隨著市場競爭的日益激烈,不斷開發(fā)出滿足用戶需求的新產(chǎn)品并占領(lǐng)市場已成為企業(yè)的生命線。為了能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高質(zhì)量,降低成本,企業(yè)在利用并行工程進行新產(chǎn)品研制 的過程中,采用計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造、計算機輔助管理等新技術(shù),為企業(yè)帶來了 大量的數(shù)據(jù)文件,并且企業(yè)的許多工作流程也與計算機緊密結(jié)合起來,如對各種新產(chǎn)品設(shè)計的 審核可以完全在計算機上完成。隨著時間的推移和企業(yè)對原有數(shù)據(jù)資源重復(fù)使用的要求,對 產(chǎn)品數(shù)據(jù)和工作流程管理技術(shù)的需求變得越來越迫切。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是企業(yè)實施并行 工程和CAD/CAE/CAM不可缺少的重要組成部分。

    一、PDM功能分析

    在企業(yè)中,大量與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)往往分布在多部門,甚至是多區(qū)域中,而且這些數(shù)據(jù)的 格式也是多樣的,如文本文件、數(shù)據(jù)庫、圖紙文件等,對這些數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽、共享,以及 結(jié)合工作流程來管理這些數(shù)據(jù)等,都是企業(yè)在進行信息集成時經(jīng)常遇到的問題。實施并行工程所需要的"在正確的時間、把正確的數(shù)據(jù)、按正確的方式、傳遞給正確的人"對PDM提出了更高的要求。由于PDM涉及的內(nèi)容十分廣泛,技術(shù)也在不斷發(fā)展之中,目前還難以給出準(zhǔn)確的定義。根據(jù)專門從事PDM和CIM相關(guān)技術(shù)咨詢業(yè)務(wù)的CIMdata公司的報告,PDM是管理與產(chǎn)品相 關(guān)的信息和過程的技術(shù),即:
    與產(chǎn)品相關(guān)的所有信息　也就是描述產(chǎn)品的各種信息,包括部件信息、結(jié)構(gòu)配置、文 件、CAD數(shù)據(jù)文檔、審批信息等。
    與產(chǎn)品相關(guān)的所有過程　也就是對這些過程的定義和管理,包括信息的審批和分配等 。
    PDM管理的主要對象是產(chǎn)品的"元數(shù)據(jù)",即有關(guān)產(chǎn)品信息的信息,其實現(xiàn)基礎(chǔ)是電子倉庫(Electronic Data Vault)。電子倉庫通常是建立在通用的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的。對于一個完全的分布式電子倉庫,其透明性可使用戶無需考慮分布式環(huán)境下各種數(shù)據(jù)的實際物理存放位置 ,而快速、集中地處理整個企業(yè)的產(chǎn)品信息,并且使整個企業(yè)的各部門共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)?；陔娮觽}庫的PDM系統(tǒng)一般具有以下功能:

    1.文檔管理

    PDM系統(tǒng)中的文檔管理用以取代人工方式的檔案管理,使用戶方便、快捷、安全地存取、維護及處理各種有關(guān)產(chǎn)品的文檔,如從設(shè)計階段產(chǎn)生的AutoCAD圖紙的數(shù)據(jù)文件、3D實體造型的數(shù)據(jù)文件、CAE的分析報告,到制造階段可能產(chǎn)生的變更單等,都是文檔管理的對象。

    (1)歸檔管理
    歸檔管理是對文檔進出電子倉庫進行管理。它主要包括歸檔、提檔(CkeckOut,出庫)以 及對這些操作的安全性管理。歸檔包括入庫(CheckIn)及編輯(如復(fù)制、刪除、文檔的轉(zhuǎn)庫等 )兩部分。在進行歸檔處理時,由于在建模階段對人員/角色所定義的權(quán)限不同,因此,承擔(dān)不同任務(wù)的人員對電子倉庫的操作權(quán)力也有所不同。

    通過歸檔管理還可實現(xiàn)文檔的版本控制。在PDM系統(tǒng)中,文檔的版本可分為版本號和序列號,每當(dāng)文檔從電子倉庫中被提出,然后再存入時,其序列號將自動改變,而當(dāng)文檔已被定型時 ,若將其從庫中提出并做修改,則其版本號將自動發(fā)生變化。

    (2)文檔檢索/導(dǎo)航
    這是PDM系統(tǒng)為用戶提供的快速查詢手段之一。用戶可通過圖形界面等導(dǎo)航方式直接查找文檔,也可通過指定某些屬性等檢索方式來快速查找。與人工檢索相比,大大減輕了檢索工 作量,提高了查詢速度,使工作效率提高了許多。PDM系統(tǒng)還提供了一種與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)直接相關(guān)的文檔管理方式,使用戶可直觀、全面地了解產(chǎn)品及零部件的各種數(shù)據(jù)和文檔。這種功能我們將在后面討論。 #p#分頁標(biāo)題#e#

    (3)文檔的處理
    主要功能有:查看與批注、掃描與繪圖及文件格式轉(zhuǎn)換等。在PDM系統(tǒng)中,一般應(yīng)支持對多種格式文件的瀏覽(可視),如PDES/STEP、IGES、DXF、DWG、TIFF、PostScript、HP/GL等文件格式,可支持對某些CAD系統(tǒng)原始文件的審閱,并可使用戶在這些圖形/圖像文件上作批注 ,如以文字注釋或以圖形方式圈點等,甚至還支持第三方審閱。文檔處理功能還可滿足用戶掃 描與繪制文檔的要求。

    2.結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

    (1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理
    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理功能可使用戶建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,或通過從PDM系統(tǒng)集成的應(yīng)用系統(tǒng)中自動捕捉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息來建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu),并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹自動生成BOM(物料清單)表,同時,通過建 立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與其它產(chǎn)品信息(如工程手冊、設(shè)計文檔、更改單等)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行管理,主要 包括對產(chǎn)品本身裝配結(jié)構(gòu)的管理和對其相關(guān)支持?jǐn)?shù)據(jù)的管理,通過編輯、瀏覽、查詢/導(dǎo)航、 比較產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹等方式有效地管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的查詢/導(dǎo)航有兩種方式,一種是以圖形化界面展開關(guān)系方式,一種是對產(chǎn)品屬性值(如產(chǎn)品號、名稱等)的查詢。對于圖形界 面方式,對配置環(huán)境的設(shè)定(如最近一次修改后的結(jié)構(gòu)、正在設(shè)計中的已定型結(jié)構(gòu)等),使用戶 可根據(jù)自己的需求,查看適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)樹。此外,還可支持"用于何處"的查詢,如果零件被用于那些在裝配關(guān)系中,與產(chǎn)品零部件相關(guān)的支持?jǐn)?shù)據(jù),包括設(shè)計手冊、設(shè)計文檔(圖紙、數(shù)據(jù)文 件)、變更單等,通過建立這些數(shù)據(jù)與產(chǎn)品零部件結(jié)構(gòu)的關(guān)系,使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理和文檔的管 理更加簡潔直觀。

    (2)零件族管理
    這是根據(jù)零件特征來管理零件的方式。這種方式涉及到對零件族的查詢和維護。對零件族的查詢可采用圖形界面訪問零件族體系的方式,也可通過給定一零件的特征值來查詢。對 零件族的維護操作包括將一零件放入某一零件族或?qū)⑵鋸哪沉慵鍎h除,以及修改零件族特 征值等操作。

    (3)產(chǎn)品配置管理
    對產(chǎn)品的配置管理是PDM系統(tǒng)有別于工程文檔管理(EDM)等系統(tǒng)最主要的一個方面。產(chǎn)品配置管理包括對各種BOM視圖的管理、對基于有效性變化的產(chǎn)品配置的管理以及有關(guān)創(chuàng)建、 定型、變更等過程的管理。

    3.工作流程管理

    工作流程管理是對已建立的工作流程進行運行、維護、控制工作狀態(tài)以及對工作歷史過程進行記載的管理方式,使產(chǎn)品數(shù)據(jù)與其相關(guān)的過程有機地結(jié)合起來。它使在一個產(chǎn)品全生 命周期中參與"加工產(chǎn)品"的人員都可以在正確的時間、以正確的方式得到正確的任務(wù),從而 保證了企業(yè)內(nèi)部工作有計劃地進行,是規(guī)范企業(yè)管理的有力執(zhí)行工具。產(chǎn)品數(shù)據(jù)(如任務(wù)書、 上游設(shè)計文檔等)可以提交給一定的工作流程,對這些數(shù)據(jù)項在各工作單元中的執(zhí)行狀態(tài),PD M系統(tǒng)也將自動給予統(tǒng)計。典型的工作流程管理是對變更的管理,將變更的申請、審批和修改 等一系列活動組建為一工作流程,使變更控制更加有效。

    4.項目管理與電子協(xié)作功能

    PDM系統(tǒng)中的項目管理與電子協(xié)作建立在產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成環(huán)境之中。由于在一個平臺上可實現(xiàn)與具體數(shù)據(jù)相結(jié)合和數(shù)據(jù)共享,因此,可實現(xiàn)真正的電子協(xié)作,提高項目管理的準(zhǔn)確性。 PDM系統(tǒng)中的項目管理通常是結(jié)合各種工作現(xiàn)狀和產(chǎn)品數(shù)據(jù)等信息,進行合理的資源調(diào)度和項 目規(guī)劃,并可提供E-mail 作為信息通信手段。 #p#分頁標(biāo)題#e#

    5.組織與資源管理

    在進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理時,常常會涉及到人員和設(shè)備等資源問題,因此,對這方面進行建模也是對產(chǎn)品數(shù)據(jù)實施有效管理所需要的。在PDM系統(tǒng)中,將人員劃分為一定的"組/團隊"或單 獨的用戶,并可根據(jù)各自分工的不同,賦予他們一定的角色,同時賦予各種人員在PDM系統(tǒng)中不 同的操作權(quán)限。對資源的建模主要是將企業(yè)中與一定產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)備、材料等以"元數(shù)據(jù)"的 形式反映在PDM系統(tǒng)中。

    6.PDM系統(tǒng)與應(yīng)用軟件的集成

    在一個企業(yè)內(nèi),通常將使用多種應(yīng)用軟件,如從設(shè)計部門使用的CAD、CAM等軟件,到辦公系統(tǒng)的字處理軟件、數(shù)據(jù)表格軟件等,這些應(yīng)用軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大多是需要統(tǒng)一管理的。由于應(yīng)用軟件的種類及版本具有多樣性,因此,一個PDM系統(tǒng)無法同時與各種應(yīng)用系統(tǒng)進行互操 作,所以,PDM系統(tǒng)需向用戶提供可與應(yīng)用軟件進行集成的能力。
    目前,PDM系統(tǒng)與應(yīng)用軟件集成應(yīng)做到將數(shù)據(jù)進行封裝,使應(yīng)用軟件生成或輸入的數(shù)據(jù) 成為PDM系統(tǒng)"可識"數(shù)據(jù),以便對其進行管理。此外,還應(yīng)進行工具封裝,最好能夠?qū)崿F(xiàn)軟件之 間的互操作。
    PDM系統(tǒng)對集成的支持首先表現(xiàn)在應(yīng)具有最小集成,即集成CAD產(chǎn)品和MRP/ERP軟件;其次 在集成的深度和魯棒性上,不但能在PDM系統(tǒng)中啟動應(yīng)用軟件,而且對于完全的集成而言,還能 在應(yīng)用軟件中直接進行PDM操作,如入庫、提檔操作,并能在兩系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換和消息 傳遞;最后,也是最為重要的一點,就是PDM跟蹤應(yīng)用軟件的能力,或者說是應(yīng)用軟件廠家對某 種集成的在線支持。隨著PDM技術(shù)和各種軟件技術(shù)的不斷發(fā)展,PDM系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間的集 成也逐步向基于規(guī)則機和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方向發(fā)展,集成技術(shù)會越來越方便簡潔。

    二、PDM的實施

    在一個企業(yè)中實施PDM,通常要涉及到技術(shù)和企業(yè)內(nèi)組織關(guān)系等因素,因此,PDM的實施是 一項比較復(fù)雜的任務(wù),是一個需要分階段、在合理的規(guī)劃下逐步完善的過程。首先要構(gòu)筑企 業(yè)內(nèi)部協(xié)作環(huán)境,即在PDM系統(tǒng)上建筑基本實施環(huán)境,然后進一步完善PDM系統(tǒng)。這一過程一般 分4個階段：

    階段1:企業(yè)過程重組　這是實施PDM系統(tǒng)的第一步,也是最重要的一步。通過對企業(yè)各過 程及組織等方面的分析,對過程進行改進并建立過程模型。同時,根據(jù)職能對不同的人員賦予 不同的權(quán)限。
    階段2:建立電子倉庫　在這一階段,主要是根據(jù)企業(yè)所涉及的各種數(shù)據(jù)類型和其用途合 理配置電子倉庫,建立企業(yè)數(shù)據(jù)共享的基本環(huán)境。
    階段3:建立工作流程　基于企業(yè)的過程模型,在PDM系統(tǒng)中建立企業(yè)內(nèi)部各種工作流程, 優(yōu)化企業(yè)的工作規(guī)范。
    階段4:建立產(chǎn)品配置　通過對企業(yè)產(chǎn)品及其相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,在PDM系統(tǒng)中,建立產(chǎn)品數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)樹、零件庫和產(chǎn)品配置項,并按企業(yè)需求實施一定的應(yīng)用軟件集成。

    三、PDM系統(tǒng)的發(fā)展主流

    PDM作為一種技術(shù),其本身隨著CIMS、并行工程、敏捷制造的發(fā)展而不斷更新,功能也越來越完善。縱觀各種PDM系統(tǒng)的體系和市場需求,我們大致可以歸納出PDM的主流發(fā)展方向在以下幾方面:

    1.采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)
    面向?qū)ο蠹夹g(shù)近幾年來得到了較大的發(fā)展與應(yīng)用,這項技術(shù)已成為90年代軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展的主流。它提高了程序代碼的重用性和開放性,使編程效率大大提高。其在PDM領(lǐng)域的應(yīng)用,包括將面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫作為底層支持、面向?qū)ο蟮腜DM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蟮漠a(chǎn)品數(shù)據(jù)定 義,使PDM系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成更具有開放性,從而提高PDM產(chǎn)品的集成能力。 #p#分頁標(biāo)題#e#

    2.采用Web使能技術(shù)
    基于像Netscape這樣的Web瀏覽器是一種易被用戶接受的通用用戶界面。這種技術(shù)可以使多信息同時顯示在屏幕上,這對數(shù)據(jù)查詢功能與報告功能要求較高的PDM來說,使用Web技術(shù) ,將使PDM技術(shù)與系統(tǒng)隨著Internet和Intranet一起更加大眾化。

    3.采用聯(lián)邦式機制
    對于大型企業(yè),特別是跨地域的企業(yè),僅使用一套Client/Server式的PDM產(chǎn)品是很難將全企業(yè)的產(chǎn)品及過程信息管理起來的,因此,常常需要安裝多套PDM,而多套PDM之間也是需要"互 相拜訪"的。采用聯(lián)邦式機制就可以滿足這種需求,該機制是提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力的一種有力方式。

    4.框架化和企業(yè)化
    目前越來越多的企業(yè)都希望有這樣一種框架,它能使企業(yè)擁有的軟件系統(tǒng)都集成于此框 架中,實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)與開發(fā)過程、乃至生產(chǎn)過程的集成與管理,支持企業(yè)的并行工程。PDM系 統(tǒng)在覆蓋企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和工作流程等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢,因此,許多PDM廠家為使其產(chǎn)品更好地滿足企業(yè)要求,已經(jīng)或正在使用CORBA標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù),以實現(xiàn)系統(tǒng)的企業(yè)化和框架化。