一、調(diào)查背景
PLM系統(tǒng)是企業(yè)最重要的信息系統(tǒng)之一，尤其對于研發(fā)人員。當(dāng)前，隨著中國企業(yè)創(chuàng)新能力的逐漸提升，PLM應(yīng)用的逐漸深入，企業(yè)PLM應(yīng)用過程中面臨的問題也越來越多，嚴(yán)重影響企業(yè)研發(fā)人員的設(shè)計效率。
針對這一現(xiàn)狀，為了解企業(yè)研發(fā)人員在PLM應(yīng)用過程中所面臨的問題，e-works策劃了本期問卷調(diào)查。從PLM系統(tǒng)架構(gòu)層面了解當(dāng)前PLM系統(tǒng)的部署現(xiàn)狀，包括網(wǎng)絡(luò)接入、存儲系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫等，通過對問卷的統(tǒng)計分析，掌握目前企業(yè)PLM應(yīng)用中可能存在的性能瓶頸。
二、樣本分析
圖1 企業(yè)營收規(guī)模
本次調(diào)查共回收65份有效問卷。通過對參與企業(yè)2016年營收規(guī)模的統(tǒng)計，其中有33家營收規(guī)模少于10億、10到50億有14家、50到100億的11家、大于100億的有8家，參與調(diào)查的企業(yè)包括陜西重汽、華晨汽車、蘇泊爾、京東方、山鋼集團、中通客車、美的電器、北汽集團等這些大型集團行企業(yè)。
圖2 研發(fā)人數(shù)
通過對研發(fā)人數(shù)的統(tǒng)計，在參與調(diào)查的企業(yè)中，研發(fā)部門人數(shù)少于100人與多與100人幾乎各占一半，少于100人的有34家，多與100人的有32家，其中，吉利研究院、北汽集團研發(fā)人員都超過了5000人。華晨汽車、京東方、思源電氣、沈陽黎明都超過1000人。
圖3 PLM系統(tǒng)架構(gòu)
PLM系統(tǒng)的部署架構(gòu)一般分為：兩層架構(gòu)和四層架構(gòu)。兩層架構(gòu)主要部署在企業(yè)內(nèi)部，以局域網(wǎng)研發(fā)為主。四層架構(gòu)主要通過外網(wǎng)接入，可支撐分支機構(gòu)之間的研發(fā)協(xié)同。統(tǒng)計顯示，在回收的PLM調(diào)查問卷中有41家企業(yè)的PLM系統(tǒng)采用兩層架構(gòu)，25家采用四層架構(gòu)。
通過結(jié)合企業(yè)性質(zhì)對數(shù)據(jù)進(jìn)一步整理分析，得到一個較為明顯的現(xiàn)象是：采用兩層架構(gòu)的以中小型企業(yè)和軍工企業(yè)居多，這類企業(yè)的主要特點是規(guī)模不大，且產(chǎn)品研發(fā)主要在總部。而對于軍工企業(yè)而言，由于對產(chǎn)品研發(fā)過程對安全性要求極高，基本都是采用的內(nèi)外網(wǎng)隔離方式。對于采用四層架構(gòu)的企業(yè)，主要以大型集團企業(yè)為主，這類企業(yè)的特點是研發(fā)中心分布較為廣泛，在中國甚至全球范圍可能存在多個研發(fā)部門，這類企業(yè)多以協(xié)同研發(fā)為主。
圖4 PLM系統(tǒng)遠(yuǎn)程接入方式
在遠(yuǎn)程接入方式上，有31家企業(yè)采用SSL VPN接入，16家企業(yè)采用IPSec VPN接入，8家企業(yè)采用MPLS VPN接入。在其它選項中，有2家企業(yè)采用思杰的遠(yuǎn)程虛擬化技術(shù)接入。結(jié)合企業(yè)的行業(yè)類型分析，選擇MPLS VPN接入的企業(yè)大多以汽車、機械為主，這些企業(yè)信息化發(fā)展水平普遍較高，利用MPLS VPN搭建一個跨地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接入平臺，不單單實現(xiàn)了對PLM系統(tǒng)的支撐，而是實現(xiàn)對企業(yè)的整個業(yè)務(wù)信息化的支撐。
圖5 PLM系統(tǒng)存儲架構(gòu)
在參與調(diào)查的企業(yè)中，采用DAS、NAS、SAN存儲架構(gòu)的企業(yè)依次為19家、18家、22家。通過結(jié)合PLM系統(tǒng)部署架構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)一步深入分析得出的結(jié)論是：采用DAS存儲架構(gòu)的企業(yè)中以兩層架構(gòu)居多，這部分企業(yè)規(guī)模相對偏小。而在采用SAN及NAS存儲架構(gòu)的企業(yè)中以四層架構(gòu)居多，這部分以民營集團型企業(yè)較多�？梢哉J(rèn)為，存儲系統(tǒng)的好壞將直接影響PLM系統(tǒng)的應(yīng)用效率。因此，企業(yè)在部署PLM系統(tǒng)時需要重點考慮存儲架構(gòu)的選擇。
圖6 PLM存儲產(chǎn)品
在針對企業(yè)PLM系統(tǒng)中存儲產(chǎn)品類型的問卷調(diào)查中，有51家企業(yè)的PLM系統(tǒng)采用了磁盤陣列，表明磁盤陣列仍然是企業(yè)PLM應(yīng)用的主流。其它產(chǎn)品依次為：混合陣列9家、磁盤7家、全閃存陣列2家。在這些企業(yè)中，有12家企業(yè)同時采用了2種及以上的存儲產(chǎn)品，其中以磁盤、磁盤陣列混用居多，僅有2家企業(yè)使用了全閃存陣列，這表明全閃存陣列在企業(yè)PLM應(yīng)用中趨勢尚未形成。
圖7 客戶端到服務(wù)器帶寬
對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，帶寬是一個重要的影響因素。PLM系統(tǒng)就是一個典型的C/S架構(gòu)，客戶端到服務(wù)器的帶寬性能決定了PLM系統(tǒng)應(yīng)用效果。因此，針對PLM系統(tǒng)的優(yōu)化大多先從網(wǎng)絡(luò)層面下手。本次問卷針對這個問題進(jìn)行了調(diào)查。
通過對調(diào)查問卷的統(tǒng)計分析，在四層架構(gòu)中客戶端到服務(wù)器的帶寬多以100M為主，其中，華晨汽車、中通客車、中車株洲電力機車達(dá)到了1G帶寬接入。在6家采用10M接入帶寬的企業(yè)中，多以中小型企業(yè)為主。
圖8 分支機構(gòu)之間帶寬
企業(yè)分支結(jié)構(gòu)之間的帶寬主要區(qū)別于分支機構(gòu)與總部之間的帶寬。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有38家企業(yè)的分支機構(gòu)的接入帶寬為10M，有7家企業(yè)的分支機構(gòu)接入帶寬為100M，還有10家企業(yè)分支機構(gòu)接入帶寬在1M以下。這一現(xiàn)狀充分說明，企業(yè)分支機構(gòu)之間的PLM應(yīng)用協(xié)同存在較為嚴(yán)重的帶寬瓶頸。
圖9 PLM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫類型
PLM系統(tǒng)最大的功能優(yōu)勢之一就是對CAD文檔及數(shù)據(jù)進(jìn)行全生命周期的管理。因此，數(shù)據(jù)庫的性能對PLM應(yīng)用的整體性能影響尤其明顯。在很多針對PLM系統(tǒng)的性能調(diào)優(yōu)工作中，最關(guān)鍵的一步就是對數(shù)據(jù)庫的性能進(jìn)行調(diào)優(yōu)。
從調(diào)查問卷分析，目前企業(yè)在為PLM系統(tǒng)選擇數(shù)據(jù)庫的時，Oracle數(shù)據(jù)庫仍然是首選。有37家企業(yè)使用了Oracle數(shù)據(jù)庫，使用微軟MySQL Server數(shù)據(jù)庫的有24家企業(yè)，僅有4家企業(yè)使用了MySQL數(shù)據(jù)庫。結(jié)合操作系統(tǒng)分析，在37家使用了Oracle數(shù)據(jù)庫的企業(yè)中，有15家企業(yè)選用了Linux和Unix系統(tǒng)。這說明在非Windows環(huán)境中，Oracle數(shù)據(jù)庫仍然是企業(yè)的首先。
圖10 PLM服務(wù)器操作系統(tǒng)
對企業(yè)而言，選擇一款適合自身需求的操作系統(tǒng)對PLM應(yīng)用很重要。從調(diào)查數(shù)據(jù)分析，Windows系統(tǒng)的仍然是企業(yè)PLM服務(wù)器操作系統(tǒng)的優(yōu)先選擇。有46家企業(yè)使用了Windows系統(tǒng)，11家企業(yè)使用了Linux系統(tǒng)，8家企業(yè)使用了Unix系統(tǒng)。統(tǒng)計顯示，這些用非Windows系統(tǒng)的企業(yè)大多使用的也是非Windows數(shù)據(jù)庫。而在使用Windows系統(tǒng)的企業(yè)中，Oracle和MS SQLServer基本各占一半。
圖11 使用的虛擬化技術(shù)
在針對虛擬化技術(shù)的應(yīng)用調(diào)查中，企業(yè)使用較多的技術(shù)是服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化。其中，有22家企業(yè)的服務(wù)器使用了虛擬化技術(shù)、14家企業(yè)的存儲系統(tǒng)使用了虛擬化技術(shù)。其它依次是：應(yīng)用虛擬化7家、網(wǎng)絡(luò)虛擬化4家。與此同時，結(jié)合服務(wù)器配置分析，內(nèi)存大于32GB的高配置服務(wù)器大多采用了虛擬化技術(shù)，統(tǒng)計顯示這類企業(yè)的研發(fā)人員普遍較多。網(wǎng)絡(luò)虛擬化和應(yīng)用虛擬化主要以企業(yè)局域網(wǎng)應(yīng)用為主，以采用兩層PLM架構(gòu)的企業(yè)居多。
三、總結(jié)
通過對當(dāng)前企業(yè)PLM系統(tǒng)部署架構(gòu)進(jìn)行調(diào)查分析，e-works對企業(yè)當(dāng)前PLM系統(tǒng)在架構(gòu)層面所面臨的一系列問題有了充分了解。提升PLM應(yīng)用效果，優(yōu)化PLM系統(tǒng)底層架構(gòu)非常關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)庫以及存儲系統(tǒng)都有可能成為影響PLM應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。
本次調(diào)查分析結(jié)果表明，當(dāng)前企業(yè)為改善PLM應(yīng)用效果，普遍采取的方式不是讓硬件設(shè)備更新?lián)Q代，而是利用新興技術(shù)來提升硬件產(chǎn)品的性能。比如企業(yè)的存儲產(chǎn)品大多都仍然是傳統(tǒng)的磁盤陣列為主，并沒有采用較新且價格較高的全閃存陣列。但企業(yè)在虛擬化技術(shù)的應(yīng)用上卻比較普遍。由此，e-works得出的結(jié)論是，企業(yè)大多希望在原有的硬件基礎(chǔ)上改善應(yīng)用性能，而不是考慮更換設(shè)備。
另一方面，綜合PLM服務(wù)器硬件配置分析，發(fā)現(xiàn)企業(yè)的PLM服務(wù)器處理器以英特爾E5系列居多，內(nèi)存容量普遍高于32G，顯卡以集成和消費級顯卡居多，有少量的專業(yè)圖形顯卡。總結(jié)來說，就是CPU、內(nèi)存配置較好，但顯卡性能較差，這樣很容易造成性能瓶頸。
對于PLM數(shù)據(jù)庫的選擇，企業(yè)普遍比較重視。Oracle數(shù)據(jù)庫力壓微軟，成為企業(yè)的，不論在Window平臺，還是非Windows平臺，Oracle數(shù)據(jù)都占據(jù)優(yōu)勢。在對數(shù)據(jù)的管理方面，Oracle數(shù)據(jù)庫還的得到企業(yè)比較高的認(rèn)可。
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本文標(biāo)題：中國制造業(yè)PLM系統(tǒng)架構(gòu)調(diào)查分析報告
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