PDM是Product Data Management(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)的縮寫，是20世紀(jì)80年代后期才發(fā)展起來的一項(xiàng)新的管理思想和IT技術(shù)。它是以產(chǎn)品為中心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫記錄等)和與產(chǎn)品相關(guān)過程(包括審批/發(fā)放過程、工程更改過程、一般工作流程等)以及相關(guān)資源進(jìn)行集成化管理的技術(shù)。它是企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息集成的橋梁和紐帶，也是企業(yè)設(shè)計(jì)、工藝和制造部門的數(shù)據(jù)管理中心和流程管理中心。

    PDM系統(tǒng)提供產(chǎn)品全生命周期(包括市場需求調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、銷售、售后服務(wù))的信息管理，并可在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造建立一個并行化的協(xié)作環(huán)境，能夠很好地促進(jìn)企業(yè)提高其產(chǎn)品質(zhì)量、縮短研制周期、提高工作效率、加快產(chǎn)品投放市場速度，從而提高產(chǎn)品的競爭能力，因此，PDM技術(shù)近年來在國內(nèi)外制造企業(yè)中取得了廣泛的應(yīng)用。

    1、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

    1.1開放式體系結(jié)構(gòu)

    PDM系統(tǒng)的開放式體系結(jié)構(gòu)(如圖1)以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)為支撐，采用C/S(客戶杉V服務(wù)器)體系結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟮姆椒�，�?shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的信息管理。其內(nèi)部構(gòu)造是層次化的，它的開放性主要體現(xiàn)在:

    1)支持多種硬件平臺，如UNIX,Windows,Macitosh等。

    2)支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如Oracle,Sybase,MicrosoftSQLServer等。

    3)支持多種Pi絡(luò)協(xié)議，包括TCP/IP,NetBIOS,HTTP等。

    4)采用了Cilent/Server,Web/Intenret,Object-Orient等先進(jìn)技術(shù)。

    5)具有友好的用戶界面和多語種支持。

    1.2系統(tǒng)的基本功能

    PDM系統(tǒng)為企業(yè)提供了一種宏觀管理和控制所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息機(jī)制。一般說來，一個集成的企業(yè)級應(yīng)用的PDM系統(tǒng)應(yīng)具有以下幾個基本功能:

    1)電子圖文檔管理功能;
    2)工作流和設(shè)計(jì)過程管理功能;
    3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理功能;
    4)查看和圈閱功能;
    5)設(shè)計(jì)檢索和零件庫功能;
    6)項(xiàng)目管理功能;
    7)電子化協(xié)作功能;
    8)工具和“集成件”功能;
    9)掃描和成像服務(wù)功能。

    以上這些功能可以概括為PDM的兩大方面功能:一是產(chǎn)品數(shù)據(jù)生成過程的管理，即管理企業(yè)從下達(dá)新產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)書到所有與該產(chǎn)品相關(guān)的圖文檔全部生成的全過程;二是圖文檔生成后，如何進(jìn)行有效的存儲和管理，實(shí)現(xiàn)圖文檔的保密、共享、查詢、匯總、統(tǒng)計(jì)等，以便為今后的設(shè)計(jì)工作提供便利。

    2、基本模塊的實(shí)現(xiàn)

    企業(yè)應(yīng)用PDM系統(tǒng)，能為企業(yè)的工程數(shù)據(jù)管理與過程的自動化控制提供統(tǒng)一的支持環(huán)境，并以它作為工程部門的集成框架，支持各類異構(gòu)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求，以便滿足不同企業(yè)或用戶的需求，因此，在PDM系統(tǒng)開發(fā)過程中，必須充分考慮PDM系統(tǒng)的各功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法。本文重點(diǎn)探討其工作流程管理、電子圖文檔管理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理等幾個基本模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

    2.1工作流程管理

    在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，工程設(shè)計(jì)一般表現(xiàn)為創(chuàng)建、發(fā)放及更改設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。作為PDM系統(tǒng)的重要組成部分，工作流程管理的任務(wù)是對產(chǎn)品的整個形成過程進(jìn)行控制，并使該過程在任何時候都可追溯。

    為了有效地進(jìn)行工作流程的管理，必須建立一個包括產(chǎn)品形成過程中所有重要特性的結(jié)構(gòu)化的過程模型，該過程模型描述了構(gòu)成工作流的各過程步驟在邏輯上的串/ 并行關(guān)系，為此，首先必須確定所有有關(guān)的過程步驟，并通過對過程步驟的分析，將它們抽象成一些構(gòu)成產(chǎn)品開發(fā)過程的基本的任務(wù)單元 (UnitofTask)，通過對這些基本任務(wù)單元的有機(jī)連接來構(gòu)造不同的產(chǎn)品開發(fā)過程，如工程圖發(fā)放、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改過程等。過程模型確定以后，則可以將過程模型中的每一個過程步驟與功能對象相關(guān)聯(lián)，并通過功能對象來對工作流程中的各過程步驟進(jìn)行控制。同時，每個功能對象也需要同能執(zhí)行或接受這項(xiàng)任務(wù)的系統(tǒng)用戶、用戶組或角色等相關(guān)聯(lián)(如圖2所示)。

    通過PDM系統(tǒng)的工作流程管理功能，用戶可以對產(chǎn)品形成過程中各種復(fù)雜的設(shè)計(jì)、更改和發(fā)放過程進(jìn)行管理，圖3顯示了一個典型的更改管理過程。在該工作流程中，更改過程的發(fā)起者如某個個人、某個小組或某個部門發(fā)出更改申請書，工作流程管理模塊將更改申請書發(fā)送給有關(guān)的PDM用戶，進(jìn)行更改批準(zhǔn)的過程。假如更改申請沒有獲得批準(zhǔn)，工作流程管理模塊將會向更改過程的發(fā)起者發(fā)送有關(guān)信息，整個過程就此結(jié)束。如果更改申請得到批準(zhǔn)，工作流程管理模塊將會向經(jīng)授權(quán)的更改執(zhí)行者發(fā)送更改任務(wù)單。接下來更改執(zhí)行者根據(jù)更改任務(wù)單對需要更改的對象進(jìn)行修改。更改過程結(jié)束后，再經(jīng)過產(chǎn)品檢驗(yàn)的過程，如果檢驗(yàn)得到通過，工作流程管理模塊修改被更改對象的相關(guān)屬性，重新存人檔案庫，同時向可能使用該對象的所有用戶發(fā)放更改通知書，若檢驗(yàn)失敗，工作流程管理模塊將向更改執(zhí)行者反饋有關(guān)信息。

    同時，在工作流程管理模塊中運(yùn)用并行工程的思想，通過分析和修改傳統(tǒng)的串行工作流程方式，對產(chǎn)品形成過程中的各個工作步驟進(jìn)行更改有效控制，可以使一些復(fù)雜的工作過程得以并行執(zhí)行，從而大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)或設(shè)計(jì)周期，提高工作效率和企業(yè)競爭能力。

    2.2電子圖文檔管理

    企業(yè)全面應(yīng)用CAD技術(shù)后，產(chǎn)生大量電子圖檔，加上與之對應(yīng)的大量技術(shù)文檔及信息，原有的人工資料管理體系已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，造成電子圖檔不能充分利用、版本管理混亂、數(shù)據(jù)安全無法保障等問題。PDM的電子圖文檔管理提供了對分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲、檢索和管理功能，其安全機(jī)制通過角色管理來控制不同數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。同時，PDM中電子數(shù)據(jù)的發(fā)布和變更必須經(jīng)過事先定義的審批流程后才能生效，這樣就使用戶得到的總是經(jīng)過審批的正確信息。

    在PDM系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的訪問對用戶來說是完全透明的，用戶無需關(guān)心電子圖文檔存放的具體位置，以及自己得到的是否是最新版本，這些工作均由PDM系統(tǒng)來完成。其圖紙與文檔管理的原理如圖4所示，在目標(biāo)系統(tǒng)中，將所有的信息數(shù)據(jù)分為兩部分:一部分稱之為元數(shù)據(jù)，保存在數(shù)據(jù)庫中;另一部分是擴(kuò)展數(shù)據(jù)，存儲在電子倉庫(Vault)中。擴(kuò)展數(shù)據(jù)之間是孤立的，它們通過元數(shù)據(jù)建立起彼此的聯(lián)系。這一設(shè)計(jì)充分結(jié)合了數(shù)據(jù)庫管理和文件管理兩種方式的優(yōu)勢，避免了數(shù)據(jù)庫處理大容量數(shù)據(jù)的局限性，同時保證了數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并支持各種查詢與檢索功能。

    PDM系統(tǒng)通過權(quán)限控制來保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全性。首先，要求在構(gòu)造PDM系統(tǒng)時，需將有關(guān)人員組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組劃分，使每個合法用戶分屬于不同的工作組。一個工作組可以包含多個不同的用戶，而一個用戶也可以屬于多個不同的工作組。然后，通過角色定義的方法來為不同的用戶指定不同的角色，并使它們與項(xiàng)目關(guān)聯(lián)起來。所以，我們可以根據(jù)各個成員所屬用戶、工作組或角色的不同，來規(guī)定其在PDM系統(tǒng)中所享有不同的數(shù)據(jù)操作權(quán)限和范圍。

    權(quán)限管理通常又是通過為用戶、工作組或角色定義不同的規(guī)則來實(shí)現(xiàn)的。規(guī)則是用戶執(zhí)行某項(xiàng)活動必須滿足的一個或多個簡單的或組合的條件的邏輯集合。多種規(guī)則可以組成規(guī)則庫，這樣用戶在訪間一個文件時，系統(tǒng)會根據(jù)用戶的權(quán)限信息和文檔的屬性(安全控制信息)綜合判斷用戶是否有權(quán)利進(jìn)行這次操作，從而實(shí)現(xiàn)對這份文檔的安全控制。

    此外，因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，圖文檔的會簽是一個不可少的工作，這就要求PDM系統(tǒng)還要能夠?qū)崿F(xiàn)圖文檔的動態(tài)權(quán)限管理。如在設(shè)計(jì)過程中，該圖文檔的設(shè)計(jì)者擁有對圖文檔的修改權(quán)限，但到了簽審階段，設(shè)計(jì)者就只能擁有對其設(shè)計(jì)的圖文檔的瀏覽權(quán)限。動態(tài)權(quán)限管理的實(shí)現(xiàn)，能夠更加有利于保證數(shù)據(jù)的一致性和安全性。

    2.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理是實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置信息和物料清單(BOM—Bil of Mateiral)的管理。

    它以數(shù)據(jù)庫為底層支持，以產(chǎn)品圖紙的明細(xì)欄為其組織核心，把表示最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、管理與控制，并在一定的目標(biāo)和規(guī)則的約束下，向用戶或應(yīng)用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同視圖和描述，生成不同的BOM。產(chǎn)品是由一系列相互關(guān)聯(lián)的零部件組成的，因此產(chǎn)品可以按照部件進(jìn)行分解，部件再進(jìn)一步分解成組件和零件，直到全部分解為零件。零部件按照它們之間的裝配關(guān)系被組織起來，用戶可以將各種產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)信息與零部件關(guān)聯(lián)起來，最終形成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整描述。在產(chǎn)品的整個生命周期中與產(chǎn)品相關(guān)的信息是多種多樣的。這些信息以文件和圖檔的形式存在，統(tǒng)稱為圖文檔，它們包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)規(guī)范、二維圖紙、三維模型、技術(shù)文件和各種工藝數(shù)據(jù)文件等。在PDM系統(tǒng)中文檔與對象(產(chǎn)品、部件、零件)是密切關(guān)聯(lián)的。把文檔與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零部件相關(guān)聯(lián)，就形成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息樹，其模型如圖5所示。但企業(yè)不可能將所有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都獨(dú)立地存儲，而是通過分類進(jìn)行管理。所以，對一個宏觀的產(chǎn)品類只有經(jīng)過配置才能得到具體的產(chǎn)品對象而且才有實(shí)際的意義。所謂產(chǎn)品配置就是在滿足配置條件的前提下，根據(jù)定義好的配置規(guī)則來確定最終產(chǎn)品采用哪些版本、可選件、替換件等。產(chǎn)品配置管理能夠使企業(yè)的各個部門在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)共享統(tǒng)一的產(chǎn)品模型，方便地形成變型產(chǎn)品，并且對應(yīng)不同階段的產(chǎn)品信息需求，生成適用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖。

    在企業(yè)中，不同的部門需要不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖，不同的結(jié)構(gòu)視圖形成不同的BOM，如設(shè)計(jì)部門需要設(shè)計(jì)BOM，采購部門需要標(biāo)準(zhǔn)件和外購件BOM.PDM系統(tǒng)采用了視圖控制法來對某個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的各種不同劃分方法進(jìn)行管理和描述。每個視圖是一個管理對象，視圖中可以包括零件、部件及其之間的聯(lián)系，這些構(gòu)件可以同時與多個視圖相關(guān)聯(lián)，所以，用戶可以從同一個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的視圖，也就是說，用戶可以根據(jù)不同的需要生成各種不同層次的物料清單，例如:設(shè)計(jì)視圖中包含某產(chǎn)品某個版本的所有零部件之間的裝配關(guān)系，而采購視圖只需要看到標(biāo)準(zhǔn)件和外購件就可以了，生產(chǎn)視圖只要包含自制件即可。圖6分別給出了設(shè)計(jì)視圖、生產(chǎn)視圖和采購視圖的模型。

    因此，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理功能，PDM系統(tǒng)可自動生成各類產(chǎn)品明細(xì)表和匯總清單，使用戶可以利用PDM的圖形化界面來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行查看和編輯，從而有效的提高工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭能力。

    3、結(jié)束語

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)。本文在闡述PDM概念、系統(tǒng)功能及其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了企業(yè)PDM系統(tǒng)中的工作流程管理、電子圖文檔管理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理等幾個基本功能模塊，并對這些模塊的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)討論。

    這些基本模塊的有效實(shí)現(xiàn)能為PDM系統(tǒng)的成功實(shí)施提供重要的基礎(chǔ)保證。

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