PDM技术及设计重用解决方案

【导读】
PDM系统是一种软件工具,使企业有效地管理产品开发过程中所有的与产品相关的数据,帮助设计工程师、管理者以及其他人员更为有效地重用已有的产品数据和设计流程。
2.1 PDM基本概念及其基本功能
2.1.1 PDM的基本概念

    随着信息化建设的不断推进,CAX技术在我国的各大企业得到广泛的运用,这些技术的应用使企业感受到了信息化带给企业的益处,切实提高了企业开发产品的能力和市场的竞争力。然而,由于这些工具的使用导致了大量的设计数据和技术文档的产生,企业所积累的数据呈爆炸式的增长,另一方面,由于企业实施了各种各样的工程应用系统,各个系统是一个个独立的系统单元,因此在企业内部形成了众多的“信息孤岛”,这些问题的出现严重影响了企业的企业的发展,成为制约企业不断前进的一座大山。
 
    在这种情况下,产品数据管理(Product data management,PDM)应孕而生。PDM系统是一种软件工具,使企业有效地管理产品开发过程中所有的与产品相关的数据,帮助设计工程师、管理者以及其他人员更为有效地重用已有的产品数据和设计流程。

    实际上PDM并没有一个严格规范的定义,世界上的各个研究组织也先后给PDM制定过并不严格的定义,例如美国的国际咨询公司CIMdata给PDM下了一个概括性的定义:PDM是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。

2.1.2 PDM的核心功能
    虽然各个PDM软件厂商不断丰富自己的软件功能,但是企业实施PDM实际上比较关注PDM的一些核心功能,这些功能主要包括:权限管理、系统集成、图文档管理、过程管理、项目管理。其他的各种应用功能例如,产品结构管理、零件分类管理都是基于这些核心功能。

    (1)权限管理
    PDM系统中必须对所有的用户权限的分配指定,例如规定哪些用户能够对文档进行编辑、哪些用户只能对文档进行只读,又有哪些用户对文档既可以编辑又可以进行状态的变更和复制。PDM系统中可以根据用户、用户组、角色等各种方式进行权限的赋予,再与相应的工作流程和状态进行结合,保证了数据的安全性,确保正确的数据传给正确的使用者。

    (2)系统集成
    PDM是一个企业级的应用平台,将多种不同的应用软件集成为一个整体属于PDM的一个重要的核心任务。PDM与其他应用系统进行集成才能保证各种应用系统的数据系统的一致性,例如PDM与CAD的集成、PDM与ERP的集成。PDM与CAD的集成程度最深,通过PDM/CAD系统集成应用新的产品建模方法,PDM与ERP的集成也成为当前热点话题。

    (3)图文档管理
    对产品信息及其他业务数据的管理是PDM一个重要功能。PDM中的产品信息主要包括信息记录和各种不同的文档,常见的有三维模型、二维工程图、设计任务书。这个功能记录了文档从产生到最终消亡,实现了产品信息全生命周期管理。

    版本管理具有着重要意义,它对文档的每次重要改动都进行了及时记录,保证了将正确的版本发送至正确的使用者,对设计工程师而言,也方便他们对整个设计过程进行追踪。

    (4)过程管理
    过程管理也被称作为工作流管理,主要是充分利用邮件消息通知机制对产品开发和产品变更过程进行控制,提高了文档的传递效率,实现了从概念设计、到产品消亡整个过程中所有数据追踪与监控,这个过程通常也是可以追溯的。

    (5)项目管理
    项目是为开发或者制造某个特定产品所成立的一个临时组织,PDM中的项目管理主要包括任务管理和进度管理两部分,它是建立在工作流程基础之上,实现项目过程中计划、组织、人员以及相关数据的管理与配置、项目状态及进度的审查与跟踪。

2.2设计重用技术概述
2.2.1设计重用技术定义
    企业在新产品开发过程中经常进行很多重复性工作,重复性的工作主要体现在两个方面。首先是对大量相似件或者完全相同的零件进行重复设计,这浪费了宝贵的产品开发时间。根据一项调查报告显示,按照用户需求进行开发的零部件大概只占lO%,其余都是相似或者完全相同的零部件,但是10%零件所占的成本却比较多,大约有70%。

    实际上对于一般简单件都可以在以往的零部件中找到参照,有时甚至可以直接选用,进行简单的修改;其次,新产品开发的过程中均包含着各种各样的重复,例如产品概念设计阶段存在概念重复,结构设计阶段存在结构的重复设计。因此,重用在产品开发中有着重要的作用,实际上重用最早是在软件开发工程领域得到了应用,然后才慢慢拓展到其他工程领域。

    设计重用思想是指在产品开发过程中各种设计活动中重用、引用或者参考已有的设计成果。实际上对设计工程师而言,设计重用行为早就发生了,每个设计工程师在进行新产品开发时,总是先在头脑里检索,试图发现以前是否有相似的设计,由于早期的技术不能够很好地对设计重用进行支持,也缺乏对设计重用单元进行规范的组织和管理,设计师的设计重用行为仅仅是个体行为,没有形成群体的行为,效果不够明显。设计重用没有得到重视。

    设计重用技术是指在产品全寿命设计中,借助于计算机工具重用、应用或者参考已有的设计资源的一种技术和方法。通过实施设计重用技术对于企业缩短新产品开发周期,尤其是当今竞争日益激烈的市场,具有着巨大的意义。

2.2.2设计重用单元概述
    设计重用单元是指为了能够为以后设计中实现重用而专门建立的单元,该单元不仅仅包括了CAD模型、制造工艺信息,对产品成本、可靠性、性能也进行了描述。使用可重用设计单元一个最为重要的好处便是在概念设计时,设计工程师便能够得到一个可视化、可重用的单元,不仅如此,在产品的整个开发过程中为设计工程师决策时提供有效的信息以帮助其作出合理的决策。

2.2.3设计重用单元的管理
    设计重用单元管理是利用企业先进的管理设计平台,对设计重用单元进行科学的组织、维护,提升设计工程师对设计重用单元应用效率。PDM软件,已经成为企业一个先进的设计管理平台,它能够确保追踪设计、制造所需的大量数据,同时能够对整个产品的设计过程进行很好地管理。因此,可以将PDM作为设计重用单元的管理平台,充分利用PDM强大的搜索功能,对设计重用单元进行属性、状态等查询,实现设计重用。

2.3基于PDM的设计重用系统体系结构
    在软件开发的初期必须制定整个软件系统的体系结构,通过软件系统的体系结构可以更好理解系统中各个组成部分以及其与外部环境之间的关系,这是软件开发的基础。 

结合重用系统提出了基于PDM的设计重用系统体系结构,如图2-2所示。
 
图2-2基于PDM的设计重用体系结构
 
    该体系主要由六个层次构成,分别是用户层、使用界面层、应用工具层、应用支持层、底层平台层。
 
    (1)底层平台层
    底层平台层主要负责支撑系统的运行,主要包括网络、数据库、操作系统等,这些组成部分为整个系统的运行提供了各种各样的环境支持,比如,关系型数据库的基本操作功能支持了可重用资源在PDM系统中的管理。

    (2)应用支持层
    应用支持层提供了各种各样功能应用模块,在该层需要将各种应用工具进行封装,从而实现与特定的工具进行数据接口。这些基本的软件服务是通过与数据库交互来进行调用。

    (3)应用工具层
    应用工具层包括了企业随着信息化而使用的各种各样的软件工具,所有的这些工具必需能和PDM有一个很好的集成,只有这样才能保证数据的一致性,对各种工具产生的电子数据得到有效地管理。

    (4)使用界面层
    用户可以通过各种方式来进行系统的登录来完成相关的工作,登录界面的方式也是多种多样,既可以通过客户服务器也可以网络方式访问重用资源,通过在资源库中进行查找有用资源,以减少产品开发时间。
 
    (5)用户层
    用户层包括了各种各样的角色,例如工程师、系统管理员、工艺设计人员,提供了基于角色访问重用资源库的功能,对于不同角色的用户也进行了权限的划分。
 
2.4本章小结
    本章首先对PDM的概念及其功能进行了介绍,同时概述了设计重用技术,介绍了设计重用单元,以及如何通过PDM对设计重用单元进行管理,最后提出了基于PDM的设计重用系统体系结构。
 

  • 2019-07-03 10:35
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