產品生命周期管理PLM自提出以來，便迅速成為制造業(yè)關注的焦點。PLM結合電子商務技術與協同技術，將產品開發(fā)流程與SCM、CRM、ERP等系統(tǒng)進行集成，將孤島式流程管理轉變成集成化的一體管理，實現從概念設計、產品設計、產品生產、產品維護到管理信息的全面數字化；實現企業(yè)知識價值的提升與知識共享管理，產品開發(fā)與業(yè)務流程的優(yōu)化，從而全面提升企業(yè)生產效率，降低產品生命周期管理的成本，以提升企業(yè)的市場競爭力。
目前，PLM軟件主要應用于產品結構復雜、設計周期長、設計工作量大的大、中型企業(yè)。應用行業(yè)主要分布在交通運輸、航空航天、電子、機械制造等。對于中小型企業(yè)，則只是應用了PLM系統(tǒng)中某些獨立的模塊如圖文檔管理、產品結構管理等。如何把這些的獨立的模塊有機的結合起來應用，則成為現在迫切的需要。
1 PLM中的項目管理技術
項目管理作為PLM系統(tǒng)中的一個重要功能，與專業(yè)的項目管理系統(tǒng)相比，有其自身的一些勢，它不僅能對項目文檔進行管理，而且能夠執(zhí)行進度計劃管理、任務跟蹤和資源調配。
PLM系統(tǒng)中分產品結構管理模塊、工作流和過程管理模塊、用戶管理模塊、變更管理模塊和協同工作平臺，可以用來支持PLM系統(tǒng)進行項目管理，然后把這幾個模塊的功能集成起來建立項目管理模型。
(1)產品結構管理。PLM系統(tǒng)一般采用視圖控制法，來對某個產品結構的各種不同劃分方法進行管理和描述，產品結構視圖可以按照項目任務的具體需求來定義。也可以反映項目里程碑對產品結構信息的要求。
(2)工作流與過程管理。PLM系統(tǒng)的工作流與過程管理提供—個控制并行工作流程的計算機環(huán)境。利用PLM圖示化的工作流編輯器，可以在PLM系統(tǒng)中，建立符合各企業(yè)習慣的并行的工作流程。根據項目任務的結構特點，可以利用工作流與過程管理模塊為任務數據對象，建立相關的串行或并行流程。當任務中的數據對象被賦予流程后，流程用于控制該數據對象的流轉過程，工作流與過程控制根據各環(huán)節(jié)的操作，自動將文檔推到下一環(huán)節(jié)。如果任務有相關數據對象被賦予了流程，只有當所有被賦予流程的數據對象走完相應的流程后，該任務才能提交，繼續(xù)下一步的項目任務節(jié)點。
(3)用戶管理。PLM系統(tǒng)對系統(tǒng)用戶的個人信息進行管理，項目負責人利用這些信息，可以針對一個既定的項目，組織一個完整的集成產品研發(fā)團隊。
(4)變更管理。PLM系統(tǒng)的變更管理，是建立在工作流與過程管理基礎上的，通過工程變更流程控制整個變更過程。項目任務在執(zhí)行過程中，如果發(fā)生延期或資源沖突，可以通過變更管理來對任務進行重新編排。
(5)協同工作平臺。PLM系統(tǒng)提供協作筆記本、團隊數據庫、團隊論壇和即時消息等支持協同工作的工具。在項目立項之后的整個管理階段中，用戶會需要與項目中其他分配有任務的人員交流項目信息，這時可以利用PLM的協同工作工具，進行多用戶的即時通信。
2 面向PLM的項目管理模型的建立
2.1 PLM系統(tǒng)的項目數據模型
按照項目管理的基本理論，項目可以被定義為目標活動在特定環(huán)境和限制條件(通常是時間和資源)下，將某種形式的輸入，轉變?yōu)槟撤N形式的輸出的活動。PLM系統(tǒng)項目對象應該包括與所開發(fā)項目相關聯的所有信息入口。
為有效的實施一個項目，需要執(zhí)行項目規(guī)劃、制定進度計劃、過程監(jiān)視和分析等步驟。在項目規(guī)劃階段，需要利用任務對象和過程對象的實例，來確定項目的結構，將一個項目劃分成一些相對獨立的、小規(guī)模的任務單元。一個項目由n個任務組成，一個任務可從屬于m個項目。在任務與過程之間，存在著一個1：1的聯系，每個任務對應于—個過程對象。其他與項目存在聯系的管理對象，還有項目組、項目經理、用戶和日歷。日歷確定分配給任務的資源的日程安排和任務本身的排定方式。根據任務的資源消耗，可以計算任務的費用。項目與業(yè)務對象文件夾、零件基本記錄、文檔基本記錄、工程圖紙基本記錄和模型基本記錄之間的聯系，一方面被用來對項目的數據進行管理，另一方面被用來管理在一些成功實施的項目中形成的結果和產品數據。
過程對象在PLM系統(tǒng)的項目管理中有重要作用。通常，為了執(zhí)行某個項目活動，需要相應的軟件工具，所以一個活動可以跟一個確定的相關應用軟件相關聯。這樣，根據對象活動參數，可以直接啟動相應的軟件工具；同時，項目負責人也可以確定哪些項目數據該用哪些應用軟件來建立。每一個過程可以與一個過程組相關聯，該過程組由任意數量的、不同角色的PLM系統(tǒng)用戶組成。項目、過程、活動和PLM系統(tǒng)用戶等對象，也可以與一個項目日歷相關聯，以便了解項目、過程和活動的進展情況，并將實際的進度與目標進度進行比較。將PLM系統(tǒng)用戶與項目日歷對象相關聯以后，就可以向PLM系統(tǒng)用戶分配各種不同的任務而不會發(fā)生時間上的沖突。圖1描述了PLM項目管理中具體對象的定義，通過上面對PLM系統(tǒng)中的項目相關對象之間聯系的分析，PLM系統(tǒng)可以利用它進行交互式的項目建模。所有計劃以及按照項目日歷計算出來的進度和時間消耗等，被作為屬性內容，同時還被動態(tài)地顯示出來。實際的開始時間和結束時間以及消耗的信息，取自管理對象活動和過程。對各種重要的對象屬性，進行自動的分析，可以在任何時候提交關于項目狀態(tài)的報告。在管理對象活動中，執(zhí)行者與確定的角色相關聯，同時，其中還包括了確定的成本核算價格。利用這個數據，可以在項目執(zhí)行的每一個階段計算出實際的人工成本。
以上分析的項目數據模型是PⅢ系統(tǒng)進行項目管理的基礎，有助于對項目的進展情況進行透明的監(jiān)控。由于能夠持續(xù)不斷地采集到關于項目進度、資源消耗和成本等方面的信息，并將計劃數據與實際數據進行比較，因此為項目的成功實施打下了良好的基礎，大幅度地縮短了項目的執(zhí)行時間，降低項目的成本，提高項目的質量。
2.2 PLM系統(tǒng)的項目管理模型
根據前面對PLM中項目管理技術分析，以及建立的項目數據模型，可以給出PLM系統(tǒng)項目管理模型。該模型說明了PIM系統(tǒng)是用怎樣的方式將項目模型、過程模型和產品結構模型集成在一起，從而進行有效的產品開發(fā)項目管理的。項目的任務結構在一定程度上是產品結構的反映啪，定義子任務的主要依據，是詳細的產品結構圖，每處理完一個任務，就得到了產品開發(fā)過程中的一個階段成果。項目過程控制是以項目任務分解為縱軸、任務工作流程為橫軸的項目工作過程�？梢酝ㄟ^工作流管理模塊，為每一個任務在邏輯上規(guī)定一個處理的順序，即項目中每個任務對應工作流中的一個結點。每個任務所對應的過程，由一個開發(fā)團隊完成，并且有自己的日歷�？梢愿鶕枰o團隊成員分配相應的活動，成員能否接受分配的任務，取決于其個人的日歷。在對項目進行任務分解時，還可以根據任務的需要分配相應的資源。由一個工作步驟或者一項活動形成的結果，可以作為另一個工作流的某工作步驟的基礎。當一個任務的工作流程結束以后，在產品模型中就增加了一個新的零部件，這樣，產品結構隨著項目的進展變得越來越完整，當項目結束時，便得到了完整的產品數據。
通過該模型，PLM可以將一個產品開發(fā)項目及其有關的數據，結構化為一個面向對象的項目模型，利用該模型，可以確保對項目進行全面的監(jiān)視和控制。
3 面向PLM的工藝信息模型的建立
工藝信息模型是面向PLM的系統(tǒng)的基礎，是實現產品全生命周期信息集成與管理的關鍵。工藝信息模型的建立主要從兩個方面人手：
一是分析工藝業(yè)務對象實體；
二是定義業(yè)務對象實體涉及到的數據模型。
3.1 工藝過程數據分析
針對模型中分解的任務，對其內容、結果以及支撐數據進行逐一分析。通過分析，可以得出每個人物階段的數據，可劃分為支撐數據和結果數據。支撐數據，是完成任務所需要的數據；結果數據，是任務完成后產生的結果。工藝總結任務，是面向PLM的工藝準備過程最重要的一環(huán)。從廣義上講，工藝總結即是對與工藝準備工作有關的知識的總結。具體來說，工藝總結包括兩個方面的內容，一是跟蹤某工藝的現實生產過程，與舊的工藝比較，查看優(yōu)缺點，最終評價該工藝的成效，一般發(fā)生在工藝準備周期的后期階段；二是工藝準備過程中即時地提取有價值的工藝知識。
3.2 工藝過程數據對象定義
面向對象方法是一種運用對象、類、實例和繼承等概念，來構造軟件系統(tǒng)的一種軟件開發(fā)方法。其基本原理是對問題領域實行自然分割，按人類認識客觀世界的思維方式來識別和定義客觀世界中的相關實體，因此是一種更直觀、更自然、更易于理解的概念模型化方法圈。近年來，面向對象技術已經在復雜企業(yè)系統(tǒng)建模方面得到了廣泛的應用。結合上述對工藝準備過程數據的分析結果，利用面向對象技術定義了工藝準備過程的數據對象。
數據對象分為兩大類即支撐數據和結果數據。支撐數據中一些數據對象是工藝準備各項任務的共同依據，如產品特點、生產條件、政策標準等；還有一些數據對象是某項特定任務的執(zhí)行依據，比如材料特性之于工藝路線設計、典型實例之于工藝規(guī)程設計等。工藝知識是一組特殊的數據對象，它在工藝準備過程中既屬于支撐數據，又屬于結果數據。按照面向對象方法，工藝知識對象按功能可以分為四種類型：制造對象、工藝對象、資源對象和決策對象，工藝準備過程涉及到的工藝知識對象，都可以歸納到其中一個類型下。每一種具體的對象，又可以劃分為兩個層次：對象層和方法層。對象層包括四個元素：對象類集、對象屬性集、對象屬性約束集及對象實例集；方法層描述解決問題的操作方法名稱、相關對象及關系。
3.3 工藝信息模型的建立
結合前面對工藝準備過程數據的分析，及數據對象的定義，按照數據在工藝準備工作中的作用，工藝準備過程數據模型劃分為三個子模型：工藝基礎數據模型、工藝結果數據模型和工藝知識模型。
工藝基礎數據模型，是對工藝準備過程中，各項任務執(zhí)行所依據的工藝相關基礎理論數據和企業(yè)相關標準數據的抽象描述；
工藝結果數據模型，是工藝準備任務執(zhí)行產生的結果數據，此處的結果數據是廣義上的結果，包括指導生產的數據和管理工藝準備過程的一些信息；
工藝知識模型，是保證工藝準備過程中快速、高效、全面的獲取工藝知識，并將知識運用于實際工藝準備過程的基礎。
工藝基礎數據模型與工藝結果數據模型的形式相同，工藝結果數據通常是取自工藝基礎數據，或者是對其的加工結果。工藝基礎數據應該是通用性的，而不局限于某一個特定的產品，所以其模型的建立，應該是以產品對象為基礎單元；而工藝結果數據直接用于指導產品的生產，其模型的組織單元應該是產品加工生產的元件即零件對象。三個模型均采用面向對象的E-R圖表示方法。
隨著PLM技術和企業(yè)管理模式的不斷發(fā)展，如果能充分利用這些技術滿足企業(yè)信息化的需求，必然會對工藝信息化的應用效果帶來較大的提升。但是工藝標準還不是很規(guī)范，不是很全，還有待進一步的研究，另外實施PLM解決方案是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要科學的實施策略作為指導方針，針對企業(yè)、供應商和軟件在實施過程中各自的定位，研究出一套科學、實用、有效的實施方法。
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本文標題：面向產品生命周期管理PLM的產品數據管理IPD技術
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