【正文】 由于其技術(shù)的先進(jìn)性和合理性，近年來(lái)得到了飛速發(fā)展和應(yīng)用，成為新一代信息集成平臺(tái)中最為成熟的技術(shù)，是支持并行工程領(lǐng)域的框架系統(tǒng)。雖然這此面向?qū)ο蠹夹g(shù)已部分商品化，但還沒(méi)有在企業(yè)中得到全面應(yīng)用和成功實(shí)施，技術(shù)仍不成熟。隨著 CIMS 技術(shù)的不斷深入發(fā)展和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)集成信息模型越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)信息控制和維護(hù)的有效性、可靠性和實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越高，迫切需要尋求更高層次上的集成技術(shù)，提供高層信息集成管理機(jī)制，提高運(yùn)作效率。 是 CIMS 的集成框架 所謂 “集成框架 ”，是在異構(gòu)、分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境中能使企業(yè)內(nèi)各類應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息集成、功能集成和過(guò)程集成的軟件系統(tǒng)。 PDM 作為支持協(xié)同工作的使能技術(shù)，首先能支持異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境，包括不同的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享，提供單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源；第三， PDM 能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用工具的封裝，便于有效地管理全部應(yīng)用工具產(chǎn)生的信息，提供應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息傳遞與交換平臺(tái)；最后，它可以提供過(guò)程管理與監(jiān)控，為協(xié)同工作中的過(guò)程集成提供必要的支持。它在優(yōu)化的重組產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的同時(shí)，不僅要實(shí)現(xiàn)多學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，而且要求把產(chǎn)品信息和開(kāi)發(fā)過(guò)程有機(jī)地集成起來(lái)，做 到把正確的信息、在正確時(shí)間、以正確的方式、傳遞給正確的人。 ERP 也可通過(guò) PDM這一橋梁將有關(guān)信息自動(dòng)傳遞或交換給 3C 系統(tǒng)。PDM 作為 3C 的集成平臺(tái)，用計(jì)算機(jī)技術(shù)完整地描述了產(chǎn)品整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)和模型，是 ERP 中有關(guān)產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的來(lái)源。 是產(chǎn)品信息傳遞的橋梁 人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷六大部門(mén)是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理與決策部門(mén)。它可以把與產(chǎn)品有關(guān)的信息統(tǒng)一管理起來(lái)，并將信息按不同的用途分門(mén)別類地進(jìn)行有條不紊的管理。 自 70 年代起，人們就開(kāi)始研究 CAD、 CAPP、 CAM 之間數(shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化傳遞與轉(zhuǎn)換問(wèn)題，即 3C 集成技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛和深入，人們很快發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng) CAD 系統(tǒng)一次性輸入的信息能在后續(xù)環(huán)節(jié) (如 CAPP、CAM 中 )一再被應(yīng)用，才是最經(jīng)濟(jì)的。 CAD 系統(tǒng)無(wú)法把產(chǎn)品加工信息傳遞到后續(xù)環(huán)節(jié)，阻礙了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。即使是采用 IGES 或STEP 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，依然無(wú)法自動(dòng)從 CAD 中抽取 CAPP 所必需的全部信息。 而當(dāng)使用 CAM 系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程時(shí)，同樣需要人工將 CAPP 系統(tǒng)輸出的紙面文件轉(zhuǎn)換成 CAM 系統(tǒng)所需的輸入文件和數(shù)據(jù)，然后再輸入到 CAM 系統(tǒng)中。用 CAD系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)果是只能輸出圖紙和有關(guān)的技術(shù)文檔。這些獨(dú)立的系統(tǒng)分別在產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)自動(dòng)化和數(shù)據(jù)編程自動(dòng)化方面起到了重要的作用。 (4) 材料統(tǒng)計(jì) 保證統(tǒng)計(jì)工作得到最新結(jié)果。 (3) 自動(dòng)更改 一旦更改申請(qǐng)得到批準(zhǔn)，有關(guān)信息將無(wú)遺漏地全部得到修改。 (1) 更改程序 要求制定嚴(yán)格的更改管理制度，避免發(fā)生紕漏。 傳統(tǒng)的更改系統(tǒng)完全依靠人工管理，難免發(fā)生各種各樣的差錯(cuò)。同一個(gè)零件可以有不同的版本保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品中的不同型號(hào)。在計(jì)算機(jī)中要 隨時(shí)最新的設(shè)計(jì)更改狀態(tài)，自動(dòng)生成最新的各類材料定單。 (2) 統(tǒng)一的材料清單 不同部門(mén)有不同形的 BOM 表，企業(yè)要花費(fèi)大量時(shí)間和成本才能完成這些報(bào)表，而要保證 BOM 的一致性，則需要投入相當(dāng)多的人力。如一輛汽車約有 10 萬(wàn)個(gè)零件，一架飛機(jī)由20～ 100 萬(wàn)個(gè)零件組成。把一個(gè)產(chǎn)品或一個(gè)組件，按照內(nèi)部所有零件的數(shù)量、性質(zhì)及相互關(guān)系編組，稱為配置。 每一個(gè)新產(chǎn)品既承襲了老產(chǎn)品的部分成果，同時(shí)，新產(chǎn)品本身又由若干分系統(tǒng)組成，相互之間有一定的約束關(guān)系。 (2) 狀態(tài)標(biāo)志和信息傳遞 全部 設(shè)計(jì)工作都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，在計(jì)算機(jī)外則無(wú)法了解各項(xiàng)任務(wù)的具體狀況以及各項(xiàng)任務(wù)的完成狀況?，F(xiàn)有的手工審批制度在 CAD設(shè)計(jì)的圖形和圖紙面前，變得毫無(wú)辦法，人們不得不把計(jì)算機(jī)中的二維工程圖繪制成圖紙，然后再去審批，這就大大抵消了計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。 (1) 審批發(fā)放 CAD 技術(shù)給原來(lái)的計(jì)劃管理帶來(lái)了很大的沖擊。 (4) 數(shù)據(jù)共享 原來(lái)的資料借閱制度已不適應(yīng) CAD 技術(shù)的發(fā)展，必須解決信息傳遞和數(shù)據(jù)共享的問(wèn)題，以便設(shè)計(jì)人員充分利用原有的設(shè)計(jì)成果，使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，降低設(shè)計(jì)、加工成本， 提高競(jìng)爭(zhēng)能力。它要求根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類人員按其擔(dān)任的不同職責(zé)，分別賦予不同的權(quán)力，處理不同范圍的資料。這就要求計(jì)算機(jī)詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)、加工過(guò)程中原始資料及相應(yīng)的更改信息，用不同版本描述當(dāng)前的有效資料，確保正確的人在正確的地方獲得正確的信息。所 以，必須采用計(jì)算機(jī)查詢，能根據(jù)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)人、工作階段、審批狀態(tài)、日期、類型以及預(yù)先定義的各種參數(shù)，如材料、重量、加工方法等進(jìn)行查詢，不僅可以查到當(dāng)前的資料，還可以查到過(guò)去的或者類似項(xiàng)目的相應(yīng)資料。大量的設(shè)計(jì)信息以計(jì)算機(jī)文件形式存在，這些圖紙或文本文件有可能存放在某一設(shè)計(jì)部門(mén)的計(jì)算機(jī)的某一目錄下。如設(shè)計(jì)一架波音 737 飛機(jī)要出 46 萬(wàn)張圖，設(shè)計(jì)一條萬(wàn)噸輪船要出 150 萬(wàn)張圖，文件量很大。隨著 CAD 技術(shù)的不斷進(jìn)步，原有的管理體系代表的生產(chǎn)關(guān) 系無(wú)法適應(yīng)新的技術(shù)的要求，因此給資料管理帶來(lái)以下問(wèn)題。第一節(jié) PDM 與企業(yè)信息集成 一、企業(yè)對(duì) PDM 的需求 目前，廣大 CAD 用戶一方面從 CAD 等技術(shù)的推廣應(yīng)用中明顯地提高了設(shè)計(jì)能力和圖紙質(zhì)量，特別是采用三維模型設(shè)計(jì)、有限元分析驗(yàn)證、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真等手段、大大地減少了差錯(cuò)、提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低了返工率；另一方面，由于 CAD 技術(shù)的全面推廣，一系列問(wèn)題又?jǐn)[在了企業(yè)的面前。 過(guò)去手工設(shè)計(jì)時(shí)，全部圖紙資料均由資料室統(tǒng)一管理，自從采用 CAD 技術(shù)以后，大部分資料都存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，部分工程圖紙存放在資料室中。 (1) 文件查詢 設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生出大量的文件和圖紙。另外，一個(gè)系列的新產(chǎn)品必然承老產(chǎn)品中約 80%的成果，所以，需經(jīng)常查閱老產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙。用戶要查詢有關(guān)的資料，如果缺乏查找文件的輔助工具，往往要花費(fèi)大量的精力，浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，因而文件的查詢成為十分頭痛的事情。 (2) 版本管理 CAD 技術(shù)使各種資料的修改變得非常方便，但不同的版本為數(shù)據(jù)的一致性和有效性帶來(lái)麻煩，如何保證最終使用的是正確版本的圖形或圖紙就成為至關(guān)重要的問(wèn)題。 (3) 安全保密 產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)，這些數(shù)據(jù)易受到非法調(diào)用、修改和泄密，所以，迫切需要解決數(shù)據(jù)的安全保存和保密問(wèn)題，以免發(fā)生不可挽回的損失，這已成為資料管理中的核心問(wèn)題。同樣，對(duì)資料也設(shè)置不同的密級(jí)，以保證各類資料不被非法修改和盜用。現(xiàn)在，要實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)以電子文件形式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上交流，就要保證數(shù)據(jù)在權(quán)限控制范圍內(nèi)隨時(shí)可以送到需要該資料的人手中，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。如：計(jì)算機(jī)文件無(wú)法沿用手工簽字的方法來(lái)進(jìn)行校對(duì)、審批級(jí)控制文件的發(fā)放。這是迫切需要解決的問(wèn)題。出現(xiàn)的問(wèn)題、相互協(xié)調(diào)工作等都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息 (3) 記錄備案 各種審批記錄、重要的操作、關(guān)鍵性的決策都需要長(zhǎng)期保存，以備查詢。如何從宏觀上把握一個(gè)大型復(fù)雜產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，也是擺在 CAD 技術(shù)應(yīng)用面前的重大課題。產(chǎn)品配置 存在如下問(wèn)題： (1) 結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián) 產(chǎn)品由很多零部件組成。面對(duì)數(shù)量如此之多的零件，企業(yè)各類人員要查詢有關(guān)產(chǎn)品的資料，需花費(fèi)大量的時(shí)間；需要形象地描述產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，使產(chǎn)品各分系統(tǒng)之間、分系統(tǒng)內(nèi)各部件之間的約束關(guān)系一目了然。如果設(shè)計(jì)和制造的材料清單不一致，就會(huì)造成返工和浪費(fèi)。 (3) 系列產(chǎn)品 承襲老產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，構(gòu)造新的約束關(guān)系。例如，不同發(fā)電機(jī)組在結(jié)構(gòu)樹(shù)上用不同版本的圖紙來(lái)代替，就可組成不同容量的電站系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)在以下幾方面改善更改管理水平。 (2) 更改影響 要求自動(dòng)搜索某項(xiàng)更改所涉及的范 圍，及時(shí)給有關(guān)人員發(fā)送電子郵件，請(qǐng)關(guān)注某項(xiàng)更改可能會(huì)引起的影響。確保數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)改變之后，其相關(guān)引用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也自動(dòng)更改。 二、 PDM 在企業(yè)中的地位 是 CAD/CAPP/CAM 的集成平臺(tái) 目前，已有許多性能優(yōu)良的商品化的 CAD、 CAPP、 CAM 系統(tǒng)。但是，采用這些各自獨(dú) 立的系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動(dòng)化傳遞和交換。這些信息，不能直接為CAPP 系統(tǒng)所按收，進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)時(shí)，還須由人工將這些圖樣、文檔等紙面上的文件轉(zhuǎn)換成 CAPP 系統(tǒng)所需的輸入數(shù)據(jù)，并通過(guò)人機(jī)交互方式輸入給 CAPP 系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果輸出成加工工藝規(guī)程。由于各自獨(dú)立的系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息需經(jīng) 人工轉(zhuǎn)換，這不但影響工程設(shè)計(jì)效率的進(jìn)一步提高，而且，在人工轉(zhuǎn)換過(guò)程中，難免發(fā)生錯(cuò)誤并給生產(chǎn)帶來(lái)很大的危害。對(duì)于不同的 CAM 系統(tǒng)，也很難實(shí)現(xiàn)從 CAPP 到 CAM 通用的信息傳遞。目前，只有把 CAD和生產(chǎn)制造結(jié)合成一體，才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)力和加工精度。所以，人們首先致力于把已經(jīng)存在的 CAD、 CAPP、CAM 系統(tǒng)通過(guò)工程數(shù)據(jù)庫(kù)及有關(guān)應(yīng)用接口，實(shí)現(xiàn) CAD/CAM/CAPP 的集成，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的自動(dòng)化。目前， PDM 系統(tǒng)是最好的 3C 集成平臺(tái)。不同的 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)都可以從 PDM 中提取各自所需要的信息 ，再把結(jié)果放回 PDM中，從而真正實(shí)現(xiàn) 3C 集成。目前，人們已將信息管理系統(tǒng) MIS 和制造資源規(guī)劃 MRPⅡ 集成在一起，成為企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng) (ERP)。 PDM 是溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝部部門(mén)和管理信息系統(tǒng)及制造資源系統(tǒng)之間信息傳遞的橋梁，使 MIS 和 MRPⅡ 從 PDM 集成平臺(tái)自動(dòng)得到所需的產(chǎn)品信息，如材料清單 BOM 等， 而無(wú)需再用人工從鍵盤(pán)一一敲入。 支持并行工程與協(xié)同工作 并行工程以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量為目標(biāo)，把先進(jìn)的管理思想和先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，采用集成化和并行化的思想設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的早期就充分考慮產(chǎn)品生命周期中相關(guān)環(huán)節(jié)的影響，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)一次完成，并且將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的其它階段盡量提前。這是目前最高層次的信息管理要求。綜合上述四個(gè)方式， PDM 在突出產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，正逐步完善其作為制造業(yè)領(lǐng)域集成框的功 能，為協(xié)同工作實(shí)施提供更強(qiáng)有力的自動(dòng)化環(huán)境。 信息集成平臺(tái)的發(fā)展經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)通信、局域網(wǎng)絡(luò)、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等階段。 目前，國(guó)內(nèi)外的技術(shù)人員 對(duì)新一代信息集成平臺(tái)做了大量的研究開(kāi)發(fā)工作，也推出了多種平臺(tái)，典型的是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)及面向?qū)ο蠊こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。具有對(duì)象特性的數(shù)據(jù)庫(kù)二次開(kāi)發(fā)環(huán)境，由于其開(kāi)放性、可靠性等方面明顯不足，無(wú)法勝行 CIMS 大規(guī)模實(shí)施應(yīng)用的需求。 PDM 不僅向 ERP自動(dòng)傳 遞所需的全部產(chǎn)品信息，而且 ERP 中生成的與產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃、材料、維修服務(wù)等信息，也可由 PDM 系統(tǒng)統(tǒng)一管理和傳遞。 三、 PDM 的集成 (1) CAD/CAPP/CAM 的集成 從 CAD、 CAPP、 CAM 發(fā)展來(lái)看，他們首先是各自獨(dú)立發(fā)展，然后又彼此靠攏，并試圖集成在一起， 80 年代以后，由于生成發(fā)展的需要，集成技術(shù)的研究已成為一個(gè)突出的問(wèn)題。 (2) PDM 與 ERP 的集成 有關(guān)人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷的管理信息 主要包括管理信息系統(tǒng) MIS 和制造資源計(jì)劃系統(tǒng) MRPⅡ 目前， MIS 和 MRPⅡ 以集成在一起，成為 ERP。制造資源計(jì)劃系統(tǒng) MRPⅡ 包括銷售管理、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃 MRP、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、采購(gòu)管理、能力需求計(jì)劃、數(shù)據(jù)管理和庫(kù)存管理等模塊。另 外， ERP 還有來(lái)自管理部門(mén)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、開(kāi)工數(shù)據(jù)、變更數(shù)據(jù)、變更原因、庫(kù)存信息、物料信息、產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果、在制品狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)信息、加工能力信息。 從計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理 CAQ 到 ERP 的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：質(zhì)量統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)信息、產(chǎn)品零件報(bào)廢信息、產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)告。 要保證企業(yè)內(nèi)的全部信息完整、統(tǒng)一，必須將產(chǎn)品信息與 MIS 和 MRPⅡ 集成在一起。 信息集成模式 (1) 封裝模式 產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成就是對(duì)產(chǎn)生這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的集成。 所謂 “封裝 ”是指把對(duì)象的屬性和操作方法同時(shí)封裝在定義對(duì)象中。對(duì)象的操作方法和結(jié)構(gòu)是不可見(jiàn)的，接口是作用于對(duì)象上的操作集的說(shuō)明，這是對(duì)象唯一的可見(jiàn)部分。由于 “封裝 ”性，當(dāng)程序設(shè)計(jì)改變一個(gè)對(duì)象類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部表達(dá)時(shí)，可以不改變?cè)谠搶?duì)象類型上工作的任何程序。 (2) 接口和集成模式 對(duì)于包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的數(shù)據(jù)，還有其特殊性。PDM 集成這類數(shù)據(jù)有下面兩種不同層次的模式。通過(guò)接口程序破譯產(chǎn)品內(nèi)部的相互關(guān)系，自動(dòng)生成 PDM 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)；或者從 PDM 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)中提取最新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系，修改 CAD 的裝配文件，使兩者保持異步一致。 PDM 環(huán)境提供了一整套結(jié)構(gòu)化的面向產(chǎn)品對(duì)象的公共服務(wù)集，構(gòu)成了集成化的基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)以產(chǎn)品對(duì)象為核心的信息集成。把 PDM 看做面向多種 CAD 軟件的通用管理環(huán)境，采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口來(lái)建立 PDM 的產(chǎn)品配置與多種 CAD 軟件裝配結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，在同一 PDM 管理下，多種 CAD 軟件共享同一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。所有用戶均在同一 PDM 工作環(huán)境下工 作，實(shí)現(xiàn)了與站點(diǎn)無(wú)關(guān)、與硬件無(wú)關(guān)、與操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的全新的工作方式 第一節(jié) PDM 與企業(yè)信息集成 企業(yè)為什么需要 PDM 系統(tǒng) 一． PDM 技術(shù)概述 隨著 CAD