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PDM系统的总体设计
- 【导读】
- 1基于ERP的PDM系统的体系结构 基于ERP的PDM系统实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的产品数据源，并且使市场销售人员、工程设计人员、供应厂商、制造人员，甚至客户都组合到
1基于ERP的PDM系统的体系结构
基于ERP的PDM系统实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的产品数据源，并且使市场销售人员、工程设计人员、供应厂商、制造人员，甚至客户都组合到一个信息环境里，保证所有的人员得到最新、最准确的产品设计信息，保证能持续地、尽早地交换、协调和完善产品设计。
所以，PDM系统的用户包括两种：一种是企业内的员工，他们通常在企业局域网内部进行日常的工作；另一种是企业外的销售人员、客户及供应商等，他们需要在企业的外面通过因特网访问企业的PDM信息。所以系统采用B/S与C/S混合结构，满足企业内外两种用户的访问要求。
B/S与C/S混合结构，不仅在工程设计环境中通过C/S结构实现大数据量的通信和数据安全操作，而且通过B/S结构允许远程客户通过Web服务器访问PDM。从PDM用户应用角度出发，将C/S和B/S结构取长补短，是目前比较理想的应用模式。基于C/S与B/S混合结构的PDM系统体系结构包括：基础支持层、应用支持层和系统操作层。
图2-1PDM系统体系结构
第一层是基础支持层。该层采用通用商业化的关系型数据库sOLServer2000，提供数据库建立、存取、删除、更改、查询等基本功能，另外，该层支持系统应用软件程序运行及网络的数据存取等功能。
第二层是应用支持层。应用层是整个PDM系统的核心，它向下连接并操作数据库，向上为PDM提供应用组件服务、应用编程接口(API)和Web处理机制。由于关系型数据库侧重于事务性数据管理，不能满足产品数据动态变化的管理要求。因此，在PDM系统中将其管理的动态变化的数据的功能转化成几个，甚至几百个二维关系型表格，实现面向产品对象管理的要求。即用户可以对PDM内部的面向对象的产品数据模型进行修改和补充，实现产品结构管理、应用工具封装等用户化任务。
第三层是系统应用层。该层用来实现PDM系统的应用集成，为用户提供友好的人机交互界面。B/C/S混合结构的PDM系统提供了两种客户端界面：一种在局域网内应用的，是基于C/S构建的；另一种是基于web的用户界面，主要供企业的销售人员和客户通过互联网使用。通过用户界面，系统向用户展现用户所关心的产品数据信息，并且可以获取用户的输入数据。用户界面一般采用Windows风格，便于用户操作。
2基于ERP的PDM系统业务流程
2．1反馈信息流程
图2-2反馈信息知识积累流程
ERP反馈信息为产品设计的不同阶段提供参考，同时也是驱动设计更改的原因之一，ERP系统的反馈问题，包括企业内外所有人员针对企业的各个方面提出的改进建议或意见，企业各个部门的负责人根据提出的问题讨论分析，对有价值的问题进行奖励，同时分配给企业的相关部门进行处理，PDM系统过滤与设计部门有关的问题，由设计主管分配任务，修改产品的设计，对应产品结构维护改进的方案和效果，将设计人员解决问题的独到经验、技术或者技巧等收集起来，形成企业的知识资产，为同类产品的设计提供参考，缩短产品设计、更改时间，同时通过问题一奖励机制，使与企业有关的人员都更关心企业，从不同的方面完善企业，使企业协调发展。如图2-2ERP反馈信息流程。
2．2基于ERP的产品设计流程
本文PDM系统主要实现对产品设计过程的管理，通过对企业的调研，规划其产品设计过程的流程图，如图2-2产品设计流程和图2-3工艺设计流程。通过反馈信息的支持，使产品设计借助准确、实时的信息，形成提高产品设计、更改的速度和质量的快速响应机制，以适应企业市场竞争的需要。
图2-3产品设计流程
在新产品的开发前，首先要根据《成品技术协议书》和市场需求调研报告、改进意见等，确定《设计任务书》，进一步划分产品的开发阶段和开发计划，从而进行初步任务分配，实现产品功能设计、结构设计，输出总装配图：然后进行第二次的任务分配，进行零件的设计，输出技术说明书和零件工作图，部件装配图。每一次任务完成之后，都要进行审核，如果不合格就进行修改。
设计过程是一个不断改进的反复的过程，触发修改的原因有很多：审核没有通过：顾客、供应商、企业内人员提出的改进建议；设计人员通过查看ERP的相关信息(客户和供应商信息、销售统计分析信息、产品各项的成本信息等等)提出更改等。
如果需要修改时，首先由设计主管修改产品结构树和版本号，然后再根据问题迸行任务分配，进入设计的修改环节。修改完成后，要针对该问题的改进效果进行维护管理，形成知识的积累，便于设计人员以后的查询。并且，对反馈信息处理结果进行发布，使提出产品问题的人员可以查询，实现产品设计的闭环管理，利用这种机制不断改进产品性能，更好的满足顾客的需求。
图2-4工艺设计流程
工艺设计过程是产品设计的重要阶段，包括零件的工艺设计、工装设计和装配工艺设计。在产品方案论证阶段就开始考虑产品的工艺性要求，当产品的各个零件确定后，就可以进行零件工艺设计，其管理过程和产品设计过程相同。工艺设计人员在设计过程中要能查询到设备、材料、工装成本、工序质量信息等。接收处理ERP各个职能部门人员的反馈信息，通过产品的试制阶段，不断的完善零部件工艺，最终实现工艺的标准化，进行正式的生产。
3．3基于ERP的PDM系统的功能设计
3．3．1PDM系统总体功能设计
基于ERP的PIN系统是以产品结构为核心，以任务管理为驱动，通过反馈信息的集成，保证产品设计的高效、低成本、满足客户需求和满足生产要求。根据企业的业务流程和业务需求，确定PDM的总体功能如下图2-5PDM系统总体功能，该系统包括系统权限管理、基础数据管理、产品结构管理、设计任务管理、反馈信息管理和综合信息查询。
(1)系统管理
系统管理包括权限管理和基础数据管理。权限管理是产品数据管理系统PDM的基础，通过赋予用户不同的角色、安全级别和对象访问权限，使用户对产品数据的操作对应不同的权限，保证在许可的范围内，随时可以把正确的资料送到需要的人手中，实现信息共享的同时，保证产品数据及系统的安全性。基础数据管理主要管理与产品设计过程有关的基础数据，如：机构信息、人员信息、物料信息、客户信息、供应商信息等等。
图3-5PDM系统总体功能
(2)产品结构管理产品结构管理是PDM的核心功能之一，该模块提供产品结构信息的录入、编辑、查询和修改功能，为重复利用原有的设计，提高设计效率，模块提供用户自定义产品结构功能，产品结构以直观的树状图显示。同时，该模块提供了对相应产品零部件图档的录入、修改和查询功能，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。
(3)产品设计任务管理产品设计管理包括产品设计和工艺设计管理，实现设计任务分配、控制、提交等。任务管理可以有效控制设计的执行过程，实现并行设计，提高设计的效率，减少无效设计，使复杂的设计过程有序地进行。
(4)反馈信息管理反馈信息管理包括支持产品设计的ERP系统各个功能模块的统计查询信息维护、ERP各个职能部门(设计、采购、生产、销售、质量等)人员的反馈意见维护、产品改进的效果维护、反馈信息的处理结果维护等功能。
(5)综合信息查询对系统维护的各类数据进行统计查询。
3．3．2功能模块详细设计
(1)系统管理
1)权限管理权限管理主要分配各企业成员相应的权限，以管理不同的模块，用户权限不同，看到的模块不同，系统为他提供的服务也就不同。
2)基础数据管理基础数据管理模块包括：机构信息维护、人员信息维护、物料信息维护、专用数据字典维护和市场基本信息维护。
图2-6系统管理模块
a．机构信息维护维护企业机构信息，包括企业的所有部门机构。
b．人员信息维护维护系统用户的基本信息。
c．专用数据词典维护在系统中为使一些录入的数据规范，录入时从专用词典中选择录入。系统提供数据词典维护功能，由系统管理员或指定专人录入词典，用户只能选择录入词典中的数据，保证进入系统的数据规范标准。
d．物料信息维护物料信息维护是对系统中所使用到的物料信息进行统一的编码，保证系统中在各模块和数据表中所使用的物料信息唯一和准确，包括对产品、部件、零件、毛坯、外购件等所有进入系统的物料进行分类编码。ERP和PDM系统的物料信息维护相同的信息。
物料分类编码定义一般需要先建立物料分类编码系统，使得在系统运行后，业务用户能够方便的按照物料分类方法查询检索的相似零件，便于新产品零件的检索修改设计，保证设计结果的正确，提高设计结果的通用和重用。
模块用树形结构对数据进行管理，可以按照部零件分类定义各部零件分类关系。
e．市场基本信息维护对经销商、重要客户等市场基本信息进行维护和管理，定期组织了解，记录市场对产品功能、质量、服务、价格、竞争对手情况等方面信息的反馈，并进行跟踪和管理，为产品设计改进提供依据。
(3)产品结构管理
a．产品结构清单维护按照产品树结构维护产品结构数据，结点包括产品、部件、零件，内容包括名称、规格型号、版次号、组成数量、计量单位、零件图号。维护结构也是为分配产品设计任务准备，准备产品设计图号和版次号等。
图2-7产品结构管理
b．产品结构清单审核对产品结构清单维护人完成提交的产品结构清单进行审核确认，审核通过的产品结构清单才能生效。
c．产品结构清单修改修改产品结构，如增加修改结点、停用某一结点等，是结构的修改，不能修改产品零件图等内容。修改结构也是为分配产品设计修改任务准备，准备产品修改前后的版次号等。修改时按照要求规则进行新图号和版次号的命名，系统自动保证所有借用件的一致性。
(4)产品设计任务管理
图2-8任务管理模块
a．产品设计任务分配对产品设计、审核和修改的任务进行分配，跟踪产品设计、修改过程，对产品设计过程进行控制和管理。
b．产品设计与修改按照产品设计任务分配表，设计、审核人员进行设计或审核工作。设计内容包括：设计要求分析、设计人、审核人、设计日期、审核日期、修改原因、效果、修改人、修改日期、修改审核人、修改审核日期。
c．产品设计任务完成确认对提交的设计任务，依据设计图档进行审核，判断任务完成情况，审核通过的任务提交，结束任务；未通过的任务由设计人员重新修改。
(5)反馈信息管理
a．反馈意见信息维护反馈信息是企业全方位的反馈信息，包括客户、供应商问题和企业内部一些合理化建议或在生产制造、质量检验、销售或管理过程中发现的一些问题，按照要求对这些问题与意见进行分类记录，如果是产品设计问题，要求设计部门有关人员予以关注，并对这些问题进行跟踪和管理，作为产品改进和新产品开发的参考。
b．统计查询信息管理实现包括顾客需求预测、关于竞争对手产品的信息、对应每个产品的各项费用的成本统计信息、每道工序分别按照人员或设备的工序质量统计信息、设备台帐，库存原材料、半成品、在制品的统计信息的统计查询。
c．统计查询信息管理实现包括顾客需求预测、关于竞争对手产品的信息、对应每个产品的各项费用的成本统计信息、每道工序分别按照人员或设备的工序质量统计信息、设备台帐，库存原材料、半成品、在制品的统计信息的统计查询。
d．反馈信息处理结果记录对ERP各个职能部门人员的产品问题反馈记录和统计查询信息，经过分析确认，对需要改进的，制定初步的改进计划和改进内容。经系统过滤，各部门可以查阅属于本部门的反馈信息，如果是设计问题，在产品设计任务分配模块中分配修改任务。
e．产品改进效果信息维护对新产品或经改进的产品零件设计，进行跟踪记录和管理，积累成熟优秀的产品设计经验，用于查询分析和产品设计等工作的参考。
图2-9反馈信息管理模块
(5)图文档管理
图2-10图支描管理
图文档管理是PDM系统的基础，主要是维护设计和生产、销售的数据信息，通过出入库管理实现图文档的调拨管理，为设计人员提供查阅资料的途径。
(6)综合信息查询根据企业业务需求，对经常需要查询的信息提供查询统计功能，包括产品结构清单、任务执行状态状况的查询、任务的统计、图档借阅查询、反馈信息处理结果的查询等等。
图2-11综合信息查询
4PDM系统运行平台和开发工具
PDM系统以Windows 2000为开发平台，选用Visi0 2003作为流程设计、框架模型设计的工具，使用数据库建模工具ERWIN完成数据库建模和设计；数据平台用SQL server建立；利用面向对象的开发语言Delphi完成软件的实现。
之所以采用这样的开发环境，由于Delphi7.0是面向对象的可视化编程工具，是目前最好的Windows应用程序开发工具之一，它除了能够设计传统的高性能、基于客户/服务器体系结构的应用系统外，也能够用于开发基于Internet的应用系统。Delphi7.0支持应用系统同时访问多种数据库，为方便用户界面的开发，Delphi7.0提供了大量的控件，加快了项目的开发进度。Delphi7.0还支持分布式的应用系统的开发，形成多层应用系统结构。
SQLServer2000具有界面友好、使用简单、高性能、可扩展性强、能保持数据信息的完整性和一致性等特点，且能与Internet和WindowsNT实现无缝集成，另外，由于本软件系统的输入数据可能是各种类型，需要实现数据共享，而SQLserver2000可以利用导入或导出操作来获取其它数据源的数据以实现数据共享，所以数据平台用SQLserve2000建立。本软件系统采用这样的开发环境可以提供良好的人机交互，方便数据输入输出。
5总结
PDM系统的总体设计，包括其体系结构、开发环境、开发技术的选择和介绍，根据产品设计(包括工艺设计)的业务流程，进行PDM系统的功能设计。
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