PLM需求管理功能模型是本课题的基础，以后的章节都是针对PLM需求管理功能模型中所包含的功能模块来详细展开研究的。本文以PLM为平台，结合PLM基本功能，为了达到在产品全生命周期内各个阶段对需求信息进行有效的管理的目的，建立了PLM需求管理功能模型。
2．1 PLM与需求相关的活动
产品生命周期大致分为需求、设计、制造、销售服务和回收5个阶段，需求贯穿于产品生命周期的各个阶段，在各个阶段中，与需求相关的活动如图2．1所示。
图2．1产品生命周期中与需求相关的活动
在需求阶段，主要的活动是需求的获取与需求的整理分类，需求的获取有多种途径和办法，例如，客户参与、接触交流、网站论坛、发帖反馈、市场调查、问卷调查以及现场咨询等形式，将需求获取后就要对需求进行整理和分类，以使需求表示调理清晰，表达规范化，为后期需求的使用作铺垫。
在设计阶段，需求直接驱动设计，设计过程便是需求转化为设计结果的过程。同时验证设计结果是否得到满足。为了在设计中利用以前的设计结果，该阶段还包括相似需求的检索。
在制造阶段，需求间接驱动制造，同时对制造结果进行验证。
销售服务阶段，以客户需求为中心制作出来的产品，能把握住客户的心理，促进销售服务，同时，一些和销售服务有关的需求直接驱动销售服务，还有可能挖掘出新的客户需求。在回收阶段，回收需求驱动回收。需求变更在产品生命周期中的各个阶段都有可能发生。
2．2 PLM需求管理研究的对象
通过分析产品生命周期内与需求相关的活动，可以找出PLM需求管理研究的对象。PLM需求管理所管理对象是客户需求以及与客户需求相关的数据和过程，客户需求的主要作用是驱动产品产生以及验证客户对产品的满意度，进而提高产品设计效率和产品质量。因此，需求管理的主要作用就是要保证需求能够顺利驱动产品的产生以及产品的验证。
要达到此目的，需求管理必须能有效地管理需求在产品生命周期中的导入、整理、分类、转化(流动)、变更、跟踪和验证，随之产生的数据有需求信息、跟踪记录信息、验证信息，链接指针等。由于需求是产品产生的依据，并且随着需求的流动、变更等过程，对产品的设计、工艺、加工都会有影响。
所以，与需求相关的数据有产品工程设计数据、工艺要求、加工要求等数据。另外，可以将以往的成功案例的需求信息作为切入点，为寻找新产品的设计方案提供参考，所以，需求相关数据还应包括案例库。综上所述，PLM需求管理的研究对象如图2．2所示。
图2-2PLM需求管理的对象
2．3 PLM需求管理功能模型
通过对产品生命周期中与需求有关的活动以及PLM需求管理研究对象的分析，PLM需求管理应该具有原始需求导入、需求整理与分类、相似需求检索、需求转化、需求跟踪、需求验证和需求变更7大功能。原始需求导入：通过各种方式将需求获取后，用文档进行描述，然后将该文档导入到PLM需求管理中。
需求整理与分类：有了需求文档后，由于客户需求零散、杂乱、描述不规范，必须将需求加以整理。通过一些描述原则，对客户需求信息进行规范化整理，使之描述清晰、简洁、没有歧义。同时采用需求分类模板将各个需求进行分类，形成直观简洁的需求结构树。分类表达能使之层次分明，使需求分析者易于把握需求信息。另外，需求分类能够提高需求检索效率。此过程的输入为上阶段产生的需求文档，输出为表达简洁清晰的需求结构树以及需求对象。
相似需求检索：通过使用一些相似度检索算法，将目标产品需求与之前成功设计案例的需求进行匹配，用之前设计的结构、工艺或者加工要求来满足与之相同的需求，进而提高设计的效率和准确性。此过程的输入为需求对象，输出为相似案例的技术特性、工艺要求、加工要求、各种BOM以及图纸等设计结果。
需求转化：客户需求最初状态是从客户的角度来描述的，为了更好地服务产品设计，让设计者真正把握客户需求，本文将采用需求转化的工具QFD，通过QFD的四阶段矩阵，将客户需求依次转化为技术特性、工艺要求、加工要求。这样，设计者就很容易理解客户需求，把握住客户需求，正确的进行结构设计、工艺设计、加工设计，大大减少设计错误。此过程的输入为需求结构树，以相关标准为约束，输出为QFD转化产生的数据表以及技术特性、工艺要求、加工要求、各种BOM以及图纸等设计结果。
需求跟踪：需求在转化过程中流动，有必要记录下产品结构、技术特性、工艺要求、加工要求、图纸等设计结果、生产结果、销售服务结果以及回收结果与需求之间的对应关系。第一，能够根据需求找到产品结构、技术特性、工艺特性、加工要求、图纸、模型等设计结果，以支持相似案例检索。第二，能够根据结果对应到需求，以支持需求验证。此过程的输入是各种BOM和QFD数据表，输出是需求跟踪记录和需求BOM。
需求验证：以需求是否满足为评价标准，对设计结果、加工结果、销售服务结果和回收结果进行验证，找出已满足的需求和未满足的需求，标识需求的满足状态，并找出未满足需求的原因，对于未满足的需要，若能更正，可通过再次需求转化改变工艺或者加工方法等进行补救。此过程的输入为设计结果、加工结果、销售服务结果和回收结果，输出是需求的满足状态和未满足的需求的原因。
需求变更：针对需求或者由需求转化变成的技术特性、工艺要求、加工要求可能发生变动的情况，启动变更流程，对需求变动作出相应的处理。此过程的输入是外部新添需求、发生改动的需求或者在需求转化过程中发生变化的技术特性、工艺要求、加工要求。输出则是新版的需求结构树和新版的技术特性、工艺要求、加工要求各种BOM和设计图纸。
PLM需求管理各个功能模块的运行，都依赖于PLM系统的基本功能。都是以PLM中的文档管理、工作流管理、变更管理、产品结构管理、项目管理等基础模块和底层数据库、案例库等为支撑的。PLM需求管理功能模型如图2．3所示。
图2．3PLM需求管理功能模型
2．4 PLM需求管理与PLM其它功能模块的关系
PLM需求管理作为一个应用模块，需要PLM的文档管理、过程管理、系统管理、系统集成等底层核心功能来支持，在被支持的过程中，需求管理也对PLM其他功能模块产生影响，其中，对项目管理和产品管理产生的影响较大。
2．4．1 PLM系统的主要功能
由于PLM是对PDM系统的继承和发展，因此PLM系统基本上覆盖了PDM系统的主要功能。但是，由于PLM系统比PDM系统更加强调对产品全生命周期内数据状态、数据一致性的跟踪和管理，因此相对于传统的PDM系统，PLM系统应增加一些新的重要功能。目前，PLM系统的主要功能组成如图2．6所示。系统可以分为七个大的子系统，即文档管理、过程管理、项目管理、系统集成、产品管理、系统管理和系统配置。
图2-4PLM系统的主要功能
2．4．2 与项目管理的关系
项目是指一系列独特的、复杂的并相互关联的活动，这些活动有着一个明确的目标或目的，必须在特定的时间、预算、资源限定内，依据规范完成。项目参数包括项目范围、质量、成本、时间、资源。项目管理，就是项目的管理者，在有限的资源约束下，运用系统的观点、方法和理论，对项目涉及的全部工作进行有效地管理。PLM需求管理对项目管理的影响主要是对需求管理数据的传递。
项目管理中的约束信息如交货时间，交易数量，产品价格，以及项目管理进行资源分配时需要考虑的因素如运送要求、安装要求等外延需求，都来源于需求管理模块，因此，此类信息在需求管理里面单独分类，可以直接调入到项目管理中启动新项目。新产品项目与该产品的需求通过设置相同的前几位主键编码来建立联系。
2．4．3 与产品管理的关系
产品管理以电子仓库为底层支持，以材料清单BOM为组织核心把产品的所有工程数据和文档联系起来，已实现对产品数据的有效组织、控制和管理。包括产品族管理、零部件管理、配置管理、变型设计管理和BOM管理，如图2．5所示。
图2．5产品管理的功能分解
与产品管理的关系主要是集中在BOM管理、配置管理和变型设计管理。在设计过程中，每一个零件的特征和材料属性以及组合后零部件所实现的功能都是由顾客需求确定的，因此，产品零件或者组件与需求之间有着对应关系。所以在设计BOM、工艺BOM、加工BOM、维修BOM节点下新添加上对应的需求，完善BOM信息。
通过相似需求检索，对各类需求进行匹配评价，可以判定是否能够通过配置管理来完成产品设计，或者通过变型设计管理来完成产品设计，并为配置管理和变型设计管理提供驱动源。另外，产品管理还应加入创新设计管理，用来管理不能通过配置管理和变型设计管理完成的设计，并进行是否作为新案例的评审。
2．5 本章小结
本章通过对产品生命周期中与需求相关的活动进行分析，建立了需求管理功能模型，确立了PLM需求管理的7大功能，并对各个功能进行了介绍，指出了每个功能的输入与输出以及实现手段。最后，分析了PLM需求管理与PLM系统其他功能模块的关系，主要从与项目管理的关系和与产品管理的关系两个方面进行了讨论。PLM需求管理功能模型的建立为后续功能模块的详细研究奠定了基础。御云网站：www.plmpdm.cn