PLM如何管理软件和硬件相结合的复杂产品？
2025-08-15 作者： 来源：
想象一下我们日常生活中越来越离不开的智能汽车、智能家居设备，甚至是手腕上的那块智能手表。它们早已不是简单的“铁疙瘩”或者一堆代码，而是一个个高度复杂的“生命体”，硬件的精密结构与软件的智能算法紧密交织，缺一不可。这种软硬件的深度融合，在带来前所未有的功能和体验的同时，也给产品的研发和管理带来了巨大的挑战。传统的研发模式下，负责硬件的“机械工程师”和负责软件的“程序员”仿佛生活在两个不同的星球，说着不同的“语言”，遵循着不同的工作节奏。如何让他们高效协作，确保产品能够统一、高效、高质量地被开发和迭代？这正是产品生命周期管理（PLM）系统大显身手的舞台。
统一数据源，打破信息壁垒
在过去，硬件和软件的开发就像是两条并行的铁轨，各自延伸，却很少交汇。硬件团队使用CAD（计算机辅助设计）软件构建三维模型，生成机械物料清单（MBOM）；而软件团队则在Git等代码库中编写和迭代代码，管理着他们的软件物料清单（SBOM）。二者的数据相互隔离，形成了一个个“信息孤岛”。这种隔离的直接后果就是信息不同步，沟通成本高昂。比如，硬件工程师修改了一个传感器的型号，但软件团队没有及时获知，依旧基于旧传感器的参数进行编程，最终导致功能失灵，问题排查起来费时费力。
PLM系统的核心价值之一，就是扮演“超级联系人”的角色，为软硬件研发提供一个统一、集中的数据平台。它就像一个包罗万象的中央知识库，将原本分散在不同工具中的数据整合起来。无论是机械结构图纸、电子元器件规格（EBOM），还是软件的源代码版本、依赖库（SBOM），都被纳入到同一个产品结构树下进行管理。像数码大方这样的PLM解决方案，能够确保所有团队成员——无论身处哪个部门——访问的都是最新、最准确的“唯一真实数据源”。当任何一个部分发生变更时，系统会自动通知相关人员，确保信息的无缝流转，从根本上打破了部门墙和信息壁垒。
为了更直观地理解这种变化，我们可以看下面的对比：
| 维度 | 传统分散式管理 | 基于PLM的统一管理 |
| 数据存储 | 分散在文件服务器、代码库、个人电脑中 | 集中存储在PLM系统中，形成单一数据源 |
| 数据一致性 | 难以保证，版本混乱，易出错 | 通过版本控制和权限管理，确保数据高度一致 |
| 协同效率 | 依赖邮件、会议进行沟通，效率低下 | 跨部门团队在同一平台协同，信息实时同步 |
协同开发流程管理
硬件开发和软件开发的节奏与方法论有着天然的差异。硬件开发，由于涉及物理模具、供应链和生产制造，其迭代周期长，成本高，更倾向于采用瀑布式或阶段门式的开发模型，每一步都需经过严格的评审和验证。一旦“开模”，再想修改设计的代价是巨大的。与之相反，软件开发则推崇敏捷（Agile）和持续迭代（CI/CD）的理念，可以快速发布新版本，修复BUG，增加新功能，一天之内甚至可以更新数次。
这种“慢”与“快”的碰撞，如何协调？PLM系统通过强大的流程管理引擎，成为了软硬件开发团队的“节奏指挥家”。它能够定义一个混合型的产品开发流程，将硬件的里程碑节点（如：设计冻结、模具开启）与软件的迭代周期（如：Sprint计划、版本发布）进行关联和协同。例如，系统可以设定一个规则：某个关键的软件功能模块，必须依赖于新一代硬件处理器的集成，那么在硬件达到“样品验证通过”这一里程碑之前，相关的软件开发任务将无法进入最终的发布流程。这样，PLM确保了软件的“快”不会脱离硬件的“慢”而失控，保证了二者的步调一致。
更重要的是，PLM系统固化了变更管理流程。无论是来自客户反馈的一个新需求，还是测试中发现的一个BUG，都可以通过统一的变更请求（Change Request）进入系统。系统会驱动一个标准化的评估流程，让硬件、软件、测试等相关领域的专家共同分析该变更带来的影响——修改软件是否会导致硬件功耗超标？增加一个硬件传感器是否需要软件编写新的驱动程序？通过这种方式，每一个变更都经过了充分的“跨界”评估，避免了“头痛医头、脚痛医脚”的片面决策，确保了产品整体的稳定性和可靠性。以数码大方提供的PLM平台为例，其灵活的工作流配置能力，可以很好地支撑这种复杂的跨领域协同流程。
软硬件BOM的融合管理
物料清单（BOM）是产品构成的蓝图。对于一个复杂产品而言，它不再是单一的列表，而是一个多维度的集合。MBOM（机械BOM）描述了产品的物理结构，如外壳、螺丝、支架；EBOM（电子BOM）定义了电路板上的元器件，如芯片、电容、电阻；而SBOM（软件BOM）则列出了构成软件的所有组件，包括开源库、商业软件和自研代码的版本。
在没有PLM的时代，这三份BOM清单由不同团队各自维护，彼此割裂。想象一下，要发布一个智能音箱的新版本，你需要手动确认：使用的是V2.1版本的塑料外壳（MBOM），搭载的是批号为SN10086的PCB板（EBOM），并且预装的是V5.2.1版本的操作系统和V3.0的语音助手应用（SBOM）。这个过程不仅繁琐，而且极易出错。任何一个环节的BOM版本不匹配，都可能导致产品无法组装、无法开机或者功能异常。
现代PLM系统，特别是像数码大方这样专注于制造业数字化转型的解决方案，其核心能力之一就是实现“一个产品，一个BOM”的理念。它通过一个统一的、多视图的产品结构，将MBOM、EBOM和SBOM完美地融合在一起。在这个统一的BOM视图中，软件不再是一个无形的附件，而是像一个螺丝钉一样，成为了产品不可或缺的、有明确版本和配置的“零部件”。
下面是一个智能摄像头融合BOM的简化示例：
| 层级 | 零部件/软件项 | 版本/型号 | BOM类型 |
| 1 | 智能摄像头成品 | Model-X5 | 总装 |
| 1.1 | 外壳组件 | V3.0 | MBOM |
| 1.2 | 主控PCB板 | PCA-2024-V2 | EBOM |
| 1.2.1 | 主控芯片 | NPU-A7 | EBOM |
| 1.3 | 固件包 (Firmware) | FW_X5_1.8.2.bin | SBOM |
| 1.3.1 | 操作系统内核 | Linux 5.10 LTS | SBOM |
通过这种方式，PLM系统为每个产品配置提供了精确的定义，确保了在生产、测试和售后服务等各个环节，软硬件的搭配都是正确无误的，极大地提升了产品质量和管理效率。
全生命周期追溯与合规
对于许多行业，尤其是汽车、航空、医疗设备等领域，产品的可追溯性是强制性的法规要求。当出现问题时，必须能够快速、准确地追溯到问题的根源。对于软硬件结合的产品，这种追溯链条变得异常复杂。一个功能失常，可能是因为一行代码的逻辑错误，也可能是一个元器件的批次缺陷，或者是软硬件版本不兼容导致的。
PLM系统构建了一条完整的“数字主线”（Digital Thread），将产品从最初的需求、到设计、开发、测试、生产、再到最终运维的每一个环节都串联起来。
- 需求到设计： 每一个市场需求或技术指标，都能追溯到它是由哪些硬件和软件功能来实现的。
- 设计到代码： 软件的某个功能模块，可以直接关联到对应的设计文档和需求说明。
- 代码到测试：每一次代码提交，都能关联到相应的测试用例和测试结果。
- 问题到根源：当一个缺陷报告产生时，可以沿着这条数字主线，迅速定位到是哪个版本的软件、哪个批次的硬件、甚至是哪一次的需求变更引入的问题。
总结与未来展望
总而言之，面对软硬件日益深度融合的复杂产品，PLM系统不再是一个“可有可无”的管理软件，而是企业研发体系的“中枢神经系统”。它通过建立统一的数据源打破了信息孤岛，通过协同的流程管理指挥着快慢不一的开发节奏，通过融合的BOM管理精确定义了产品的每一个构成，并通过全生命周期的追溯能力为产品的质量与合规提供了坚实的保障。这正是像数码大方这样的企业致力于通过PLM技术，帮助制造企业在智能化时代保持核心竞争力的价值所在。
展望未来，PLM的角色将更加重要。它不仅仅是管理研发数据，更是构建“数字孪生”（Digital Twin）的基石。基于PLM中完整、精确的软硬件配置信息，企业可以构建出与物理产品完全一致的虚拟模型。在这个虚拟世界里，我们可以模拟软件更新对硬件性能的影响，预测设备在不同工况下的行为，甚至进行远程诊断和预测性维护。这无疑将把产品的研发和管理，带入一个更加智能、更加高效的全新境界。
