PDM与我国制造业的信息化

PDM与我国制造业的信息化第1章 PDM技术产生的背景与基本概念随着计算机技术和网络技术的发展进步，当今世界已进入了信息时代，并迈向知识经济时代。

以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持，并推动着制造业的变革与发展，计算机集成制造系统（简称CIMS）技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。

现代集成制造系统是信息时代提高企业竞争力的综合性高技术。

它将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段。

通过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、资金流的集成和优化运行，达到人（组织、管理）、经营和技术三要素的集成，以缩短企业新产品开发的时间、提高产品质量、降低成本、改善服务、有益于环保，从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。

我国发展CIMS，是为了提高企业竞争力。

在技术路线上，从国情出发，我们走了一条与美国等国有较大差别的创新发展之路。

80年代中期，以通用汽车为代表的美国制造业，把CIMS的重点放在车间设备的信息集成上，以实现制造设备的互联和柔性自动化为目标，提出了耗资几十亿美元的计划。

而从我国企业的实际情况看，企业经营生产中的瓶颈是产品开发能力，特别是新产品的开发能力弱，管理粗放。

因此，我国研究、应用和实施CIMS的重点放在加强产品的设计和企业管理上，车间只能是适度自动化。

无论是产品的设计还是企业管理，都离不开产品数据管理（Product data management，PDM）。

产品数据管理出现于20世纪80年代初期，目的是为了解决大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机管理问题，然后逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领域：设计图纸和电子文档的管理，材料明细表的管理及与工程文档的集成，工程变更请求/指令的跟踪与管理。

产品数据管理（PDM）以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）的技术。

它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境。

第2章 PDM系统的体系结构PDM系统的体系结构可分为四层，它们是用户界面层、功能模块及开发工具层、框架核心层和系统支撑层：（1）用户界面层：向用户提供交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、各种菜单、对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。

通过PDM提供的图示化用户界面，用户可以直观方便地完成整个系统中各种对象的操作。

它是实现PDM各种功能的手段、媒介，处于最上层。

（2）功能模块及开发工具层：除了系统管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有电子仓库与文档管理、工作流程管理、零件分类与检索、工程变更管理、产品结构与配置管理、集成工具等。

（3）框架核心层：提供实现PDM各种功能的核心结构与构架，由于PDM系统的对象管理框架具有屏蔽异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用PDM 系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的透明化管理等。

（4）系统支撑层：以目前流行的关系数据库系统为PDM的支持平台，通过关系数据库提供的数据操作功能支持PDM系统对象在底层数据库的管理。

PDM的体系结构应具有以下特点：对计算机基础环境的适应性、PDM内核的开放性、PDM内核的开放性、PDM功能模块的可变性和PDM的插件功能。

第3章实现PDM系统的几项支持技术PDM的产生与发展离不开计算机技术和网络技术的发展进步，具体来说是以下几项技术：（1）数据库技术：数据库系统是计算机系统的重要组成部分。

数据库是借助于计算机保存和管理大量复杂的数据和信息的软件工具。

数据库技术研究的主要问题是如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取数据、更新数据和加工处理数据，并保证数据的安全性、可靠性和持久性。

（2）客户机/服务器技术：客户机/服务器指的是进程之间“请求”与“服务”的关系。

具体含义是：客户机/服务器是一种合作关系，客户机和服务器各自承担计算任务的一部分，缺一不可；客户机/服务器的表现形式是进程，即客户机进程和服务器进程，它们的协同工作就构成了一个应用；客户机/服务器的实质是请求与服务，客户机向服务器发出服务请求，服务器根据客户的请求完成响应的任务并将处理后的结果返回给客户机，客户机只需要了解服务器的界面而不必知道服务器的具体处理过程。

客户机/服务器具有构造灵活、分布式处理、良好的开放性和可扩充性和良好的性价比，采用客户机/服务器方式构造应用系统的好处是非常明显的。

采用了客户机/服务器体系结构的PDM系统能够通过合理的安装和配置满足不同的企业要求，以适应从工作组级、部门级到企业级范围的业务需要。

因此客户机/服务器成为当前PDM系统体系结构的必然选择。

（3）邮件与传输技术：电子邮件是一种利用计算机和通信文字信息的现代化手段。

随着多媒体技术的应用，它可以传递经过计算机处理的电视图像、照片、音乐和话音等多种信息。

当前的各种商用PDM系统广泛采用了电子邮件和文件传输技术。

由于PDM系统通常都是工作组级、部门级或企业级的，拥有数量众多的用户，这些用户在地理位置上又可能是分散的，在工作中，需要建立有效的信息交流手段，及时地交换意见，电子邮件正好满足了这种要求，因此电子邮件成为当前PDM系统的必备功能。

另外，作为PDM系统基本功能之一的文档管理，其实现离不开文件传输技术。

在PDM系统中，用户可以将自己的文件传递给其他用户，也可以从其他用户处获取文件，还能通过PDM系统提供的拷贝、传送、检入和检出等功能实现个人工作目录和PDM系统中各电子仓库之间的文件共享，所有这些功能都离不开技术的支持。

第4章 PDM的主要功能PDM系统为企业提供了管理和控制所有与产品相关的信息以及产品相关过程的机制与功能。

PDM软件产品种类繁多，不同软件商提供的PDM系统，在功能上均有一定的差异。

PDM的功能有两种划分方法，一种是按面向应用与系统支持的功能划分，将其分为电子仓库、面向用户的使用功能（包括文档控制、变更控制、配置管理、设计检索与零件库和项目管理等）和实用化的支持功能（包括通知与通信、数据传输、数据转化、图像服务、系统管理等）；另一种是按软件功能模块划分，可划分为电子仓库与文档管理、工程变更管理、项目管理、电子协作、集成工具、浏览和圈阅等，前五项功能是PDM系统应具备的基本功能。

本章按照后者来介绍一般PDM系统的主要功能：（1）电子仓库功能与文档管理功能：电子仓库是在PDM中实现某种特定数据存储机制的元数据（管理数据的数据）库及其管理系统。

它保存所有与产品相关的物理数据和文件的元数据，以及指向物理数据和文件的指针。

为了保证数据的安全性、正确性和一致性，用户在存取PDM系统中的共享数据时，在电子仓库里都要通过检入与检出操作以及相应权限检验。

（2）工作流与过程管理：工作流与过程管理是PDM系统中重要的基本功能之一。

它用来定义和控制数据操作的基本过程，主要管理当用户对数据进行操作时人与人之间或活动之间的数据流向，以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事物和数据的活动。

在企业中，过程管理广泛用来跟踪和控制产品的设计和修改过程，以增强产品开发过程的自动化约束。

同时，运用PDM中特定的过程建模工具，还能多产品开发过程进行重组，规范开发流程，降低开发成本，提高开发效率，获取最大的经济效益。

（3）产品结构与配置管理：作为产品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库为底层支持，以材料明细表为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理与控制，并在一定目标或规则约束下，向用户或与应用系统提供产品结构的不同视图和描述，如设计视图、装配视图、制造视图、计划视图等。

（4）零件分类管理与检索：零件分类管理就是将企业的零件按照相似性（如结构形状相似或制造工艺相似等）原则划分成若干类，分别加以管理。

（5）工程变更管理：工程变更包括工程变更请求与工程变更指令两部分内容。

下游人员提出更改申请，在提出更改请求时，要求说明更改原因，指明更改内容，并将更改请求提交流程管理部门进行审核与审批，只有通过审核前发的更改请求才能赋予实施。

（6）项目管理：项目管理是一种为了在确定的时间范围内，完成一个既定的项目，通过一定的方式合理地组织有关人员，并有效地管理项目中的所有资源与数据，控制项目进度的系统管理方法。

（7）系统定制与集成工具：系统定制是指PDM按照客户的需求对自身系统进行裁剪、修改、添加的功能。

集成工具是指，为了建立PDM系统与其他外部系统的联系，PDM系统提供的标准接口及实现方法。

第5章企业实施PDM的意义企业实施PDM能够带来如下好处：（1）提高设计效率，缩短上市时间据统计，设计人员在查找信息及处理信息上要花费约30%~70%的时间，如寻找信息、检索信息、等待图样、新数据的存档等。

PDM几乎完全避免了这种时间上的浪费，设计人员不再需要知道到什么地方去寻找发布的设计或其他数据，只要经过授权就能得到这些设计或数据，而且PDM向工程师提供了相应的工具，从而使数据访问更加有效。

（2）提高设计与制造的准确性和一致性PDM系统的版本管理功能能够保证所有参加同一个工程项目的人员采用同一数据来工作，而且是最新的数据，这样就避免了设计上的重复和不一致，即使在实施并行设计时也能做到这一点。

此外，当用户访问数据时，PDM系统可以确保所有的主文件和历史变化的记录能够绝对保持完整与一致。

（3）更好第管理工程变更PDM系统允许在数据库里生成和保存任一设计的多个修订版本和改型，使用户可以生成一个设计的多个替代方案而不用担心前面的版本会丢失或意外地被擦去。

而且每个版本都有“签字”和“标注日期”，消除对现有设计的任何有关分歧，提供完整的变更审查线索。

（4）更好地控制项目在企业实施实际产品开发项目时，由于在进行过程中失控而导致产品开发过程被推迟的事情时有发生。

因为项目进行过程中会产生大量的数据，并像滚雪球一样越来越多。

如果只顾抢进度，数据不一致的可能性就会很大，出错和返工的可能性也就很大，其结果必然是项目工期的延误。

PDM系统则可以保证准确地控制这些数据，使项目顺利进行。

（5）促进全面质量管理通过对开发周期内引入一组相关审查过程，PDM系统可以建立适应ISO9000系列认证和全面质量管理（TMQ）的环境。

TMQ的很多基本原理，如通过“个人授权”来识别和解决问题都是PDM系统所固有的。

规范的控制、检查、变更管理过程和规定责任都有助于保证用户所选择的PDM系统能够与国际质量标准保持一致。

第6章 PDM技术的发展趋势在最近几年里，PDM技术一直在快速地发展，许多新产品比前一代有了重大改进。