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增益可调的高性能低噪声放大器的设计与实现

“>（Low-noiseAmplifier，简称LNA）是处于接收机最前端的关键部件，广泛应用于移动通信、雷达、电子对抗及遥控遥测系统。它的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，提高接收信号灵敏度，以供系统解调出所需的信息数据，其噪声、线性和匹配等性能好坏直接影响到整个接收系统的性能，本文着重对实现增益可调和提高电路的线性度和稳定性、降低噪声系数及改善电路的输入/输出匹配特性的方法进行了分析研究。
目前，低噪声电路进行模拟仿真。

接收机前端结构

在设计接收机时，应充分考虑它的容错性，一旦某器件出现故障，系统仍能正常工作，一般用冗余设计的方法来保证其高可靠性。

如图1所示，当LNA出现故障时，旁路开关的切换可以使输入信号不经过LNA而直接输出，保证系统仍然能正常运行。本设计采用PIN开关二极管HSMP-4890实现旁路控制，在LNA断电的情况下，信号旁路，且通过控制模块告警。再则，LNA采用平衡结构，这样，能保证输入和输出50Ω阻抗匹配，并且比单级放大结构的截取点高3dB，这种冗余结构也增强了系统工作的可靠性，一旦一路坏掉以后，LNA仍能工作，只不过增益大概减小6dB。控制模块控制旁路开关通断，给LNA提供电源，并且通过控制输出端衰减达到调节增益的目的。

LNA设计的技术指标：工作频率825MHz—835MHz；噪声系数 1.8dB；增益2dB—12dB，步进1dB；旁通时插入损耗≤2.5dB；输出三阶交调截取点OIP3 20dBm；输出1dB压缩点P 10dBm；回波损耗≥18dB；最大工作电流≤120mA。

关键器件选择

ATF-54143是一款高增益、宽动态范围、低噪声的E-PHEMT（增强模式伪形态高电子迁移率晶体管），只需要一个
正的电压偏置，器件体积小，电路集成度高，特别适用于450MHz—6GHz频段的通信系统。而且根据器件性能，在漏电流IDS为60mA时能得到最高的三阶截取点（IP3）和最低噪声系数（NF），在漏电压VDS为3V时，有较高的增益。同时选择Xinger1D1304-3，它是一款3dB，90度混合耦合器，具有在800MHz—1200MHz频带内插入损耗小，高隔离度等优点，特别适用于平衡结构的LNA设计。

考虑增益可调这部分，采用5bit数控衰减器HMC273（0.7GHz—3.7GHz，1dB—31dB衰减范围），只要控制低4bit的输入高低电平就能达到0dB—15dB衰减范围，满足了增益步进要求。

LNA电路的设计

通常，在设计LNA时主要考虑低噪声系数（NF），足够的增益和绝对稳定性，但在实际应用中，高截取点、供电电压和低电流损耗也需要考虑。

直流偏置电路的设计

首先，以ATF-54143的栅极电压VDS作为扫描参数对元件的静态工作点（漏极电流IDS和漏极电压VDS）进行仿真。图2和图3分别为仿真图和电路原理图。再根据选定的VDS（3V），IDS（60mA），VGS（0.56V）,用公式（1）（2）（3）计算各偏置电阻值。

式中，IBB=2mA是设定流经R1和R2电阻分压网络的电流，Vdd=5V是供电电压，经计算得出各偏置电阻值：R1=280Ω，R2=1220Ω，网R3=33Ω。

稳定电路的设计

电路不稳定主要由3个原因产生：晶体管内部的反馈回路，由外部电路产生的在晶体管外部的反馈支路，以及通带外的多余的增益。绝对稳定意味着对于任何源端和负载端的阻抗，电路都不会出现不稳定的情况，通常可以由Rollett稳定因子来表示。绝对稳定的条件是：

改进方法之一是可以在晶体管的源端对地加上一小段微带线，相当于电感性元件的负反馈，可以改善输入回波损耗和低频稳定度，提高线性度；同时在放大电路的输出端可以加上π型阻性衰减器，对改善稳定性也很有效。

仿真证明，在源端作上述设计后K值将在带内大于1。但要注意，在放大管源极添加传输线来稳定的方法是以牺牲放大器其他性能为代价的，同时过长的传输线增加了电路自激的可能性。为了寻求平衡，在实际设计PCB时，将源端微带线预留足够的长度，调试时可根据实际情况调整其接地的长度，再将多余的带线切断除去。

匹配网络的设计

输入匹配网络一般为获得最小噪声而设计，为接近最佳噪声匹配网络而不是最佳功率匹配网络，而输出匹配网络一般是为获得最大功率和最低驻波比而设计。由于本设计对LNA增益的要求不是太高，所以设计匹配网络时首先考虑噪声系数。输入匹配网络由元件的最佳噪声反射系数Topt为主来决定，以求得噪声系数NF降到最小，根据S参量仿真得到的最佳噪声系数匹配条件，利用ADS提供的Smith圆图工具可以很方便地进行输入输出匹配网络的设计。

可得出输入高通网络L1为12nH，C1为5.6pF，输出高通匹配网络L4为15nH,C4为3pF。

ADS仿真

线性仿真

线性分析时可以用Touchstone格式的两端口S参量对晶体管进行建模，用基于4端口的Touchstone线性S参数文件对混合耦合器建模，在此引用ATF-54143的S2p文件和1D1304-3的S4p文件。为了得到更切合实际的结果，传输线部分也采用ADS库中的微带线模型。在对平衡结构LNA的Sparams_wNoise仿真时，主要是调节微带线的长度，以得到最佳匹配结果，本次板材采用介电常数为2.55的聚四氟乙烯，介质厚0.8mm，微带线高18μm，微带线宽度用ADS的LineCalc工具计算，经过反复试验得出结果如图4所示。

非线性仿真

谐波平衡（HB）仿真可用于得出1dB压缩点P和输出三阶截取点（OIP3）等非线性参数，两者仿真设置的主要区别在于信号源的不同，前者信号源是P_1Tone，后者是P_nTone提供调谐频率信号，相应HB仿真的设置也有不同。

仿真得到的P-1dB为16.5dBm，OIP3为32.2dBm，结果比较理想，见图5所示。

PCB制板

用DC-DC转换芯片将外部输入电压转换为5V，给晶体管提供偏置电压。数控衰减器HMC273放置在放大耦合输出的近端，也需要5V电源供电，5管脚16dB衰减控制口直接置高电平，1—4管脚连接外部输入口；远端放置π型阻性电路，可用于调节增益和增加电路稳定性。旁路与放大电路在输出端用PIN开关二极管HSMP-4890连接，起隔离的作用，保证旁路插入损耗小。旁路和耦合器输入端带线均为1/4波长，以保证相位匹配，使回波损耗最小。

绘制PCB电路板时还须注意以下几个方面：

（1）根据信号频率，板材参数计算微带线宽度，为了弥补实际和仿真的差别，一般不将阻抗值严格地设为50Ω计算，而是偏高1Ω—2Ω，调试中通过改变接地电容的量值和位置就可以得到较宽的电路参数调整范围。

（2）预留出可调的电容位置，关键是放大器输入输出端。

（3）为了避免干扰，射频微带线之间以及普通信号线（控制HMC273）均避免邻接，中间必须用地隔开。

（4）在射频信号经过的带线范围内，底层电源线也尽量避免经过，可选择耦合器中部穿过，以免改变阻抗，影响性能。

结束语

本文设计的平衡结构LNA和利用开关二极管控制旁路提高了工作可靠性，并且用简单灵活的方法实现了增益可调。测试结果表明，实际测得的LNA技术指标能够与仿真结果较好地吻合，E-pHEMT管的低噪声系数和高OIP3使它在高动态范围电路设计上具有很大的优势。

维修保障为背景，提出了 （组合） 测试模型的建立方法，基于此方法，设计了完善的便携式，解决了ICT测试、功能测试及传统测试TPS开发成本高，技术难度大，故障覆盖率低的缺陷。该测试系统现已成功担负新型雷达装备的维修保障任务，应用表明，系统具有设计合理，性能稳定、可靠，故障隔离准确等优点。

雷达，作为一种重要的军事武器装备，在军事上将其形象的比喻成作战指挥员的 眼睛 ，在维护国家安全及领土完整中发挥着举足轻重的作用。但随着数字电路设计及制造技术的发展，特别是CAD设计软件的进步及完善，单一的测试方法如ICT（In-Circuit Test）测试、功能测试等已无法满足新型雷达数字电路测试及的要求，边界扫描[1]测试将成为今后雷达装备数字电路发展的主流技术。

基于对ICT测试、功能测试局限性的深入探讨，以及对边界扫描测试技术的研究与实践，本文提出了 （组合） 边界扫描测试模型的建立方法，并基于此方法，构建了数字电路便携式，实现了对新型雷达数字电路的高速、准确的测试。系统具有硬件设备小巧、便携，性能稳定、可靠，故障隔离率高等优点，适合于战地级实时维修保障，是大型在线测试、功能测试平台的有效补充，较好的解决了测试设备受制于人及战时应急抢修等问题。

自动测试系统实现

MERGE（组合） 测试模型的建立

IEEE 1149.1标准明确的规范了边界扫描构建原理及相应的测试方法。在故障诊断过程中，可利用VLSI芯片自带的边界扫描结构及相关测试指令[2],有效的实现对VLSI芯片引脚固定型、开路、桥接等故障类型的检测。但待测试的数字电路模块通常包括边界扫描器件和非边界扫描器件，本文提出的MERGE测试模型可通过已有的边界扫描结构实现对非边界扫描芯片的测试，能够拓展边界扫描的测试范围，提高TPS的故障覆盖率。

基于边界扫描测试技术的基本原理，构建测试系统过程中创造性的提出了 MERGE 结构测试模型，基本思想如图 1所示。

图 1边界扫描MERGE测试示意图

其中，B部分为待测数字电路BUT，A部分为独立于BUT外的边界扫描扩展卡，该扩展卡可看作是一块符合IEEE 1149.1边界扫描设计规范的数字电路。首先，集中将一个完整的数字电路BUT分为如下几个部分：非边界扫描芯片簇（U1），边界扫描芯片簇（U2），混合芯片簇（U3）。在这里 簇 的概念即将多个器件统称为一个 簇 ，簇的范围可以根据具体电路规模来进行划分，可以小到单独的一个IC或UUT(Unit Under Test)，也可大到一个完整的BUT(Board Under Test)。

(1) MERGE非边界扫描芯片簇（U1）：非边界扫描芯片是整个BUT网络中一个有序的子集，是具有特定功能的电路。在MERGE理念中，通过对非边界扫描芯片簇建立单独的功能模型，将其作为边界扫描芯片间的一个中间级信号传输模型，MERGE到边界扫描链路，结合EXTEST边界扫描指令，通过Capture IR-- Shift IR-- Update IR-- Capture DR-- shift DR-- Update DR等相应操作，达到通过边界扫描链路实现对非边界扫描簇测试的目的。

(2) MERGE混合芯片簇（U3）：混合芯片簇指既含有非边界扫描芯片，又含有边界扫描芯片的混合电路（还可以含有一些中间级的模拟电路）。MERGE的思路与（1）类似，模型的验证可通过将一组确定的测试矢量集APPLY至MI（Model Input），经过确定的时间延迟，通过在MO（Model Output）将采集（sample）到的响应信号与寄存器中存贮的期望值相比较的方法实现测试。

(3) MERGE BSEC（Boundary Scan External Card），通过BSEC实现对BUT边缘电路中非边界扫描芯片簇或不含边界扫描芯片的BUT进行边界扫描测试。测试时，将待测BUT作为非边界扫描簇或混合边界扫描簇，而将BSEC当作边界扫描芯片簇，通过MERGE方法，将BUT、接口电路、边界扫描扩展卡电路虚拟成为一个含边界扫描芯片的BUT，具体实现与（1）、（2）类似。

测试系统硬件设计

为了减轻系统整机的重量，便于运输及携带，本测试系统前端设备采用笔记本计算机作为主体来完成系统功能的实现和人机界面的交互[3]，同时内配GPIB-USB模块、JTAG-Control-PCI-USB控制器，分别控制可编程电源（Agilent 6600）及BS Interface Pod模块。整个硬件设计的核心为BSEC(边界扫描扩展卡)、JTAG-Control-PCI-USB控制器及BS Interface Pod模块。其系统硬件框图如图 2所示。

图 2系统硬件设计框图

BSEC(边界扫描扩展卡)

MERGE边界扫描扩展卡采用符合IEEE 1149.1边界扫描标准的可测试性设计方案，应用5片XILINX公司的XC95144芯片构建完整的从TDI至TDO的边界扫描链路，其中扫描链路的上游电路及下游电路采用74ACQ244对信号进行缓冲及整形，以增强上游电路的扇出能力，同时整板的边缘连接器采用了牢固可靠、抗腐蚀的欧式Eurocard结构形式的连接器，保证测试信号稳定、可靠。原理图如图 3所示。

图 3 MERGE边界扫描扩展卡原理框图

JTAG-Control-PCI-USB控制器

JTAG-Control-PCI-USB控制器是测试系统笔记本记算机与被测试单元（BUT）进行信号控制的主要部件，实现工控机并行控制指令和数据向符合边界扫描测试协议的串行指令和数据的转换。电路采用DSP+CPLD的电路设计模式，DSP芯片采用TI公司的TMS320LF2407A，运行速度可高达40MIPS（25ns）、具有至少544字的在片双访问存储器DARAM、2K大小的在片单访问存储器SARAM，32K的片内程序存储器FLASH；CPLD选用ALTERA公司的MAX7000S系列的EPM71285，其集成度为600~5000可用门、有32~256个宏单元和36~155个用户自定义I/O引脚、其3.3V的I/O电平与DSP芯片端口电平兼容、并可通过符合工业标准的I/O引脚JTAG接口实现在线编程及调试。JTAG-Control-PCI-USB控制器是PCI/IEEE 1149.1标准的主控单元，当与BS Interface Pod结合使用时，控制IEEE 1149.1标准自适应测试总线及与之相适应的离散信号。同时，该控制器还可控制施加到测试总线上负责JTAG-Control-PCI-USB控制器与BS Interface Pod进行通讯的低电压差分信号（基于TIA /EIA-644及IEEE 1596.3标准）。

BS Interface Pod模块

BS Interface Pod模块，作为测试输入/输出信号传输的中间级模块，主要实现JTAG-Control-PCI-USB控制器与BUT之间测试通道的扩展和信号的同步与缓存。FPGA（Altera公司，EP20K160EBC365-1）是本电路设计的核心，其功能是将前级JTAG-Control-PCI-USB控制器发出的不同的控制信号转换成UUT测试终端能够识别的TAP控制信号，保证TDI、TCK、TMS、TRST准确施加到UUT的测试端，同时将采集到的TDO信号返回给测试前端控制模块。74LVC125（Buffer）则用来完成信号暂存，输出级的74LVC125还可增强信号的扇出能力。整个BS Interface Pod模块采用抗EMI（电磁干扰）屏蔽封装，前面板预留4个20Pin的JTAG控制端口，另外设计了一个电源指示灯，用于上电确认。

测试系统软件设计

系统软件在Windows XP环境下采用Visual C++6.0及National Instruments公司的LabWindows 6.0集成开发环境完成。Visual C++ 6.0能够提供丰富的Windows程序开发功能，灵活性强、编程效率高；LabWindows 6.0提供了多种接口协议、丰富的控件及仪器驱动程序，其支持虚拟仪器技术的特性是其它开发环境无法比拟的，同时它提供了丰富的软件包接口，为软件开发提供了极大的方便[4]。

软件设计采取了软件模块化及自顶向下的设计原则，首先根据MERGE原则划分电路模块，将测试程序分割成不同的测试模块，其次采用宏的方式构建标准的测试模块并优化模块接口，然后将其它待测模块与该模块接口进行有效链接，再分别进行编译及调试，最后一起进行合并构建完整的测试体。在开发过程中，将该软件分为若干模块不但减少了软件的工作量，而且对于函数的公共部分进行了类的封装，提高了模块的复用性[5]，同时提高了软件本身的可测试性。系统软件流程如图 4所示。

图 4 软件工作流程图

测试优化

为减少ATE在故障诊断中误判的概率，系统采用加权伪随机向量关系生成、插入间隔刷新测试矢量优化测试矢量和测试过程。

(1) 加权伪随机测试矢量生成：加权伪随机测试矢量生成能够利用较短的测试码长度（即较短的测试时间）达到较高的测试故障覆盖率。为了缩短测试码并改进故障覆盖率，这种测试矢量生成方式可以调节在输入端产生０或１的概率，有效检测到难检测的故障。在伪随机测试码中，每个输入端产生0或１的概率为50%。

(2) 插入式间隔刷新：由于数据线具有一定的电平保持特性，因此对于一组数据总线I/O而言，在BS-Cell处于读状态时（如处于Update状态），Cell单元的Output Enable Control Cell处于有效状态，测试矢量通过BS-Cell施加至I/O数据总线，如果下一个时钟节拍，BS-Cell处于写状态（如处于Capture状态），由于数据线的电平保持特性，则有可能在此时间，BS-Cell所Capture回读的数据为上一个时钟节拍的Update数据，造成测试不稳定。解决的办法是在每一次读状态结束后，系统根据读状态的间隔时间，随机产生一组与上一组测试矢量不同的数据，命名为*data，对I/O总线进行间隔刷新。

实验结果及分析

现以某新型雷达点迹处理数字电路为例进行系统功能验证。整个电路采用DSP+FPGA的设计架构，其主要芯片包括：5片DSP（ADSP21060）、2片FPGA（Atlera Flex EPF10K系列）、8片双口RAM（QFP封装），其他E2PROM、HC244（SOP封装）、HC245（SOP封装）等。电路设计复杂，芯片多，PCB布局布线密度大，采用ICT、功能测试TPS开发难度大。

利用本边界扫描自动测试系统，结合MERGE方法，对上述电路板进行TPS开发实验及故障诊断，测试结果如图 5所示。

图 5 测试结果示意图

插入模拟故障（U8-6 stuck to 0）,重新仿真：扫描链测试-- PASS-- B-Scan器件簇测试-- PASS-- NB-Scan器件簇测试-- Failed (Report: Pin(s): U3-25, R26-2, U8-6, R26-1 possible stuck at low, the BS nodes is U31-21(R/W))。

上述仿真结果表明，融合MERGE方法所构建的基于边界扫描的板级自动测试系统，自动化程度高，故障隔离准确有效。

结语

边界扫描技术可以实现对数字电路的高速测试，不但可以减少ICT测试高昂的夹具开发成本，缩短测试时间，还能够满足时延故障和芯片性能测试的要求。本文主要针对基于边界扫描技术的测试系统实现难度大、故障覆盖率低等问题，创造性的提出了MERGE法边界扫描技术。通过对该方法的深入研究，构建了基于该技术的新型雷达数字电路便携式自动测试系统。经综合评定该系统性能可靠，符合我军新型雷达装备维修保障的要求，具有良好的发展前景。目前该ATE正担负着新型雷达装备数字电路的维修保障任务，其整体设计思路对同类型故障诊断平台的研发具有重要的借鉴价值和参考意义。

许多商家销售别家公司制造的产品时已获得良好业绩，现在转而决定销售自己制造的产品。据 AC Nielsen 的一项研究表明，2005 年美国专有商标产品占零售的 16%，比去年同期上涨 7%。研究显示，2005 年全球专有商标产品销售增长了 5%，是制造商品牌产品增长率 2% 的两倍以上。

毫无疑问，专有商标产品领域中商机无限。但当商家开始自行制造产品时，各种新问题也随之而来。他们必须开发、设计产品及其包装、寻找原料并制造或组装产品；此外，还要查看产品是否已运达配销中心并送达客户。这需要创建和管理数量庞大的信息，特别是当产品或供应链复杂或涉及众多数量的产品时。

产品生命周期管理 (PLM) 软件致力于在该领域提供帮助。据位于波士顿的 AMR Research 副总裁 Mike Burkett 讲，大多数 PLM 应用程序提供以下五项功能：数据管理、协助产品设计、供应链管理、市场趋势追踪以及整体产品投资组合管理。

Parametric Technology Corp. (PTC) 是一家位于马萨诸塞尼德姆的 PLM 解决方案提供商，该公司的解决方案营销副总裁 Tom Shoemaker 说，尽管这些不是新的应用程序，但 PLM 将它们整合到了一个通用架构中。而且，PLM 解决方案比数据库管理应用程序更加简单易用；某些数据库管理应用程序非常复杂，用户必须达到数据库专家的水平才能检索信息。Dassault Systemes 是一家位于马萨诸塞 Westford 的 PLM 解决方案开发商，该公司的技术营销经理 Lance Murphy 说，PLM 软件“简化了数据管理”。

因此，PLM 能够大大缩短产品问世时间。PLM 应用程序开发商 Agile Software Co. 发现，一般说来，消费品公司通过实施 PLM 解决方案可以缩短约 30% 的产品投放周期。Murphy 补充说，对于一些需要大量重复设计的技术产品来说，可以缩短高达 60% 的产品开发周期。(…)

显然，缩短新产品的面世时间可以降低产品开发成本，更可提高收益。因为公司借此可以更加有效的跟随市场导向及时推出新产品，而不至于落伍。

PLM 的应用

Karsten Manufacturing Co. 位于菲尼克斯，以其 Ping 牌高尔夫装备而闻名。该公司于 2000 年成功推出了 3 号铁杆和 TiSL 木杆。即便如此，公司管理层仍担心新产品的面世速度不够快，主管/工程业务经理 Dan Shoenhair 说，“如果不能在常规基础上有所突破，我们就面临着破产。”

但在 Karsten 提升公司每年推出的新产品数量之前，管理层需要缩短产品从构思到面世的时间。当时，公司工程师的能力受到传统计算机辅助设计 (CAD) 系统的限制，导致产品设计的变更环节在设计流程中往往滞后，从而降低了开发速度。

为了扭转这种局面，Karsten 的管理层采取了几个步骤，包括实施 PLM 软件和转向精益制造流程。PTC 的 PLM 应用程序用于管理设计和制造信息。如果设计师修改了工程图纸，通过 PLM 系统访问该文档的所有员工均可看到最新版本。而且由于是以电子方式提供信息，因此更新和访问功能均得以改进。

Karsten 的 PLM 系统在 2001 年经过测试，当时的情况不得不让一名经验不足的工程师来监管 i3+ 楔形的开发。借助 PLM 应用程序，这名新手和他的同事在五天的时间里便模拟出四种新的楔形。以前这需要大约两个月时间。

Karsten 公司不断加快产品引入的步伐。2001 年，该公司有两条新的产品线面世。到 2006 年该数字一跃至 15，占年收入的 85%。推出新产品从概念到商业应用所需的时间从 2001 年的 24 个月缩短为 2006 年的 9 个月。此外，2001 年到 2006 年间，工程师的人数从 65 增至 67，仅略有上升。

由于 Karsten 同时引入了几项操作改革，因此很难确切指出哪些成果可以归功于 PLM。但是，通过帮助管理产品信息和促进员工间的合作，PLM 对 Karsten 的运营改进居功至伟，Shoenhair 说。

AMR Research 的 Burkett 说，迄今为止，采用 PLM 的公司大多是拥有逾 1,000 名用户的跨国大型企业。实际上，PLM 首先是在汽车制造业和重工业中投入使用。这些行业的公司必须管理各产品相关的大量数据，同时查看是否所有部门都在使用最新版的产品信息。

现在应用程序正向食品、饮料、大众消费品以及服装等行业延伸。PTC 的 Shoemaker 提出，尽管这些行业的流程和产品不如设计商业飞机那么复杂，但仍然非常繁琐。“各个行业虽有所不同，但面临的问题都是一样的：繁重的压力与眼花缭乱的配置。而您需要从鱼目混杂的来源中寻找原料。”

因此，公司规模不再是决定公司能否通过 PLM 解决方案获益的主要因素。其他几个因素也开始起作用，位于加利福尼亚圣何塞的 Agile 公司行业战略部门副总裁 Sarvesh Jagannivas 说道。这些因素包括所生产产品及制造流程本身的复杂性、产品的多样性以及产品生命周期的持续时间。流程越复杂，产品线便越发呈现多样性及多量性，产品从设计到换代的时间就越短，而 PLM 应用程序所提供的收益也就越多。在这样的环境下，手动管理信息和流程是行不通的，Jagannivas 说。

PLM 解决方案在产品设计及制造涉及多个地点时特别有用。例如，设计和制造各种老虎机和视频播放器的 Bally Technologies 公司，其设计部门遍布美国、印度、法国、英国及其他国家和地区。“我们需要保持前沿位置。”Guna Rajendran 说，他是信息技术部门的一位 PLM 项目经理，其公司位于拉斯维加斯。“这需要项目参与者展开密切合作，无论他们之间是否存在时差。”

尽管自 2005 年 Rajendran 加入 Bally 以来，公司已在使用 PLM 系统，但员工们并未加以充分利用。产品信息在多个本地系统中传播，很难确定最新数据在哪里。通过实施 Agile 的 PLM 应用程序，Bally 员工缩短了新产品的设计和面世时间。这对小型项目尤为适用，例如修改老虎机，使其可以接受不同货币。就此类项目而言，平均面世时间从三到四个月缩短至六到八个星期。

“PLM 最大的好处是可以在整个公司内传播信息，”Rajendran 说，“需要信息的任何人可以随时随地获取最新信息。”

将 PLM 放在适当的地位

但是，在您享受到 PLM 系统的好处之前，您可能需要将各种传统系统的信息转换到 PLM 应用程序中。对于大公司而言，这可是企业级的实施，Rajendran 说。“如果计划不周全，就可能导致疏忽。”

大多数公司开始都是输入或导入那些当前对公司的运营最重要的信息，Dassault Systemes 的 Murphy 说。此后，他们可能会转换历史信息。不过，如果这些信息只是用于存档目的而不用于当前运营的话，许多公司可能会将其放在 PLM 应用程序之外。

可批量导入，具体取决于数据的存在格式。通常，可在常规应用程序（如 Microsoft Word）中使用信息时，则可实现批量导入。类似地，通常也可将 PLM 应用程序与企业资源规划 (ERP) 系统整合，然后直接转换 ERP 数据，Murphy 说。另一方面，如果数据不是标准格式（比如说，包括产品图纸上手写的注释），则必须手工输入。

大多数 PLM 解决方案可通过应用服务提供商 (ASP) 或购买获得。某些公司还提供 PLM 的模块化版本。这正是位于旧金山的 Freeborders 采取的方法，技术解决方案提供商的零售业务总经理 Debbie Baldini 说。Freeborders 的模块套件包括一个在线演示图板应用程序（不同部门的员工可以使用它来共享设计理念）以及一个管理物料采购的应用程序。虽然应用程序是模块化的，它们却可通过一个公共信息库进行工作。

大多数 PLM 实施需要几个月到几年的时间，尽管也听说过有些小公司在几周内就能启动并运行，Murphy 说。除非 PLM 系统极其复杂，否则通常无需再购买其他硬件，他补充道。

PLM 应用程序所需的投入与实施所需的时间均可能存在很大的差异。xLM Solutions（一家位于底特律的软件咨询公司）的总裁 Marc Young 列举了下列假设数据：比方说，一家中型公司需要购买 20 个许可；

15 个分配给经常整天待在系统上的特定工程师，而其余则在那些不需要专用许可的用户（如采购代理）之间共用。每个许可需要大约 3,000 美元。公司预计在实施过程中还需花费 50,000-60,000 美元的咨询服务费用。这样总投入需要 110,000-120,000 美元。更大型的实施则可能需要几十万到几百万美元不等。

Shoemaker 说，PTC 的 PDMLink on Demand 每位用户每月花费约 125 美元。还需要约 12,500 美元的启动费用。

不是万灵丹

PLM 并非所有产品生命周期问题的万能解决方法。虽然其名称为产品生命周期管理，PLM 应用程序实际上却致力于产品的设计与开发阶段，而不是整个生命周期，Patrick Ogawa 说。他是 Infosys Technologies Ltd.（一家位于加利福尼亚弗里蒙特的咨询公司）零售与消费者包装食品部副总裁助理。“PLM 的范围从产品设计开始，到该物品进入商店为止。”因此，如果客户需要一个与预想所不同的产品，PLM 系统是无法单独完成的。

此外，大多数 PLM 应用程序无法很好地处理精益生产操作，Karsten 的 Shoenhair 说。“它们对单个任务比对流程更感兴趣。”例如，PLM 应用程序不会指出发生任务瓶颈的位置。

尽管如此，许多已实施 PLM 解决方案的公司仍在大力提倡它。Bally 的 Rajendran 说：“PLM 是一种有效的工具，通过它可以全面地了解产品，而产品是公司命脉所在。”

实现 PLM 成功的六步

为确保您的产品生命周期管理解决方案的顺利实施，请谨记以下建议：

鉴别业务问题以及产生原因，AMR Research 的产品生命周期管理副总裁 Mike Burkett 说道。

确定 PLM 将如何解决这些问题，PLM 解决方案开发商 Dassault Systemes 的技术营销经理 Lance Murphy 说。这样便可目标明确地完成项目。

赢得高层管理人员对 PLM 的支持。游戏制造商 Bally Technologies 的 PLM 项目经理 Guna Rajendran 说，“这能推动项目向正确的方向发展。”来自 IT 部门的支持也非常重要，因为您将需要他们协助实施。

建立一个由所有各方组成的委员会，软件咨询公司 xLM Solutions 的总裁 Marc Young 说。该团队应该包括产品开发和信息系统方面的专家，并且他们要有能力分析各种可能性并做出决策。

接受 PLM 所带来的改变，Young 说。例如，许多公司有一套精心设计的方法来编号部件。由于 PLM 允许您将部件与其属性相关联，这种编号系统可能将不再需要。

Angel Mehta：在您曾工作过的所有公司中，在塑造您成为一个 CEO 方面，您认为影响最大的是哪家公司？

Jay Fulcher：我认为有三家：Management Science America (MSA)、SAP 以及 PeopleSoft。在当时，也许 MSA 是最好的软件营销公司，而我最开始从事的工作是软件销售，这使得我得以从客户的角度了解业务。之后 Klaus Besier 和 Hasso Plattner 雇佣我去 SAP 工作，从而开始了我在 20 世纪 90 年代初期的美妙成长经历。然后由于 Red Pepper 的收购，我进入了 PeopleSoft 公司，它当时是一个纯人力资源公司，但正在向 ERP 公司转型。因此我有了机会去帮助这个团队成长为一个快速发展的大公司。直到 2001 年我离开 PeopleSoft 之前，我在该公司曾担任过多项职务。在一段有趣的时期内，就是在两个不同的主要增长阶段时，我赚了很多钱，因为股票几乎增长到了原来的 10 倍。

Angel Mehta：当时 PeopleSoft 所面临的主要挑战是什么呢？

Jay Fulcher：第一个大的挑战是 PeopleSoft 如何成长为一个几十亿美元的企业，这并不是件容易的事。第二个主要的挑战则是如何努力地改造将解决方案引入市场的方式。就是此时，PeopleSoft 公司做出了一个我认为在当时需要很大勇气的决定，就是尝试着将其应用程序比其它公司更快地引入网络，尤其是比 SAP 和 Oracle 更快。这引起了极坏的名声。也是一个“赌公司存亡”的决定。它确实具有挑战性，因为当时的我缺少经验，只有非常有限的管理大型组织的经验。而在那个时期的计划中，我必须担任起公司业务中非常非常大的一个部分的领导角色。

Angel Mehta：您认为哪一点对于您迎接在 Agile 所面临的挑战有着明显的帮助，帮助又有多少？在您管理 Agile 的过去几年中，遇到过哪些具有转折意义的事情？

Jay Fulcher：你说的对，在过去的几年中 Agile 发生了许多事情。在过去的三年半时间里，公司的规模已变为原来的两倍多了。显然，规模对于一个公司来说非常重要，尤其是在当今这样的环境中应付作为一个上市公司的各项挑战时。说到有转折意义的或者关键性的事件，我们所做的收购一直以来都是相当重要的。通过五、六次的收购，我们无疑提高了我们的利润空间，最近已引起了越来越多的关注。我们已向某些新的垂直市场发展，如医疗设备、生命科学，以及新近发展的大众消费品。如果愿意，则每次向一个新市场方向的发展都会是一个小小的转折点。公司必须进行彻底的改造，以从早期的只专注一、两个觉得保险的行业转向应对新市场的需求。这是一个大的飞跃。

Angel Mehta：之前您已讲述了一些在软件行业中很有趣的成长经历，那么从内心深处讲，您现在还能记得的，最近一次 Agile 业务上的问题令您感到吃惊是什么时候？

Jay Fulcher：首先让我想到的是管理与符合问题。我们现在是一个中小型上市公司。有着各种各样的有时会让我们感到吃惊的符合性问题。我想其它公司也有着同样的问题。即使那些规模比我们大、上市时间比我们长的公司，也会遇到许多这方面的问题，这没什么可吃惊的。但是，就我们的核心业务而言，我们非常了解我们所从事的行业，并且很善于预见事态的发展：非常重要的一点是，“始终”而不是仅在要赢得生意时才关注客户的意见。这一点是我们的长项。

Angel Mehta：你们有没有曾经与 i2 Technologies 形成竞争状态？他们是最早开发供应链市场的公司之一。

Jay Fulcher：还没有。

Angel Mehta：那么，挑战是与 SAP 和 Oracle 那样的大公司之间的残酷竞争？你们又是如何在这场竞争中赢得他们的呢？

Jay Fulcher：我们获胜的主要原因是：我们有着相当好的客户基础，而他们通过使用我们的软件而收获了极好的效果。我们的指导性能力比竞争对手更有优势且更具说服力，无论是具有 ERP 解决方案的 SAP 还是 CAD 解决方案（如 PTC、Dassault 或 UGS）。首要的，我们向与客户提供的优良产品以及对产品销售进行跟踪记录，是