1 引言

    產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)是指在技術(shù)文件中規(guī)定的并且在產(chǎn)品（硬件，軟件）中達(dá)到的功能特性和物理特性。技術(shù)狀態(tài)管理是指用技術(shù)和行政的方法對產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)實施指導(dǎo)、控制和監(jiān)督，主要任務(wù)包括：技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識，技術(shù)狀態(tài)控制、技術(shù)狀態(tài)紀(jì)實和技術(shù)狀態(tài)審核。技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識是技術(shù)狀態(tài)管理的基礎(chǔ)，其主要內(nèi)容是確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，選擇技術(shù)狀態(tài)項目，將技術(shù)狀態(tài)項目的物理特性、功能特性、接口和更改形成文件，為技術(shù)狀態(tài)項目及相應(yīng)的文件分配標(biāo)識特性或編碼，發(fā)放技術(shù)狀態(tài)文件，建立技術(shù)狀態(tài)基線。

    PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品開發(fā)過程的管理軟件，其中很多功能的設(shè)計已經(jīng)符合了技術(shù)狀態(tài)管理的基本要求。因而有些學(xué)者認(rèn)為不具備技術(shù)狀態(tài)管理功能的PDM是不完整的，他們將PDM看作是實施技術(shù)狀態(tài)管理的使能技術(shù)，并且指出技術(shù)狀態(tài)管理并不是PDM系統(tǒng)的一個專門應(yīng)用功能，而是PDM所有核心功能的具體應(yīng)用。

2 基于PDM系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識方法

    在PDM系統(tǒng)中，技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識的主要活動包括：產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)狀態(tài)項目（文件和零件對象）的建立和編輯，對象之間的關(guān)系和版本變更管理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系的組織、編輯、展示、編碼管理，技術(shù)狀態(tài)項目確定后，PDM系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識的方式包括：版本管理、有效性管理、多視圖管理技術(shù)狀態(tài)基線管理。

    2.1 版本管理

    版本標(biāo)識管理的目的包括兩個方面：一方面，記錄設(shè)計過程中的技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)變化，并維護(hù)不同版本間的關(guān)系，以便對設(shè)計歷史進(jìn)行跟蹤和回溯；另一方面，控制版本的變化過程，即控制版本的生成、傳播，以減少任意產(chǎn)生新版本所造成的混亂。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的配置項版本不僅包含了基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的對象在當(dāng)時的全部信息，而且還反映了該版本的設(shè)計對象和與其相關(guān)聯(lián)的對象的聯(lián)系，如對象的多個版本間的聯(lián)系、與文檔版本的關(guān)聯(lián)性。其控制策略主要包括：

    (1)版本控制原則

    版本是對數(shù)據(jù)變化的記錄，但并非所有的數(shù)據(jù)變化都需要以版本的形式保存下來，否則會造成版本泛濫，大量無意義的版本充斥在數(shù)據(jù)庫中，使設(shè)計人員無所適從，從而達(dá)不到數(shù)據(jù)管理的真正目的。因此，必須以一種有效的方式對版本的形成、更選加以控制。版本控制的基本原則包括：

    a.只記錄有意義的對象數(shù)據(jù)變化，也就是只對經(jīng)常發(fā)生變化的對象數(shù)據(jù)信息進(jìn)行版本控制。

    b.限定用戶創(chuàng)建新版本的動機，使之在合理的范圍內(nèi)，也就是使用企業(yè)訂制的流程管理來控制新版本的生成。

    c.控制用戶對版本集合的可視范圍，即盡可能讓用戶只看到與其工作相關(guān)的數(shù)據(jù)。

    (2)版本變化規(guī)則

    PDM中可版本化管理的配置項主要為零部件（零部件是指電子元器件和機械零件）和文檔，零部件的版本管理與文檔類似，但比文檔復(fù)雜，因為零部件除了包含描述它的文檔以外，還具有結(jié)構(gòu)和屬性等特殊信息。針對上述三個原則，本文以零部件版本管理為例闡述PDM的版本控制策略。

    圖1所示表達(dá)了PDM系統(tǒng)中零部件的樹形版本模型及其演進(jìn)過程。其基本原則為：

    圖1 數(shù)形版本模型及其演進(jìn)過程

    版本=版次+版序；

    新建的配置項保存在個人文件柜中，未經(jīng)注冊的配置項不記錄更改次數(shù)和更改歷史，不受版本管理控制；配置項注冊則將配置項轉(zhuǎn)存到共享文件柜，配置項受版本管理的控制，并生成起始版本A.1，與配置項關(guān)聯(lián)的文檔也將隨之自動注冊；

    以檢入/檢出共享文件柜來控制配置項版本，配置項關(guān)聯(lián)的文檔將隨之自動檢入/檢出；

    檢出配置項版本時，在個人文件柜生成檢出版本的副本，檢出用戶對副本進(jìn)行修改，修改完成后檢入，版本版次自動增加形成新的版本；

    已檢出的配置項可以被其他人瀏覽而不能修改；

    在相同時間內(nèi)，一個版本只允許一個人檢出，同一配置項允許同時檢出不同版本；

    配置項的發(fā)布必須按照企業(yè)規(guī)定的流程進(jìn)行審批通過，發(fā)布后的配置項將不能再進(jìn)行修改；

    已經(jīng)發(fā)布的配置項需要變更時，必須按照企業(yè)規(guī)定的更改流程進(jìn)行。填寫工程變更請求，經(jīng)批準(zhǔn)后，由工程變更通知單通知配置項更改者對配置項進(jìn)行修訂，執(zhí)行修訂操作后，配置項版次升級。

    2.2 有效性管理

    有效性是數(shù)據(jù)對象生效的計劃日期、批次，序列號或者結(jié)構(gòu)標(biāo)識，是數(shù)據(jù)對象生效狀態(tài)的一種限定，它主要運用于對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置。數(shù)據(jù)對象是否生效，是由數(shù)據(jù)對象關(guān)聯(lián)的配置項以及用戶所使用的有數(shù)性上下文來決定的。配置項是由用戶定義的一組有效性條件的集合，包括有效時間、有效批次、有效序列號、有效結(jié)構(gòu)標(biāo)識或者他們的組合。數(shù)據(jù)對象使用配置項，也就是數(shù)據(jù)對象在配置項限定的范圍內(nèi)是有效的，超出這個范圍是無效的。有效性上下文則指用戶指定的由于判斷數(shù)據(jù)對象是否有效的依據(jù)，也即數(shù)據(jù)對象在上下文定義的條件下是否有效。

    有效性管理涉及的配置項可以時零部件的版本，也可以是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的某一特定關(guān)系。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零部件可能具有多個版本，各個版本的生數(shù)日期，有效時間可能不同。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中裝配關(guān)系也存在何時生效、何時變更的情況。有時在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上的不同層次上分別有一個零件的不同版本或者同一版本，由此形成了不同的配置的情況。此時，需要按照有效性的方式進(jìn)行配置，有效行將作用于零部件的版本上，及零部件之間關(guān)系上。

    有效性配置有多種方式：時間有效性、序列號有效性、批次有效性、結(jié)構(gòu)選項有效性等。對于同一個零部件對象或裝配關(guān)系對象，可同時運用多個有效性管理方式同時進(jìn)行管理。

    時間有效性 用時間對有效性進(jìn)行管理時，對零部件的每一個版本都指定一個有效的時間段，時間段是由開始時間和結(jié)束時間決定的。也可只指定開始時間，也就是版本開始生效的時間。對有效性進(jìn)行管理時，時間有效性是運用最多的；

    序列號有效性 用序列號對有效性進(jìn)行管理時，對零部件的有效性指定一個序列號范圍（零部件的一個序列號就是零部件的一個編碼）；

    批次有效性 用批次對有效性進(jìn)行管理時，要指定零部件版本有效的批改ID和批次的大小，因為每個批次ID都是唯一的，這個ID就是零部件版本有效范圍的標(biāo)識；

    結(jié)構(gòu)選項有效性 利用結(jié)構(gòu)標(biāo)識進(jìn)行有效性管理，使版本在特定的結(jié)構(gòu)中有效或者使零部件之間的使用關(guān)系在特定的結(jié)構(gòu)中有效。

    在實際應(yīng)用環(huán)境下，技術(shù)狀態(tài)管理對象是否有效與用戶當(dāng)前選擇的有效性上下文是有確切關(guān)系的。配置項是一種范圍值，而有效性上下文則是用戶使用的點值。用戶點值必須處于范圍值之內(nèi)數(shù)據(jù)對象對當(dāng)前用戶才會有效。因此，必須建立配置項與有效性上下文之間的匹配規(guī)則。

    2.3 多視圖管理

    多視圖管理，就是“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為組織核心，把所定義的最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，在一定的目標(biāo)或規(guī)則約束下，向用戶或應(yīng)用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同視圖描述。辭一個BOM(Bill Of Material，物料清單)視圖描述一種產(chǎn)品開發(fā)過程不同階段的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，由不同的部門所使用，其形式和內(nèi)容根據(jù)部門職能不同而不同于其他階段的BOM視圖。通過BOM多視圖，從產(chǎn)品開發(fā)的上游到下游傳遞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系。

    在產(chǎn)品壽命周期中，由于產(chǎn)品的功能、性能和零部件配置等結(jié)構(gòu)和屬性的形成是一個從無到有、從粗到細(xì)的優(yōu)化迭代過程。因此，產(chǎn)品視圖在產(chǎn)品生命周期的不間階段或狀態(tài)也是一個逐步形成與演進(jìn)的過程。首先有基本的產(chǎn)品枧圖，一般就是設(shè)計視圖；通過變型設(shè)計形成擴展的BOM，基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置實現(xiàn)產(chǎn)品變型及多視圖管理，即將產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織根據(jù)設(shè)計、工藝，生產(chǎn)、裝配等不同需要演變?yōu)椴煌�的表現(xiàn)形式。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是進(jìn)行多視圖管理的基礎(chǔ)。

    在統(tǒng)一產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理中的具體實現(xiàn)是通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置及視圖管理完成不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的構(gòu)建及變型維護(hù)。首先由基本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹配置出不同的設(shè)計視圖，實現(xiàn)產(chǎn)品不同狀態(tài)管理；然后由不同的設(shè)計視圖轉(zhuǎn)化出不同的工藝，生產(chǎn)、裝配視圖，對于不同的批（發(fā)）次用不同的生產(chǎn)裝配視圖管理。個性數(shù)據(jù)在不同的樹視圖中管理，數(shù)據(jù)間可以建立靈活的關(guān)聯(lián)，共性數(shù)據(jù)在視圖轉(zhuǎn)化過程中依規(guī)則實現(xiàn)繼承。

    基于多視圖管理實現(xiàn)從設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、裝配、維護(hù)全生命周期的結(jié)構(gòu)視圖數(shù)據(jù)管理，并實現(xiàn)上下游單位間數(shù)據(jù)的共享、復(fù)用以及應(yīng)用集成，從而形成基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理。

    以上提到的多視圖在型號產(chǎn)品的生命周期中是逐步實現(xiàn)的，存在產(chǎn)生的先后順序關(guān)系，也存在一定的前后依賴關(guān)系。在說明視圖轉(zhuǎn)化的具體過程前，先進(jìn)行多視圖間關(guān)系的定義。工藝視圖依賴設(shè)計視圖產(chǎn)生，設(shè)計視圖是其前趨視圖，在工藝視圖中結(jié)構(gòu)構(gòu)件、屬性、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)基本不變，但要增加工藝規(guī)程、工裝數(shù)據(jù)、工藝試驗等構(gòu)件和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。生產(chǎn)視圖依賴工藝視圖產(chǎn)生，工藝視圖是其前趨視圖，生產(chǎn)視圖以工藝視圖中的工藝信息為依據(jù)，但要以設(shè)計視圖作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容，在生產(chǎn)視圖中要增加資源、設(shè)備等構(gòu)件和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，作為下游進(jìn)行生產(chǎn)計劃、車間排產(chǎn)的基礎(chǔ)。裝配視圖依賴設(shè)計視圖產(chǎn)生，設(shè)計視圖是其前趨視圖，在裝配視圖中要根據(jù)實際生產(chǎn)需要進(jìn)行構(gòu)件的拆分組合，確定裝配工藝規(guī)程，并與生產(chǎn)視圖進(jìn)行比較來確定零部件是否已滿足齊套條件，以確保裝配過程的順利進(jìn)行。其他視圖依賴設(shè)計視圖等產(chǎn)生，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)組織管理需要進(jìn)行組織，并關(guān)聯(lián)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如質(zhì)量視圖參考設(shè)計視圖、工藝視圖和生產(chǎn)視圖產(chǎn)生，關(guān)聯(lián)質(zhì)量數(shù)據(jù)實現(xiàn)對質(zhì)量數(shù)據(jù)的管理。依據(jù)視圖轉(zhuǎn)化關(guān)系紀(jì)錄視圖間的依賴關(guān)系。

    2.4 基線管理

    基線是產(chǎn)品研制過程中在某個特定階段、特定狀態(tài)下（通常為里程碑節(jié)點）的數(shù)據(jù)快照，從而可實現(xiàn)某一特定時刻下產(chǎn)品數(shù)據(jù)及其組成關(guān)系的狀態(tài)固化，實現(xiàn)對配置項的批量化標(biāo)識。

    基線作為一類數(shù)據(jù)對象，與產(chǎn)品組成的各數(shù)據(jù)對象是一對多的關(guān)系，可以采用兩種方式定義，一種是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中選擇某一節(jié)點定義基線，系統(tǒng)將自動遞歸該節(jié)點下的所有數(shù)據(jù)對象，并統(tǒng)一標(biāo)定。另外可采用自由定義的方式，如可選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中某幾類重要的數(shù)據(jù)對象，對其進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)定。無論定義的方式如何，一旦基線對象與產(chǎn)品組成對象建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，則與基線對象建立關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品組成對象不允許刪除，只能進(jìn)行凍結(jié)，直至解除基線管理的限制或者對應(yīng)的基線對象被刪除后才能夠刪除，同樣基線也有版本管理，一個基線的不同版本包含有不同數(shù)據(jù)對象的版本。還可以通過有效性（通常是時間）管理對產(chǎn)品的版本配置過程中指定一個具有版本信息的基線，系統(tǒng)就會識別包含在這個基線版本中的配置項及其版本。

3 結(jié)語

    技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識是技術(shù)狀態(tài)管理的基礎(chǔ)，基于PDM系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)標(biāo)識方法，在技術(shù)狀態(tài)管理理論及方法的基礎(chǔ)上，采取更先進(jìn)的技術(shù)狀態(tài)管理手段，開展面向產(chǎn)品研制全過程，精細(xì)化的技術(shù)狀態(tài)管理，提高技術(shù)狀態(tài)管理水平。

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