隨著市場競爭的日益激烈,不斷開發出滿足用戶需求的新產品并占領市場已成為企業的生命線。為了能夠縮短產品開發周期,提高質量,降低成本,企業在利用并行工程進行新產品研制 的過程中,采用計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機輔助管理等新技術,為企業帶來了 大量的數據文件,并且企業的許多工作流程也與計算機緊密結合起來,如對各種新產品設計的 審核可以完全在計算機上完成。隨著時間的推移和企業對原有數據資源重復使用的要求,對 產品數據和工作流程管理技術的需求變得越來越迫切。產品數據管理(PDM)是企業實施并行 工程和CAD/CAE/CAM不可缺少的重要組成部分。

    一、PDM功能分析

    在企業中,大量與產品相關的數據往往分布在多部門,甚至是多區域中,而且這些數據的 格式也是多樣的,如文本文件、數據庫、圖紙文件等,對這些數據的查詢、瀏覽、共享,以及 結合工作流程來管理這些數據等,都是企業在進行信息集成時經常遇到的問題。實施并行工程所需要的"在正確的時間、把正確的數據、按正確的方式、傳遞給正確的人"對PDM提出了更高的要求。由于PDM涉及的內容十分廣泛,技術也在不斷發展之中,目前還難以給出準確的定義。根據專門從事PDM和CIM相關技術咨詢業務的CIMdata公司的報告,PDM是管理與產品相 關的信息和過程的技術,即:
    與產品相關的所有信息　也就是描述產品的各種信息,包括部件信息、結構配置、文 件、CAD數據文檔、審批信息等。
    與產品相關的所有過程　也就是對這些過程的定義和管理,包括信息的審批和分配等 。
    PDM管理的主要對象是產品的"元數據",即有關產品信息的信息,其實現基礎是電子倉庫(Electronic Data Vault)。電子倉庫通常是建立在通用的數據庫基礎上的。對于一個完全的分布式電子倉庫,其透明性可使用戶無需考慮分布式環境下各種數據的實際物理存放位置 ,而快速、集中地處理整個企業的產品信息,并且使整個企業的各部門共享產品數據。基于電子倉庫的PDM系統一般具有以下功能:

    1.文檔管理

    PDM系統中的文檔管理用以取代人工方式的檔案管理,使用戶方便、快捷、安全地存取、維護及處理各種有關產品的文檔,如從設計階段產生的AutoCAD圖紙的數據文件、3D實體造型的數據文件、CAE的分析報告,到制造階段可能產生的變更單等,都是文檔管理的對象。

    (1)歸檔管理
    歸檔管理是對文檔進出電子倉庫進行管理。它主要包括歸檔、提檔(CkeckOut,出庫)以 及對這些操作的安全性管理。歸檔包括入庫(CheckIn)及編輯(如復制、刪除、文檔的轉庫等 )兩部分。在進行歸檔處理時,由于在建模階段對人員/角色所定義的權限不同,因此,承擔不同任務的人員對電子倉庫的操作權力也有所不同。

    通過歸檔管理還可實現文檔的版本控制。在PDM系統中,文檔的版本可分為版本號和序列號,每當文檔從電子倉庫中被提出,然后再存入時,其序列號將自動改變,而當文檔已被定型時 ,若將其從庫中提出并做修改,則其版本號將自動發生變化。

    (2)文檔檢索/導航
    這是PDM系統為用戶提供的快速查詢手段之一。用戶可通過圖形界面等導航方式直接查找文檔,也可通過指定某些屬性等檢索方式來快速查找。與人工檢索相比,大大減輕了檢索工 作量,提高了查詢速度,使工作效率提高了許多。PDM系統還提供了一種與產品結構直接相關的文檔管理方式,使用戶可直觀、全面地了解產品及零部件的各種數據和文檔。這種功能我們將在后面討論。 #p#分頁標題#e#

    (3)文檔的處理
    主要功能有:查看與批注、掃描與繪圖及文件格式轉換等。在PDM系統中,一般應支持對多種格式文件的瀏覽(可視),如PDES/STEP、IGES、DXF、DWG、TIFF、PostScript、HP/GL等文件格式,可支持對某些CAD系統原始文件的審閱,并可使用戶在這些圖形/圖像文件上作批注 ,如以文字注釋或以圖形方式圈點等,甚至還支持第三方審閱。文檔處理功能還可滿足用戶掃 描與繪制文檔的要求。

    2.結構化產品數據管理

    (1)產品結構管理
    產品結構管理功能可使用戶建立產品結構樹,或通過從PDM系統集成的應用系統中自動捕捉產品結構信息來建立產品結構,并根據產品結構樹自動生成BOM(物料清單)表,同時,通過建 立產品結構與其它產品信息(如工程手冊、設計文檔、更改單等)對產品結構進行管理,主要 包括對產品本身裝配結構的管理和對其相關支持數據的管理,通過編輯、瀏覽、查詢/導航、 比較產品結構樹等方式有效地管理產品結構。對產品結構樹的查詢/導航有兩種方式,一種是以圖形化界面展開關系方式,一種是對產品屬性值(如產品號、名稱等)的查詢。對于圖形界 面方式,對配置環境的設定(如最近一次修改后的結構、正在設計中的已定型結構等),使用戶 可根據自己的需求,查看適當的結構樹。此外,還可支持"用于何處"的查詢,如果零件被用于那些在裝配關系中,與產品零部件相關的支持數據,包括設計手冊、設計文檔(圖紙、數據文 件)、變更單等,通過建立這些數據與產品零部件結構的關系,使產品結構的管理和文檔的管 理更加簡潔直觀。

    (2)零件族管理
    這是根據零件特征來管理零件的方式。這種方式涉及到對零件族的查詢和維護。對零件族的查詢可采用圖形界面訪問零件族體系的方式,也可通過給定一零件的特征值來查詢。對 零件族的維護操作包括將一零件放入某一零件族或將其從某零件族刪除,以及修改零件族特 征值等操作。

    (3)產品配置管理
    對產品的配置管理是PDM系統有別于工程文檔管理(EDM)等系統最主要的一個方面。產品配置管理包括對各種BOM視圖的管理、對基于有效性變化的產品配置的管理以及有關創建、 定型、變更等過程的管理。

    3.工作流程管理

    工作流程管理是對已建立的工作流程進行運行、維護、控制工作狀態以及對工作歷史過程進行記載的管理方式,使產品數據與其相關的過程有機地結合起來。它使在一個產品全生 命周期中參與"加工產品"的人員都可以在正確的時間、以正確的方式得到正確的任務,從而 保證了企業內部工作有計劃地進行,是規范企業管理的有力執行工具。產品數據(如任務書、 上游設計文檔等)可以提交給一定的工作流程,對這些數據項在各工作單元中的執行狀態,PD M系統也將自動給予統計。典型的工作流程管理是對變更的管理,將變更的申請、審批和修改 等一系列活動組建為一工作流程,使變更控制更加有效。

    4.項目管理與電子協作功能

    PDM系統中的項目管理與電子協作建立在產品數據集成環境之中。由于在一個平臺上可實現與具體數據相結合和數據共享,因此,可實現真正的電子協作,提高項目管理的準確性。 PDM系統中的項目管理通常是結合各種工作現狀和產品數據等信息,進行合理的資源調度和項 目規劃,并可提供E-mail 作為信息通信手段。 #p#分頁標題#e#

    5.組織與資源管理

    在進行產品數據管理時,常常會涉及到人員和設備等資源問題,因此,對這方面進行建模也是對產品數據實施有效管理所需要的。在PDM系統中,將人員劃分為一定的"組/團隊"或單 獨的用戶,并可根據各自分工的不同,賦予他們一定的角色,同時賦予各種人員在PDM系統中不 同的操作權限。對資源的建模主要是將企業中與一定產品相關的設備、材料等以"元數據"的 形式反映在PDM系統中。

    6.PDM系統與應用軟件的集成

    在一個企業內,通常將使用多種應用軟件,如從設計部門使用的CAD、CAM等軟件,到辦公系統的字處理軟件、數據表格軟件等,這些應用軟件產生的數據大多是需要統一管理的。由于應用軟件的種類及版本具有多樣性,因此,一個PDM系統無法同時與各種應用系統進行互操 作,所以,PDM系統需向用戶提供可與應用軟件進行集成的能力。
    目前,PDM系統與應用軟件集成應做到將數據進行封裝,使應用軟件生成或輸入的數據 成為PDM系統"可識"數據,以便對其進行管理。此外,還應進行工具封裝,最好能夠實現軟件之 間的互操作。
    PDM系統對集成的支持首先表現在應具有最小集成,即集成CAD產品和MRP/ERP軟件;其次 在集成的深度和魯棒性上,不但能在PDM系統中啟動應用軟件,而且對于完全的集成而言,還能 在應用軟件中直接進行PDM操作,如入庫、提檔操作,并能在兩系統之間進行數據交換和消息 傳遞;最后,也是最為重要的一點,就是PDM跟蹤應用軟件的能力,或者說是應用軟件廠家對某 種集成的在線支持。隨著PDM技術和各種軟件技術的不斷發展,PDM系統與應用系統之間的集 成也逐步向基于規則機和標準數據轉換的方向發展,集成技術會越來越方便簡潔。

    二、PDM的實施

    在一個企業中實施PDM,通常要涉及到技術和企業內組織關系等因素,因此,PDM的實施是 一項比較復雜的任務,是一個需要分階段、在合理的規劃下逐步完善的過程。首先要構筑企 業內部協作環境,即在PDM系統上建筑基本實施環境,然后進一步完善PDM系統。這一過程一般 分4個階段：

    階段1:企業過程重組　這是實施PDM系統的第一步,也是最重要的一步。通過對企業各過 程及組織等方面的分析,對過程進行改進并建立過程模型。同時,根據職能對不同的人員賦予 不同的權限。
    階段2:建立電子倉庫　在這一階段,主要是根據企業所涉及的各種數據類型和其用途合 理配置電子倉庫,建立企業數據共享的基本環境。
    階段3:建立工作流程　基于企業的過程模型,在PDM系統中建立企業內部各種工作流程, 優化企業的工作規范。
    階段4:建立產品配置　通過對企業產品及其相關數據的分析,在PDM系統中,建立產品數 據結構樹、零件庫和產品配置項,并按企業需求實施一定的應用軟件集成。

    三、PDM系統的發展主流

    PDM作為一種技術,其本身隨著CIMS、并行工程、敏捷制造的發展而不斷更新,功能也越來越完善。縱觀各種PDM系統的體系和市場需求,我們大致可以歸納出PDM的主流發展方向在以下幾方面:

    1.采用面向對象技術
    面向對象技術近幾年來得到了較大的發展與應用,這項技術已成為90年代軟件開發技術發展的主流。它提高了程序代碼的重用性和開放性,使編程效率大大提高。其在PDM領域的應用,包括將面向對象數據庫作為底層支持、面向對象的PDM系統結構、面向對象的產品數據定 義,使PDM系統與其它系統的集成更具有開放性,從而提高PDM產品的集成能力。 #p#分頁標題#e#

    2.采用Web使能技術
    基于像Netscape這樣的Web瀏覽器是一種易被用戶接受的通用用戶界面。這種技術可以使多信息同時顯示在屏幕上,這對數據查詢功能與報告功能要求較高的PDM來說,使用Web技術 ,將使PDM技術與系統隨著Internet和Intranet一起更加大眾化。

    3.采用聯邦式機制
    對于大型企業,特別是跨地域的企業,僅使用一套Client/Server式的PDM產品是很難將全企業的產品及過程信息管理起來的,因此,常常需要安裝多套PDM,而多套PDM之間也是需要"互 相拜訪"的。采用聯邦式機制就可以滿足這種需求,該機制是提高產品數據管理能力的一種有力方式。

    4.框架化和企業化
    目前越來越多的企業都希望有這樣一種框架,它能使企業擁有的軟件系統都集成于此框 架中,實現產品數據與開發過程、乃至生產過程的集成與管理,支持企業的并行工程。PDM系 統在覆蓋企業產品數據和工作流程等方面具有得天獨厚的優勢,因此,許多PDM廠家為使其產品更好地滿足企業要求,已經或正在使用CORBA標準和技術,以實現系統的企業化和框架化。