PDM系统的开发及应用

摘要应用网络、关系数据库、客户机/服务器及面向对象技术建立了PDM(产品数据管理)系统实现了产品数据信息的有序、正确、安全地管理，讨论了PDM的技术特点、创新之处、推广实施方式、技术路线及意义。

关键词产品数据管理PDM并行化环境材料明细表BOM技术特点

1PDM的国内外应用现状及趋势

PDM(Product Data Management产品数据管理)技术出现于20世纪80年代初期目的是为了解决大量的工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题。随着PDM技术的发展其已逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领域:设计图纸和电子文档的管理、材料明细表BOM(Bill of Material)的管理及与工程文档的集成工程变更请求/指令ECR/ECO(Engineering Change Request/Order)的跟踪与管理。

产品数据管理(PDM)以软件为基础是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相当的过程(包括工作流程和更改流程)的技术。PDM提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化(Concurrent)的协作环境。

PDM以产品数据为核心，实现静态的产品数据和动态的工作流程的安全、正确及高效的管理。所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，也是PDM系统有别于其他的信息管理系统，如企业信息管理系统(MIS)、制造资源计划(MRPI)、项目管理系统(PM)、企业资源计划(RP0)的关键所在。

对于制造企业而言，产品设计、原材料采购、零部件生产加工、装配、以及产品销售等各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但基本上自成体系，彼此之间缺少有效的信息共享和利用，所谓的“信息孤岛”随处可见。所以，实现产品数据信息的有序、正确、安全地管理将成为企业在激烈的市场竞争中保持不败的关键因素。

为此开发了自己的PDM系统,现介绍如下:

2系统和技术特点

2.1系统

PDM系统是基于客户机/服务器体系(Client/Server)的分布式网络数据库系统。服务器端采用Windows 2000 Advanced Server操作系统、SGL Server 2000数据库、PDM服务器端程序：客户端采用Windows 2000 Professional操作系统、PDM客户端程序。

PDM系统分为四层:用户应用层、功能模块及开发工具层、PDM支持层和网络层，见图1。

图1PDM系统框图

PDM系统的创新之处在于从TiPLM产品出发，适应TiPLM的产品设计、生产和销售体系，其运作模型见图2。

图2PDM系统的运作模型

2.2技术特点

2.2.1概念清晰，易于实施

本PDM扎根于企业的工程实际，使用任务分解模板文、档输入输出模板、工程流程模板、文档属性模板等四个模板来实现企业各类流程的设定。概念清晰、开放性好。同时，本PDM是一个面向产品设计工程师的产品，而非面向计算机开发人员的产品，易于实施、使用。

2.2.2继承集团公司原有的企业管理模式

继承原有合理的报表清单格式，改进不合理的格式，根据最终确定的报表清单格式对各类汇总数据生成报表清单，并可根据属性进行查询、统计和归档。

2.2.3支持供应链管理模式

可从现有产品树或零部件分支中通过复制、引用、借用等操作，快速生成新产品的原型，解决零部件借用引用问题，实现敏捷设计，快速响应市场。

2.2.4支持并行工程

实现团队协作和并行工程，提高设计效率，缩短产品开发周期。

2.2.5运用Web技术实现远程访问PDM

可在企业内部局域网(Intranet)和互联网(Internet)上通过IE或Netscape浏览器对产品结构树和图文档信息进行浏览，即使出差在外也可远程访问PDM信息库。

2.2.6工艺任务自动分派

从BOM清单中分析数据,实现铸、锻、焊、机加工、热处理等各专业工艺任务自动分派。并且支持从铸件工艺、锻件工艺中提取信息，完成二次工艺任务自动分派。在设计过程中，图档、工艺卡片、BOM清单等产品信息和产品结构树始终紧密关联。

2.2.7继承性任务分派

在项目分派过程中PDM可继承以往项目的任务分派方式避免重复输入信息。

2.2.8打印中心

配备打印中心，可浏览、打印各种图档、工艺卡片和BOM清单。

2.2.9从产品结构树上进行授权

可根据产品结构树对零部件或图文档进行授权，决定某一零部件可以被那些部门或个人访问。通过密码控制、图文档的多维权限分配以及事件日程追踪方式，确保数据安全。

2.2.10无缝集成性可实现图纸属性提取和审图功能，并且可实施CAD/CAPP/PDM/MIS(ERP)信息共享。

2.2.11查询功能强大

不仅可以根据图文档的任一种属性进行分类、查询、组合查询，而且可进行模糊查询。

3关键技术

31项目管理

采用渐进式产品设计思路来组织TiPLM的产品设计，利用项目管理来协调、控制产品设计过程中的各种活动，具有延期预警功能。渐进式产品设计的特点是紧密围绕产品结构，自顶而下的来开展工作。通过这种方式，随着设计的深入，产品结构树和产品数据不断得以丰富和完善。当设计活动结束，产品树就自动形成，产生的图文档自动与产品树各节点相关联。

3.2产品配置管理

产品配置管理，是以电子仓库(Datavault)作为底层支持，材料清单BOM作为组织核心，把定义为最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。

产品对象之间的联系不仅包括产品、部件、零件之间的多对多的装配关系，而且包括其他相关数据如制造数据，成本数据、维护数据等。产品配置管理能够建立完善的BOM表，并可实现其版本控制，高效、灵活地检索查询最新的产品数据，实现产品数据的安全性和完整性控制。

3.3产品数据管理

包括以下内容：通用件、标准件、典型部组件的管理；提取原有设计图纸信息自动创建产品结构树；图档浏览、打印管理、图档导入和导出；归档入库管理、归档备份与恢复等。

3.4工作流程管理

工作流程管理支持任务按正常顺序执行，以及任务执行过程中的正常跳转。通过以节点或文档为单位的授权方式安排工作流程。

3.5更改与版本管理

包括以下内容：管理版本的更改申请、审批、执行和发放；根据本企业自身需求和流程特点提供【更改申请流程】模板、【更改流程】模板、【图档版本修改影响范围】的定义功能等。

3.6组织结构与用户管理

按本企业的组织机构建立组织结构树，在组织结构树上进行添加、删除、修改组织机构及其信息。可建立项目组，项目组成员可来自不同的机构。清楚直观地表达本企业的各个组织及组织之间的关系。用户管理模块提供添加、删除、编辑用户的功能。根据工作领域、工作流程过程中的角色，用户才可以得到相关文件的操作权限。用户密码在数据库中加密存放。

3.7权限与日志管理

对用户许可操作的功能、对象进行权限控制。以产品结构树为授权的基本结构，可按节点或图档授权；或按整个产品的图文档授权；按某产品下的具体部件、组件、零件图档授权。对产品结构树下的图档授权时，既可以对所有图档授权，又可对具体某类图文档进行授权，如图档、工艺、计划表等。

提供各种操作的日志记录，可分为系统登录、功能使用、资源访问等级别的操作日志自动记录功能，为系统管理人员提供监控系统运行情况的完整工具。图文档操作(修改、打印、删除、入库、归档、导入、导出等)的文档名、操作时间、操作人等详细信息，通过日志管理功能进行记录。自动对日志记录文件进行备份。日志记录可删除，记录的删除受权限控制。

3.8邮件管理

邮件管理系统提供统一的实时信息交流工具。通过邮件系统，使得技术人员可以实时收发信息，和他人通讯。在执行过程中，任务开始和结束，PDM系统可以通过发送邮件进行通知。在收到邮件信息后，可以回发给发送者，及时进行反馈和信息交流。

3.9编码管理

产品图样及数据的代码采用数字与字母混合型代码。根据集团各产品的结构特点及相关的编码原则，产品图样及数据的代码采用由产品码、流水码、类别码和属性码四个码段十一位码位组成。

编码管理功能由编码和解码两部分组成，其中编码分为若干段，每段有若干码位(定长或不定长)。码段之间还存在一般取值关联、特殊取值关联等几种关联关系。许多编码存在注解，当它对编码产生影响时，一般可将其转换为其他形式来加以描述。在编码的过程中，系统自动检验编码的合法性。解码则根据输入的码段，自动分析每一码段的含义，说明该编码表示的意思。

3.10BOM汇总功能

BOM软件完成CAD和CAPP信息的汇总和集成，产生PDM和MRPI所需的基础数据，完成各种汇总表、产品明细表。通过BOM真正实现CAD/CAPP/PDM的集成、数据的高度共享和信息输入的最少。

BOM软件不仅可从CAD中汇总出整个产品的总明细表，产生产品结构树，而且可从总明细表中根据企业的实际情况，依据一定的规则产生标准件、外购件、借用件等明细表。BOM软件从CAPP软件中汇总出企业所需的工时定额、工艺装备、材料消耗、工艺路线等生产或管理上所需的信息，生成所需的表格形式，作为MRPI的基础数据。

4实施方法

TiPLMPDM系统工程是面向本企业的一个完整的解决方案(Whole Solutions Oriented Enterprise)，实施流程覆盖了从计划、构造到支持和扩展的整个产品生命周期。

首先，应对企业的需求进行详尽周到的调研，明确产品生命周期的PDM系统的软件设计、构造、配置和维护等过程。其次，通过设计业务流程配置合理的信息系统。使用如下3种方式优化PDM实施工作：

——了解和优先化真正的需求

——构造一个稳定的基础

——通过分阶段的实施不断扩充功能。

5实施条件和基础

5.1开展PDM的条件

TiPLMPDM的实施得力于集团领导决策层的大力支持，是PDM得以成功实施的关键因素之一。同时，TiPLM已经建立起了相当规模的高速局域网(Intranet)，为PDM的实施奠定了良好的硬件环境。

TiPLM技术开发中心为江苏省级技术中心，拥有强大的产品设计队伍，工程师们具有良好的团队精神，生成计划处早已实现通过网络传达生产指令，销售队伍已经实现信息的计算机查询，这些优势可使PDM项目得以顺利实施。

5.2已有的工作基础

TiPLM的产品设计已经实现CAD(Computer-Aided Design)，明细表已经实现电子文档化，工艺已实现CAPP(Computer-Aided Process Planning)。多年的设计经验已积累了大量的信息化数据，这是实施PDM项目的坚强的基础。

6实施的意义

6.1提高设计效率缩短产品开发周期

据统计，设计人员在查找信息及处理信息上要花费约30%~70%的时间，如寻找信息、检索信息、等待图样和新数据的存档等。PDM避免了这种时间的浪费，设计人员只要经过授权就能得到这些设计或数据，而且PDM向工程师提供了相应的工具，从而使数据访问更加有效。

实施PDM系统后，产品设计工程师就能把更多的时间和精力放在实际的设计上，进行创造性的设计和开发。同时，以PDM为基础可实现并行设计，减少设计修改的重复次数，缩短了设计周期，提高了设计效率，从而快速将新产品推向市场。

6.2提高设计与制造的准确性和一致性

PDM系统能够保证所有参加同一个工程项目的人员采用同一数据来工作，而且是最新的数据，这样就避免了设计上的重复和不一致，即使在实施并行设计时也能做到这一点。此外，当用户访问数据时，PDM系统可以确保所有的主文件和历史变化的记录保持完整与一致。

6.3更好地管理图纸变更

PDM系统允许在数据库里生成和保存设计的多个修订版本和改型，使用户可以生成设计的多个方案而不用担心前面的版本会丢失。而且每个版本和修订版都有“签字”和“标注日期”，消除对现有设计的分歧，提供完整的变更审查线索。

6.4更好地控制项目

在企业实施实际产品开发项目时，由于在进行过程中失控而导致产品开发过程被推迟的事情时有发生。因为项目进行过程中会产生大量的数据，如果只顾抢进度，数据不一致的可能性就会很大，出错和返工的可能性也就很大，其结果必然是项目工期的延误。

PDM可准确地控制这些数据，使项目顺利进行。产品结构变更管理、配置管理和可跟踪性都是PDM系统的特点，它还能通过自动数据发布和电子审签程序来加强控制。这样，一项规定好进度的任务就不会被忽略或遗忘。

6.5促进全面质量管理

通过对开发周期内引入一组相关审查过程，PDM系统可以建立适应ISO9001：2000系列认证和全面质量管理(TM)的环境。规范的控制、检查、变更管理过程和规定责任都有助于PDM系统能够与国际质量标准保持一致。

7结论

PDM项目是一个庞大的系统工程，需要进行详细的调研、软件开发、二次开发以及最后在整个PDM的企业内实时运行。PDM系统可实现本企业的信息集成、提高企业的管理水平、促进企业全面质量管理；缩短产品设计周期及设计与制造的准确性和一致性；更好地管理工程变更；缩短新产品上市时间，增强了企业竞争力。