PDM系统功能

【导读】
PDM系统覆盖产品生命周期内的全部信息,为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制。与产品相关的信息包括任何属于产品的信息,如CAD/CAM文件、材料清单(BOM)、产品配置、

PDM系统覆盖产品生命周期内的全部信息,为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制。与产品相关的信息包括任何属于产品的信息,如CAD/CAM文件、材料清单(BOM)、产品配置、技术文件、产品定单、电子表格和供应商清单等等。

 

与产品有关的过程包括加工工序、加工程序、相关标准、工作流程和机构关系等处理程序。PDM系统主要包括以下几个功能:电子文档管理、产品配置管理和工作流程管理、分类与查询和项目管理等。基于这种技术,PDM系统能够实现分布环境中的产品数据共享,为异构计算机环境提供一种集成应用平台,从而能够较好地实现新一代的计算机集成应用系统。

 
1.1电子文档管理(Data Vault and Document Management)
1.1.1电子资料库

PDM的电子资料库和文档管理提供子对分布式异构数据的存储、检索和管理功能。在PDM中,数据的访问对用户来说是完全透明的,用户无需关心电子数据存放的具体位置,以及自己得到的是否是最新版本,这些工作均由PDM系统来完成。


电子资料库的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色不同的数据访问权限和范围,通过给用户分配相应的角色使数据只能被经过授权的用户获取或修改。同时,在PDM中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程后才能生效,这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。
 

电子资料室是PDM的核心,建立在关系数据库(如Oracle)基础上,主要保证数据的安全性和完整性,并支持各种查询与检索功能。通过建立在数据库之上的相关联的文本型一记录,用户可以利用电子资料室来管理存储于异构介质上的产品电子数据文档,如建立复杂数据模型、修改与访问文档、建立不同类型的或异构的工程数据(包括图纸、数据序列、字处理程序所产生的文档等)之间的联系,实现文档的层次与联系控制、封装管理应用系统(如CAD、CAPP、字处理软件、图象管理与编辑等),方便地实现以产品数据为核心的信息共享。

 
系统通过权限控制来保证产品数据的安全性,应用面向对象的数据组织方式,提供快速有效的信息访问,实现信息透明、过程透明。通过封装应用软件,使得用户可以快速准确地访问数据,而无需了解应用软件的运行路径、安装版本以及文档的物理位置的信息。它为PDM控制环境和外部世界(用户和应用系统)之间的传递数据提供一种安全的手段,一个完全分布式的电子文档管理系统允许用户迅速无缝地访问企业的产品信息,而不用考虑用户和数据的物理位置。

 
1.1.2工程图档数据管理功能设计
工程图档的功能设计包括:

    (1)产品数据库划分

    (2)工程图档管理体系结构设计

    (3)工程图档管理功能设计

 
  主要设计思路如下:

    1)图档信息定义与编辑模块为用户提供图档信息的配置功能,并根据用户定义的信息项完成图档基本信息的录入与编辑。

    2)图档入库与出库模块建立图档基本信息与图档文件的连接关系,实现图档文件的批量入库和交互入库,并将指定的图档文件从数据库中释放出来,传送到用户的Client端进行操作。对于数据库中的图档文件,支持Check-in/Check-out功能,保证文件的完整性和一致性。
 
    3)图档浏览模块可以浏览和显示多种常见格式的文件,如DWG、DXF格式的图形文件,IGES标准格式的图形文件,BMP、TIF、PCX、TGA、GIF格式的图像文件,TXT、DOC格式的文本文件,STEP文件及语音文档等,并提供缩放(Zoom)和平移(Pan)功能。
 
    4)图档批注模块为用户提供快速、方便的批注功能,支持使用各种用于批注的实体,包括复线、指引文字和云状线等。用户可以通过屏幕工具栏选取批注工具,可以选择批注图层名称、颜色和批注文件名。批注文件可存放在独立的文件中,充分保护原始文件,批注中允许UNDO操作。
 
    5)数据共享:PDM的电子资料库和文档管理提供了对分布式异构数据的存储、检索和管理功能。在PDM中,数据的访问对用户来说是完全透明的,用户无需关心电子数据存放的具体位置,以及自己得到的是否是最新版本,这些工作均由PDM系统来完成。
 
    6)数据安全:电子资料库的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色不同的数据访问权限和范围,通过给用户分配相应的角色使数据只能被经过授权的用户获取或修改。同时,在PDM中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程后过能生效,这样就使用户得到总是经过审批的正确信息。
 
    7)异构数据的管理:PDM系统可以对传统的以非电子化形式存储的数据进行管理,虽然对这种文件和管理无法达到对PDM内部数据管理的安全程度,但其安全程度至少也不低于传统的手工管理方式,同时这种管理方法还提供了更好的对非电子化数据进行查找和跟踪的能力。
 

1.1.3数据和文档管理
企业大量应用CAD技术后,产生大量电子图档,原有的人工图纸资料管理体系己经远远不能满足要求,造成电子图档不能充分利用、版本管理混乱、数据安全无法保障等问题。因此,企业急迫需要将电子图档完善的归档管理。

 
数据和文档管理是PDM系统主要模块,该模块基本功能包括六部分:产品数据对象、有关文件的检入/检出和引用;分布式文件管理/分布式数据库管理;安全保密功能,包括数据恢复及记录锁定、域锁定等;动态浏览和导航机制;属性管理,包括数据相关属性的创建、删除、修改和查询机制;数据和文档的版本管理。
 

PDM的人员管理功能主要涉及用户、工作组、角色的管理;而对象管理包括在网络环境下基于Client/Server结构的基本信息管理、图纸与文档管理、版本管理和编码管理等。其图纸与文档管理的原理如图2-1所示,在目标系统中,将所有的信息数据分为两部分:一部分称之为元数据,保存在数据库中;另一部分是扩展数据,存储在电子仓库(Vault)中。扩展数据之间是孤立的,它们通过元数据建立起彼此的联系。这一设计充分结合了数据库管理和文件管理两种方式的优势,避免了数据库处理大容量数据的局限性。

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1.2 产品结构与配置管理
产品结构与配置管理是实现对产品结构与配置信息和物料清单(Bill ofMaterials)的管理。以图形化的界面来对产品结构进行浏览和编辑。将各种零部件按照它们之间的装配关系组织起来,再把产品定义数据与零部件关联起来,最终形成对产品结构的完整描述,PDM系统自动生成BOM (BillOf Material)。

 
1.2.1 有效性配置规则
PDM系统通过有效性和配置规则来对系列化产品进行管理。有效性分为两种:结构有效性和版本有效性。结构有效性影响的是零部件在某个具体的装配关系中的数量,而版本有效性影响的是对零部件版本的选择,有效性控制有两种形式:时间有效性和序列数有效性。产品配置规则也分为两种:结构配置规则和可替换件配置规则。

 
结构配置规则与结构有效性类似,控制的都是零部件在某个具体的装配关系中的数量,结构配置规则与结构有效性可以组合使用,可替换件配置规则控制的是可替换件组中零件的选择。配置规则是由事先定义的配置参数经逻辑组合而成,通过选择各配置变量的取值和设定具体的时间及序列数来得到同一产品的不同配置。
 

1.2.2 产品配置管理机制
在企业中,同一产品的产品结构形式在不同的部门(如设计部门、工艺部门和生产计划部门)并不相同,因此PDM系统还应提供按产品视图来组织产品结构的功能。通过建立相应的产品视图,企业的不同部门可以按其需要的形式来对产品结构进行组织。而当产品结构发生更改时,可以通过网络化的产品结构视图来分析和控制更改对整个企业的影响。

 
产品配置管理(Product Configuration  Managemen七)以电子资料室为底层支持,以材料清单BOM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,对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理,产品对象之间的联系不仅包括产品、部件、组件、零件之间的多对多的装配关系,而且包括其它的相关数据,如制造数据、成本数据、维护数据等。产品配置管理能够建立完善的BOM表,并实现其版本控制,高效、灵活地检索与查询最新的产品数据,实现产品数据的安全性和完整性控制。

 
产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置,并且对应不同阶段的产品定义,生成相应的产品结构视图,包括:设计视图、装配视图、工艺视图、采购视图和生产视图等。

 
1.2.3 产品结构
产品结构(Product Structure)是跨越组织部门和经营阶段的核心概念,是PDM系统联接各个应用系统(如CAD/CAPP/CAM/MRPII)的纽带与桥梁。传统的基于文件系统的管理方法,虽然可以按照产品结构进行归档,却无法使用。

 
PDM系统以产品结构为核心来组织数据,企业的工程数据在明确的产品结构视图下层次关系清晰可见。而基于产品结构的查询、修改和数据组织工作,对企业产品数据的管理起到了“纲举目张”的作用。

 
    (1)产品配置与变更管理功能分析

    1)产品结构树与文档对象的关系

    2)产品信息管理内容

    3)产品信息结构定义形式

    4)产品配置与变更管理体系结构

 
    (2)产品配置与变更管理的主要功能设计

    1)产品结构定义与编辑模块查询和修改BOM表,用户可以定义和修改自己的产品结构,并将产品结构存入数据库中。

    2)产品结构视图管理针对产品设计中的不同批次或同一批次的不同阶段(如设计、工艺、制造与组装等),生成产品结构信息的不同视图,以满足对同一产品的不同BOM描述需求。

    3)产品结构查询与浏览为用户提供多种条件查询与浏览,并用直观的图视方式显示产品零部件之间的层次关系。

 
    从产品的开发到原型的制造过程中,产品的各种配置信息经历了多次的变化,结构的改变、信息的增加造成了产品的各种版本。产品配置与变更管理对产品的版本数据提供冻结、释放、复制等操作。

 



 
1.3 工作流程管理
1.3.1 产品数据的动态定义

产品数据的动态定义包括宏观过程(产品生命周期)和各种微观过程(如图样的审批流程)。对产品生命周期的管理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录,以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。


通过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计或更改流程,这些基本的处理步骤包括指定任务、审批和通知相关人员等。流程的构造是建立在对企业中各种业务流程的分析结果上的。

 
1.3.2 工作流程管理
工作流程管理(Workflow or Process Management)主要实现产品的设计与修改过程的跟踪与控制。包括工程数据的提交与修改控制或监视审批、文档的分布控制、自动通知控制等。它主要管理当一个用户对数据进行操作时发生的数据变化和数据流向,并在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动。工作流程管理为产品开发过程的自动管理提供了保证,并支持企业产品开发过程的重组。

 
    (1)工作流程管理功能分析
    1)串行产品开发流程
    在传统的产品开发过程中,产品开发工作是按顺序一步步完成的,上游的工作全部完成后再进行下一步工作。产品开发过程只是一个静态的、顺序的和互相分离的流程。由于开发工作分别由不同的专业部门完成,因此,开发过程是串行过程。

 
    在这种串行路径中,除了在设计后期和制造阶段发现问题能提出工程修改外,设计和上下游工序之间不存在经常性的信息交换。这种情况就好像在产品开发的各阶段(部门)之间存在着一堵堵墙,开发人员按要求完成本职工作后将成果抛向下游,出现问题后则抛回上游。

 
    2)并行产品开发流程
    并行工程将传统的产品开发过程转换为并行产品开发过程。在满足用户需求的前提下,产品开发过程通过在产品开发的早期阶段考虑整个产品生命周期的所有因素来提高开发活动的并行度,从而实现时间、质量和费用的指标要求。

 
    并行工程与传统生产方式之间的本质区别在于它把产品开发过程中的各个活动视为统一的整体,从全局优化的角度出发,对该过程整体进行管理和控制。
 

    (2)工作流程管理功能设计
    工作流程管理涉及到路由(Rouges)、规则(Rules)和角色(Roles)。路由定义了对象的传送路径,其对象包括文档、形式、事件、部件和消息等。规则定义了信息如何路由和路由给谁,即工作流的下一步方向和如何处理异常情况。工作流中的工作任务定义了作业的独立功能。

 
    工作流程管理的主要功能包括:
    1)工作流程编辑器提供过程单元定义手段,并将过程单元根据用户的指定连接成需要的工作流程,规定提交工作流程执行的设计对象,如部件、零件、文档等。
 

    2)工作流程管理器接收工作流程编辑器提交的流程定义数据,建立有关人员的工作任务列表,并根据流程走向记录每个任务列表的执行信息,支持工作流程的异常处理和过程重组。

 
    3)工作流程通信服务器根据工作流程的进展情况,向有关人员提供电子审批与发放,并通过E-mail接口技术进行用户通信和过程信息传递。

 



 
1.4 分类及检索管理
PDM系统的检索和零件库设计是为最大程度地重复利用现有设计创建新的产品提供支持。设计库功能包括零件数据库的接口、基于内容的检索和构造电子资料室属性编码过虑器。
 

PDM系统需要管理大量的数据,为了较好地建立、使用与维护这些数据,PDM系统利用面向对象分类技术。它与的技术相结合,将具有相似特性的数据与过程分为一类,并赋予一定属性和方法,使用户能够在分布式环境中高效地查询文档、数据、零件、标准件等对象。分类功能是实现快速查询的支持技术之一。常用的分类技术有:使用智能化的零件序号、成组技术、搜索/检索技术、零件建库技术。
 

分类管理是将企业生产的所有零件按其设计和工艺上的相似性进行分类,形成零件族。每一零件族中诸零件具有相似的设计和制造特性,为提高单件、小批量生产的经济效益开辟了新的途径。

 
零件的编码由一串字符组成,每一个字符代表一个码位。字符的长度通常是十几位,多的可达40~50位。每一码位代表特定的结构和工艺特征类别,如总体形状、尺寸、材料、精度等。码位可以取数字0~9,代表每一类特征中的具体特征内容,如形状中的回转体、非回转体,尺寸中不同的尺寸范围等。

 
从原则上讲,编码相同的零件在结构和工艺上十分相似,可组成一个零件族。但这样做会造成零件族数很多,而每个族内零件总数不多,因此,达不到扩大批量,提高效率的目的。为此,应适当放宽相似性程度。若用人工来进行编码分类工作,既繁琐又易出错,故适宜用计算机辅助进行, PDM提供了这一功能。合理制定各零件族的相似性标准是分类编码取得满意结果的关键。相似性标准与分类的目的和要求密切相关,其基本内容包括设计与制造两方面。 

 




1.5 项目管理功能
项目管理是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置,进行项目运动状态的监视,完成计划的反馈。项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理。项目管理能够为管理者提供到每分钟项目和活动的状态信息,PDM与项目管理,是获得资源的规划和重要路径报告的有利工具。

 
    项目管理的主要功能包括:

    (1)项目的创建、修改、查询、审批、统计等功能。

    (2)供项目人员组织机构定义和修改。

    (3)在项目人员组织结构的基础上,实现人员角色指派及其对产品数据操作权限的规定。

 



 
1.6 系统集成功能
PDM系统与大多数流行的CAD和office应用程序很好地集成。把PDM系统与CAD或。ffice应用程序集成可以使您不离开工作环境来管理您的数据。例如,利用CAD或office应用程序中的内嵌菜单可以实现查询功能和生命周期操作。这种集成由ODMA(开放文档管理架构)技术实现,提供了强大快速的设计环境。集成的概念绝不只是各个单项技术互连在一起,或认为系统集成只要联网,解决各个应用软件的接口就算集成。

 
    系统集成的基本内容主要包括以下几个方面:

    (1)运行环境的集成:指不同的硬件设备(工作站、微机、各种外设)、操作系统(UNIX、WINDOWS、OS/2)、数据库(DBMS),以及其它系统软件的集成。


    (2)信息的集成:从信息资源管理出发,将整个企业的数据信息进行总体规划与应用分析,统一规范设计,建立统一的数据库系统,使不同部门、不同专业、不同层次的人员在信息资源方面高度共享。信息的集成主要涉及到数据的组织、管理、数据库平台的选择以及数据库互连等相关技术,是系统集成的核心和基础。

 
    (3)功能的集成:对企业而言,就是将计算机辅助技术(CAD/CAPP/CAM) ,企业MIS系统、ERP系统、OA系统等应用群体有机地融为一体。


    (4)技术的集成:企业信息化是计算机技术与行业技术综合应用的结果。因此,两者必须有效地集成起来。

 
    (5)人和组织的集成:目前国内关午系统集成的理论和框架很多,但失败的也多,其中一个重要的原因就是忽略了管理、人和组织的集成。系统集成不单纯是计算机的应用技术,它首先需要企业领导特别是“一把手”从现代管理思想、方法和哲理上亲自组织开发实施,其次必须和企业现有的管理模式和组织机构相适应,只有那些充分体现企业特色的系统集成,才能对企业做出真正的贡献。
 

最后,系统集成需要人的正确协调,尤其需要业务人员和业务管理人员的积极参与和良好协作才能最后成功。因此集成的核心是信息的集成,关键是人和组织的集成,目的是提高生产技术水平和管理水平,增强企业的综合竞争力。 

 



1.7 小结
本章详细分析了PDM的各项功能:图文档管理功能、产品结构管理和配置管理功能、流程管理功能、分类及检索管理、项目管理功能、系统集成功能。
 

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  • 2019-11-05 10:00
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