PDM技術(shù)在制造企業(yè)中的應用與實(shí)施
在制造企業(yè)中，產(chǎn)品的制造活動(dòng)不僅是一個(gè)物料的轉換過(guò)程，而且還是一個(gè)復雜的信息變換過(guò)程，信息傳遞是否正確，直接影響著(zhù)生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行。因此，對信息的有序管理在企業(yè)中有著(zhù)舉足輕重的地位。
許多企業(yè)都為大量的設計數據所困擾，特別是在20世紀六七十年代以來(lái)，企業(yè)在設計和生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)始使用CAD，CAM等技術(shù)，大量的電子數據難以管理和查找。在制造業(yè)的計算機集成制造環(huán)境中，在現代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及設計過(guò)程自動(dòng)需求的驅動(dòng)下，產(chǎn)生了能夠集數據庫的數據管理能力、網(wǎng)絡(luò )的通信能力以及過(guò)程的控制能力于一體，能夠實(shí)現分布式環(huán)境下設計活動(dòng)的信息交換與共享并對設計過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整與監控的產(chǎn)品數據管理(Product Data Management，PDM)技術(shù)。PDM可以定義為以軟件技術(shù)為基礎，以產(chǎn)品為核心，實(shí)現對產(chǎn)品相關(guān)的數據、過(guò)程、資源一體化集成管理的技術(shù)。
PDM最初應用主要是用在工程技術(shù)變動(dòng)的管理方面，如CAD和工程技術(shù)領(lǐng)域的圖紙、文件的審查和批準等，但到今天，依據共同的信息強調共享的觀(guān)點(diǎn)，已擴大了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)建模含義，其范圍已包括資源配置、生產(chǎn)制造、計劃調度、采購銷(xiāo)售、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等各方面；并將整個(gè)制造企業(yè)作為一個(gè)整體來(lái)考慮一些問(wèn)題。
PDM有效地將產(chǎn)品數據從概念設計、計算分析、詳細設計、工藝流程設計、加工制造、銷(xiāo)售維護直到產(chǎn)品消亡的整個(gè)生命周期內及各個(gè)階段的相關(guān)數據，按照一定的數據學(xué)模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數據在整個(gè)生命周期內保持一致、最新、共享及安全。他將很好地面向企業(yè)的生產(chǎn)組織，使企業(yè)提高產(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(chǎng)的速度，從而提高產(chǎn)品的競爭力。
具體來(lái)說(shuō)，PDM技術(shù)是對工程數據管理(EDM)、文檔管理(DM)、產(chǎn)品信息管理（PIM)、技術(shù)數據管理(TDM),技術(shù)信息管理(TIM)、圖像管理(TM)以及其他產(chǎn)品定義信息的管理技術(shù)的一種概括和擴展，是一門(mén)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息的技術(shù)，他提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，并可在企業(yè)范圍內為設計與制造建立一個(gè)并行化的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)協(xié)作環(huán)境，他將整個(gè)企業(yè)視為一體，能跨越整個(gè)工程技術(shù)群體，是使產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)過(guò)程快速轉化的使能器，也是在分布式企業(yè)管理模式的基礎上，與其他應用系統建立直接聯(lián)系的重要工具。
(1)電子倉庫與文檔管理功能
目前傳統的、串行的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式正被集成化的、并行的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式所取代，企業(yè)原來(lái)的文檔管理方式已無(wú)法適應新技術(shù)發(fā)展的需要，對于那些分布在不同的地點(diǎn)、具有不同格式的文件進(jìn)行有效管理則需要解決以下問(wèn)題：
①分布式(多用戶(hù))、多類(lèi)型的文件管理。
②滿(mǎn)足工程需要的不同查詢(xún)方式。一個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)往往會(huì )產(chǎn)生大量的文件和圖紙，同時(shí)，一個(gè)新的系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)可能會(huì )承襲80%的老產(chǎn)品的成果。怎樣從成千上萬(wàn)的圖紙中及時(shí)找到所需要的設計信息是十分棘手的問(wèn)題。
③數據的版本管理問(wèn)題。一個(gè)系列產(chǎn)品從產(chǎn)生到消亡要經(jīng)過(guò)反復的改進(jìn)，因此，描述一個(gè)產(chǎn)品的數據可能有多個(gè)版本，每個(gè)版本應用于不同時(shí)期的產(chǎn)品之中。如何保證使用某個(gè)產(chǎn)品的正確版本就成為工程中一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。
④數據的共享和安全性問(wèn)題。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)更強調協(xié)同工作方式，要求以電子文件的形式在計算機網(wǎng)絡(luò )上交流，更迫切需要解決數據的安全保存和保密的問(wèn)題。要求能夠實(shí)現根據系統中各類(lèi)人員所承擔的不同職責分工，分別賦予不同的數據訪(fǎng)問(wèn)權限，處理不同范圍的資料。同時(shí)，還要保證數據在權限許可的范圍內，隨時(shí)可以把正確的資料送到需要的人員手中，實(shí)現數據共享。
PDM系統提供的電子倉庫和文檔管理功能為滿(mǎn)足上述各項需求提供了很好的解決方案。他提供了對分布異構數據的存儲、檢索和管理功能。在PDM中，數據的訪(fǎng)問(wèn)對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是完全透明的。用戶(hù)無(wú)需關(guān)心電子數據存放的具體位置，以及自己得到的是否是最新版本，這些工作均由PDM系統完成。電子資料庫的安全機制使管理員可以定義不同的角色并賦予這些角色不同的數據訪(fǎng)問(wèn)權限和范圍，通過(guò)給用戶(hù)分配相應的角色，使數據只能被經(jīng)過(guò)授權的用戶(hù)獲取或修改。同時(shí)，在PDM中電子數據的發(fā)布和變更必須經(jīng)過(guò)事先定義的審批流程后才能生效，這樣就使用戶(hù)得到的總是經(jīng)過(guò)審批的正確信息。
(2)產(chǎn)品流/設計過(guò)程管理
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工程設計活動(dòng)主要為創(chuàng )建、發(fā)放及更改設計數據。比如三維CAD建模在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能需要經(jīng)過(guò)上百次的修改。在一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要設計成千上萬(wàn)的零件，由不同的人創(chuàng )建、修改、瀏覽、檢查和審批，而且設計每個(gè)零件時(shí)所用的應用工具不同，產(chǎn)生不同類(lèi)型的數據。當一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者被要求對某個(gè)設計進(jìn)行修改時(shí)，需要的不僅是原有的設計和工程更改單，還需要參考許多文檔、文件和表格，而且也將牽涉到其他的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成員。
PDM系統設計過(guò)程/工作流管理功能通過(guò)對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的分析，抽取一些構成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的基本任務(wù)單元，由這些基本的任務(wù)單元構造來(lái)構造不同的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，如設計評審、工程更改過(guò)程等。
任務(wù)單元除任務(wù)本身的描述外，還包括需要定義參與人員列表、任務(wù)完成模式、任務(wù)的工作對象，并提供完成任務(wù)和沒(méi)完成任務(wù)兩個(gè)出口。在任務(wù)執行過(guò)程中，可以觸發(fā)一系列消息觸發(fā)器完成不同的工作，如更改數據狀態(tài)與版本、發(fā)送電子郵件、統計任務(wù)成員簽署完成情況、傳遞相關(guān)數據、通知相關(guān)成員等。
(3)產(chǎn)品結構與配置管理
產(chǎn)品結構與配置管理是PDM的核心功能之一，利用此功能可以實(shí)現對產(chǎn)品結構與配置信息和物料清單(BILL OF MATERIALS)的管理。而用戶(hù)可以用PDM提供的圖形化界面對產(chǎn)品結構進(jìn)行查看和編輯。
在PDM系統中，零部件按照他們之間的裝配關(guān)系被組織起來(lái)，用戶(hù)可以將各種產(chǎn)品定義數據與零部件關(guān)聯(lián)起來(lái)，最終形成對產(chǎn)品結構的完整描述，傳統BOM也可以利用PDM自動(dòng)生成。
PDM系統通過(guò)有效性和配置規則對系列化產(chǎn)品進(jìn)行管理。有效性分為2種：結構有效性和版本有效性。結構有效性影響的是零部件在某個(gè)具體的裝配關(guān)系中的數量，而版本有效性影響的是對零部件版本的選擇。有效性控制有2種形式：時(shí)間有效性和序列數有效性。產(chǎn)品配置規則也分為2種：結構配置規則和可替換件配置規則。結構配置規則與結構有效性類(lèi)似，控制的都是零部件在某個(gè)具體的裝配關(guān)系中的數量，結構配置規則與結構有效性可以組合使用：可替換件配置規則控制的是可替換件組中零件的選擇。配置規則是由事先定義的配置參數經(jīng)過(guò)邏輯組合而成。用戶(hù)可以通過(guò)選擇各配置變量的取值和設定具體的時(shí)間及序列數來(lái)得到同一產(chǎn)品的不同配置。
(4)生命周期(工作流)管理
PDM的生命周期管理模塊管理著(zhù)產(chǎn)品數據的動(dòng)態(tài)定義過(guò)程，其中包括宏觀(guān)過(guò)程（產(chǎn)品的生命周期管理）和各種微觀(guān)過(guò)程(如圖樣的審批流程)。產(chǎn)品生命周期的管理包括保留和跟蹤產(chǎn)品從概念設計、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造直到停止生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中的所有歷史記錄，以及定義產(chǎn)品從一個(gè)狀態(tài)轉換到另一個(gè)狀態(tài)時(shí)必須經(jīng)過(guò)的處理步驟。
管理員可以通過(guò)對產(chǎn)品數據的各基本處理步驟的組合來(lái)構造產(chǎn)品設計或更改流程，這些基本的處理步驟包括指定任務(wù)、審批和通知相關(guān)人員等。流程的構造建立在對企業(yè)中各種業(yè)務(wù)流程的分析結果之上。
(5)集成開(kāi)發(fā)接口
各個(gè)企業(yè)的情況千差萬(wàn)別，用戶(hù)的要求也是多種多樣的，沒(méi)有一種PDM系統可以適應所有企業(yè)的情況，這就要求PDM系統必須有強大的客戶(hù)化及二次開(kāi)發(fā)能力?，F在大多數PDM產(chǎn)品都提供了二次開(kāi)發(fā)工具包，PDM實(shí)施人員或用戶(hù)可以利用這類(lèi)工具包來(lái)進(jìn)行針對企業(yè)具體情況的定制工作。
隨著(zhù)計算機應用的迅速發(fā)展，采用計算機輔助設計技術(shù)和先進(jìn)的信息管理技術(shù)是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)更新改造、提高產(chǎn)品競爭力的必由之路。據國外資料統計，PDM的應用能使產(chǎn)品設計周期縮短25%，減少工程設計修改4%，加快產(chǎn)品投放市場(chǎng)進(jìn)度50%-80%，總成本削減25%以上。國外的一些汽車(chē)、飛機公司實(shí)施PDM系統后均大大提高了企業(yè)的效益。隨著(zhù)我國信息化進(jìn)程的發(fā)展，國內應用PDM系統的企業(yè)也越來(lái)越多，PDM產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應用進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。但企業(yè)在實(shí)施PDM系統過(guò)程中還須注重以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
(1)正確而全面認識PDM
PDM在我國企業(yè)中應用己經(jīng)有好幾年了，企業(yè)對PDM的期望值非常高，然而應用效果卻不是很理想。其中一個(gè)很重要的原因就是人們對PDM的認識還不夠全面，對企業(yè)的實(shí)際需求還沒(méi)有充分認清。
不少用戶(hù)目前對企業(yè)級信息共享的概念并不真正理解。從PDM的應用范圍來(lái)說(shuō)，這種認識往往只針對一個(gè)或少數幾個(gè)部門(mén)(如設計、工藝部門(mén)等)并未著(zhù)眼于整個(gè)企業(yè)范圍；從PDM的功能需求上來(lái)說(shuō)，較多地集中于產(chǎn)品的數據存儲與管理功能，較少涉及產(chǎn)品變更控制、工作流程管理、產(chǎn)品配置管理等功能。全面正確地了解PDM的功能及功能模塊間的相互關(guān)系，將有助于企業(yè)結合自身的需求合理地規劃PDM的實(shí)施。
(2)根據市場(chǎng)發(fā)展需要動(dòng)態(tài)建立對象模型
PDM系統內的對象模型是指產(chǎn)品數據、數據關(guān)系、數據流程、應有工具、協(xié)同工作環(huán)境、人力資源等。PDM的對象模型是企業(yè)物理模型的真實(shí)映像，兩者必須一致。企業(yè)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相關(guān)的所有資源都應該作為PDM的管理對象，PDM的對象模型必須能夠全面、真實(shí)地代表企業(yè)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相關(guān)的所有資源。PDM對象模型必須具有廣泛的代表性和完全的可定義性，才能滿(mǎn)足這些要求。這是一個(gè)PDM系統能否滿(mǎn)足企業(yè)需要的基本條件。
(3)重視咨詢(xún)
企業(yè)在建立和實(shí)施PDM系統的過(guò)程中，非常需要咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)人員或機構。對于企業(yè)，采購前只有自已的原始需求，而沒(méi)有全面了解所有PDM系統；在實(shí)施過(guò)程中，對自已的需求和對軟件的了解具有較大的局限性，需要清醒的局外專(zhuān)家指點(diǎn)。
(4)注重配合
成功實(shí)施PDM不僅需要選擇一個(gè)好的軟件，還需要事先的咨詢(xún)、流程的制定、系統的定置、安裝和調試、售前和售后培訓等一系列的過(guò)程，而這一過(guò)程的順利運作，需要企業(yè)與咨詢(xún)機構、軟件廠(chǎng)商的默契配合。只有企業(yè)、咨詢(xún)機構和軟件廠(chǎng)商密切合作，再加上合理實(shí)用的工具，才能達到成功的彼岸。