产品数据管理(PDM)系统实施技术研究

【导读】
摘要:本文简述了产品设计中产品数据管理的概念、功能以及其在企业信息化中的地位,分析了PDM实施的策略、步骤和方法,最后提出了企业在实施PDM前所面临的问题和解决方案。
   摘要:本文简述了产品设计中产品数据管理的概念、功能以及其在企业信息化中的地位,分析了PDM实施的策略、步骤和方法,最后提出了企业在实施PDM前所面临的问题和解决方案。
 
引言
   随着企业在工业生产中采用先进的设计与制造手段,特别是信息技术的应用,大大提高了企业的产品研发能力和市场竞争能力,促进了生产力的发展,使企业取得了明显的效益。与此同时,产品研发过程中的设计数据和技术文档信息呈现爆炸性的增长趋势。
 
   由于企业各个部门使用的不同应用系统,如工程数据管理(EDM)、文档管理(DM)、产品信息管理(PIM)、技术数据管理(TMD)、技术信息管理(TIM)、图像管理(IM)等,这些自动化单元之间,缺乏有效的传递和转换,因而易形成“信息孤岛”,不易管理。产品数据管理(Product Data Management,简称PDM)正是在这一背景下应运而生的新的管理思想和技术。




 
1PDM的简述
1.1PDM的概念
   产品数据管理(PDM)是以软件作为基础,管理与产品相关的信息(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(包括审彤发放过程、工程更改过程、一般工作流程等)的技术。它提供产品全生命周期(包括市场、产品开发、产品设计、销售、售后服务)的信息管理,并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行化的协作环境。
 
1.2PDM的发展
   PDM的发展历程可以分为3个阶段。
   第一代PDM产品多数由各CAD厂商推出,这一代PDM产品的功能主要局限在工程图样的管理,集成的工具主要是专用的CAD系统。第一代PDM产品在一定程度上缓解了信息孤岛的问题,但没有真正实现企业级的数据和过程集成,同时第一代PDM产品普遍存在功能较弱、开放程度不高、集成能力不强等缺陷。

   第二代产品明确了PDM系统在企业信息系统中的定位。PDM系统应是企业设计和工艺部门的基础数据平台,集成各种CAX应用,以PDM作为企业设计和工艺的数据管理中心和流程管理中心。通过一定的接口PDM系统可以与ERP系统连接起来,再加上自动化的制造系统(MAS),就构成了一个企业计算机集成制造系(CIMS)的基础雏形,第二代PDM产品真正使PDM的概念深入人心,PDM的功能获得广泛认同,同时第二代PDM产品在技术上有重大的进步,商业上也获得了成功。

   第三代PDM是一个很大的跨越,首先是1997年6月国际OMG公司组织公布了基于CORBA的PDMEnabler草案,草案就PDM系统的功能、PDM系统的逻辑模型和PDM产品之间的互操作性等方面的问题提出了标准,虽然草案仍然比较粗糙,但标志着PDM产品的标准化走出了第一步,同时草案主要由各个PDM软件商制定,获得了HP、IBM、SDRC等公司的支持。
 
   这一标准的出台极大地促进了PDM产品的标准化,为PDM系统的互操作提供了方便。基于这种规范1997年PTC公司推出了新一代PDM产品Windchill,它是一个完全建立在Internet平台、CORBA和Java技术的基础上的产品,Windchill的出现使人们近年来关于新一代PDM产品的构想变成了现实,所以Windchill一经推出就获得了广泛的关注。目前,PDM技术在向更广阔的领域开拓,逐步变成企业信息化的集成平台,并提供对产品全生命周期的支持。
 
1.3PDM的功能
   PDM的基本功能是将产品从设计到消亡的整个生命周期内的数据,按照一定的数学模式加以定义、组织和管理,使产品数据在其整个生命周期内保持一致、最新、共享和安全;而产品的生命周期包括产品从概念设计、计算分析、详细设计、工艺流程设计、加工制造、销售维护至产品消亡的各个阶段的相关数据。基于对PDM的理解和我们在制造企业的CAD项目实施以及现代企业对产品数据管理提出的要求,PDM系统的主要功能有:

   (1)电子仓库功能(Electronic Vault)它是PDM最基本的功能。Vault提供生成、存储、查寻、控制存取、恢复、编辑、电子检查和记录、电子对象的历史以及通用文件的能力。它为PDM控制环境和外部世界(即为用户和应用之间的数据传递)提供一种安全的手段;并允许用户迅速地访问全企业的产品消息,而不必考虑用户和数据的物理位置)。

   (2)过程和过程控制功能(Process或ProcessContr01)它对任何工作流的形成进行过程控制或在过程开始后的任务控制。它用来定义和控制人们创建和修改数据的方法。它提供了路线、驱动事件的动作、查寻、检查、存取控制、恢复和对象的编辑等。这一功能为产品开发过程的自动管理提供了必要的支持。

   (3)构造功能(Structure)它允许生成、命名、导航和多级的编辑一对一的关系以及控制基于关系的对象。这种能力通常是通过一个或多个公司可制造的产品结构项实现的。

   (4)配置管理功能(Configuration Management)它是以电子仓库为底层支持,以系列化产品的相关数据作为其管理对象,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,实现产品数据的组织、控制和管理,并在一定目标或规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述。它不仅仅是简单的版本控制和材料清单的创建。

   (5)查看和圈阅功能(View and Markup)它为计算机化的审批过程提供支持。利用该功能用户可以查看电子仓库中存储的数据内容。如果需要的话,用户还可利用图形覆盖技术对文件进行圈点和注释。

   (6)扫描成像功能(Scanning and Image)它完成把图样扫描转化成数字化图像,并把它们置于PDM系统的控制管理之下。

   (7)设计的检索和零件库功能(Design Re-trieve/Component)它可按零件的属性分类与组织企业已有零件信息,为最大限度地利用现有设计成果,为创建新的产品提供支持。

   (8)项目管理功能(Project Management)一个功能很强的项目管理能够为管理者提供每个项目和活动的状态信息,通过PDM与流行的项目管理软件(包括接口)它还具有可获得资源和规划及重要路径报告的能力。但是,目前在PDM系统中项目管理考虑仍然较少,许多PDM系统只能提供工作流活动的信息。

   (9)电子协作功能(Electronic Collaboration)它主要实现人与PDM数据之间高速、实时的交互功能,包括设计审查时的在线操纵、电子会议等。

   (10)工具和“集成件”功能(Tolls and Integra-tion)为了使不同的应用之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统一管理,就必须把外部应用系统“封装”到PDM环境下运行,这部分功能对应用工具集成提供支持。




 
2PDM实施在企业信息化中的地位及其实施方法和步骤
2.1PDM实施在企业信息化中的地位
   PDM实施是企业信息化的重要组成部分。企业信息化是指一个企业在其产品全生命周期中能将能/组织、经营管理和技术三要素及其信息流,物流和价值流有机集成并优化运行,具体表现为采用ERP的生产管理,采用CAx/DFx/PDM的数字化产品开发与管理,采用网络的通讯与交流,采用电子商务和CPC的商务运营以及协同。在实施这些信息化的过程中,虽然涉及观念、管理、技术、产品、过程、营销等各个方面,其结果必然促成这些方面的创新。

   企业实施PDM的目标通常有两个:一种是小目标,即将PDM作为管理工具,在企业的产品与工艺设计部门管理相关数据和相关过程;另一种是大目标,即将PDM作为企业的或者企业联盟的集成平台(或者集成框架),除PDM所提供的自身功能外,它还能将各种应用软件集成在这个平台上,营造一个协同开发的环境,让客户、设计者、供应商等一起参与产品的开发,提供全生命周期中的数据和过程管理。企业采用何种实施目标,将根据自身的具体情况进行论证和确定。

   在确定了PDM实施目标之后,PDM在企业信息化中的地位就明确了。对应于小目标,PDM是企业设计部门中的一个重要的数据管理工具,是继甩图板(2DCAD)、CAE、CAPP、CAM、等应用后的信息化水平的提升。对应于大目标,PDM是企业中与ERP相提并论具有全局意义的信息化水平的一种标志,“ERP和PDM已经成为现代企业腾飞的两个翅膀。”
 
2.2PDM实施的方法和步骤
2.2.1PDM实施的方法

   1.实施PDM的基础
   CAX应用已有相当规模;计算机网络已经建立;工程图档管理的基础已经形成;OA环境已经具备。

   2.实施PDM的目标
   目标应包括:产品信息的完整性、产品信息的规范化、管理制度科学化等方面的内容。企业在实施目标的确立过程中,还要注意对企业原有的计算机设备、网络资源、数据库系统、MRPII系统、办公自动化系统、CAD工具、图像处理工具等信息化投资的保护。同时PDM的实施也应当考虑到企业未来的发展,在数据管理数量,数据管理方法,业务管理方法等方面留有发展余地,保留充分的灵活性。

   3.细化PDM实施方案
   PDM系统实施本质上是量体裁衣的过程,“量”的是企业业务过程这个“体”,“裁”出PDM系统这个“衣”。。量”的过程包括企业建模过程和PDM系统定制应用过程。模型的作用就是使复杂的信息关联变得简单易懂,易于发现原始数据背后的规律,并能有效地将系统需求映射到软件结构上。企业建模要对信息系统进行需求分析,同时还要刻画出企业的整体需求。

   4.建立一种新的模型
   PDM的实施不是拿来就用的简单过程,它与CAD/CAM有本质的区别,它涉及面广,参与人员多,实施周期长,它具有一个全新的概念和内容,企业实施PDM是一个拜师学艺的过程。PDM是一个系统工程,应以实施系统工程的思想为指导,用整体化的观念,站在整个企业管理的高度,制定具体的方法和策略。实施PDM系统是对整个企业的信息管理作一次大的手术,无论是设备的投资。还是人员的培训,都远远超过一般应用程序的推广应用。对于实施力量较薄弱的企业,在实施中引入监理是非常必要的,监理的选择原则:

   ①实施PDM成功的同行企业;

   ②参与过PDM的整个实施过程;

   ③在整个项目中承担决策角色。

   监理的作用:
   ①帮助企业制定实施方案;

   ②把握实施方向和进度;

   ③发现和解决实施中存在的问题;

   ④辅助企业规划实施机构;

   ⑤实施期间为企业提供技术咨询。

   5.建立一个强有力的实施组织
   建立一个在厂长和总工程师领导下的强有力的组织机构,负责PDM项目的实施,并协调各个有关参与部门的工作。

   6.选择一个好的开发商
   从以下几个方面考虑:尽量采用厂校、厂所(研究院、研究所)结合的方式;有否建立长期合作的基础;对方是商家还是开发商;服务体系是否完善,发展前景如何;系统的完善程度、可定制性、开放性如何。

   7.培养企业的应用开发人员
   PDM的实施是“三分技术、十分数据、十二分管理”,PDM产品仅为企业提供产品数据定义,需要针对企业的生产经营状况进行实施开发工作。可以由系统开发商和企业一道完成,但其中还有相当一部分开发工作有待企业在应用中逐步完成,随着企业的发展和业务范围的变化,管理工作也会对PDM提出更多的要求,企业必须注重应用人员的培养。

   8.实施中应重视的几个问题
   实施中应重视调研与咨询;避免将PDM简单化为图档管理;学会“量体裁衣”,避免“眼高手低”现象的发生;重视宣传贯彻、基础培训;解决好与其他系统的集成;确保企业已有资源的整理和利用;做好实施中的定期沟通;掌握好统一规划、有效目标、分步实施、突出重点的实施原则。
 
2.2.2PDM实施步骤
   
   1.PDM原型系统试运行阶段的目标
   PDM原型系统试运行阶段的目标是为系统建立信息和功能模型,识别需求,确定项目的实施范围,确定系统目标,并使PDM实施团队尽快地掌握PDM软件,并确定项目试点实施计划。为了达到该目的,必须通过多种方式尽可能详细和全面地描述用户需求,识别所有相关实体。描述其组织功能,描述其信息流向以及内容,建立完善的功能模型,进行风险分析和评估,它包括识别所有案例和描述—些重要的案例。

   2.实施试点
   PDM实施试点阶段的目标是在一定组织范围内进行试点实施,完成主要功能目标。实施的实质性阶段主要在两个方面展开工作,一是系统定义或者系统管理配置,一是客户化开发。

   3.全面推广实施阶段
   该阶段的目标是在企业相关部门全范围内进行推广实施,借助实施试点阶段积累的丰富经验,完成PDM主要功能目标,以建立企业级产品数据管理系统。




 
3实施PDM前面临的问题

   1.大量图样资料的无序管理
   实际设计中,约有50%-60%绘图工作可以继承利用已有的图样,设计过程所形成的各类技术文档,难以通过有效配置进行再利用。工程设计人员的图样查找、浏览实际上还是停留在传统的纸质底图保管和查找方式上。

   2.需要实现电子资料的有效查询和借用
   信息以分散的计算机文件形式存在,缺少有效的查询工具,工程师们查阅有关资料往往要花去大量的精力和时间。

   3.更改管理和版本控制缺乏有效手段
   如何保证使用某个产品的正确版本是工程设计中一个至关重要的问题。设计人员在对零部件图纸作更改时,经常是新图覆盖旧图,个人计算机中保存的设计图样与备份归档的图样不能保持一致,造成设计图档管理的混乱。

   4.工作流程缺乏高效的控制和技术手段
   工作流程和业务流程包括设计数据的提交、评审、修改、管理、监督以及分布式控制、会议和通知等等。实施PDM前仍按传统的方法进行管理,效率低下。计算机系统和网络没有充分发挥功能,造成了资源浪费。

   5.无法及时、动态地进行项目管理
   大多数企业项目管理工作还仅仅停留在人为管理的基础上,缺乏有效的计算机辅助管理能力,影响了设计过程中各小组成员相互协同工作的效率,项目主管无法获知最新的产品开发状态,设计人员也无法及时得到各类通知。传统的串行工作方式造成资源的浪费、频繁的更改、沟通的迟滞,从而使设计技术准备周期拉长,延误产品市场开发。

   6.需要实现移动办公和异地协同设计
   要求在企业网络内实现通知、内部电子邮件以及实时消息传达,支持各小组交流、协同工作,还要求能够通过Internet方便实现数据的查询和项目管理工作,并能够完成异地的协同设计。




 
4PDM解决方案
   针对目前企业面临所要解决的问题,完整的企业PDM解决方案如图1所示,它是由PDM思想体系、PDM软件框架和实施方法协同作用,即软件框架+思想体系+实施方法=完整PDM解决方案。
 
图1完整的企业PDM解决方案
 
 
   其中,思想体系是指导,软件是基础,实施方法是关键;三者相互联系,紧密结合,形成完整的PDM解决方案在实施过程中首先是企业产生PDM实施的内在需求,然后根据需求形成解决问题的指导思想,再据此建立包括软件选型在内的PDM实施方案,最后是运用基于成功实践(best-practice)的方法实施。
 
   软硬件是PDM成功实施的基础,特别是如何选择合适的PDM软件系统,重点应当考虑软件对具体企业具体要求的响应程度和软件的兼容性、可扩展性、系统功能的成熟度以及稳定性,这是成功实施PDM的重要内容,但除了需要一个功能完善的PDM软件外,实施方法是决定PDM成功与否的关键。PDM实施中,人的作用是关键的因素,对工作人员的组织和教育培训是成功实施的重要保证。




 
5结语
   随着计算机应用技术的迅速发展,采用计算辅助设计和先进管理技术是企业进行技术更新改造和提高产品竞争力的必由之路。通过实施和应用PDM,在企业内建立起所有产品完整的数据模型(其中包括基准产品设计数据、工程产品设计、工艺数据和管理数据等),在此基础上逐步建立起企业级的数据共享、协同工作平台,总体提高产品设计开发效率,缩短产品制造所需的技术准备时间,将有效提高企业的产品开发水平和能力。



  • 2019-01-04 10:35
  • 我要分享:
声明:文章"产品数据管理(PDM)系统实施技术研究"为XXX公司原创文章,转载请注明出处,谢谢合作!您所在位置:PLM系统 > PLM新闻 > PDM资讯 >

联系清泰代表

热门文章
热门标签