導(dǎo)讀
文章介紹了PDM在企業(yè)的文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理、版本與變更管理、人員組織模型、數(shù)據(jù)安全及備份、產(chǎn)品配置管理、過程管理等方面的應(yīng)用，分析了企業(yè)實(shí)施PDM的主要原因。闡述了PDM實(shí)施的準(zhǔn)備工作、實(shí)施的關(guān)鍵步驟及相關(guān)問題。
1 前言
PDM(Product Data Management)是一種新技術(shù)軟件產(chǎn)品，能有效地將整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)的設(shè)計、制造、工藝等產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、管理，并在企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)管理創(chuàng)新。但由于它起源于CAD系統(tǒng)的文件管理，所以早期的PDM應(yīng)用重點(diǎn)是工程技術(shù)變更的管理，比如各種圖紙、文件的審查批準(zhǔn)等。目前，PDM將管理從概念設(shè)計、計算分析、詳細(xì)設(shè)計、工藝流程設(shè)計、制造加工、文檔信息、銷售維護(hù)至產(chǎn)品報廢的整個生命周期內(nèi)及其各階段的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照一定的數(shù)字模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個生命周期內(nèi)保持最新、一致、共享、安全及無污染傳輸與轉(zhuǎn)換，成為真正實(shí)現(xiàn)并行工程、無紙化設(shè)計制造的基礎(chǔ)。
2 PDM在企業(yè)中的應(yīng)用
PDM系統(tǒng)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、過程、資源的有效管理，降低成本，提高企業(yè)的研發(fā)能力，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競爭力。PDM明確定位為面向制造企業(yè)，管理的內(nèi)容包括材料明細(xì)表(BOM)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品配置等信息。管理的BOM包括工程E-BOM、工藝BOM、制造M-BOM或P-BOM，PDM是以產(chǎn)品的研發(fā)為中心，加快盈利步調(diào)，并力求在產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程管理方面促進(jìn)創(chuàng)新。
2.1 文檔管理
PDM用文檔的方式把文件及其屬性管理起來，建立了企業(yè)電子數(shù)據(jù)倉庫(Data Vault)，其中包括設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計規(guī)范、二維圖紙、三維模型、技術(shù)文件、各種工藝數(shù)據(jù)文件、制造資源文件、合同文書、技術(shù)手冊、線路原理圖、使用手冊、維修卡等產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本信息和各類電子文檔數(shù)據(jù)。在企業(yè)中，這些文件分屬不同的部門，具有不同的動靜態(tài)特征、由不同的人員管理。PDM將以上所有文檔的內(nèi)容以樹的形式存儲，并將所有文檔的屬性、對應(yīng)關(guān)系等存入數(shù)據(jù)庫，形成文檔和屬性一一對應(yīng)的后臺關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使所有文檔數(shù)據(jù)始終保持最新、一致和共享，任何部門的任何人員，只要有訪問權(quán)限，都可以查閱到各種文檔資料，包括修改留痕。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基本信息包括數(shù)據(jù)的屬性描述信息、裝配結(jié)構(gòu)樹等。文檔管理提供對文檔狀態(tài)的控制，實(shí)現(xiàn)檔案管理的功能。每個文檔都有對應(yīng)其生命周期階段的狀態(tài)標(biāo)識，如歸檔、作廢等。PDM系統(tǒng)可以兼容其他應(yīng)用軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對Auto CAD、UG等CAD軟件以及DOC、EXL、TXT、JPG、TIF等格式文件的瀏覽和應(yīng)用。
在PDM系統(tǒng)中，所有的文檔和數(shù)據(jù)均可被查詢、統(tǒng)計，并可以配置定義靈活的查詢方式。系統(tǒng)中不同的數(shù)據(jù)有不同的屬性定義，可用不同的查詢條件或約束條件查詢某類數(shù)據(jù)；支持精確查詢及模糊查詢方式；可以進(jìn)行對象間的關(guān)系查詢從而得知企業(yè)各零部件存在的借用、參照等關(guān)系。
2.2 無圖零部件管理
無圖零部件管理是指對企業(yè)外購件、標(biāo)準(zhǔn)件等無圖零部件信息的管理，內(nèi)容包括零部件的名稱、規(guī)格、型號、材質(zhì)、尺寸等，供設(shè)計人員使用調(diào)用。
2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹管理
PDM采用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹描述零部件之間的裝配關(guān)系，并且將描述產(chǎn)品和零件的各種信息關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上，樹中的根節(jié)點(diǎn)代表產(chǎn)品，各結(jié)點(diǎn)分別表示部件或組件，葉結(jié)點(diǎn)表示零件。每個零、部件都有其屬性，如零件的圖紙、版次、材料、重量、尺寸以及部件由多少零件組成等。這種視圖方式反映了產(chǎn)品、零、部件間層次關(guān)系。有了結(jié)構(gòu)樹，設(shè)計者可分層展開，沿不同的分支，直觀地找到自己所要的數(shù)據(jù)，而不用考慮其物理位置。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息，在此基礎(chǔ)之上，可進(jìn)行產(chǎn)品配置、報表輸出等工作。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的定義應(yīng)根據(jù)企業(yè)管理模式、企業(yè)特點(diǎn)和產(chǎn)品復(fù)雜程度來決定。企業(yè)可以把一個系列的產(chǎn)品用一棵樹表示，也可以把一個型號的產(chǎn)品用一棵樹表示。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的管理使PDM從部門級應(yīng)用上升到了企業(yè)級應(yīng)用。
2.4 版本與變更管理
PDM能夠?qū)σ粋€文檔從創(chuàng)建到歸檔的整個過程進(jìn)行管理，這里主要講對圖紙的版本控制和狀態(tài)維護(hù)。通常情況下，企業(yè)的圖紙分為試制、小批量、大批量階段，分別用SLAXB加兩位數(shù)字來表示版本。圖紙的狀態(tài)又分工作中、流程中、已歸檔，不同的圖紙狀態(tài)將對應(yīng)不同的操作權(quán)限。如圖紙每經(jīng)過審批完成后，便進(jìn)入歸檔狀態(tài)，并形成一個版本，此時不允許對圖紙進(jìn)行任何修改，僅有只讀權(quán)限，只能作為歷史文件保存。
版本記錄不同工作階段的信息，保存設(shè)計的歷史記錄。當(dāng)歸檔的數(shù)據(jù)需要發(fā)生修改時，則需要進(jìn)行升版，PDM記錄每一次文檔的修改，以維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性。每次修改結(jié)果可用一個工作版本來表示，多個工作版本中，只有一個是有效的，有效版本可以同滾，使數(shù)據(jù)具有可追溯性。有效版本可根據(jù)企業(yè)具體情況配置。
工程變更管理是借助于工作流系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。工程變更的內(nèi)容包括更改請求和更改數(shù)據(jù)，用來描述發(fā)起更改請求到通過后更改數(shù)據(jù)的過程。
2.5 人員組織模型
可以建立靜態(tài)的行政組，也可以建立動態(tài)的項目組，便于任務(wù)自頂向下組織人員、分配角色，完成不同階段、不同狀態(tài)的數(shù)據(jù)權(quán)限控制。
2.6 數(shù)據(jù)安全及備份
PDM能夠提供全方位安全控制手段，從不同方面對系統(tǒng)中的安全性加以控制。PDM在權(quán)限管理中對相關(guān)人員擔(dān)任的崗位或角色(如設(shè)計、校核、審定等)進(jìn)行定義。設(shè)置每個相關(guān)人員對具體圖紙或文檔的操作權(quán)限(如圖紙或文檔的瀏覽、創(chuàng)建、編輯、刪除、拷貝、查詢等)，通過對用戶、角色、產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)的維護(hù)實(shí)現(xiàn)多維權(quán)限管理。
系統(tǒng)管理員通過備份工具對數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容進(jìn)行備份，備份的數(shù)據(jù)可以存在不同的存儲介質(zhì)上，備份的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和有關(guān)的各種電子文檔。在系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤或需要審計時，能根據(jù)備份文件進(jìn)行恢復(fù)。
2.7 產(chǎn)品配置管理
產(chǎn)品配置管理是PDM系統(tǒng)的重要功能，設(shè)計者按照訂單要求，可提供從原型產(chǎn)品到定制產(chǎn)品的參數(shù)化配置。通過節(jié)點(diǎn)類型定義、參數(shù)定義、條件定義等，來明確產(chǎn)品與零部件之間的相互關(guān)系等，產(chǎn)生滿足特定功能的可銷售產(chǎn)品。從而縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。但該功能對產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度要求較高。
2.8 實(shí)現(xiàn)CAD-PDM-MIS的傳遞
PDM通過與UG、Auto CAD等CAD軟件之間建立共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)互操作，保證了CAD中的修改與PDM中的修改互動性與一致性，實(shí)現(xiàn)了PDM和CAD的緊密集成。
2.9 PDM的過程管理
PDM系統(tǒng)的過程管理是其另一重要方面，包含工作流管理和項目管理兩個方面。PDM過程管理就是管理流程節(jié)點(diǎn)上的用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時會發(fā)生的影響及數(shù)據(jù)的流動，并跟蹤在項目過程中數(shù)據(jù)活動以及所發(fā)生的一切事務(wù)。
3 PDM的實(shí)施
3.1 企業(yè)實(shí)施PDM的主要原因
PDM系統(tǒng)是管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具軟件。它在提高企業(yè)效率及競爭力方面得到了業(yè)界的一致認(rèn)可，致使越來越多的企業(yè)準(zhǔn)備實(shí)施PDM，但傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式存在以下問題：1)設(shè)計部門的BOM數(shù)據(jù)，工藝及生產(chǎn)部門不能共享，造成人工提取困難且容易出錯。2)產(chǎn)品變更慢，電子圖檔和紙質(zhì)圖紙內(nèi)容不統(tǒng)一，缺乏版本控制管理。3)紙制文件會簽產(chǎn)生的復(fù)印、打印造成耗材的嚴(yán)重消耗。4)設(shè)計部門、工藝部門及生產(chǎn)部門編碼不一致，易出現(xiàn)重碼和錯碼。5)缺乏有效的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計手段，相似的零部件無法借用或借用困難。6)缺乏有效的權(quán)限管理，不能實(shí)現(xiàn)各信息系統(tǒng)間的無縫集成。7)缺乏安全管理機(jī)制，不能有效地防止技術(shù)文件的泄密。
3.2 PDM系統(tǒng)實(shí)施步驟
1)成立項目組。成立專門的PDM項目實(shí)施組，建立一支由系統(tǒng)分析員、管理崗位業(yè)務(wù)員、信息技術(shù)人員組成的調(diào)研隊伍，成立一個由上級主管部門、業(yè)務(wù)經(jīng)理、業(yè)務(wù)骨干和IT人員組成的PDM實(shí)施小組，明確各類人員的職責(zé)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的實(shí)施與應(yīng)用推廣。
2)建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在PDM系統(tǒng)構(gòu)建和實(shí)施過程中，標(biāo)準(zhǔn)化工作是最基礎(chǔ)的工作，也是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)工作。目前企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)體現(xiàn)以下幾個方面：①所有名稱標(biāo)準(zhǔn)化(如零部件名稱、規(guī)格和材料等)；②所有文檔模板格式標(biāo)準(zhǔn)化(設(shè)計文件、工藝文件和管理文件等)；③所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(物料數(shù)據(jù)、制造信息和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息等)；④設(shè)計方法與設(shè)計工具標(biāo)準(zhǔn)化(包括設(shè)計經(jīng)驗(yàn)積累等)；⑤務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化(研發(fā)流程、審簽流程和制造流程等)，如根據(jù)產(chǎn)品及零部件的結(jié)構(gòu)特征、材料特征、工藝特征等不同分類標(biāo)準(zhǔn)來統(tǒng)一管理產(chǎn)品及零部件，并對產(chǎn)品及零部件進(jìn)行各種管理操作，如移動、添加、刪除及修改零部件特征值等。
3)改造現(xiàn)有的流程。流程梳理的工作是PDM實(shí)施的關(guān)鍵，通過PDM流程工具，將異地設(shè)計思想、市場調(diào)查數(shù)據(jù)、生產(chǎn)流程等信息資源進(jìn)行整合處理，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，在標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)流程執(zhí)行過程中來貫徹標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。如制定適合企業(yè)特點(diǎn)的審批流程、版本更改流程、物料領(lǐng)用流程、生產(chǎn)流程、銷售流程等，規(guī)范企業(yè)的管理，對標(biāo)準(zhǔn)知識進(jìn)行同化和積累，便于知識的重復(fù)利用，讓企業(yè)更快、更有效地改變產(chǎn)品創(chuàng)新的流程，為市場帶來更新更好的產(chǎn)品。
4)制定編碼體系。就是將信息按照科學(xué)的原則方法進(jìn)行分類并加以編碼，作為在一定范圍內(nèi)進(jìn)行信息處理與交換時共同遵守的規(guī)則。制定編碼體系應(yīng)遵循唯一性、可擴(kuò)展性、簡潔性、一致性、可識別性、穩(wěn)定性和易用性的原則。
5)整理并錄入原始數(shù)據(jù)。整理數(shù)據(jù)是把與產(chǎn)品相關(guān)的原始數(shù)據(jù)按照一定的順序和范圍進(jìn)行整理，分清楚被管理的數(shù)據(jù)對象以及數(shù)據(jù)對象的組織結(jié)構(gòu)。原始數(shù)據(jù)資料的錄入，必須保證其準(zhǔn)確性，先將產(chǎn)品所有的技術(shù)資料、制造信息等收集完成，并建立樹型結(jié)構(gòu)和具體說明文檔，最后錄入系統(tǒng)。在這個過程中需要各個部處的支持，如設(shè)計、工藝、生產(chǎn)、銷售等部門的協(xié)作方可順利完成。
6)PDM系統(tǒng)的選型。PDM選型過程中，除應(yīng)考慮產(chǎn)品的功能、系統(tǒng)的開放性及集成性外，還應(yīng)考慮到系統(tǒng)必須做大量的本地化及相應(yīng)的二次開發(fā)工作，同時具備較強(qiáng)的技術(shù)支持與服務(wù)能力。
3.3 PDM實(shí)施的目標(biāo)
實(shí)施PDM系統(tǒng)，主要是達(dá)到兩個目標(biāo)，一是將PDM作為集成平臺或集成框架，在CAD、CAPP、CIMS并行工程等復(fù)雜系統(tǒng)中，對產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、計劃、銷售、維護(hù)等環(huán)節(jié)的相關(guān)過程進(jìn)行管理，即提供對產(chǎn)品開發(fā)全生命周期的管理，使管理規(guī)范化、流程化；二是在產(chǎn)品丁程設(shè)計與工藝設(shè)計中，管理相關(guān)數(shù)據(jù)，提高產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新能力。
1)提高管理的規(guī)范化程度和管理水平。系統(tǒng)的實(shí)施不僅簡化了業(yè)務(wù)流程，規(guī)范業(yè)務(wù)工作，提高了信息的規(guī)范化程度和管理的規(guī)范化程度。同時，通過信息集成與共享，提高了信息的流轉(zhuǎn)速度，使企業(yè)管理由粗放管理變?yōu)榫?xì)化管理，由定性管理變?yōu)槎抗芾?。企業(yè)管理與決策人員能及時掌握足夠的信息進(jìn)行正確的決策，提高了企業(yè)的決策水平和對市場變化的響應(yīng)速度。
2)提高設(shè)計創(chuàng)新能力。在CAD應(yīng)用過程中，工廠編制了典型產(chǎn)品圖樣，規(guī)范了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，減少了產(chǎn)品設(shè)計差錯，提高了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量；同時通過CAX軟件的模擬和分析，材料的選配更經(jīng)濟(jì)了，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更合理了，產(chǎn)品及零件的壽命也有了大幅度提高；再次，使用PDM技術(shù)，規(guī)范了圖檔管理，增加了零件的復(fù)用，減少了零件的種類，避免了不必要的重復(fù)工作。加快了新產(chǎn)品的開發(fā)，提高了企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。
4 PDM技術(shù)發(fā)展趨勢
PDM作為企業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)的集成框架，要能夠集成不同環(huán)境下的應(yīng)用系統(tǒng)，而且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，PDM技術(shù)也必將向Internet/Intranet方向發(fā)展，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，使它更具有擴(kuò)展性和共享性。另外由于PDM系統(tǒng)所要管理的數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)模型的復(fù)雜性，要求系統(tǒng)有良好的開放性，并提供面向?qū)ο蟮慕９ぞ吲c開發(fā)T具，支持用戶的二次開發(fā)。PDM服務(wù)于工程設(shè)計，而ERP則服務(wù)于生產(chǎn)制造。作為對工程設(shè)計的延續(xù)，PDM與ERP之間的滲透也將成為必然。PDM軟件首先將工程BOM與制造BOM統(tǒng)一到PDM系統(tǒng)中進(jìn)行管理，同時將經(jīng)營計劃、生產(chǎn)計劃集成于PDM系統(tǒng)中，以更好地發(fā)揮PDM的管理效應(yīng)。
PDM以產(chǎn)品為中心，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)設(shè)計過程和生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成起來統(tǒng)一管理，為工程技術(shù)人員提供一個協(xié)同工作的環(huán)境。PDM已成為制造企業(yè)不可缺少的重要工具，并將成為提升企業(yè)競爭力的重要手段。
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