产品可以有四种形式的存在：物理产品、虚拟产品、产品数字孪生和产品元宇宙，本书主要聚焦前面三种。其中，虚拟产品是物理产品和产品数字孪生的前提，是以各类数据的形式来描绘产品的虚拟化定义。因此，虚拟产品也可概括为产品数据的集合。产品数据，尤其产品研发活动中所产生的各类数据，是市场需求的产品化实现，是物理产品的制造、安装、使用、服务等环节的技术指导，对产品的市场竞争力和研发项目的效益具有战略性支撑意义。取乎其上，得乎其中；取乎其中，得乎其下；取乎其下，则无所得。在产品研发领域，产品数据是“取”，据之而制造出来的产品（实例）是“得”。因此，作为产品的制造、安装、使用、服务等环节的技术指导，产品数据对产品定义的科学性、针对性、前瞻性和创新性，根本上决定了产品上市以后的市场竞争力。作为反面情况，如果研发活动中所得到的产品数据不科学、不全面、不具体、不针对、不前瞻、不创新，将无法有效地指导产品的制造、安装、使用和服务，将导致产品的量产爬坡过程的反反复复付，将导致产品发布和上市以后的大量返工和“打补丁”，产品的市场竞争力如何就可想而知的。除了产品的市场竞争力，产品研发项目还有周期缩短、成本节约、质量可靠、创新力强、重用率高等方面的绩效要求，而产品数据的有效管理和高效利用，有助于上述研发项目绩效的达成。根据Michael Grieves等人的观点，产品数据是时间、能源、材料等物理资源的替代品，对产品数据的有效利用，有助于减少研发过程中的时间、能源、材料等物理资源的消耗。举例来说，研发工程师往往要在技术资料的搜索查询等方面花费大量的时间，而基于产品数据挖掘和智能应用的设计导航，可以减少工程师花费在资料查询上的时间，进而大幅提高工程师的工作效率。又比如，基于产品虚拟模型的CAE分析、数字化模装（Digital Mock-up）、自动化测试、虚拟验证等的应用，可以大幅替代基于物理样机的分析、测试和验证，在提高相关工作效率的同时，可以尽量减少物理样机的制造，以及由样机制造所导致的资源消耗和研发成本。产品数据的生成、加工、提纯、交流和使用，贯穿于产品研发的全过程，我们可以用产品生命周的视角来列举、分析和理解各类产品数据，具体包括：概念阶段的产品数据、计划阶段的产品数据、开发阶段的产品数据、验证阶段的产品数据、发布阶段的产品数据、制造阶段的产品数据、服务阶段的产品数据，等等，它们是从客户需求到产品构思，再到产品功能设计、产品结构设计、产品过程/工艺设计等的不断迭代，形成产品数据的上下游关系，具体可参见图4.8所示。
1. 概念阶段的产品数据
概念阶段的产品数据，包括：客户反馈记录、VOC研究报告、竞品分析报告、市场趋势分析报告、需求描述文档、产品构思方案，等等。计划阶段的产品数据，包括：新产品的规格建议或属性化、参数化设计方案、产品的早期结构或原型结构、新产品的绩效目标设定、项目计划、成本概算报告、技术平台选型建议、研发项目任务书、质量前期策划计划，等等。开发阶段的产品数据，主要是以CAx等工具所生成的产品结构设计数据（包括机械结构设计、电气电子结构设计、信息技术结构设计）和产品工艺设计数据，具体包括：产品及各零部件的2D/3D模型、电气原理图、软件代码、软件接口设计、工程BOM、供应商零件清单，等等。验证阶段的产品数据，主要有测试用例、测试报告、CAE分析报告、制造仿真报告、台架试验报告、道路或实际用途试验报告、样件试制报告、零部件批准结果、合格供应商清单，等等。发布阶段的产品数据，主要是用于指导产品的制造、安装、销售、服务等活动的产品结构数据（制造BOM）、工艺路线、NC程序、工艺流程卡、作业指导书、产品配置表、上市计划、首台套验收报告、安装维护流程、用户手册，等等。另外，除了产品研发核心流程所生成的产品数据，产品组合、项目管理、配置管理、质量管理、变更管理等研发支持流程也将生成各类产品数据，比如，组合结构、组合项目、项目WBS结构、项目成本估算表、质量计划、工程变更申请，等等。各阶段的产品数据，往往与研发项目各阶段的交付物紧密关联——阶段交付物是产品数据的承载，产品数据是交付物的实质内容。因此，明确了产品生命周期的各个阶段有哪些产品数据，也就明确了研发项目各个阶段要交付哪些交付物，就有助于项目计划的编制和执行，这就是所谓的“结果（成果）驱动型产品研发”。比如，对于机械产品的研发而言，就有BOM驱动的产品研发模式——从概念阶段的需求结构、早期BOM或原型BOM，到计划阶段的功能BOM，再到开发阶段的CAD-BOM和工程EBOM，再到发布阶段的制造MBOM和工艺路线，以需求结构/早期BOM/原型BOM/功能BOM/CAD-BOM/EBOM/MBOM/工艺路线的具体内容，就可以倒推各阶段的研发活动。明确了产品研发项目的各阶段将分别产生哪些产品数据，我们还要进一步明确各类产品数据的内容、特性和格式。从内容上看，产品数据一般包括标识数据、属性数据、结构数据、分类特性、历史数据和附件数据，等等。产品的标识数据包括产品的编码（含产品的项目编码、产品型号编码和产品物料编码）、名称、描述，以及客户指定的产品编码、供应商指定的产品编码、全球贸易编码，以及产品实例的序列号、批次号，等等。产品的属性数据，主要用于描述产品的功能属性、结构属性、材料属性、制造属性、使用属性，具体包括：产品的物料类型、产品组/物料组、计量单位、技术规格、外形尺寸、重量、材料、颜色、工程状态、标准成本、目标市场，等等。产品的结构数据，主要用于描述产品是如何制造、如何安装、如何使用、如何维护等方面的数据，主要包括：产品的物料清单、制造工艺、安装工艺、备品备件清单、维护工艺，等等。产品的分类特性，是用分类的方式对产品进行灵活的归类，包括产品的分类特性、分类规则、选择条件。产品的分类特性可有效支持产品的大规模定制。产品的历史数据，也有人称之为产品的所有人数据，用于描述产品的历史记录或人员操作记录，包括：产品数据的创建人、创建日期、修改人、修改日期、审核人、审核日期、版本号，等等。另外，有些产品数据的内容比较多，或是格式上比较随意，企业可以附件的形式来描述。比如，以Word文档所描绘的客户需求、以图片形式所描绘的产品外形，等等。从格式上看，产品数据可分为结构化产品数据、非结构化产品数据和半结构化产品数据。结构化产品数据是固定格式或固定字段长度来表示的数据。比如，产品编码、产品名称等产品标识数据，以及产品的物料类型、产品组/物料组、目标成本等属性数据，物料清单、工艺路线等结构数据，分类特性、分类规则、选择条件等分类数据，创建人、创建日期等历史数据，等等，都属于结构化数据。基于结构化的产品数据，我们可以产品数据进行统计和分析。结构化产品数据往往以关系型数据表字段的形式来记录。非结构化产品数据，是以PDF文档、Excel文档、Word文档、图片、音视频等形式所表示的产品数据。非结构化产品数据，只能查看，不能对之进行统计和分析。对于非结构化产品数据，可以通过添加数据标签来提取其核心内容，进而将其转化为半结构化产品数据。半结构化产品数据的特性介于结构化产品数据与非结构化产品数据之间。典型的半结构化产品数据，比如，产品的2D/3D模型、电气原理图、软件代码、NC程序，等等。对于半结构化产品数据，可以针对它的主要特性做统计分析，详细内容的分析则需要在生成它的CAx等工具软件中进行。从产品数据的有效管理和高效利用等角度，我们需要对产品数据进行科学地规划和合理地层次安排。具体来说，就是以产品主数据的形式为主线，以元数据、描述数据、工程数据、分类数据、附件数据为辅助，以架构数据为延伸，对产品数据进行立体化管理，进而实现产品数据的有总有分，有概有细，具体可参见图4.9所示。
1. 产品主数据
产品主数据是产品数据的基本框架，是产品数据管理的“纲”和“领”。通过产品主数据，我们可以“提纲挈领”的方式对产品数据进行有效管理和高效利用。产品主数据以主数据记录的形式，包含了产品的标识数据和重要特性数据，还关联了描述数据、工程数据、分类数据、附件数据、架构数据等其他数据的数据链接。通过数据链接，可以查询和管理相关数据的详细内容。产品元数据是用于描述产品主数据的数据，是产品主数据相关内容的标准化和模型化。通过元数据，可以提高产品（主）数据的规范化、结构化程度。比如，对于产品数据的工程状态，我们可以元数据的形式规定这么几个可能选择：设计中、审核中、已发布、已冻结、已作废，产品数据的工程状态必须从中选择其中一个，可以确保产品数据在工程状态上的规范化、结构化。产品描述数据，是扩展的形式对产品的描述数据进行灵活地扩充。比如，对于全球化产品，需要支持多语言的产品描述，通过产品描述数据，可以分为维护和管理产品的中文描述、英文描述、德文描述，等等。产品工程数据，是以扩展的形式对产品的工程结构进行更为详细的描述。比如，以2D/3D模型为代表的产品的机械结构、以电气原理图为代表的电气电子结构、以程序代码段为代表的信息技术或软件架构，等等。产品分类数据，是以扩展的形式对产品的分类特性进行更为详细的描述，内容包括：产品分类、分类特性、分类规则、选择条件、配置模拟，等等。对于产品的某些特性，我们还可以附件或文档的形式进行数据扩展和详细描述。比如，以Word文档详细记录客户需求，以Excel文档描述产品的属性化、参数化设计，以图片来展示产品的外形，以音视频的形式来展示用户手册，等等。产品架构数据是以扩展的方式，以数据矩阵、层次架构等专门的形式，描述了产品的各种架构，具体包括：产品的需求架构（客户需求的结构化描述）、产品功能架构、产品的工程架构（EBOM等）、产品的验证架构、产品的制造架构（MBOM、工艺路线等）、产品的服务架构（服务BOM、安装工序等）。产品主数据与产品架构数据是“一对多”的数量关系——针对一个产品（主数据），可以维护多个不同类型的架构数据。产品数据是企业最核心的数据资产，既要高效利用，也要有效管控，要确保将正确的数据，以正确的格式，在正确的时间和正确的地点，提供给正确的人。产品数据的管控要求，具体包括，产品数据的一致性、安全性、协同性、可追溯，等等。产品数据必须确保研发活动的涉及范围内、产品全生命周期的完全一致。即，对于同一产品数据，在有权限许可的前提下，不管是什么样的人，不管是以什么方式和什么时候访问，看到的数据都完全一致。考虑到产品数据更新的频繁性，为了确保产品数据的一致性，必须对产品数据的更新进行严格的流程式管控和版本化管理，必须确保数据的集中存储和单一来源。产品数据是企业的核心资产，必须确保只有权限许可的人才能访问；否则，将面临恶意的窃取和破坏。为此，必须做好产品数据的访问控制、权限许可和安全管控，以核心数据资产安全优先的原则来管理产品数据。在确保安全的前提下，产品数据必须实现相关人员间的高度共享和高效协同。为此，除了搭建完善的数字化协同研发平台，企业还需规定和统一好相关数据的数据格式，尤其是2D/3D类工程数据的格式。比如，数据格式上遵循ISO 10303、ISO 14306等标准的要求。 产品数据的可追溯，一是要做到数据“来龙去脉”的上下游全过程双向追溯，二是要做到谁创建、谁修改、谁审核、谁发布、谁访问、谁归档等的全方位操作日志跟踪。
