【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)量，縮短研制周期，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場競爭力。 PDM 是一種軟件框架系統(tǒng)，它提供了在產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)中數(shù)據(jù)管理、流程管理與控制的集成環(huán)境。如圖 1 所示， PDM 借助于網(wǎng)絡(luò)平臺，將企業(yè)中所有的應(yīng)用系統(tǒng)置于其框架 之中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上的集成，功能上的控制，給用戶提供了統(tǒng)一的操作界面。 16 PDM 系統(tǒng)框架示意圖 PDM 要實現(xiàn)上述的集成與控制，需要解決一些關(guān)鍵技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、與應(yīng)用軟件的接口技術(shù)、功能擴充和更新技術(shù)等，使 PDM 能滿足目前企業(yè)中現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的需求，并能適應(yīng)企業(yè)管理模式不斷變化，應(yīng)用系統(tǒng)不斷擴充和更新的要 求，讓企業(yè)在一個相對固定的工作環(huán)境中處理不斷變化的對象和事務(wù)。 PDM 主要內(nèi)容如下： 1） 文檔管理 1. 文檔管理對象 PDM 管理的是產(chǎn)品在整個生命周期中所包含的全部數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括：工程設(shè)計與分析數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)、產(chǎn)品圖形數(shù)據(jù)、專家知識與推理規(guī)則及產(chǎn)品的加工數(shù)據(jù)等。 (1) 原始檔案 包括合同、產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書、需求分析、可行性論據(jù)報告和產(chǎn)品設(shè)計說明書等文件。 (2) 設(shè)計文檔 17 包括工程設(shè)計與分析數(shù)據(jù)。在工程設(shè)計數(shù)據(jù)中，一部分是各種設(shè)計過程的規(guī)范和標準以及產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)；另一部分是設(shè)計過 程中生成的數(shù)據(jù)。另外，還有產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)、產(chǎn)品圖形信息、各類測試報告、驗收標準及加工 NC 代碼等。 (3) 工藝文檔 工藝數(shù)據(jù)是指 CAPP 系統(tǒng)在工藝設(shè)計過程中所使用和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，分為靜態(tài)與動態(tài)兩類。靜態(tài)工藝數(shù)據(jù)主要是指工藝設(shè)計手冊上已經(jīng)標準化的規(guī)范化的工藝數(shù)據(jù)以及標準工藝規(guī)程等；動態(tài)工藝數(shù)據(jù)主要指在工藝決策所需的規(guī)則，工藝知識主要分為選擇性規(guī)則和決策性規(guī)則兩大類。 (4) 生產(chǎn)管理 生產(chǎn)計劃與管理指的是對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的計劃與管理。生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)可分為兩類：一類是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定；另一類是動態(tài)數(shù)據(jù)，這 些數(shù)據(jù)有一定的時間性，且相對比較獨立，不受其他數(shù)據(jù)存在與否的影響。無論是哪類數(shù)據(jù)，都要求準確、完整，其準確度應(yīng)在 95%以上，物料清單的準確度應(yīng)更高，為 98%～99%。 (5) 維修服務(wù) 常用備件清單、維修記錄和使用手冊等說明文件。 (6) 專用文件 如電子行業(yè)的電氣原理圖或布線圖、印刷電路板圖和零件插件圖等。 PDM 把上述各種文檔分成五種類型進行管理。 (1) 圖形文件 由不同 系統(tǒng) 產(chǎn)生的描述幾何圖形的文件。 18 (2) 文本文件 描述產(chǎn)品或部件、零件性能的文件。 (3) 數(shù)據(jù)文件 為了優(yōu)化零部件的設(shè)計，所進行的各種有限元分析、機構(gòu)運行模擬、試驗測試等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件。 (4) 表格文件 表格文件包括有關(guān)產(chǎn)品或部件、零件的產(chǎn)品定義信息和結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)信息。產(chǎn)品定義信息包括基本屬性和特征參數(shù)。結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)信息描述了零件或組件、產(chǎn)品之間的隸屬關(guān)系。 (5) 多媒體文件 為了描述產(chǎn)品及產(chǎn)品各個部位的真實形象，可以在計算機上用渲染技術(shù)產(chǎn)生出逼真的圖像照片；對于復(fù)雜的裝配過程，還可以利用計算機動態(tài)模擬，并在附加的技術(shù)指導(dǎo)下生成音、視頻文件。這些多媒體文件生動地反映了產(chǎn)品性能指標、生產(chǎn)過程、維修 指南等信息。 文件可分成兩種方法處理：一種方法是保持文件的完整性，這些文件中的數(shù)據(jù)不能與文件脫離，一旦脫離就失去了意義，即所謂的 “打包 ”；另一方法是文件中的數(shù)據(jù)可以從文件中提取，這些數(shù)據(jù)都具有獨立的意義，然后將這些數(shù)據(jù)分門別類地放在關(guān)系型數(shù)據(jù)中，以便對文件內(nèi)容進行檢索和統(tǒng)計，即所謂的 “打散 ”。 對于不同的系統(tǒng)產(chǎn)生的圖形文件，各自內(nèi)部都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理機制， PDM系統(tǒng)不能也沒有必要對圖形文件中的各個元素分別進行管理，而只須將文件的整體、名稱代號以及標題欄中的基本屬性和特征參數(shù)放到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中進行管理。 在數(shù)據(jù) 文件中，產(chǎn)品定義信息中的數(shù)據(jù)可以作為一種屬性，當查詢時，這些屬性就像關(guān)鍵字一樣，便于用戶快速查詢到相應(yīng)的有關(guān)文件。通過這些關(guān)鍵字可以把同類型的數(shù)據(jù)進行分類和統(tǒng)計。 19 在文本文件記錄的各種技術(shù)要求，更改說明、使用方法中，除了個別特殊信息需要進行分類檢索和統(tǒng)計外，一般都按整體進行文件管理。 在產(chǎn)品生命周期內(nèi)，為了完整地描述產(chǎn)品、部件和零件，將有關(guān)的產(chǎn)品、部件或零件的所有文件集中起來，建立一個完整的描述對象的文件目錄，稱為文件集或文件夾。然后，把它們放在文件柜中，即可查詢文件集，也可查詢集中的文件。一個文件集中可以 包含各種不同類型的文件。 電子資料室 (Data Vault)是 PDM 的核心，它一般建立在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，主要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并支持各種查詢的檢索功能。通過建立在數(shù)據(jù)之上的相關(guān)聯(lián)指針，建立不同類型的或異構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，實現(xiàn)文檔的層次與聯(lián)系控制。用戶可以利用電子資料室來管理存儲于異構(gòu)介質(zhì)上的產(chǎn)品電子文檔。 電子資料室通過權(quán)限控制來保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全性，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫組織方式能夠提供更快速有效的信息訪問，實現(xiàn)信息透明、過程透明，而無需了解應(yīng)用軟件的運行路徑、有效版 本以及文檔的物理位置等信息。所有描述產(chǎn)品、部件和零件的數(shù)據(jù)都由 PDM 統(tǒng)一管理，自動集中修改。 2） 產(chǎn)品配置管理 產(chǎn)品配置管理 (Product Configuration Management)以電子資料室為底層支持，以材料清單 (BOM， Bill of Material)為組織核心，把定義最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，對產(chǎn)品對象及其相互之間的聯(lián)系進行維護和管理。產(chǎn)品對象之間的聯(lián)系不僅包括產(chǎn)品、部件、組件、零件之間的多對多的裝配聯(lián)系，而且包括其它的相關(guān)數(shù)據(jù)，如制造數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)等。 產(chǎn)品配置管理能夠建立完整的 BOM 表，實現(xiàn)其版本控制，高效、靈活地檢索與查詢最新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完全性和完整性控制。 20 產(chǎn)品配置管理能夠使企業(yè)的各個部門在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)共享統(tǒng)一的產(chǎn)品配置，并且對應(yīng)不同階段的產(chǎn)品定義，生成相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖，如設(shè)計視圖、裝配視圖和工藝規(guī)圖等。 集中管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源及使用權(quán)限。 統(tǒng)一管理產(chǎn)品生命周期內(nèi)全部數(shù)據(jù)的有效性。 各部門材料清單 (BOM)的一致性。 提供用戶關(guān)心的不同類型的產(chǎn)品配置信息。大多數(shù)令人滿意的產(chǎn)品是用戶自己配置的產(chǎn)品，所以要 增加用戶可選性，這就使配置就得復(fù)雜化。 靈活的產(chǎn)品數(shù)據(jù)配置模式。為了降低成本，要求零件替換靈活，盡量選擇標準零件，或根據(jù)當?shù)乜捎玫奶娲罚宰畹偷某杀緛頋M足設(shè)計的要求，其目標是：最多的產(chǎn)品類型，最少的零件數(shù)。 產(chǎn)品分解是制造業(yè)的一項基礎(chǔ)工作，也是企業(yè)在產(chǎn)品管理中的主要工作之一。在產(chǎn)品管理中，產(chǎn)品對零件需求量的計算，即產(chǎn)品分解計算廣泛用于產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃編制、物資采購計劃編制和新產(chǎn)品開發(fā)中。如果企業(yè)生產(chǎn)多種系列產(chǎn)品且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜，在編制生產(chǎn)作業(yè)計劃時，產(chǎn)品分解是非常耗時的計算。若產(chǎn)品 對零件的需求是獨立需求，則可用產(chǎn)品零件匯總表方式表示；若產(chǎn)品的需求是相關(guān)需求，則一般采用產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)樹來表示。 產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)樹是由產(chǎn)品裝配系統(tǒng)圖，產(chǎn)品零部件明細表 (包括通用件、標準件、自制件、原材料 )等內(nèi)容組成的。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹以樹狀方式描述，葉節(jié)點表示零件。這種圖視方式反映了產(chǎn)品、零部件之間的層次關(guān)系。有了結(jié)構(gòu)樹，管理者即可分層展開，走不同的分支，直觀地找到自己所要的數(shù)據(jù)，而不用考慮其物理位置。 21 每個零部件都有其屬性，如零件的材料、重量、尺寸、顏色以及部件由多少零件組成等。由于對象實例被分散地存放在網(wǎng)絡(luò)中的若 干結(jié)點上。為實現(xiàn)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型到關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換，將對象的描述屬性轉(zhuǎn)化為關(guān)系數(shù)據(jù)庫中二維表信息，結(jié)構(gòu)樹的每個結(jié)點都連接著相關(guān)的零部件屬性。 每個零部件都有相關(guān)的文檔，如零件二維圖紙、三維模型、技術(shù)說明、各部件的裝櫝圖等。這些文件都存在文件服務(wù)器內(nèi)，一個企業(yè)可能有多個文件服務(wù)器，甚至有的文件服務(wù)器在異地。電子資料室是一邏輯單元，它連接數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)，使描述零部件的文件信息與結(jié)點上的相關(guān)零部件有機地連接在一起，實現(xiàn)不同類型的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，形成完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化信息樹。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的建立要根據(jù)企業(yè)的管理模式來 決定。有的企業(yè)把一個系列的產(chǎn)品用一棵樹表示，也有的企業(yè)把一個產(chǎn)品就用一棵樹表示。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的層次也要根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品復(fù)雜程度決定眵者 7～ 8 層，少的也要 2～ 3 層。 (PSM) 在企業(yè)中，不同的部門需要不同的組織視圖。如制造部門關(guān)心如何完成產(chǎn)品的裝配和測試，需要什么材料按什么順序；經(jīng)營計劃部門需要成本分析，什么時候使用什么零件，需要多少錢。對應(yīng)于產(chǎn)品生命周期的不同階段，不同的 BOM代表了同一產(chǎn)品從不同角度定義的信息。 PSM 把產(chǎn)品定義的全部數(shù)據(jù)，包括幾何信息、分析結(jié)果、技術(shù)說明、工藝文件 等，都與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)建立了聯(lián)系，使用戶能夠很方便地知道某一項變化所造成的影響。多視圖為不同部門提供了從不同的角度來配置 BOM 的功能。例如，制造部門在 “制造視圖 ”中需要包含工藝信息，并把這些信息轉(zhuǎn)到 MRP 環(huán)境中。對于產(chǎn)品和裝配等，可以定義多層視圖的 BOM。多層視圖功能并非需要高級配置管理技巧，而從任何一個 BOM 視圖均可訪問產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置原則是由用戶自行選擇的，可以根據(jù)產(chǎn)品的版本和工作狀態(tài)來決定。 PSM 還支持有效性管理，例如，根據(jù)日期、系列號和供應(yīng)商的供應(yīng)情況來配置，從而確保生產(chǎn)制造的正常進行。 PSM 不僅可以針對已確定版本的產(chǎn)品對象的固定結(jié)構(gòu)，還可以是若干個版本的組合。根據(jù)指定版本進行配置時，可以 22 根據(jù)日期的有效性或系列號有效規(guī)則來配置產(chǎn)品，產(chǎn)生指定的 BOM 表，以供用戶編輯和查閱。用戶還可以指定輸出一個包括所有版本的全部零部件的產(chǎn)品清單，從而對樣機進行修改，生成新的產(chǎn)品。 變量化表示產(chǎn)品的配置可以根據(jù)可選項的定義和產(chǎn)品配置規(guī)則來 決事實上。例如，在設(shè)計汽車儀表面板時，同一個型號的汽車有各種型號的立體聲收音機可供選擇，不同的汽車可以根據(jù)自己的規(guī)則，選擇不同的立體聲收音機。如果需要對儀表面板進行修改，設(shè)計人員可以規(guī)定全部變量依然有效。反過來，針對某個型號汽車的 BOM，根據(jù)變量定義規(guī)則可以提供一個精確的配置方案。 3） 工作流程管理 工作流程管理 (Workflow of Process Management)主要實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計與修改過程的跟蹤與控制。包括工程數(shù)據(jù)的提交與修改、管理和監(jiān)督、文檔的分布控制、自動通知等。它是項目管 理的基礎(chǔ)，主要管理當一個用戶對數(shù)據(jù)進行操作時會發(fā)生的情況、人與人之間的數(shù)據(jù)流動以及在一個項目的生命周期內(nèi)跟蹤所有事務(wù)和數(shù)據(jù)的活動。修改后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)提交、審批及最后登記變?yōu)樾掳姹镜漠a(chǎn)品數(shù)據(jù)。這一模塊為產(chǎn)品開發(fā)過程的自動管理提供了保證，并支持企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程重組，以獲得最大的經(jīng)濟效益。 過去對圖紙的審批都是在白圖上用手工簽字，而使用 CAD 后，對計算機文件就無法沿用手工簽字方法業(yè)進行校對、審批及控制文件的發(fā)放。過去手工簽字時，有些領(lǐng)導(dǎo)不僅簽上自己的名字，而且還要寫上自己的保留意見，那么 ，這些審批記錄就需要長期保存，以備查詢。 PDM 采用電子郵件方式對文件進行提交 、審批和發(fā)放，用友好的窗口界面提示各有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)進行審批，并采用電子記錄方式永久保存審批者的保留意見。 23 更改流程管理實質(zhì)上是審批流程管理的一個特例。管理模式同審批流程管理相同。 分類及檢索功能 PDM 系統(tǒng)需要管理大量的數(shù)據(jù)，為了較好地建立、使用與維護這些數(shù)據(jù)，PDM 系統(tǒng)提供了快速方便的分類技術(shù)。它與面向?qū)ο蟮募夹g(shù)相結(jié)合，將具有相似特性的數(shù)據(jù)與過程分為一類，并賦予一定屬性和方法，使用戶能夠在分布式環(huán)境中高效 地查詢文檔、數(shù)據(jù)、零件、標準件等對象。分類功能是實現(xiàn)快速查詢的支持技術(shù)之一。常用的分類技術(shù)有：使用智能化的零件序號、成組技術(shù)、搜索 /檢索技術(shù)、零件建庫技術(shù)。 分類管理是將全廠生產(chǎn)的所有零件按其設(shè)計和工藝上的相似性進行分類，形成零件族。每一零件族中諸零件具有相似的設(shè)計和制造特性，為提高單件、小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效益開辟了新的途徑。 零件的編碼由一串字符組成，每一個字符代表一個碼位。字符的長度通常是十幾位，多的可達 40～ 50 位。每一碼位代表特定的結(jié)構(gòu)和工藝特征類別，如總體形狀、尺寸、材料、精度等。碼位可以取數(shù)字 0～ 9，代表每一類特征中的具體特征內(nèi)容，如形狀中的回轉(zhuǎn)體、非回轉(zhuǎn)體，尺寸中不同的尺寸范圍等。 從原則上講，編碼相同的零件在結(jié)構(gòu)和工藝上十分相似，可組成一個零件族。但這樣做會造成零件族數(shù)很多，而每個族內(nèi)零件總數(shù)不多，因此，達不到擴大批量，提高效率的目的。為此，應(yīng)適當放寬相似性程度。若用人工來進行編碼分類工作，既繁瑣又易出錯，故適宜用計算機輔助進行， PDM 提供了這一功能。合理制定各零件族的相似性標準是分類編碼取得滿意結(jié)果的關(guān)鍵。相似性標準與分類的目的和要求密切相關(guān)，其基本內(nèi)容包括設(shè)計與制造兩方面。 4） 項目管理 項目管理是在項目實施過程中實現(xiàn)其計劃、組織、人員及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理與配置，進行項目運動狀態(tài)的監(jiān)視，完成計劃的反饋。項目管理是建立在工作流程 24 管理基礎(chǔ)之上的一種管理。到目前為止，項目管理在 PDM 系統(tǒng)中正在不斷完善，許多 PDM 系統(tǒng)只能提供工作流程活動的狀態(tài)信息。 以上介紹了 P