（机械电子工程专业论文）北方pdm系统的bom模块的研究.pdf

北方工业大学硕士学位论文 摘要 计算机技术的发展迎来了信息化时代的到来，信息化制造是世界制造业发展的总体 趋势。与此同时，随着c a d 、c a p p 、c a m 的广泛应用，各个应用系统之间需要信息 的交流和集成。产品是制造业所有业务活动的核心，而描述产品构成的产品结构信息是 实现企业信息、功能和过程集成的关键信息。在产品的设计、生产、装配、维修和报废 等全生命周期的数据流动中，物料清单是信息传递和更改的重要依据。b o m 既是各系 统运行的基础，同时也是信息集成的接口。在产品数据管理p d m ( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ) 系统中，对b o m 的处理是一个难点，也是p d m 系统能否成功运行的关 键所在。 基于目前这种状况，针对中小型制造业企业，我们自主开发了北方p d m 系统。本 文依据北方p d m 平台对b o m 模块进行了较为详细的研究。首先介绍了制造业信息化 现状和b o m 的研究现状，b o m 的种类及形式；然后重点对其功能进行分析，提出了 基于e r p 的面向与p d m 集成的系统框架、功能、模块划分，主要深入分析和研究了p d m 应用系统信息集成的有关问题，阐述了系统的特点、功能、系统体系结构，及其信息集 成的内容和目标；建立基于集成解决方案的产品结构和配置管理模型，忪业在组织牛产 时，需要精确的产品结构信息，b o m 作为描述产品信息的各类清单和报表，是联系企业 各部门的纽带。该文在综合考虑了材料、标准件、外购、外协、替换件等物料的条件 下，设计了集成数据模型；对常规的b o m 实现方法进行分析和研究，并在此基础上提 出了运用递归算法来实现b o m 结构树的设计与开发。最后提出统一b o m 的概念，在 很大程度上简化了b o m 的开发，以适应现代制造技术的要求。 采用c s 体系结构，采用v b n e t 为开发工具，以s q l s e r v e r 2 0 0 0 为后台数据 库。 关键词：产品数据管理物料清单信息化v i s u a l s t u d i on e t 北方工业大学硕士学位论文 t h e s t u d y o fb o mm o d u l ei nt h e b e i f a n g p d m s y s t e m t h ed e v e l o p m e n to f c o m p u t e rt e c h n o l o g yb r i n g su pi n f o r m a t i o na g e a n di n f o r m a t i o n - b a s e dm a n u f a c t u r i n gi st h et o t a lt e n d e n c yo fw o r l dm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y a tt h es a m e t i m e ，w i t ht h e a p p l i c a t i o n o fc a d 、c a p p 、c a m ，d i f f e r e n ta p p l i e d s y s t e m s n e e d i n f o r m a t i o ns h a r ea n di n t e g r a t i o n p r o d u c ti st h ec o r eo fa l la c t i v i t i e s i nm a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y t h ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o n ，w h i c hi su s e dt od e s c r i b et h ep r o d u c tc o m p o n e n t s ，i s t h ek e yo f i n t e g r a t i n gt h ei n f o r m a t i o n ，f u n c t i o na n dp r o c e s sf o rt h ee n t e r p r i s e d u r i n gt h e d a t af l o wi nt h ew h o l el i f eo ft h ep r o d u c ti e d e s i g n i n g ，m a n u f a c t u r i n g ，a s s e m b l i n g ， m a i n t a i n i n g a n d a b o l i s h i n g ，t h e b i l lo fm a t e r i a l si st h e i m p o r t a n t f o u n d a t i o no f t r a n s f o r m i n ga n dm o d i f y i n gt h ei n f o r m a t i o n b o mi s n o to n l yt h eb a s e m e n to fe v e r y s y s t e m ，b u t a l s ot h ei n t e r f a c eo fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n i ti sd i f f i c u l t t od e a lw i t hb o mi n t h ep d m s y s t e m b e c a u s eo ft h i ss t a t e ，w ee x p l o i tb e i f a n gp d ms y s t e mb yo u r s e l v e s , w h i c ha i m e da t m i d d l ea n ds m a l lm a n u f 蛐e n t e r p r i s e s b a s e do fb e i f 黯gp d m ，t h i st h e s i sm a k e sa d e t a i l e ds t u d yo fb o m p a r t f i r s t l yt h ea c t u a l i t y o fm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i l i z a t i o na n d b o m ，b o m sk i n da n df o r ma r ei n t r o d u c e d ；a n dt h e nb o m sf u n c t i o na n d r e a l i z a t i o nw a y i sa n a l y s e d t h es t r u c t u r e ，f u n c t i o n sa n dd i v i s i o no ft h em o d u l e si ni n t e g r a t i n go fp d m h a v eb e e np r o p o s e d t h ea u t h o ra n a l y z e dt h et e c h n o l o g yi nt h es y s t e mi n t e g r a t i o no fp d m ， d e s c r i b e dt h ec h a r a c t e r i s t i c s ，f u n c t i o n s ，s y s t e m a t i cs t r u c t u r e s ，p o i n t e do u tt h ec o n t e n ta n d o b j e c t so f t h ei n t e g r a t i o n ；b a s e do n t h es o l u t i o nf o ri n t e g r a t i o no f p d m ，t h em o d e lo f t h e p r o d u c t s t r u c t u r ea n di t sc o n f i g u r a t i o n i se s t a b l i s h e d f o r o r g a n i z i n g a c t i v i t i e s i n m a n u f a c t u r i n g ，t h ee n t e r p r i s en e e d sp r e c i s ei n f o r m a t i o na b o u tt h ep r o d u c tc o n f i g u r a t i o n b o m p l a y sa ni m p o r t a n t r o l ei nc o l l a b o r a t i n ga l ld e p a r t m e n t so f t h ee n t e r p r i s ea st h el i s to f t h ei n f o r m a t i o nt h a td e s c r i b e st h ed e t a i lo fp r o d u c t s l a s t l yu n i t e db o m i sp u tf o r w o r dt of i t t h ec l a i mo f m o d e mm e n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y c l i e n t s e r v e ri su s e d 船t h es t r u c t u r e ，v b n e ti su s e d a si d e ，a n ds q ls e r v e r 2 0 0 0 2 北方工业大学硕士学位论文 i su s e da sb a c k g r o u n dd a t a b a s es e r v e r k e y w o r d s ：p d mb o ml n f o r m a t d i z a t i o nv i s u a ls t u d i on e t 3 一 北方工业大学 譬 7 5 2 7 3 1 扭越电王王捏学科 学科带头人( 签字) 夕弓专算 d r 年月协日 学位论文任务书 研究生t 昌艳娜 挺拔蛊王王捏堂隧担越皇王工程 专业 论文题日：| b 友! 鲤基统的! 鲤撞缝曲砑宜 研究方向 ( 年月日经院学术委员会批准) 选题的来滚、意义和价值； 匿羞剑造些值星焦鳆筮屋! ! 些! 堡些! 螋! 亡泛廛目! 釜仝廑眉嚣箕查匦 量蔓佬星鲤窑煎塑塞逮! 庄昌垫据蟹堡! 鲤堕! 血鲢! ! 塑丛婴! g 鲤! 韭! 量毯 工二土篮星窑煎型塞鹰鲤王鱼! 物拱道皇b 鲤! 自i ! ! ! 丛! ! ! i ! ! 塑! 匮量p 趔 垂踅煎基登! 匣时遑星值皇堡虞笪燕旦! l 塑鳇虞磕运扛童撞羞菱型囫l 塑墓 他囊缠艘成功运虹! 固然盟王b 塑趁受红皇珏麓盟王制造些厦壹县直韭簋重薹 曲童塞! 学位论文工作自! ! 竖 年 ! 三月! ! 日起 至 0 5 呈交学位论文日期墨兰! 年 ：月兰竺 日止 年 三 月 ! 日 答辩日期兰：! 年! 月 ! = 三日导师( 签字) ：杵策 北方工业大学硕士学位论文 注释说明清单 b o m 物料清单( b i o fm a t e r i a l ) p d m产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) c a d 计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ) c a 计算机辅助制造( c o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ) c a p p 计算机辅助工艺编制( c o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp 1 a r m i n g ) e r p企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) c i m 企业信息集成( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t r i n g ) m r p 物料需求计划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ) m r pt t 制造资源计划( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ) b p r企业过程重组( b u s i n e s sp r o c e s sr ee n g in e e r n g ) 虚拟制造( v i r t u a lm a n u f a c t u r i n g ) c a p e 并行化协作环境( c o n c u r r e n ta r tt o p r o d u c te n v i r o n m e n t ) 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据曩所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包古为获得韭 友王些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示 谢意。 学位敞作者签薹p 噍，蝴阚 学位论文作者签名：! 签字日期一删月上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解j b 虚王墼太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查四和借阅。本人授权j b 友王韭盘堂可以将学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名，弹枷f导师签名。林采 签字日期：d 肇事出弘日 签字日期；百年月l 瑁 学位论文作者毕业后去向t 工作单位t 通讯地址： 电话t 邮编： 北方工业大学硕士学位论文 引言 随着全球信息化的发展，制造业信息化已经成为制造业发展的要求。制造业是我国 的支柱产业之一，是国民经济和社会发展的基础。从2 0 世纪中期开始，随着一些先进 制造技术( c a x ) 的出现，制造业有了突飞猛进的发展，发展的同时也带来了很多问 题，信息管理就是其中很重要的一个方面，信息的表现形式各种各样，包括数据信息、 文字信息、图形图像信息、声音信息等。信息和数据是两个相互联系的概念，信息是数 据的有序集合，数据是信息的表现形式。对于制造业来讲，信息的处理也可看作对各种 数据的处理。因为制造业涉及的数据量极大，而且形式各异，所以对于制造业而言，数 据管理是一个难题。 如何提供一个优秀的数据传输和管理平台，是近年来很多学者研究的问题。例如， 对于早先的手工制图而言，每一张图可以说就是一个数据单元，数据传输和处理的平台 也就是这些图纸，这种处理平台不仅速度慢，而且及其容易出错，且保存困难。计算机 的出现极大地减轻了绘图工作量，人们可以轻松地在电脑上修改和传输数据。但是新的 问题又出现了，对于不同的绘图软件，所产生的文件格式不相同，这就使数据的处理产 生了困难，那么如何提供一个共用的数据处理平台就成为了一个重要的问题。 当然我们这里所说的图纸只是数据处理的一个方面，数据包括很多方面，比如各种 计算机辅助技术之间的信息共享和利用，包括设计，制造，销售等等，在这种情况下， 实现信息的有序管理将成为在未来的竞争中保持领先的关链因素，这已经成为制造业急 需解决的“瓶颈”问题。 p d m 就是在这个环境下应运而生的一项新兴的管理思想和技术，产品数据包括两 个方面，一方面是与产品相关的信息，如c a d c a e c a m 电子文档、产品相关属性 等；另一方面是产品相关的过程，如工作流程、审核、发放等。p d m 提供了c a d e r p c a m 等单元技术的集成平台，它是企业技术部门信息传递的桥梁和企业已有资源的资 源库，也是制造业信息化建设的集成框架。 有了p d m 平台，我们具备了对信息进行处理的条件，那么如何保证信息的畅通流 行，如何把各个信息模块集成起来进行管理，成为急待解决的问题，b o m 是解决这一 问题的关键所在。在p d m 集成框架下，b o m 是各分系统之间传递信息的至关重要的 基础，因此b o m 的功能分析及其设计具有着重要的实际意义。 b o m 的研究应用对于企业而言是一项系统工程，它不仅涉及技术因素，同时涉及 组织、管理等诸多因素；它既是p d m 系统的一个基础功能模块，也是p d m 系统内部 2 - 北方工业大学硕士学位论文 集成和外部集成的关键，目前还处于开发和推广阶段，将逐步发展成为跨越产品生命周 期的信息管理的全面解决方案。 本文基于北方p d m 系统的开发，较为全面地介绍了b o m 分类和实现形式，并对 b o m 的功能模块作了详细的分析和研究，对b o m 在p d m 系统中的集成以及与外部的 集成进行重点研究，进一步完善了北方p d m 系统。提出了基于p d m 平台的b o m 的实 现方法和形式，提出运用递归算法进行b o m 模块设计，用统一的模型来实现b o m 。 本文所用技术主要包括面向对象技术、数据库技术和v i s u a lb a s i c n e t 。 1 ) 面向对象技术 面向对象是一种新的程序设计方法学，也是一种认知方法学。面向对象技术放弃了 传统的数据功能的系统开发方法，它把软件设计中的基本元素看成是一个对象，对象 是客观世界事物的抽象，任何相对独立的实体和目标都可以作为对象。面向对象建模方 法的本质就是强调从客观世界中固有的事物出发来构造系统。一个对象可以是一个具有 一定功能独立存在的模块，模块内部的状态不受外界影响，模块内部的状态改变也不会 影响其他模块的内部状态，从而达到对象之间最小的依赖性，便于系统的独立开发和运 行。 2 ) 数据库技术 数据库系统是p d m 系统的重要组成部分，数据库是借助于计算机保存和管理大量 复杂的数据和信息的软件工具，数据库技术研究的主要问题是如何科学地组织和存储数 据、更新数据和加工处理数据，并保证数据的安全性、可靠性和持久性。 本系统采用关系型数据库，数据库语言采用s q l 语言。 3 ) v i s u a lb a s i c n e t n e t 策略充分考虑到目前p d m 的发展方向，如分布式技术，而且n e t 新增的 a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t s ) 数据对象模型增加了访问离线数据源的功能，增强了类型 安全，可以实现代码重用、代码规范化、多语言开发和自动内存管理，同时可以解决异 构系统的数据共享问题。n e t 作为一个全新的分布式计算框架，利用现有的网络基础 设施、协议规范、w e b 和数据库技术，为用户提供一体化的智能信息平台，创建了一种 架构在0 s 和w e b 之上的基于i n t e r n e t 的新一代信息平台和软件基础设施，旨在消除 “信息孤岛”，可实现网上计算资源、数据资源、信息资源、应用资源的智能共享。 3 北方工业大学硕士学位论文 1 1 现代制造业面临的机遇和挑战 相互影响、相互渗透的国际经济使整个世界变成了一个巨大的市场。对企业来 说，这是一个难得的进一步发展的好机会，但同时也对企业的竞争能力提出了新的 要求。快速和灵活地响应不断变化的顾客需求成了企业生存和发展的决定性因素。 在这种情况下，必须有效的利用生产要素信息，使得产品开发和制造形成透明 的、信息技术支持下的业务流程。一个企业要在全球化经济及知识经济的市场竞争 中，进行产品创新、完善和优化产品全生命周期的各个环节，以达到最佳的 t q c s f g 效能( h 受放市场的时间；q 一产品的质量；c 产品成本；s 支持服务；f _ 是应市场变化的灵活性；卜无污染、节省资源的绿色设计1 ，企 业就要尽快实施企业信息化，以信息化带动工业化和现代化【3 4 】。 随着我国加入w t o ，在国际化的竞争面前，“贸易壁垒”逐渐被“技术壁垒” 所替代，劳动密集型企业在知识密集型企业的面前显得更加乏力，民族工业面临严 峻挑战。振兴我国制造业是当今的热点问题。目前我国的制造业面临严峻的形势， 与发达国家相比，总体水平有较大的差距，这成为制约我国2 1 世纪经济发展的关键 3 1 。盘活和共享社会资源，满足广大企业特别是中小企业信息化的迫切需要，利用 信息技术促进全球化生产和经营，从而引发了企业结构和产业结构的变革。所以， 我们必须把握机遇，加快我国企业信息化进程，显著提高国家信息化程度，提高我 国的综合国力。 1 2 制造业信息化 l 2 1 制造业信息他的战_ 矗地位 中国正在成为世界制造业的中心，制造业在接个国民经济中占有相当重要的地 位，工业企业的发展状况直接影响着国家综合国力的强弱，国家竞争力的基础是经 济竞争力，经济竞争力决定于企业的竞争力，而企业竞争力直接体现为产品的竞争 力。所以说制造业是国民经济韵发动机，是对外贸易的支柱和国家安全的保障。制 造业信息化是实现工业化的关键手段。全球五百强至少有2 0 8 家制造企业，占总数的 4 1 6 ，其营业收入占总收入的“7 ，2 0 0 0 年收入统计大概为六万亿美元，但这些企 业从头到脚都是用高科技包装起来的，已经不是传统意义上的制造企业了睁6 j 。 以美国为例：二战前后美国一直是制造业大国，在全球的制造业中具有不可动摇 4 北方工业大学硕士学位论文 的地位，但从2 0 世纪5 0 年代以后，出于军备竞争的需要，产业结构的调整，偏重于 高新技术和军用技术的发展，而忽视了一般制造业；另外在进入7 0 年代中后期，南 于信息产业的风起云涌，美国制造业的发展受到了前所未有的冷遇，甚至大学里不 再开设关于制造技术和制造科学方面的课程。其带来的直接后果是，8 0 年代中期后 美国经济的缓慢发展同e t 本、欧洲各国的迅猛发展形成强烈的对比，美国制造业和 美国经济在国际竞争格局中发生了地位上的改变，充当制造业“晴雨表”的汽车行 业在美国本土遭受了严重的打击，直至9 0 年代初，美国仍有八成以上的国内汽车市 场被日本汽车所占领；1 9 8 6 美国一半以上的机床需要进口：同时第二、第三产业的 比例出现了严重的失调。制造业霸主的地位易主导致国际贸易逆差剧增，经济空前 滑坡。8 0 年代末期，美国在反省因产业政策的失误而付出惨痛代价的同时，先后推 出了促进制造业发展的两项计划，即“先进制造技术计划”和“制造技术中心计 划”，经过战略调整，美国在逐渐收复失地的同时巩固了其霸主的地位，出现了超 常期的稳定发展期i 7 j 。 “以历史为鉴可以明理”，但是制造业的重塑并不是对以前的系统进行简单的 维系，必须对传统制造业进行彻底的改造，使其适应于新的形势的要求。目前世界 各国均加大投入进行了新的战略部署和规划，从根本上发展和改造制造业。 由此我们必须对传统制造业进行彻底的改造，使其适应于新形势的要求。制造 业的变革并不是自身体系内部变革所能完成的，而信息产业的发展也不可能仅仅依 靠自身的力量来实现腾飞，“信息化是工业化的工具，工业化是信息化的载体”， 二者间必须实现深层的整合，以信息化为契机而改变传统企业的运营模式。 相比之下，中国在世界的名牌产品太少，这是与发达国家相比很不够的地方，所以 提高企业产品竞争力是当前经济发展的核心问题。针对这样的情况，中共中央关于“信 息化带动工业化”的发展战略就讲得很清楚：“以信息化带动工业化，发挥后发优势， 实现社会生产力的跨越式发展，实现工业化、现代化是历史性任务，而信息化更是覆盖 全局的战略举措”。正是在这样的背景下，制造业信息化工程( m a n u f a c t u r i n g i n f o r m a t i z a f i o n e n g i n e e r i n g ，简称m i e 开始在全国制造业强力推进严”l 。 随着国际市场竞争的日趋激烈，作为我国的支柱产业之一的制造业将直接面临 更加激烈的竞争。虽然我国正逐渐发展成为“世界工厂”，但是纯粹的制造业如果 没有一个强大的管理软件平台作为支撑，不管是产品质量还是企业效益都难以得到 质的提高。虽然我国部分企业已经初步实现了信息化，但是国内大多数企业的计算 机应用水平整体较低，造成管理水平滞后于生产技术水平的局厩。在产品生命周期 5 北方工业大学硕士学位论文 中，对设计和生产过程进行有效控制，从而准确获取动态信息，及时有效处理，并 和其他部门有效衔接，是企业实现信息化的体现。 为了尽快提高我国制造业的整体素质和国际竞争力，必须大力推进制造业信息 化。所以，制造业信息化是一个长期的发展战略，加入w t o 之后，更要从整个世界市 场竞争的新特点来规划企业的信息化。 1 2 2 制造业信息化的组成 制造业发达是一个国家经济强盛的标志，而制造业信息化是实践企业信息化最完整 的行业领域，具有非常丰富的内涵，不但包括对产品设计和生产的信息化改造，也包括 企业日常运作管理的信息化。一个企业，根据市场的需求，进行产品的设计、开发到编 制具体生产计划、工艺规划到加工制造、装配、检测、按时按质、按一定的成本推向市 场，随之的售后服务，以及随着新的需求而引起的设计更改。对产品的这一生命周期， 企业要采用许多基于应用的技术：c a x 技术、供应链的管理、p d m 、b o m 、e r p 等。 这些又必须建立在一个基于网络的基础结构、具有开放式的协同并行的管理环境中，它 们是纵横交叉、互相牵连、互相影响的。 制造业信息化是用信息技术改造传统产业和实现信息化带动工业化的突破口。制造 业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，带动产品设计方 法和工具的创新、企业管理模式的创新、企业间协作关系的创新，实现产品设计制造和 企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络 化，从而全厩提升制造业的竞争力。 制造业的信息化组成： 1 ) 基础信息化，是整个企业最基本要解决的闯题。第一是单部门使用的工具软 件，如支持产品设计的c a d ，大都用在产品和工艺设计部门，需要进一步集成时就 要会考虑p d m ( 产品数据管理) ；第二是支持企业现代化管理的e r p 技术；另外还有 包括支持加工制造的各种自动化装备和生产线。 2 ) 信息集成，如果不考虑集成，不考虑基础信息的交换，就可能形成企业内部 的各种信息孤岛，而企业的各个生产环节是不可分割，需要统一考虑，因此必须考 虑信息集成和信息集成总体设计指导下的基础信息化的分步实旌。 3 ) 流程重组( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 和并行工程等。 4 ) 虚拟制造( v i m l a l m a n u f a c t u r i n gv m ) 是对真实产品制造的动态模拟，是一种在计 算机上进行而不消耗物理资源的模拟制造软件技术。在真实产品的审嘴活动之前，就能 预测产品的功能以及制造系统状态，从而可以作出前瞻性的决策和优化实施方案。 6 北方工业大学硕士学位论文 5 ) 敏捷制造，既涉及到技术，又涉及到管理。敏捷制造要求企业不仅要自我完 善，还要跟别人结盟，优化利用别人的资源，为我的竞争力服务，通过结盟的形式 可以更快响应市场，竞争一联合是它的新特点。网络化制造和电子商务是当前两个支 持敏捷制造的具体技术。 1 2 3 制造业信息化的重点 当前中国制造业信息化的重点是基础信息化，多数企业还处于这个阶段。由于 历史原因，c a d 、c a m 、自动化生产线等技术应用较为普遍，而运用b o m 、p d m 等现代管理技术的企业还不到1 0 。加入w t o 之后，面对全球化竞争，如何提升 企业互联网时代的管理竞争力更成为基础信息化中的重点。 比较好的办法就是综合的信息化。制造企业的综合信息化，应该是在集成和优 化的思想指导下，去实现基础信息化，强调以管理为核心，在实现基础信息化的同 时，部分地选用有用的集成和优化的应用，去集成c a d c a p p c a m 等应用系统。 综合信息化，对我们中国制造企业在信息化过程当中，是一个更加符合企业实际 的、更广泛的选择。综合信息化的核心就是要加强以b o m 、p d m 等现代管理技术 为核心的基础信息化，而且还要考虑集成，这样比较符合当前国情。 p d m 和b o m 是企业用于管理的新理念，p d m 是平台，b o m 是技术，因此本 文就是在这样的环境下对基于p d m 平台的b o m 模块作了一定研究。 1 3p d m 概念和发展现状 在制造业信息化的发展中，p d m 为企业提供了一个管理和集成信息的平台，从上 文的叙述中我们知道当前制造业企业的重点任务有两个：信息的管理和信息的集成，这 两者之间不是孤立的，集成是管理的手段，管理是集成的目的。b o m 不仅是p d m 的 核心技术，同时还是p d m 集成的重要数据基础和接口。p d m 是企业管理信息的平台， 但仅有p d m 是不够的，企业在进行信息化化管理时需要用到e r p ( e n t e r p r i s e r e s o u r c ep l a n n i n g ) ，关于e r p 及两者之间的关系下文作介绍。 1 3 1p d m 的概念 产品数据管理译自英文p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，直接含义可理解为产品数据 管理的意思，是指某一类软件的总称。 由于p d m 技术的迅速发展和应用范围的不断扩大，人们对它还没有一个统一的认 识，关于产品数据管理的定义尚未有统一的定论。 7 北方工业大学硕士学位论文 d b u r d i c k 曾经给出p d m 的定义。4 】：p d m 是在企业范围内为设计与制造构筑一个 并行化产品协作环境的关键使能器。一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、交流、 维护设计意图的人们在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据，包括 图纸与数字化文档，c a d 文件和产品结构等。 o a r t n e rg r o u p 公司 5 3 - 5 s 给出的定义：“p d m 是一个使能器，它用于在企业范围内 构造一个从产品策划到产品实现的并行化协作环境( c o n c u r r e n ta r t t o p r o d u c t e n v i r o n m e n t ，c a p e 由供应、工程设计、制造、采购、市场与销售、客户等构 成) ”。 c i m d a t a 认为： “p d m 是- - i 1 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。”c i m d a t a 曾这样定义：“p d m 是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据 和产品研发过程的工具，p d m 系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和信息，并由此 支持和维护产品” 1 5 o 如果说得再细致一点，我们可以这样理解p d m ：从产品来看， p d m 系统可帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便 地找出存档数据以及相关产品信息。从过程来看，p d m 系统可协调组织整个产品生命周 期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。 p d m 将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成在一起。与产品有关的 信息包括任何属于产品的数据，如c a d c a e c 埘的文件、b o m 、产品配置、事务文件、产 品订单、电子表格、生产成本、供应商状况等。与产品有关的过程包括任何有关的加工 工序、加工指南和有关批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等 所有过程处理的程序。它包括了产品生命周期的各个方面，p d m 能使最新的数据为全部 有关用户应用，包括工程设计人员，数控机床操作人员、财会人员及销售人员都能按要求 方便地存取使用有关数据。 但是，这只是单纯从技术的角度给p d m 下了一个定义。真正意义上的p d m 远不止如 此。如果一定要探讨p o m 究竟是什么，我们可以这样来定义它：p d m 是指企业内分布于 各种系统和介质中，关于产品及产品数据信息和应用的集成与管理。产品数据管理集成 了所有与产品相关的信息。企业的产品开发效益取决于有序和高效地设计、制造和发送 产品。产品数据管理有助于达到这些目的。p d m 是依托i t 技术实现企业最优化管理的 有效方法，是科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化 相结合的一种产品。产品数据管理是帮助企业、工程师和其他有关人员管理数据并支持 产品开发过程的有力工具。产品数据管理系统保存和提供产品设计、制造所需要的数据 信息，并提供对产品维护的支持，即进行产品全生命周期的管理。 8 北方工业大学硕士学位论文 对于p d m 概念的理解，我们可以从几个方面来入手：p d m 管理的对象、p d m 管理的 目标、p d m 管理的手段。p d m 是一项不断发展的应用技术，p d m 是一个相对较新的概 念，尽管类似的概念已经存在很长一段时间了，但真正可用的商业化p d m 系统的出现还 是8 0 年代初期的事。随着技术的飞速进步，用来定义p d m 基本功能的术语也不断发 展。p d m 进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信 息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的。 由上可知：所谓p d m ，并不只是一个技术模型，也不是一堆时髦的技术辞藻的堆 砌，更不是简单的编写程序。它必须是一种可以实现的技术；必须是种可以在不同行 业、不同企业中实现的技术：必须是一种与企业文化相结合的技术。因此，它与企业自 身密切相关。考察当今p d m 实施成功的企业，每个企业都有自己非常具体的奋斗目标和 项目名称，从福特的“f o r d2 0 0 0 ”、波音的“d c a c m r m ”到日产的“业务过程革新” 等，凡取得成就者，无一不是将p d m 融汇于企业文化之中。因此，p d m 的生命力，或换 而言之，p d m 之精髓，也正在于此。 通过对以上定义的比较与分析，本人认为可以这样来理解p d m 的定义： 1 ) p d m 首先是一种i t 技术，必须是一种可以在不同行业、不同企业中实现的技 术。 2 ) p d m 必须体现先进的管理思想，i t 技术是先进的管理思想的载体。 3 ) p d m 是一种信息的载体。 4 ) p d m 必须与企业文化相结合。 5 ) p d m 本身也是种产品，它是管理产品数据的产品。 总而言之，p d m 是一种帮助管理人员管理产品数据和产品研发过程的工具，而企 业实施p d m 的最终目标是达到企业级信息集成的目的。 1 3 2p d m 体系结构 p d m 系统建立在分布式数据库技术和网络技术基础上，一般采用面向对象的设计 方法和c l i e n t s e r v e r 体系结构。其结构大致可分为三个层次：用户层，应用功能层，服 务层( 系统服务层和应用服务层) 1 1 x ”l ，如图1 1 。 系统服务层：以关系数据库如o r a c l e 、s q ls e r v e r 和网络协议t c p i p 作为p d m 的 支持平台，通过关系数据库提供的数据操作功能支持p d m 系统对象在底层数据库的管 理。 9 北方工业大学硕士学位论文 应用服务层：采用面向对象的数据实现p d m 各种功能的核心结构。由于底层的数 据库是关系型的，所以在这一层采用面向对象技术实现面向产品对象管理的要求，向用 户提供了p d m 系统应该具备的各种基本功能。 圈1 1p d b l 系统体系结构 用户层；通过这一层用户可以方便地完成管理整个系统中各个对象的操作。它是实 现p d m 各种功能的手段和媒介，位于整个体系的最上层，并向用户提供了浏览器、各 种菜单和对话框等交互性很好的图形界面。 1 3 3p d m 技术的发展与现状 在2 0 世纪的6 0 、7 0 年代，企业在其设计和生产过程中开始使用c a d c a m c a e 等技术，新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而 言，虽然各单元的计算机辅助技术己经日益成熟，但各自动化单元自成体系，彼此之间 缺少有效的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”闯题【1 6 , j 7 1 。p d m 正是在这一 背景下产生的一项新的管理思想和技术。 p d m 是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一 体化集成管理的技术。p d m 出现于2 0 世纪8 0 年代，从最开始的图档管理系统，到满足 产品结构管理、简单的配置管理、以及工作流管理等的都门级p 蹦系统，并逐渐发展到 企业级p d m 系统，直到2 0 世纪9 0 年代，随着电子商务发展而兴起的支持协同产品商务 的企业间的( 虚拟企业或动态联盟) p d m 系统，其管理领域扩展到产品全生命周期的范 围。 1 0 北方工业大学硕士学位论文 p d m 明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理 信息的三大要素。p d m 进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流 程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是p d m 系统有别于其他 的信息管理系统，如管理信息系统( m i s ) 、物料管理系统( m r p ) 的关键所在。 作为2 0 世纪末出现的技术，p d m 继承并发展了c i m 等技术的核心思想，在系统j l ： 程思想的指导下，用整体优化的观念对产品设计数据和设计过程进行描述，规范产品生 命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性。p d b l 的核心思想是数据的有序、设计 过程的优化和资源的共享i l7 ，“1 。 经过近些年来的发展，p d m 技术已经取得了长足进步，在机械、电子、航空航天 等领域获得了普遍的应用。p d m 技术正逐渐成为支持企业过程重组( b p r ) ，实施并行工 程( c e ) ，c i m s 工程等系统工程的使能技术，已经成为现代企业信息化建设的平台。 我国p d m 技术的开发和应用都处于起步阶段。国内一些科研单位和高等院校在概 念引进方面作了大量工作。结合对概念的深层次探讨，对p d m 系统中某些功能，如产 品数据技术；并行工程中应用p d m 技术；产品结构管理和过程管理等方面做了一些理 论研究。根据国内制造业环境和企业实际需求，开发出一批p d m 系统，如高华的 g h p d m 系统、同创公司的p d m s ，武汉华中软件公司的i n t e p d m ，开目集成技术分公 司p d m 系统，浙江大天公司的g s p d m 系统等等1 1 7 - 2 3 1 。 国内一些企业如航天部二院、齐齐哈尔车辆厂、上海家化有限公司、上海三菱电梯 等也陆续建立了自己的p d m 系统1 2 ”。这些系统的基本功能有如下几个特点：实现部门 级别的成员权限管理；实现了版本管理，提供了产品数据安全保障；实现设计部门或设 计小组局部的数据共享；在产品结构配置方面实现了b o m 表管理；实现了产品设计开 发周期中，工作流程管理和一定复杂程度的工程变更管理。这些系统在应用规模上局限 于部门，同时应用层次上还停留在p d m 基本功能。国内开发和应用p d m 的企业存在 的弊端主要表现如下：计算机应用特别是p r o e 普及的时间短，经验少，对计算机技术 的了解也不如国外透彻，因此对p d m 的认识还停留在文档资料的管理阶段；市场意识 浅薄，对先进制造技术缺乏足够的认识，满足于企业陈旧管理模式；缺乏正确的引导， 片面强调技术先进，引入的p d m 系统不适应企业的管理模式，因而也无法收到好的效 果：没有认识到p d m 系统是一个开放系统，需要企业自己不断完善、进化，仅仅强调 一次性购入“交钥匙工程”，而忽略了长远计划的重要性。 总的看来，p d m 技术在国内企业还处于初级阶段，进展也很缓慢。但是我们相 信：随着中国信息化进程的发展，国内应用p d m 系统的企业会越来越多，p d m 系统的 北方工业大学硕士学位论文 开发和应用也会进入快速发展的时期。虽然目前国内的p d m 产品在功能、性能和稳定 性方面与国外的p d m 产品还存在着差距，但是在适应企业需求、价格及技术支持等方 面具有一定的优势。只要国内的p d m 生产厂家能够不断的努力，国内的p d m 产品还 是会有美好的发展前景的。 1 3 4 p d m 与e r p 的关系 e r p 即企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) ，它是一个企业对资源进行 有效共享与利用的系统。e r p 通过信息系统对信息进行充分整理、有效传递，使企业的 资源在购、存、产、销、人、财、物等各个方面能够得到合理地配置与利用，从而实现 企业经营效率的提高。从本质上讲，e r p 是一套信患系统，是一种工具d o l 。e r p 在系统 设计中可集成某些管理思想与内容，可帮助企业提升管理水平。 但是，e r p 本身不是管理，它不可以取代管理。e r p 本身不能解决企业的管理问 题。企业的管理问题只能由管理者自己去解决。e r p 可以是管理者解决企业管理问题的 一种工具。不少企业因为错误地将e r p 当成了管理本身，在e r p 实施前未能认真地分 析企业的管理问题，寻找解决途径，而过分地依赖e r p 来解决问题。 p d m 管理与产品相关的信息和过程，主要侧重于产品组成信息流的管理，同时， 它还是一项重要的使能技术，根据所管理的产品逻辑信息、约束条件和某些过程条件， 支持基于并行工程的产品形成过程，其代表功能有：