一、企業(yè)對(duì)PDM的需求
目前，廣大CAD用戶(hù)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。
1.資料管理
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。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。
(1) 文件查詢(xún) 設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生出大量的文件和圖紙。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。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。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。用戶(hù)要查詢(xún)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(xún)成為十分頭痛的事情。所以，必須采用計(jì)算機(jī)查詢(xún)，能根據(jù)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)人、工作階段、審批狀態(tài)、日期、類(lèi)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(xún)，不僅可以查到當(dāng)前的資料，還可以查到過(guò)去的或者類(lèi)似項(xiàng)目的相應(yīng)資料。
(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。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。
(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。它要求根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類(lèi)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。同樣，對(duì)資料也設(shè)置不同的密級(jí)，以保證各類(lèi)資料不被非法修改和盜用。
(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?，F(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。
2.計(jì)劃管理
(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。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?，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)。這是迫切需要解決的問(wèn)題。
(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。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(xún)。
3.產(chǎn)品配置管理
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。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。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(chēng)為配置。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。如一輛汽車(chē)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。面對(duì)數(shù)量如此之多的零件，企業(yè)各類(lèi)人員要查詢(xún)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。
(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)。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(lèi)材料定單。
(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。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)。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)。
4.更改管理
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)。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)在以下幾方面改善更改管理水平。
(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。
(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。
(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。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。
(4) 材料統(tǒng)計(jì) 保證統(tǒng)計(jì)工作得到最新結(jié)果。
二、PDM在企業(yè)中的地位
1.PDM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)。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。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。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。
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。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。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。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。 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。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。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。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。
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)。目前，PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺(tái)。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(lèi)地進(jìn)行有條不紊的管理。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。
2.PDM是產(chǎn)品信息傳遞的橋梁
人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷(xiāo)六大部門(mén)是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理與決策部門(mén)。目前，人們已將信息管理系統(tǒng)MIS和制造資源規(guī)劃M(mǎn)RPⅡ集成在一起，成為企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)(ERP)。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。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。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)。
3.PDM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。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。這是目前最高層次的信息管理要求。 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。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。
4.PDM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(lèi)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)。 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。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。 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)。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。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。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的具有對(duì)象特性的PDM系統(tǒng)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)。 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。因此，PDM是企業(yè)的集成框架。
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。能否實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間有效、可靠的集成，所涉及的因素很多。
(2) PDM與ERP的集成
有關(guān)人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷(xiāo)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)MERⅡ。目前，MIS和MRPⅡ以集成在一起，成為ERP。 MIS具有企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、生產(chǎn)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)成本核算、財(cái)務(wù)管理、人事管理、車(chē)間作業(yè)控制和設(shè)備管理等功能。制造資源計(jì)劃系統(tǒng)MRPⅡ包括銷(xiāo)售管理、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃M(mǎn)RP、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。
ERP中的許多信息來(lái)自CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)，除了圖形數(shù)據(jù)外，還應(yīng)包括：任務(wù)進(jìn)度數(shù)據(jù)、估計(jì)成本、技術(shù)指標(biāo)參數(shù)、加工方法、工裝、設(shè)備需求、能力數(shù)據(jù)、BOM、工藝定額等。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。 ERP到CAD/CAPP/CAM之間傳遞的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：開(kāi)發(fā)任務(wù)書(shū)、技術(shù)指標(biāo)、時(shí)間要求、修改任務(wù)書(shū)、任務(wù)書(shū)審核、計(jì)劃日期、產(chǎn)品接收?qǐng)?bào)告。
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。 從ERP到CAQ的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：質(zhì)量目標(biāo)、次品報(bào)告、用戶(hù)質(zhì)量信息、質(zhì)量處理信息、質(zhì)量成本信息、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)貨計(jì)劃、工裝設(shè)備及加工人員情況及各項(xiàng)成本。
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。PDM就是企業(yè)全局信息集成框架。
2.PDM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。為了使不同的應(yīng)用系統(tǒng)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，只要對(duì)外部應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行“封裝”，PDM就可以對(duì)它的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，將特征數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)文件分別放在數(shù)據(jù)庫(kù)和文件柜中。
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。用操作集來(lái)描述可見(jiàn)的模塊外部接口，從而保證了對(duì)象的界面獨(dú)立于對(duì)象的內(nèi)部表達(dá)。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。“封裝”意味著用戶(hù)“看不到”對(duì)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可以通過(guò)調(diào)操作即程序來(lái)使用對(duì)象，這充分體現(xiàn)了信息隱蔽原則。由于“封裝”性，當(dāng)程序設(shè)計(jì)改變一個(gè)對(duì)象類(lèi)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(lèi)型上工作的任何程序。“封裝”使數(shù)據(jù)和操作有了統(tǒng)一的管理界面。
(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。因?yàn)?#8220;封裝”不能了解文件內(nèi)部的具體數(shù)據(jù)，而PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置模塊必須掌握產(chǎn)品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)關(guān)系。PDM集成這類(lèi)數(shù)據(jù)有下面兩種不同層次的模式。
● 接口模式能夠根據(jù)CAD裝配文件中的裝配樹(shù)，自動(dòng)生成PDM中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。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。
● 集成模式通過(guò)對(duì)CAD的圖形數(shù)據(jù)和PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的詳細(xì)分析，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，只要其中之一的結(jié)構(gòu)關(guān)系發(fā)生了變化，則另一個(gè)自動(dòng)隨之改變，始終保持CAD的裝配關(guān)系與PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的同步一致。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。
● 利用PDM實(shí)現(xiàn)用戶(hù)間的對(duì)象共享，應(yīng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。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)。
● PDM是CAD/CAPP/CAM的集成平臺(tái)，是企業(yè)全局信息集成的框架。所有用戶(hù)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。
一．PDM技術(shù)概述
隨著CAD技術(shù)的普及，越來(lái)越多的企業(yè)甩掉了圖板，提高了設(shè)計(jì)效率，以往需要用專(zhuān)門(mén)的資料庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)的紙介質(zhì)技術(shù)文件變成了需要用各種軟件來(lái)進(jìn)行編輯的電子圖文檔。這種以文件存儲(chǔ)信息的方式在電子圖文檔數(shù)量較小時(shí)，查詢(xún)和編輯都比較方便。但是，隨著CAD技術(shù)的全面推廣，電子文檔的管理數(shù)量急劇增加，原有的人工圖紙資料管理體系已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)CAD技術(shù)帶來(lái)的革新，巨大的問(wèn)題隨之而來(lái)。例如，查詢(xún)困難、圖檔安全性得不到保障，版本不能統(tǒng)一等等。這些問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重阻礙了CAD技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。
據(jù)調(diào)查，由于工程設(shè)計(jì)到制造系統(tǒng)缺乏產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間增加20%，成本上升10%。 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）技術(shù)正是為適應(yīng)CAD技術(shù)的管理要求而出現(xiàn)的電子數(shù)據(jù)資料管理體系。所以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)是至關(guān)重要的。PDM是從90年代初才開(kāi)始在國(guó)際市場(chǎng)上形成軟件產(chǎn)品的一項(xiàng)新技術(shù)，它是隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)，特別是CAD、CAPP、CAM等技術(shù)廣泛、深入地應(yīng)用于制造業(yè)而產(chǎn)生的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)的成熟與普及為PDM的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，使PDM技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)及產(chǎn)品的無(wú)紙?jiān)O(shè)計(jì)/制造的支撐技術(shù)。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）是企業(yè)設(shè)計(jì)和工藝部門(mén)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，但現(xiàn)在PDM的應(yīng)用已超出了工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。今天，越來(lái)越多的公司已經(jīng)或正在準(zhǔn)備安裝PDM系統(tǒng)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字，2000年，PDM市場(chǎng)將達(dá)到20億美元。
二．企業(yè)為什么需要PDM
CAD技術(shù)的廣泛普及，提高了企業(yè)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效率，但卻給產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理帶來(lái)了更多的困難。企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理主要存在以下問(wèn)題：
信息共享程度低
目前，企業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助工具都是一些離散孤立的系統(tǒng)，這些互不兼容的軟件所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不能統(tǒng)一由一個(gè)企業(yè)級(jí)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)來(lái)管理，而常常以不同的格式和介質(zhì)存儲(chǔ)，特別是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，甚至可能還未聯(lián)網(wǎng)，從而無(wú)法在設(shè)計(jì)、工藝和制造部門(mén)之間有效地實(shí)現(xiàn)信息共享與傳遞。正是由于所使用的軟硬件及環(huán)境不同，如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)格式、存儲(chǔ)介質(zhì)及人和組織等，而使企業(yè)已有的電子信息共享程度較低。
信息傳遞速度慢
在大部分企業(yè)中，信息傳遞主要是通過(guò)書(shū)面文件、報(bào)表及電話(huà)等聯(lián)絡(luò)方式，因而無(wú)法及時(shí)收集工藝和制造過(guò)程中的反饋信息，不能實(shí)時(shí)反映設(shè)計(jì)過(guò)程中的變化，甚至隨時(shí)跟蹤整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的進(jìn)展情況。
業(yè)務(wù)管理落后
雖然企業(yè)采用了計(jì)算機(jī)輔助工具，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了繪圖和設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)化，但是，有關(guān)產(chǎn)品的其它技術(shù)資料依然采用手工管理的方式。另外，在CAD/CAM技術(shù)的推廣應(yīng)用中，各種格式的圖形、數(shù)據(jù)、文本等到文件還是沿用過(guò)去對(duì)紙質(zhì)文件的管理方法，對(duì)文件缺乏有效的版本管理，造成了不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于缺少迅速有效地檢索產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件的手段，而造成設(shè)計(jì)的復(fù)用性差。
設(shè)計(jì)方式陳舊
長(zhǎng)期以來(lái)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)沿用傳統(tǒng)的順序工程方法，遵循“概念設(shè)計(jì)→詳細(xì)設(shè)計(jì)→過(guò)程設(shè)計(jì)→加工制造→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→設(shè)計(jì)修改”的流程。但由于該方法在設(shè)計(jì)的早期不能全面地考慮設(shè)計(jì)下游的可制造性、可裝配性、質(zhì)量保證等多種因素，使所制造的產(chǎn)品存在許多缺陷，這就必然要求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，因而構(gòu)成了從概念設(shè)計(jì)到設(shè)計(jì)修改的大循環(huán)，而且還可能在不同的環(huán)節(jié)多次重復(fù)這一過(guò)程，造成設(shè)計(jì)改動(dòng)量大、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本高等狀況，難以適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
支撐技術(shù)不配套
在數(shù)據(jù)管理方面，企業(yè)仍然停留在使用大型商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（如Oracle、Sybase、Ingres等）層次上，由于這些數(shù)據(jù)庫(kù)不能有效地管理圖形、圖像等非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)過(guò)程管理、配置管理以及對(duì)應(yīng)用工具的集成，從而不能在異構(gòu)與分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各類(lèi)應(yīng)用的信息集成、功能集成和過(guò)程集成。
用集成系統(tǒng)效率不高
幾乎任何兩個(gè)不同的應(yīng)用軟件都不能直接分享或交換。CAIMdata公司指出，目前在企業(yè)中，每天大約有1/3～1/4的設(shè)計(jì)、管理工程技術(shù)人員不是專(zhuān)心于自己的本職工作，而是在開(kāi)會(huì)討論、等待或處理各種信息。 因?yàn)橐陨显?，企業(yè)需要一個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)有機(jī)管理起來(lái)。
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