ซึ่งอาจใช้ระบบการจัดซื้อจัดจ้างมาช่วยเหลือ
ระยะที่ 3: การผลิต (Realise).
ผลิต, ทำ, สร้าง, จัดหา, จำหน่าย และส่งมอบ.
เมื่อการออกแบบชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์เสร็จสมบูรณ์ ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดวิธีการผลิต ซึ่งรวมถึงงาน CAD เช่น การออกแบบเครื่องมือ ครอบคลุมการสร้างคำสั่งสำหรับเครื่องจักร CNC (CNC machining instructions) สำหรับชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์ รวมถึงการสร้างเครื่องมือเฉพาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเหล่านั้น โดยใช้ซอฟต์แวร์ การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (Computer-Aided Manufacturing: CAM) แบบผสมผสานหรือแยกเดี่ยว นอกจากนี้ ยังมีการใช้เครื่องมือวิเคราะห์สำหรับการจำลองกระบวนการผลิต เช่น การหล่อ การขึ้นรูป และการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์
เมื่อกำหนดวิธีการผลิตเรียบร้อย ขั้นตอนนี้จะเริ่มใช้ CPM ซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องมือ CAPE (วิศวกรรมการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย) หรือ CAP/CAPP (การวางแผนการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย) สำหรับการวางผังโรงงาน โรงกลั่น และสถานที่ รวมถึงการจำลองกระบวนการผลิต เช่น การจำลองไลน์กด (press-line simulation) การยศาสตร์อุตสาหกรรม (industrial ergonomics) ตลอดจนการจัดการเลือกเครื่องมือ
หลังจากผลิตชิ้นส่วนแล้ว รูปทรงทางเรขาคณิตและขนาดของชิ้นส่วนจะถูกตรวจสอบเทียบกับข้อมูล CAD ต้นฉบับ โดยใช้เครื่องมือและซอฟต์แวร์ CAI (ตรวจสอบที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วย) ควบคู่ไปกับงานวิศวกรรม จะมีการกำหนดรูปแบบผลิตภัณฑ์สำหรับฝ่ายขาย และจัดทำเอกสารการตลาด ซึ่งอาจรวมถึงการถ่ายโอนข้อมูลวิศวกรรม (ข้อมูลเรขาคณิตและรายการชิ้นส่วน) ไปยังโปรแกรมกำหนดค่าการขายบนเว็บไซต์ (web-based sales configurator) และระบบการเผยแพร่บนเดสก์ท็อป อื่น ๆ
ระยะที่ 4: การบริการ (Service).
ใช้งาน, ดำเนินการ, บำรุงรักษา, สนับสนุน, รักษาสภาพการใช้งาน, ยกเลิกการใช้งาน, ปลดประจำการ, นำกลับมาใช้ใหม่ และกำจัด.
อีกหนึ่งขั้นตอนของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ คือ การจัดการข้อมูล "ระหว่างการใช้งาน" ซึ่งครอบคลุมการให้การสนับสนุนและข้อมูลแก่ลูกค้าและวิศวกรบริการ เพื่อใช้ในการซ่อมแซมและบำรุงรักษา รวมถึงการจัดการของเสียหรือการรีไซเคิล ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น ซอฟต์แวร์การจัดการการบำรุงรักษา การซ่อมแซม และการยกเครื่อง (Maintenance, Repair, and Overhaul Management: MRO)
การพิจารณาการบริการที่มีประสิทธิภาพ เริ่มต้นตั้งแต่ช่วงออกแบบผลิตภัณฑ์ หรือแม้กระทั่งก่อนหน้านั้น โดยเป็นส่วนสำคัญของการจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ (Product Lifecycle Management: PLM) การจัดการวงจรชีวิตบริการ (Service Lifecycle Management: SLM) มีจุดสัมผัสที่สำคัญในทุกขั้นตอนของวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ ซึ่งจำเป็นต้องนำมาพิจารณา การเชื่อมโยงและเสริมสร้าง "ดิจิทัลเธรด" (Digital Thread) ร่วมกัน จะช่วยเพิ่มการมองเห็นข้อมูลในทุกแผนก ปรับปรุงคุณภาพข้อมูล และลดความล่าช้าและการแก้ไขงานซ้ำที่สิ้นเปลือง
ทุกผลิตภัณฑ์ย่อมมีการหมดอายุการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นการกำจัดหรือทำลายวัตถุหรือข้อมูล สิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบ เนื่องจากอาจมีกฎหมายควบคุม ซึ่งส่งผลตามมาได้
การพัฒนาการดำเนินงาน.
ในช่วงใช้งาน เจ้าของผลิตภัณฑ์อาจพบว่าชิ้นส่วนและวัสดุสิ้นเปลืองบางอย่าง อยู่ในช่วงปลายอายุการใช้งานแล้ว มีปัญหาเรื่องแหล่งผลิตที่ลดลง (Diminishing Manufacturing Sources: DMSMS) หรือ วัตถุดิบขาดแคลน (Material Shortages) หรือ กรณีที่สามารถปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่เดิม เพื่อรองรับตลาดผู้ใช้ที่กว้างขึ้นหรือตลาดผู้ใช้ใหม่ เกิดขึ้นได้ง่ายกว่าหรือประหยัดกว่าการออกแบบใหม่ทั้งหมด แนวทางการปรับปรุงผลิตภัณฑ์นี้ มักช่วยยืดอายุการใช้งานผลิตภัณฑ์ และชะลอการกำจัดปลายอายุการใช้งาน
ทุกระยะ: วงจรชีวิตผลิตภัณฑ์.
สื่อสาร จัดการ และทำงานร่วมกัน.
แม้แต่ละขั้นตอนที่กล่าวถึง จะดูเหมือนแยกออกจากกัน แต่ในความเป็นจริง โครงการไม่ได้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่องหรือแยกจากโครงการพัฒนาผลิตภัณฑ์อื่น ๆ โดยมีข้อมูลไหลเวียนระหว่างบุคลากรและระบบต่าง ๆ หัวใจสำคัญของ PLM คือ การประสานงานและจัดการข้อมูลนิยามผลิตภัณฑ์ ซึ่งครอบคลุมการจัดการการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรมและสถานะการเผยแพร่ของชิ้นส่วน การกำหนดรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย การจัดการเอกสาร การวางแผนทรัพยากรโครงการ รวมถึงกำหนดเส้นเวลาและประเมินความเสี่ยง
เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ ต้องมีการจัดการข้อมูลทั้งในรูปแบบกราฟิก ตัวอักษร และข้อมูลอภิบรรณายุทธศาสตร์ เช่น รายการวัสดุของผลิตภัณฑ์ (Bills Of Materials: BOM) ในระดับแผนกวิศวกรรม ซอฟต์แวร์ที่ใช้จัดการข้อมูลประเภทนี้เรียกว่า การจัดการข้อมูลผลิตภัณฑ์ (Product Data Management: PDM) ส่วนในระดับองค์กรจะใช้ ซอฟต์แวร์การจัดการข้อมูลองค์กร (Enterprise Data Management: EDM) แม้ว่าความแตกต่างของระดับความยืดหยุ่นของระบบเหล่านี้อาจไม่ชัดเจนเสมอไป แต่โดยทั่วไป องค์กรต่าง ๆ มักจะมีระบบการจัดการข้อมูลอย่างน้อยสองระบบ ระบบเหล่านี้อาจเชื่อมโยงกับระบบองค์กรอื่น ๆ เช่น การจัดการห่วงโซ่อุปทาน (Supply Chain Management: SCM), การบริหารความสัมพันธ์ลูกค้า (Customer Relationship Management: CRM) และ การวางแผนทรัพยากรองค์กร (Enterprise Resource Planning: ERP) นอกจากนี้ ยังมีระบบการจัดการโครงการสำหรับการวางแผนโครงการ/โปรแกรม เชื่อมโยงกับระบบเหล่านี้ด้วย
บทบาทสำคัญนี้ ครอบคลุมโดยเครื่องมือการพัฒนาผลิตภัณฑ์ร่วมมือกันมากมาย ซึ่งใช้งานได้ตลอดทั้งวงจรชีวิตและครอบคลุมองค์กรต่าง ๆ สิ่งนี้ต้องการเครื่องมือเทคโนโลยีมากมาย ในด้านการประชุม การแชร์ข้อมูล และการแปลข้อมูล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการสร้างภาพผลิตภัณฑ์ ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีต่าง ๆ เช่น DMU (digital mock-up) การสร้างต้นแบบเสมือนจริงแบบดิจิทัลที่ดื่มด่ำ (real-time virtual prototyping) (virtual reality) และการสร้างภาพที่สมจริง (photo-realistic imaging)
ทักษะการใช้งาน.
เครื่องมือต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นโซลูชัน PLM (เช่น CAD, CAM, CAx...) ในเบื้องต้น ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านเป็นผู้ใช้งานหลัก โดยใช้เวลาและความพยายามในการฝึกฝนทักษะที่จำเป็น นักออกแบบและวิศวกรสร้างผลงานที่ยอดเยี่ยมด้วยระบบ CAD วิศวกรการผลิตกลายเป็นผู้ใช้ CAM ที่เชี่ยวชาญ ในขณะที่นักวิเคราะห์ ผู้ดูแลระบบ และผู้จัดการ เชี่ยวชาญเทคโนโลยีสนับสนุนอย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม การใช้ประโยชน์จาก PLM อย่างเต็มที่ ต้องอาศัยบุคลากรที่มีทักษะหลากหลายจากทั่วทั้งองค์กร ร่วมมือกัน โดยแต่ละคนต้องสามารถเข้าถึงและดำเนินการกับข้อมูลทั้งขาเข้า (inputs) และข้อมูลขาออก (outputs) ของผู้อื่นได้
แม้ว่าเครื่องมือ PLM จะใช้งานง่ายขึ้น แต่การอบรมข้ามสายงานให้พนักงานทุกคนสามารถใช้เครื่องมือ PLM ทั้งหมดนั้น ไม่ใช่ทางออกที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ขณะนี้มีการพัฒนาเพื่อให้ผู้ใช้งานทุกคนในระบบ PLM ใช้งานได้ง่ายขึ้น ความก้าวหน้าประการหนึ่งคือ การมีอินเทอร์เฟซผู้ใช้ (User Interface: UI) เฉพาะตามบทบาท โดยใช้ UI ที่ปรับแต่งได้ คำสั่งที่แสดงแก่ผู้ใช้จะเหมาะสมกับหน้าที่และความเชี่ยวชาญของพวกเขา
เทคนิคเหล่านี้ได้แก่:
กระบวนการวิศวกรรมพร้อมกัน.
วิศวกรรมที่เกิดขึ้นพร้อมกัน เป็นกระบวนการทำงานที่แทนที่จะทำงานตามลำดับผ่านแต่ละขั้นตอน แต่ดำเนินงานหลายอย่างควบคู่กันไป ตัวอย่างเช่น เริ่มต้นออกแบบเครื่องมือทันทีที่การออกแบบรายละเอียดเริ่มต้น และก่อนที่การออกแบบรายละเอียดของผลิตภัณฑ์จะเสร็จสมบูรณ์ หรือ เริ่มต้นสร้างโมเดลของแข็งสำหรับการออกแบบรายละเอียดก่อนที่โมเดลพื้นผิวการออกแบบแนวคิดจะเสร็จสมบูรณ์ แม้ว่าวิธีนี้อาจไม่ได้ลดจำนวนกำลังคนทีจำเป็นสำหรับโครงการ เนื่องจากต้องมีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมเนื่องจากข้อมูลที่ไม่สมบูรณ์และเปลี่ยนแปลงไป แต่ก็ช่วยลดระยะเวลานำส่งมอบผลิตภัณฑ์และลดเวลาออกสู่ตลาดได้อย่างมาก
ระบบ CAD แบบอิงฟีเจอร์ ช่วยให้สามารถทำงานกับโมเดล 3D แบบของแข็งและภาพวาด 2D ได้พร้อมกัน โดยใช้ไฟล์แยกกันสองไฟล์ ภาพวาดจะอ้างอิงข้อมูลในโมเดล ดังนั้นเมื่อโมเดลมีการเปลี่ยนแปลง ภาพวาดจะได้รับการปรับปรุงโดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ แพ็คเกจ CAD บางตัว ยังอนุญาตให้คัดลอกเรขาคณิตแบบเชื่อมโยงระหว่างไฟล์ได้ ตัวอย่างเช่น อนุญาตให้คัดลอกการออกแบบชิ้นส่วนไปยังไฟล์ที่นักออกแบบเครื่องมือใช้ วิศวกรการผลิตจึงสามารถเริ่มทำงานกับเครื่องมือได้ก่อนการตรึงการออกแบบขั้นสุดท้าย เมื่อขนาดหรือรูปร่างของการออกแบบมีการเปลี่ยนแปลง เรขาคณิตของเครื่องมือจะได้รับการปรับปรุงตามไปด้วย
วิศวกรรมพร้อมกัน ยังมีข้อดีเพิ่มเติมในการสร้างการสื่อสารระหว่างแผนกต่าง ๆ ได้ดีขึ้นและรวดเร็วขึ้น ช่วยลดโอกาสการเปลี่ยนแปลงการออกแบบในภายหลังอันมีราคาแพง วิธีการนี้ใช้แนวทางป้องกันปัญหา แทนที่จะเป็นวิธีการแก้ปัญหาและออกแบบใหม่ตามวิศวกรรมแบบลำดับดั้งเดิม
การออกแบบจากล่างขึ้นบน.
การออกแบบจากล่างขึ้นบน (CAD เป็นศูนย์กลาง) เกิดขึ้นเมื่อการกำหนดโมเดล 3 มิติของผลิตภัณฑ์ เริ่มต้นด้วยการสร้างชิ้นส่วนแต่ละชิ้น จากนั้นจึงนำชิ้นส่วนเหล่านั้นมารวมเข้าด้วยกันในรูปแบบเสมือนจริงเป็นชุดย่อยหลายระดับ จนกระทั่งสามารถนิยามผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้แบบดิจิทัล บางครั้งเรียกสิ่งนี้ว่า "โครงสร้างตรวจสอบ" ซึ่งแสดงลักษณะที่ผลิตภัณฑ์จะมี BOM บรรจุรายการชิ้นส่วนทางกายภาพ (ของแข็ง) ทั้งหมดของผลิตภัณฑ์จากระบบ CAD นอกจากนี้ อาจ (แต่ไม่เสมอไป) ประกอบด้วย "รายการเบ็ดเตล็ด" อื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ซึ่งแม้ว่าจะมีมวลและปริมาตรทางกายภาพที่แน่นอน แต่โดยปกติแล้วจะไม่เกี่ยวข้องกับเรขาคณิต CAD เช่น สี กาว น้ำมัน เทปกาว และวัสดุอื่น ๆ
การออกแบบจากล่างขึ้นบน มักเน้นไปที่ความสามารถของเทคโนโลยีทางกายภาพที่มีอยู่จริง นำไปใช้กับโซลูชันที่เทคโนโลยีเหล่านี้เหมาะสมที่สุด เมื่อโซลูชันจากล่างขึ้นบนเหล่านี้มีคุณค่าในโลกแห่งความเป็นจริง การออกแบบจากล่างขึ้นบน สามารถมีประสิทธิภาพมากกว่าการออกแบบจากบนลงล่างได้มาก ความเสี่ยงของการออกแบบจากล่างขึ้นบน คือ มันมักจะให้คำตอบสำหรับปัญหาที่มีมูลค่าต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดเน้นของการออกแบบจากล่างขึ้นบนคือ "เราจะทำอะไรกับเทคโนโลยีนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด" แทนที่จะเน้นจากบนลงล่าง ซึ่งก็คือ "สิ่งที่มีค่าที่สุดที่จะทำคืออะไร"
การออกแบบจากบนลงล่าง.
การออกแบบจากบนลงล่าง มุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดการทำงานระดับสูง โดยให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีการใช้งานที่มีอยู่ค่อนข้างน้อย สเปคระดับบนสุดจะถูกแบ่งย่อยลงเป็นโครงสร้างและสเปคระดับล่างอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งไปถึงชั้นการใช้งานจริง ความเสี่ยงของการออกแบบจากบนลงล่าง คือ มันอาจไม่สามารถใช้ประโยชน์จากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทางกายภาพที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีชั้นของการแยกประเภทระดับล่างมากเกินไปอันเนื่องมาจากการเดินตามเส้นทางของการแยกประเภทที่ไม่เหมาะสมกับส่วนประกอบที่มีอยู่ เช่น การกำหนดเซ็นเซอร์ การประมวลผล และองค์ประกอบการสื่อสารไร้สายแยกกัน แม้ว่าจะมีส่วนประกอบที่เหมาะสมที่รวมสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกันก็ตาม ข้อดีของการออกแบบจากบนลงล่างคือ มันยังคงมุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดโซลูชันที่เหมาะสมที่สุด
การออกแบบจากบนลงล่าง ที่เน้นชิ้นส่วน (part-centric) อาจช่วยลดความเสี่ยงบางประการของการออกแบบจากบนลงล่าง วิธีนี้เริ่มต้นด้วยโมเดลเค้าโครง ซึ่งมักเป็นสเก็ตช์ 2 มิติแบบง่ายที่กำหนดขนาดพื้นฐานและพารามิเตอร์สำคัญบางอย่าง ซึ่งอาจรวมถึงองค์ประกอบการออกแบบอุตสาหกรรมบางส่วน เรขาคณิตจากส่วนนี้จะถูกคัดลอกแบบเชื่อมโยงไปยังระดับถัดไป ซึ่งแสดงถึงระบบย่อยต่าง ๆ ของผลิตภัณฑ์ เรขาคณิตจากส่วนนี้จะถูกคัดลอกลงไปยังระดับถัดไปโดยเชื่อมโยง ซึ่งแสดงถึงระบบย่อยต่าง ๆ ของผลิตภัณฑ์ จากนั้นเรขาคณิตในระบบย่อยจะถูกนำไปใช้เพื่อกำหนดรายละเอียดเพิ่มเติมในระดับด้านล่าง ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของผลิตภัณฑ์ ชุดประกอบนี้จะถูกสร้างขึ้นหลายระดับจนกว่าจะระบุนิยามพื้นฐานของชิ้นส่วน เช่น ตำแหน่งและขนาดหลัก จากนั้นข้อมูลนี้จะถูกคัดลอกลงในไฟล์ชิ้นส่วนโดยเชื่อมโยง ในไฟล์เหล่านี้ ชิ้นส่วนจะมีรายละเอียดเพิ่มเติม ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการประกอบจากล่างขึ้นบนแบบคลาสสิก
การประกอบจากบนลงล่าง บางครั้งเรียกว่า "โครงสร้างควบคุม" (control structure) ถ้าไฟล์เดียวถูกใช้เพื่อกำหนดเค้าโครงและพารามิเตอร์สำหรับโครงสร้างตรวจสอบ มักเรียกว่า ไฟล์โครงร่าง (skeleton file)
วิศวกรรมป้องกันประเทศ ตามปกติจะพัฒนาโครงสร้างผลิตภัณฑ์จากบนลงล่าง กระบวนการทางวิศวกรรมระบบ กำหนดการแบ่งย่อยฟังก์ชันการทำงานของข้อกำหนด จากนั้นจึงจัดสรรโครงสร้างผลิตภัณฑ์ทางกายภาพไปยังฟังก์ชันต่าง ๆ วิธีการจากบนลงล่างนี้ โดยปกติจะมีการพัฒนาโครงสร้างผลิตภัณฑ์ระดับล่างจากข้อมูล CAD เป็นโครงสร้าง หรือ การออกแบบจากล่างขึ้นบน
การออกแบบทั้งสองด้านต่อตรงกลาง.
การออกแบบทั้งสองด้านต่อตรงกลาง (BEATM) เป็นกระบวนการออกแบบที่พยายามรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของการออกแบบจากบนลงล่าง และการออกแบบจากล่างขึ้นบนเป็นกระบวนการเดียว ผังกระบวนการออกแบบ BEATM อาจเริ่มต้นด้วยเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ที่แนะนำวิธีแก้ปัญหาที่อาจมีคุณค่า หรืออาจเริ่มต้นด้วยมุมมองจากบนลงล่างของปัญหาสำคัญที่ต้องการวิธีแก้ไข ไม่ว่าในกรณีใด คุณลักษณะสำคัญของวิธีการออกแบบ BEATM คือการมุ่งเน้นไปที่ปลายทั้งสองด้านของโฟลว์กระบวนการออกแบบทันที: มุมมองจากบนลงล่างของข้อกำหนดของโซลูชัน และมุมมองจากล่างขึ้นบนของเทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งอาจให้คำมั่นสัญญาของ โซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพ กระบวนการออกแบบ BEATM ดำเนินการจากปลายทั้งสองด้านเพื่อค้นหาการผสมผสานที่เหมาะสมที่สุดระหว่างข้อกำหนดจากบนลงล่าง และการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพจากล่างขึ้นบน ในลักษณะนี้ BEATM ได้แสดงให้เห็นว่าสามารถเสนอวิธีการที่ดีที่สุดทั้งสองวิธีได้อย่างแท้จริง แท้จริงแล้ว เรื่องราวความสำเร็จที่ดีที่สุดบางเรื่องจากบนลงล่างหรือจากล่างขึ้นบนประสบความสำเร็จเนื่องจากการใช้วิธีการ BEATM ที่ใช้งานง่ายแต่ไม่ได้สติ เมื่อใช้งานอย่างมีสติ BEATM จะมอบข้อได้เปรียบที่ทรงพลังยิ่งกว่าเดิม
กระบวนการออกแบบเบื้องต้น.
การโหลดด้านหน้ากำลังนำการออกแบบจากบนลงล่างไปสู่ขั้นต่อไป โครงสร้างการควบคุมและโครงสร้างการตรวจสอบที่สมบูรณ์ รวมถึงข้อมูลขั้นปลาย เช่น แบบร่าง การพัฒนาเครื่องมือ และแบบจำลอง CAM ถูกสร้างขึ้นก่อนที่จะมีการกำหนดผลิตภัณฑ์หรืออนุมัติการเริ่มต้นโครงการ แอสเซมบลีของไฟล์เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นเทมเพลตที่สามารถสร้างกลุ่มผลิตภัณฑ์ได้ เมื่อมีการตัดสินใจที่จะเลือกใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่ พารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์จะถูกป้อนลงในโมเดลเทมเพลต และข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะได้รับการอัปเดต แน่นอนว่าโมเดลการเชื่อมโยงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะไม่สามารถทำนายความเป็นไปได้ทั้งหมดได้ และจะต้องมีการทำงานเพิ่มเติม หลักการสำคัญคืองานทดลอง/การสืบสวนจำนวนมากได้เสร็จสิ้นไปแล้ว เทมเพลตเหล่านี้มีความรู้มากมายเพื่อนำมาใช้ซ้ำกับผลิตภัณฑ์ใหม่ ซึ่งจำเป็นต้องใช้ทรัพยากรเพิ่มเติม "ล่วงหน้า" แต่สามารถลดเวลาระหว่างการเริ่มโครงการและการเปิดตัวได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม วิธีการดังกล่าวจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงองค์กร เนื่องจากความพยายามด้านวิศวกรรมจำนวนมากถูกย้ายไปยังแผนกพัฒนา "ออฟไลน์" ถือได้ว่าเป็นการเปรียบเทียบการสร้าง รถยนต์แนวคิด เพื่อทดสอบเทคโนโลยีใหม่ ๆ สำหรับผลิตภัณฑ์ในอนาคต แต่ในกรณีนี้ งานนี้จะนำไปใช้โดยตรงสำหรับผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไป
การออกแบบตามบริบท.
ส่วนประกอบแต่ละชิ้นไม่สามารถสร้างแยกกันได้ ส่วนประกอบแบบจำลอง CAD และ CAID ถูกสร้างขึ้นภายในบริบทของส่วนประกอบอื่น ๆ บางส่วนหรือทั้งหมดภายในผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการพัฒนา สามารถทำได้โดยใช้เทคนิค การสร้างแบบจำลองการประกอบ เรขาคณิตของส่วนประกอบอื่น ๆ สามารถดูและอ้างอิงได้ภายในเครื่องมือ CAD ที่ใช้งานอยู่ ส่วนประกอบอ้างอิงอื่น ๆ อาจจะหรืออาจจะไม่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องมือ CAD เดียวกัน โดยเรขาคณิตของส่วนประกอบเหล่านั้นจะถูกแปลจากรูปแบบการพัฒนาผลิตภัณฑ์ร่วมกัน (CPD) อื่น ๆ การตรวจสอบการประกอบบางอย่าง เช่น DMU ดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ แสดงภาพผลิตภัณฑ์ ด้วย
การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และกระบวนการ (PPLM).
การจัดการวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และกระบวนการ (PPLM) เป็นรูปแบบอื่นของ PLM ซึ่งกระบวนการที่ใช้สร้างผลิตภัณฑ์มีความสำคัญพอ ๆ กับตัวผลิตภัณฑ์เอง โดยปกติแล้ว นี่คือตลาดด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพและ เคมีภัณฑ์พิเศษ ขั้นสูง กระบวนการเบื้องหลังการผลิตสารประกอบที่กำหนดเป็นองค์ประกอบสำคัญของการยื่นขอยาใหม่ตามกฎระเบียบ ด้วยเหตุนี้ PPLM จึงพยายามจัดการข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนากระบวนการในลักษณะเดียวกันกับที่ PLM พื้นฐานพูดถึงเกี่ยวกับการจัดการข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาผลิตภัณฑ์
การใช้งาน PPLM แบบหนึ่งคือ Process Development Execution Systems (PDES) โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะใช้วงจรการพัฒนาทั้งหมดของการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง ตั้งแต่แนวคิดเริ่มแรก ไปจนถึงการพัฒนา และสู่การผลิต PDES บูรณาการบุคคลที่มีภูมิหลังที่แตกต่างกันจากนิติบุคคล ข้อมูล สารสนเทศและความรู้ และกระบวนการทางธุรกิจที่อาจแตกต่างกัน
ขนาดตลาด.
หลังจากภาวะ เศรษฐกิจถดถอยครั้งใหญ่ การลงทุนของ PLM ตั้งแต่ปี 2553 เป็นต้นไปมีอัตราการเติบโตที่สูงกว่าการใช้จ่ายด้านไอทีทั่วไปส่วนใหญ่
การใช้จ่ายรวมในซอฟต์แวร์และบริการ PLM คาดว่าจะอยู่ที่ 26 พันล้านดอลลาร์ต่อปีในปี 2563 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีโดยประมาณที่ 7.2% ตั้งแต่ปี 2564 ถึง 2571 สิ่งนี้คาดว่าจะได้รับแรงหนุนจากความต้องการโซลูชันซอฟต์แวร์สำหรับฟังก์ชันการจัดการ เช่น การเปลี่ยนแปลง ต้นทุน การปฏิบัติตามข้อกำหนด ข้อมูล และการกำกับดูแล
ปิรามิดของระบบการผลิต.
จากข้อมูลของ Malakooti (2013) มีวัตถุประสงค์ระยะยาว 5 ประการที่ควรพิจารณาในระบบการผลิต:
ความสัมพันธ์ระหว่างวัตถุทั้งห้านี้สามารถนำเสนอได้ในลักษณะปิรามิด โดยส่วนปลายเกี่ยวข้องกับต้นทุนที่ต่ำที่สุด ผลผลิตสูงสุด คุณภาพสูงสุด ความยืดหยุ่นสูงสุด และความยั่งยืนที่ยิ่งใหญ่ที่สุด จุดภายในปิรามิดนี้สัมพันธ์กับการผสมผสานเกณฑ์ห้าประการที่แตกต่างกัน ส่วนปลายของปิรามิดแสดงถึงระบบในอุดมคติ (แต่มีแนวโน้มว่าจะเป็นไปไม่ได้อย่างมาก) ในขณะที่ฐานของปิรามิดแสดงถึงระบบที่เลวร้ายที่สุด