1 概述
PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)系統(tǒng)是目前相當(dāng)熱門(mén)且快速成長(zhǎng)的技術(shù),國(guó)內(nèi)的PDM研究與應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)階段,企業(yè)級(jí)的PDM應(yīng)用在國(guó)際上也尚在開(kāi)發(fā)之中。國(guó)內(nèi)早期實(shí)施CIMS的企業(yè),由于PDM尚未提出,皆存在CAD設(shè)計(jì)與MIS等系統(tǒng)脫節(jié)問(wèn)題,特別是“九五”期間863/CIMS示范工程中,國(guó)產(chǎn)化的PDM技術(shù)開(kāi)發(fā)成了主要瓶頸”之一。
PDM是CIMS框架中一個(gè)重要系統(tǒng)。PDM系統(tǒng)以CAD/CAE/CAM/CAPP技術(shù)為核心,其本身又是CIMS系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。目前CAD技術(shù)處于應(yīng)用推廣階段,它既給企業(yè)帶來(lái)了效益,也存在著數(shù)據(jù)爆炸和數(shù)據(jù)混亂的問(wèn)題,設(shè)計(jì)資源、CAD軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,缺少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目進(jìn)度控制和工作監(jiān)控,沒(méi)有統(tǒng)一的工作流環(huán)境,難以做到設(shè)計(jì)面向工藝,設(shè)計(jì)面向成本,做不到產(chǎn)品級(jí)的借用設(shè)計(jì)。從總體上來(lái)看,CAD單項(xiàng)技術(shù)效率更高,終究是串形設(shè)計(jì)方式,只有并行方式或無(wú)紙化方式才能顯著提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。
企業(yè)的生存和發(fā)展都是圍繞著產(chǎn)品而進(jìn)行的,產(chǎn)品是企業(yè)的數(shù)據(jù)源。任何解決MIS系統(tǒng)、MAS系統(tǒng)、CAQ系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)相互集成的瓶頸,就成為當(dāng)前企業(yè)必須重視的問(wèn)題。
2 PDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能
結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)中各種聯(lián)系和關(guān)系的總和,它是系統(tǒng)內(nèi)諸元素之間的結(jié)合方式。PDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以CAD、CAM、CAE、CAPP 4個(gè)模塊為核心,而這4個(gè)模塊各自產(chǎn)生傳送的大量數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù),以網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介,加上權(quán)限規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,F(xiàn)以某PDM產(chǎn)品為例,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖l 產(chǎn)品的PDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使它成為一個(gè)有特定功能的整體。PDM的基本功能是將產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到消亡的整個(gè)生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù),按照一定的數(shù)學(xué)模式加以定義、組織和管理,使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致、最新、共享和安全;而產(chǎn)品的生命周期包括產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、加工制造、銷(xiāo)售維護(hù)至產(chǎn)品消亡的各個(gè)階段的相關(guān)數(shù)據(jù);趯(duì)PDM的理解和我們?cè)谥圃炱髽I(yè)的CAD項(xiàng)目實(shí)施以及現(xiàn)代企業(yè)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理提出的要求,PDM系統(tǒng)的主要功能有:
1)電子倉(cāng)庫(kù)功能(Electronic Valut),它是PDM最基本的功能。Valut提供生成、存儲(chǔ)、查尋、控制存取、恢復(fù)、編輯、電子檢查和記錄、電子對(duì)象的歷史及通用文件的能力。它為PDM控制環(huán)境和外部世界(為用戶(hù)和應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)傳遞提供一種安全的手段;并允許用戶(hù)迅速地訪(fǎng)問(wèn)全企業(yè)的產(chǎn)品消息,而不必考慮用戶(hù)和數(shù)據(jù)的物理位置)。
2)過(guò)程和過(guò)程控制功能(Process或Process Control),它對(duì)任何工作流的形成進(jìn)行過(guò)程控制或在過(guò)程開(kāi)始后的任務(wù)控制。它用來(lái)定義和控制人們創(chuàng)建和修改數(shù)據(jù)的方法。它提供了路線(xiàn)、驅(qū)動(dòng)事件的動(dòng)作、查尋、檢查、存取控制、恢復(fù)和對(duì)象的編輯等。這一功能為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的自動(dòng)管理提供了必要的支持。
3)構(gòu)造功能(Structure),它允許生成、命名、導(dǎo)航和多級(jí)的編輯一對(duì)一的關(guān)系以及控制基于關(guān)系的對(duì)象。這種能力通常是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)公司可制造的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的。
4)配置管理功能(Configuration Management),它是以電子倉(cāng)庫(kù)為底層支持,以系列化產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)作為其管理對(duì)象,以材料清單(BOM)為其組織核心,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(lái),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、控制和管理,并在一定目標(biāo)或規(guī)則約束下向用戶(hù)或應(yīng)用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同視圖和描述。它不僅僅是簡(jiǎn)單的版本控制和材料清單的創(chuàng)建。
5)查看和圈閱功能(View&Markup),它為計(jì)算機(jī)化的審批過(guò)程提供支持。利用該功能用戶(hù)可以查看電子倉(cāng)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。如果需要的話(huà),用戶(hù)還可利用圖形覆蓋技術(shù)對(duì)文件進(jìn)行圈點(diǎn)和注釋。
6)掃描成像功能(Scanning&Image),它完成把圖紙掃描轉(zhuǎn)化成數(shù)字化圖象,并把它們置于PDM系統(tǒng)的控制管理之下。
7)設(shè)計(jì)的檢索和零件庫(kù)功能Desigm Retrieva/Component),它可按零件的屬性分類(lèi)與組織企業(yè)已有零件信息,為最大限度地利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)成果,創(chuàng)建新的產(chǎn)品提供支持。
8)項(xiàng)目管理功能(Project Management),一個(gè)功能很強(qiáng)的項(xiàng)目管理能夠?yàn)楣芾碚咛峁┟糠昼婍?xiàng)目和活動(dòng)的狀態(tài)信息,通過(guò)PDM與流行的項(xiàng)目管理軟件包括接口還可獲得資源和規(guī)劃及重要路徑報(bào)告能力。但是,目前在PDM系統(tǒng)中項(xiàng)目管理考慮較少,許多PDM系統(tǒng)只能提供工作流活動(dòng)的信息。
9)電子協(xié)作功能(Electronic Collaboration),它主要實(shí)現(xiàn)人與PDM數(shù)據(jù)之間高速、實(shí)時(shí)的交互功能,包括設(shè)計(jì)審查時(shí)的在線(xiàn)操縱、電子會(huì)議等。
10)工具和”集成件”功能(Tolls&Integration),為了使不同的應(yīng)用之間能夠共享信息以及對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,就必須把外部應(yīng)用系統(tǒng)“封裝”到PDM環(huán)境下運(yùn)行,這部分功能對(duì)應(yīng)用工具集成提供支持。
3 PDM技術(shù)的實(shí)施與發(fā)展趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)雖然可使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中涉及到的各類(lèi)圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、生產(chǎn)單、更改單、采購(gòu)單、成本核算和材料清單等與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息,但是這種簡(jiǎn)單地采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬原來(lái)人工管理資料的方法,往往不能從根本上解決先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段與落后的資料管理之間的矛盾,要解決這個(gè)矛盾,必須采用PDM技術(shù)。PDM是從管理CAD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件,它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)周期,乃至產(chǎn)品消亡的各個(gè)階段的全部數(shù)據(jù)。也就是說(shuō),PDM系統(tǒng)還要對(duì)相關(guān)的市場(chǎng)需求、分析、設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的全部更改歷程、用戶(hù)使用說(shuō)明及售后服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理。由此可見(jiàn),PDM系統(tǒng)管理的產(chǎn)品信息將涉及到企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造、經(jīng)營(yíng)和服務(wù)等部門(mén),因此,系統(tǒng)的實(shí)施具有面廣、信息量大等特點(diǎn)。
無(wú)庸置疑,PDM的研究與應(yīng)用對(duì)企業(yè)發(fā)展將有明顯的效果,它可以大幅度縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著我國(guó)CAD/CAE/CAM乃至CIMS的發(fā)展,應(yīng)用PDM的要求越來(lái)越迫切,國(guó)家CIMS中心于90年代中期開(kāi)始了PDM的框架研究,國(guó)內(nèi)PDM的應(yīng)用剛起步,要真正保障企業(yè)產(chǎn)品多快好省地投入市場(chǎng),參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),在進(jìn)行PDM研究與應(yīng)用時(shí),必須綜合考慮項(xiàng)目、人的因素及資源的集成,將CAD、CAE、CAM、CAPP等孤島技術(shù)提高到一個(gè)新的高度,使之形成一個(gè)大系統(tǒng)。
如前所述,PDM技術(shù)在我國(guó)剛剛起步,其發(fā)展趨勢(shì)將表現(xiàn)在:
1)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在PDM系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越深入
基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)靈活、用戶(hù)界面友好的PDM系統(tǒng)已成為一種趨勢(shì)。在PDM系統(tǒng)中通過(guò)Web實(shí)現(xiàn)全球化的信息查詢(xún)、瀏覽、創(chuàng)建與更新己逐漸成為現(xiàn)實(shí),并以此來(lái)支持全球化的虛擬企業(yè)的信息管理。
2)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用及信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化
由于PDM系統(tǒng)所要管理的數(shù)據(jù)類(lèi)型及數(shù)據(jù)模型的復(fù)雜性,要求系統(tǒng)有良好的開(kāi)放性,采用O-O方法建立系統(tǒng)管理模型與信息模型,并提供面向?qū)ο蟮慕9ぞ吲c開(kāi)發(fā)工具,支持用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)。另一方面,由于各系統(tǒng)功能不一樣,其信息模型也不一樣,即使是相同的功能,不同系統(tǒng)信息模型差別也很大,如何實(shí)現(xiàn)PDM系統(tǒng)信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化,為不同系統(tǒng)之間提供信息交換帶來(lái)方便成為當(dāng)務(wù)之急。
3)PDM與MRP的功能滲透
一方面,PDM與MRP分別服務(wù)于工程設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造。PDM系統(tǒng)源于CAD/CAM應(yīng)用與工程設(shè)計(jì)的需要,所以它管理的重點(diǎn)為工程信息。而MRP系統(tǒng)源于制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)與生產(chǎn)活動(dòng)的管理,包括經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、物料需求的計(jì)劃與制造資源的需求計(jì)劃的管理。兩者的橋梁紐帶為BOM表。目前,二者之間通過(guò)相互集成,互為補(bǔ)充,構(gòu)成完整的企業(yè)信息系統(tǒng)。另一方面二者之間互相滲透。PDM廠(chǎng)商首先將工程BOM與制造BOM統(tǒng)一到PDM系統(tǒng)中進(jìn)行管理,同時(shí)將經(jīng)營(yíng)計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃集成于PDM系統(tǒng)中,而MRP系統(tǒng)也在設(shè)法把PDM系統(tǒng)的功能歸入其中。
4)過(guò)程管理與配置管理功能的強(qiáng)化
為適應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造中復(fù)雜過(guò)程的變化需要,各廠(chǎng)商競(jìng)相開(kāi)發(fā)出獨(dú)立的工作流程管理塊,且功能不斷變強(qiáng),以滿(mǎn)足工程更改、并行化產(chǎn)品設(shè)計(jì)所必需過(guò)程管理的需要。以配置管理為核心,將數(shù)據(jù)管理、工作流程管理與變更控制集于一體,形成更為強(qiáng)大的PDM系統(tǒng)。
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