（机械制造及其自动化专业论文）产品配置管理若干关键技术的研究.pdf

武汉理t 大学硕士学协论文 摘要 全球化竞争和国际化进程要求企业的组织结构发生一系列的变化。业务流程的 优化或重组，产品品种的调整和标准化等，是当前制造企业迫切需要采取的重要措 施。在这个趋势下，企业信息化是现代企业的必由之路。在企业信息化的过程中， 产品数据管理p d m 和企业资源计划e r p 是其中最重要的两大企业信息管理平台。产 品配置管理( p r o d u c tc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ，p c m ) 技术是p d m 与e r p 的核心内 容和联系的桥梁，研究产品配置管理技术将有助于两大平台之间数据的共享和转换， 促进企业信息化的进程。 在这个背景下，本文研究了制造领域的产品配置管理技术。论文以产品配置管 理在制造领域的地位和重要意义为起点，从产品配置管理的功能需求和开发设计中 的关键技术出发，进行了以下方面的研究： l 、首先研究了在企业信息化过程中的两大信息平台p d m 和e r p ，分析了两 平台间数据的异同和共享的需求，找出两平台的共用模块和交汇点为产品配置管理。 分析了产品配置管理的当前研究情况及其发展趋势。 2 、b o m 数据是生产和物料控制系统的基础，是工程设计与生产经营的交汇点， 是制造业产品全生命周期中的核心数据。在制造领域的产品开发设计过程中，不同 使用部门和产品全生命周期的不同阶段要求不同的物料清单b o m 表数据。b o m 视图 模型和b o m 多视图技术是解决这种需求的关键技术。本文研究了基于视图的b o m 表 生成技术，包括：产品结构视图模型，b o m 多视图的形成，基于视图的b o m 表生成 流程。 3 、从系统实现的角度来说，产品配置是一个输入输出系统，输入的是配置条件 和配置知识，输出的是配置结果。配置器的结构主要由需求模型、配置模型、评价 模型和产品配置结果等几个部分组成。配置的目标是实现需求模型和产品配置结果 一致。 4 、产品配置技术是实现有效管理产品配置的关键。本文在综合分析上述各种关 键技术的基础上，总结了配置器的功能特点和设计要点，给出了一个在实际的系统天 工p d m 中产品配置管理功能的设计和实现。 关键词：产品数据管理：企业资源计划；产品配置；产品结构；物料清单 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t g l o b a l i z a t i o nc o m p e t i t i o na n di n t e r n a t i o n a l i z a t i o nc o u r s ed e m a n d st h e o r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ec h a n g eal o t t h eo p t i m i z a t i o no rr e f o r m i n go f o p e r a t i o nf l o w ，t h ea d j u s t m e n ta n ds t a n d a r d i z a t i o no fp r o d u c ts e r i e s ，a n d s oo n ，a r et h ei m p o r t a n tm e a s u r e st ob ea d o p t e db ym a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s u n d e rt h i sc u r r e n t ，i n f o r m a t i o n i z a t i o ni st h eo n l yw a yf o rm o d e r ne n t e r p r i s o s d u r i n gt h i sp r o c e s s ，p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) a n de n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g ( e r p ) a r et h et w om o s ti m p o r t a n te n t e r p r is ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t p l a t f o r m s ，a n dp r o d u c tc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ( p c m ) i st h ec o r ea n db r i d g e b e t w e e np d ma n de r p s or e s e a r c h e so nt h ek e yt e c h n o l o g yo fp c mc a nh e l pt h e s h a r ea n de x c h a n g eo fd a t ab e t w e e nt h i st w op l a t f o r m sa n da c c e l e r a t et h e p r o c e s so fe n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n i z a t i o n t h et h e msc o n c e n t r a t e so nt h er e s e a r c ho fp c mt e c h n o l o g yf o r m a n u f a c t u r i n gd o m a i n i ts t a r t so nt h es t a t u sa n di m p o r t a n c eo ft h ep c mf o r t h em a n u f a c t u r e ，f o l l o w sw i t ht h ef u n c t i o n a lr e q u i r e m e n ta n dk e yt e c h n o l o g y d u r i n gt h ed e s i g na n dd e v e i o p m e n to ft h ep c m i t sm a i nc o n t e n ti sa sf o l l o w s ： f i r s t l y ，i ta n a l y s e st h et w op l a t f o r m s 一一p d ma n de r pa n dt h es i m i l a r i t i e s a n dd i f f e r e n c e sa n dt h en e e df o rd a t as h a r i n gb e t w e e nt h e m ，f i n d so u tt h a t p c mi st h ec o m m o nm o d e la n dc o n n e c t i o np o i n to ft h e m t h e ni tr e v i e w st h e c u r r e n tr e s e a r c ho nt h ep c ma n ditst r e n d s s e c o n d l y 。t h ed a t ao fb o mi s t h eb a s i so fp r o d u c t i o na n dm a t e r i a l c o n t r o l l i n gs y s t e m ，t h ea s s o c i a t i o nb e t w e e np r o j e c td e s i g na n dm a n u f a c t u r i n g m a n a g e m e n t ，a n dt h ec o r ed a t ad u r i n gt h e a l ll i f ec i r c l eo fp r o d u c t t h e t h e s i sr e s e a r c h e so nt h eb o mm u l t i v i e wt e c h n o l o g yt or e s o l v et h en e e do f d if f e r e n tb o md a t ad u r i n gt h ed i f f e r e n tp h a s eo ft h ep r o d u c t1 i f ec y c l ea n d d i f f e r e n td e p a r t m e n t su s i n gb o m b o mm u l t i - v i e wi n f o r m a t i o nm o d e la n db o m m u l t i v i e wm a p p i n gt e c h n o l o g ya r ep r e s e n t e di nt h et h e m s i tc o n t a i n st h e p r o d u c ts t r u c t u r ev i e wm o d e l ，b o mm u l t i v i e w ，a n dit sp r o c e s s i n gf e w t h i r d l y ，f r o mt h ea n g l eo fs y s t e ma c h i e v e m e n t ，p r o d u c tc o n f i g u r a t i o ni s ain o u ts y s t e mw h i c hp u t si nt h ec o n f i g u r a t i o nc o n d i t i o n sa n dp u t so u tt h e i i 武汉理工大学硕士学位论文 r e s u l t s i tp r e s e n t sap r o d u c tc o n f i g u r a t i o nm e t h o df r a m e w o r k t h e c o n f i g u r a t i o nu n i tm a i n l yc o n s i s t s0 fr e q u i r e m e n tm o d e l ，c o n f i g u r a t i o n m o d e l e v a l u a t i o nm o d e la n dc o n f i g u r a t i o nr e s u l t s t h ec o n f i g u r a t io na i m sa t t h e c o h e r e n c eb e t w e e nr e q u i r e m e n tm o d e la n dr e s u l t s f o u r t h l y ，t h e c o n f i g u r a t i o nt e c h n o l o g yi s t h ep o i n tt oc a r r yo u tt h e e f f e c t i v ed r o d u c tc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t t h i st h e s i sg i v e st h ed e s i g na n d r c a liz a ti o no ft h ep r o d u c tc o n f ig u r a ti o nm a n a g e m e n tb a s e do nar e a lt i a n g o n g p d ms y s t e m k e yw o r d s ：p d m ；e r p ；p r o d u c tc o n f i g u r a t i o n ；p r o d u c ts t r u c t u r e ；b i l lo f m a t e r i a l l l i 武汉理工大学硕士学位论文 第一章绪论 信息技术是当代人类最活跃的生产力，其影响力渗透到经济和社会发展的各个 领域。信息化水平的高低已成为衡量一个国家、一个地区现代化水平和综合国力的 重要标志。毫无疑问，随着融合了计算机、通信和信息处理技术的电子信息技术的 飞速发展，人类已步入信息化社会。物质、能源与信息己成为社会发展的三大资源。 进入9 0 年代以来，信息化浪潮一浪高过一浪，世界各国更加关注和重视信息化对社 会和综合困力的推动作用，发达国家借助已掌握的信息技术，大力推进国家信息基 础设施的建设，促进本国产业结构重组，从而增强了自身的国际竞争力。加速信息 化进程是社会、经济发展到一定程度时的必然要求，己成为促进各国经济和社会发 展的大趋势。 2 1 世纪是信息社会，各行各业如果要在自己的领域中立于不败之地，必须实现 信息化。在此大环境下，企业信息化成为当今世界制造领域的必然趋势。 1 1 引言 强大的制造业是先进生产力的体现，是国家实力的支柱。纵观世界各国经济发 展的进程，几乎所有的经济大国都是制造业强国，崛起之初大都依靠制造业创造财 富。大量的统计资料表明，工业化国家的社会财富中有6 0 8 0 是制造业创造出来的， 国民经济收入的4 5 也来自制造业，制造业成为经济发展不可替代的基础。现在， 制造业在我国经济发展中的地位已经不言而喻。2 0 世纪9 0 年代，制造业进入知识 经济和信息技术时代，经济和现代市场的全球化成为一种必然的趋势。世界市场将 替代区域市场，制造业企业面l 临的是全球性的竞争。现代市场对产品的需求多样化、 快速变化且难以预测，明显地表现出“多品种、变批量”的特征，在传统的“少品 种大批量”的基础上发展起来的产品设计、制造过程组织模式和实旋技术，已不能 适应制造业的发展趋势。为了适应这种全球化的市场竞争和快速响应市场需求，各 制造业企业纷纷实行企业的信息化，以实现企业内部产品研发设计、生产制造、销 售以及售后服务等与企业生产经营相关的信息，有序合理地充分利用，促进企业的高 效运转，以便在尽可能短的时间内生产出满足市场需求的高质量产品。 在制造业信息化的过程中，有两大信息平台起着关键性的作用面向产品研 发设计的产品数据管理系统p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 和面向产品生产、 武汉理工大学硕士学位论文 制造和销售等的企业资源计划系统e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 。产品配 置管理( p r o d u c tc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ，p c m ) 能够使企业的各个部门在产品的 整个生命周期内共享统一一的产品配置，并且对应不同阶段的产品定义，生成相应的 产品结构视图，如设计视图、装配视图、工艺视图、生产视图等。产品配置管理是 p d m 和e r p 这两大信息平台的核心功能，它所管理的产品结构是设计、制造等环节 的操作对象，它的好坏关系到整个企业信息平台实施的成败。“3 1 2 选题背景 白1 9 4 5 年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机技术被迅速应用到了社会 的各个领域，并使每一应用领域发生了革命性的变化。计算机技术在制造领域中的 应用经历了从计算机辅助设计( c a d ) 、计算机辅助工艺设计( c a p p ) 、计算机辅助制造 ( c a m ) 、计算机辅助质量管理( c a q ) 、企业信息管理系统( m i s ) 等单元自动化技术发展 到计算机集成制造系统( c i m s ) 、并行工程( c e ) 、敏捷制造( a m ) 、虚拟制造( v m ) 、虚 拟企业( v e ) 、产品数据管理系统p d m 、企业资源计划e r p 、电子商务( e c o m m e r c e ) 等多种先进的制造哲理、制造技术、管理模式及应用系统。“1 为了适应新的市场形势，制造企业的经营战略必然会发生很大的变化，时间效 应和时间利润成为制胜的关键。这就要求企业迅速响应市场，做到企业生产经营的 敏捷化，而企业敏捷化的前提条件是企业的信息化，要实现企业信息、产品信息、 制造信息的充分共享和高度集成。 早期制造业企业所开发应用的大多数的管理系统和应用系统，很少考虑到系统 之间数据的共享，各系统数据之间存在异构性，致使企业现存系统之间的数据如产 品设计数据、制造信息和各种文档等企业的重要数据形成了各种信息孤岛。”p d m 技 术以网络技术和数据库技术为基础，将所有单元系统的数据和过程完整的集成在一 起的，是真正意义上的集成信息系统总体解决方案。架构在p d m 集成平台上的 c a d c a p p c a m ( 3 c ) 系统都可以从p d m 中提取各自所需的信息，再把结果放回p d m 中，真正实现了3 c 的集成，解决了3 c 系统深化应用的瓶颈问题；另外， c i m s 另 一重要组成部分e r p 中的许多信息来自3 c 系统，通过p d m 系统可以及时地把相关信 息传递到e r p 系统中，e r p 产生的信息又通过p d m 传递给3 c 系统。如图1 1 所示。 这样，p d m 系统作为3 c 系统与e r p 系统之间信息传递的桥梁，实现了企业全局信息 的集成与共享。”1 武汉理工大学硕士学位论文 h 企 卜一 销售管理 v业 _ 一 生产管理 卜靴c 栅a d 谢。卜 产数口资 卜一 财务管理 i l 计麓播艺卜 据 源 规划c a p p l 管计 计算机c 辅a m 助制造l 理划 卜一 质量管理 勺 州 _ 一 供需链管理 兰 勺 计搿c 舡a e 程卜 _ 一 决策支持管理 分析 internetintranet(nt、unix、linux、web浏览器) 数据库管理系统( o r a c l e 、s q ls e r v e r 、d b 2 ) 分布式集成平台(j2ee、corba、dcom) 服务器、p c 机、网络设备 图1 1 企业全局信息集成框架图 1 3 产品配置管理 产品配置管理是在企业信息化进程中出现的。产品配置管理系统实现对产品结 构与配覆信息和物料清单的管理，并在一定目标或规则约束下向用户或应用系统提 供产品结构的不同视图和描述。产品配置管理是p d m 系统的一个最主要最基本的组 成部分，同时也是产品全生命周期中各种功能和应用系统之间联系的重要工具。产 品配置管理提供可以进行数据管理的结构，建立必需控制的数据关系，使得用户可 以访问产品数据在全生命周期中的各种变化。产品配置管理是p d m 系统的一个最主 要最基本的组成部分，同时也是产品全生命周期中各种功能和应用系统之间联系的 重要工具。其功能包括产品结构及b o m 表的创建；版本生成与修订控制管理；b o m 多视图的管理等。 武汉理工大学硕士学位论文 1 3 1 产品配置的研究 随着多次工业革命带来的制造能力的飞跃发展，客户需求的发展似乎总是赶不 上制造能力的发展当今社会，对绝大多数商品而言都是买方市场。由于有选择，客 户越来越倾向于所获得的产品使用价值最大。这就希望所获得的产品尽可能满足自 己的要求。在传统的生产中，经济学家认为，产品的生产总是趋向生产出最后一个 无需追加新的生产资料的那个产品。相同的机器、流水线使得单位产品的成本最低。 另一方面，在传统的生产中，定制产品的生产，无法实现流水线生产，单位产品占 用过多的生产资料。因此在相同的生产资料投入下，大规模生产方式生产大量的品 种单一而且便宜的产品，而定制生产则得到了少量的品种丰富但昂贵的产品。竞争 的加剧是企业普遍存在这样一个矛盾：生产和需求的矛盾。如何快速进行产品配置、 组织和管理数据，以对市场做出快速响应，是解决这一矛盾的关键。 所谓配置是指对被描述在技术文档或者体现在产品实际使用过程中的产品功能 特性和物理特性进行表示。该定义是从产品特性的角度对产品配置进行定义。这是 i s o l 0 0 0 7 对配置管理的基本定义。这时的配置管理包括配置标识、配簧监视、配置 记录、配置评价四部分组成。由于对产品的特性需求最终是通过实际的产品结构来 实现的，因此配置的结果是具体的产品结构。另外，配置也被看成是一个选择一组 构件并维护其关系以形成一个解决方案的过程，这时配置的概念相当于配置设计。 为了便于区别，可以将这三种定义分别用配置需求、结构配置、和配置过程来描述， 它们是对配罨这一概念从不同角度的理解。 每一个新产品必然会承袭老产品的部分成果，同时，新产品本身又由若干分系 统组成，相互之问有一定的约束关系。产品配置就是要将一个产品或一个组件，按 照内部的所有零件数量、性质及相互关系进行编组，并形成产品配置清单( b o m ) 的 过程。传统手工管理下的产品配罨存在如下的问题：”1 ( 1 ) 企业各类人员查阅产品资料要花费大量的时间； ( 2 ) 产品配置信息不准确； ( 3 ) 设计和制造物料清单不一致： ( 4 ) 设计和生产过程中的各种更改会造成产品配置信息的混乱： ( 5 ) 难以满足用户的特殊配置要求。 产品配最是许多领域中广泛存在的问题，目前对产品配置的研究集中在以下几 个方面： ( 1 ) 配置问题表达及配置模型：产品配置问题分类，如何获耿和表达配置知识， 4 武汉理t 大学硕十学位论文 基于产品配置知识的有效性检验和分析，如何管理和有效利用配置知识库等。 ( 2 ) 配置问题的求解方法和推理技术：约束满足及其相关问题，高效的配置问 题求解方法及其复杂性、可行性研究，配置求解过程的分析和一致性判别，基于推 荐的推理，基于描述逻辑的推理，基于规则的推理，基于案例的推理，本地搜索、 遗传算法、神经网络方法在推理中的应用，产品配置问题分解，产品配置推理优化， 多目标优化，分布式产品配置推理过程，配置过程可读性解释生成，多智能主体的 协同配置等。 ( 3 ) 配置器实现：配置器如何利用各种问题求解方法进行高效率的求解，配置 知识的演化和维护，实现配置器的各种软件技术，如何与各类应用相结合，支持产 品配置的产品数据管理的实现等。 ( 4 ) 配置管理与其他管理的集成：最为常见的是配置管理与采购、生产、设计、 销售等管理之间的集成。具体的说，就是产品配置与p d m 的集成，产品配置与c a x 的集成，与评估系统的集成，与e r p 系统的集成等。 ( 5 ) 配置与产品设计：如何在设计过程中合理使用配嚣知识，配置和设计的相 互关系，面向配置的设计等。 ( 6 ) 产品生命周期中配置知识的应用：面向销售的配置，面向工程的配置，面 向工艺的配置，面向生产调度的配置，面向制造的配置，面向装配的配置。 ( 7 ) 互操作和电子商务：个性化产品配置，产品配置领域本体论，智能交互配 置，配置与网络技术的结合，c s 架构和配置服务器，配置问题的人机交互技术， 配置在电子商务中的运用等。 总之，产品配置过程以企业零部件库为底层支持，以系列化产品的相关数据作 为管理对象，以产品的物料清单( b o m ) 为核心，实现产品数据的组织、控甫 j f n 管理， 并在一定目标或规则约柬下向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述。可 以看出，配置技术的研究是一个涉及多学科的、多层次的研究课题。 1 3 2 产品配置管理的发展趋势 随着企业竞争的国际化和企业生产制造的国际化，出现了虚拟制造和虚拟企业 等新的制造管理技术，这对企业管理软件提出了新的要求。当前产品配爱管理有如 下j l 个趋势： ( 1 ) 产品配置数据的标准化 产品模型数据交换标准( s t a n d a r df o re x c h a n g e0 fp r o d u c tm o d e ld a t a ，s t e p ) 是s o 颁布的产品数据交换的困际标准，遵守该标准建立产品配置将有助于系统之 5 武汉理工大学硕士学位论文 f h j 的数据交换和共享。 ( 2 ) 产品配置管理体系结构的分布化、网络化 跨部门和跨地域产品数据的共享的要求，使得产品配置管理系统具有分布式的 架构的需求，创建基于w e b 的b s 结构的产品配置管理系统，客户端采用普通的浏 览器，这样将大大减少系统的安装、维护和升级等的工作量，便于产品结构数据的 共享和企业间的协同工作，为虚拟制造、异地设计和全球制造等企业运作方式提供 必要的条件。 1 4 研究内容及章节安排 本文将首先对产品配置管理中的相关技术以及基于视图的b o m 表生成方法和配 置器设计的关键技术进行深入的研究，然后开发实现其原型系统，最后在企业中应 用该原型系统以验证文中的理论的正确性。论文的章节安排如下： 第一章绪论； 第二章产品配置管理的相关技术p d m 、e r p 等； 第三章基于视图的b o m 表生成方法； 第四章从产品结构和配置管理理论的基本概念出发，研究产品配置器的框架及 配置器的几个相关问题。 第五章天工p d m 系统下产品配置的设计要点及实现： 第六章总结和展望。 武汉理t 大学硕士学位论文 第二章产品配置管理的相关技术 产品配置管理是p d m 和e r p 两大企业管理信息平台的重要功能模块和核心内 容，是联系两个系统的桥梁。产品配置管理系统的研究和开发应用，将有助于制造 业企业实现对产品全生命周期的控制和规划，为企业两大平台的集成提供必要的前 提。这里将分别介绍企业p d m 和e r p 系统。另外，产品结构管理是p d m 和e r p 的重 要功能，也是产品配置管理的重要内容，在此也作简要介绍。 2 1 产品数据管理p d m 对于制造企业而言，c a x 等技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的 挑战。经验表明，仅仅在i t 方面投入大量的资金并不能保证得到应有的效益。恰恰 相反，虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但都是自成体系，高度专业化 的c a x 系统不断形成新的信息孤岛，从而造成一系列严重的后果，如庞大的数据流、 数据和过程缺乏透明性以及系统集成不充分等。在这种情况下，实现信息的有序管 理将成为企业在未来的竞争中保持领先的关键因素。产品数据管理( p i n ) 正是在这一 背景下应运而生的一种新的管理思想和技术。它的基本原理是，以一种集成“框架 ( f r a m e w o r k ) ”的方式，将各种应用程序直接作为一个个“对象( o b j e c t ) ”，通过应 用接口、开发( 封装) 等方式集成进来，使得分稚在企业各个部门的所有产品数据得 以高度集成、协调、共享，即在逻辑上将各种c a x 信息化孤岛集成起来，利用计算 机系统控制产品的整个开发过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的 产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。技术信息系统和管理信息系统的 有机集成，构成了整个产品形成过程的信息系统，同时也建立了c i m s 的技术基础。 到一种所有产品研发过程得以高度优化或重组。 2 1 1p d m 的定义 1 9 9 5 年2 月，c i m d a t a 总裁e dm i l l e r 对p d m 的定义是：p d m 是用来管理所有 与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术。与产品相关的所有信息包括：零部 件信息、产品结构、结构配置、文件、c a d 文档、扫描图像、审批信息等；与产品 相关的所有过程，包括过程( 生命周期、工作流程、审批发放、工程更改等) 的定义 与监控。”1 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 武汉理工大学硕+ 学位论文 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。 1 9 9 5 年9 月g a r t n e rg r o u p 公司的d g u r d i c k 在所作的“c i m 策略分析报告” 一文中定义为：“p d m 是为企业设计和生产构筑一个并行产品艺术环境( 由供应、工 程设计、制造、采购、销售与市场，客户构成) 的关键使能技术。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，在整个信息生命周期中自由共 享和传递与产品相关的所有异构数据”。”。 2 1 2p d m 的功能 p d m 在实现企业的信息集成、提高企业管理水平、将产品开发效率等方面有重大 的意义。p d m 提供的功能包括信息管理、过程管理和集成管理，其基本和核心功能 模块包括文档管理、工作流和过程管理、产品结构配置管理以及系统集成。”1 1 、文档管理 各种各样的应用系统产生了大量的、从不同方面描述产品的技术文档，这些文 档有不同的类型( 逻辑的分类) 和不同的格式( 物理的分类) 。p d m 理所当然地要实 现这些应用系统之间的信息交流和转换。具体设计系统时，数据与文档管理用来实 现分布式电子仓库、文档的版本、文档的统一分类编码、文档的属性搜索、文档的 使用权限及安全保密、统一的产品数据主模型等。 2 、工作流和过程管理 工作流和过程管理主要是对产品开发过程和工程更改过程中的所有事件和活动 进行定义、执行、跟踪和监控，以便对产品设计开发的结果进行协调和控制。这样 就可以以有效的方式建立用来进行产品描述和产品控制的业务对象和数据对象，并 始终使其保持最新状态。 3 、产品结构配置管理 产品结构配置管理功能包括：建立产品结构树、b o m 多视图的生成和管理、动 态分层浏览和产品配置管理。这样以来，可以很方便地对所有产品信息进行查询、 生成物料清单和提供最新的零件使用情况等。 4 、系统集成 p d m 作为信息集成框架，其主要功能之一就是应用系统集成，以满足企业技术 部门的计算机用户对整个企业中不同信息的需求。p d m 系统建立了企业级的信息库， 实现了c a d c a p p f l c a m 的企业级应用集成平台，还要以b o m 为集成的逻辑核心进行 武汉理工大学硕士学位沦文 p d m 与e r p 的集成。 2 1 3p d m 的发展趋势 为了实现企业内部和企业之间的信息集成和业务协同，最终使企业在产品的创 新和推向市场的速度方面获得竞争优势，p d m 将向广义的p d m 发展，包括p d m i i 、协 同商品商务( c o l l a b o r a t i r ep r o d u c tc o m m e r c e ，c p c ) 、协同产品定义管理 ( c o l l a b o r a t i v ep r o d u c td e f i n i t i o nm a n a g e m e n t ，c p d m ) 和产品全生命周期管理 ( p r o d u c tl i f e c y c l em a n a g e m e n t ，p l m ) 等。纵观各种p d m 系统的体系和市场需求， 我们大致可以归纳出p d m 的主流发展方向在以下几个方面：”3 1 、产品数据的标准化：由于各个应用系统中所用的描述对象的语言不相同，其 数据模型也不一样，如何实现p d m 系统数据模型的标准化，为不同系统之问提供数 据交换带来方便，成为当务之急。 2 、访问模式w e b 化：p d m 技术必将向i n t e r n e t i n t r a n e t 方向发展，并充分利 用网络技术优势，使它更具有扩展性和共享性。在传统c s 体系结构中，用户需求 的任何变化，包括处理逻辑或用户界面，都会导致整个程序需要重新编译、安装， 使得c s 数据库应用系统可维护性差。而在b r o w e r w e b s e r v e r 模式下，客户端采用 普通的浏览器，这样将大大减少系统的安装、维护和升级等的工作量。三层应用模 式则融合了w e b 服务和c s 数据库应用的优点。通过w e b 平台，采用e - m a i l 、电子 公告栏、新闻组等电子通信手段可以迅速地在企业员工之间、企业和企业之间方便 地获取信息，节省企业开支，便于产品结构数据的共享和企业间的协同工作，为虚 拟制造、异地设计和全球制造等企业运作方式提供必要的条件。p d m 向三层结构发 展将是必然趋势之一。 3 、p d m 与e r p 的功能渗透：一方面，p d m 与e r p 分别服务于工程设计与生产制 造。p d m 系统源于c a d c a m 应用与工程设计的需要，所以它管理的重点为工程技术 信息。而e r p 系统源于制造业的经营与生产活动的管理，包括财务、销售、物料需 求计划与制造资源的需求计划的管理，重点是管理信息。两者的桥梁纽带为b o m 表。 目前，二者之问通过相互集成，互为补充，构成完整的企业信息系统。一方面，p d m 厂商首先将工程b o m 与制造b o m 统一在p d h 系统中进行管理，同时将经营计划、生 产计划集成于p d m 系统中，而e r p 系统也在设法将p d m 系统的功能归人其中。 4 、过程管理与配援管理功能的强化：为了适应产品设计与制造过程中复杂变化 的需要，各软件厂商竞相开发出独立的工作流程管理模块，以满足工程更改、并行 化设计所必需的过程管理的需要。以配置管理为核心，将数据管理、工作流程管理 9 武汉理丁大学硕士学位论文 与变更控制集于体，形成更为强大的p d m 系统。 5 、与图形核心系统的集成：在产品数据模型之上，进行产品的外型设计、应力 分析、强度分析、有限元分析、产品预装配、生成n c 代码等才是企业应用c a d 的真 正目的。这需要从几何造型核心系统中实现p d m 集成实体造型系统数据。目前，几 何造型核心系统不外乎两种：p a r a s o l jd 、a c i s ，把实体模型的特征和特钲值提取出 来，变成表格的形式，存储在数据库中，是实现p d m 实体造型系统数据的较好途径。 对于高端的c a d 产品，如u gi i 、id e a s 等可采用同样的技术进行处理。这需要对核 心系统有深入的了解，才能作到p d m 在各种c a d 应用系统问进行数据的转换和交互。 p d m 产品应当更好地支持客户化开发，对于从系统模型的改变、系统功能模块的 丌发到系统配置的整个流程要有很好的支持。解决好这个问题才能真正完成p d m 技 术的应用转化。 2 2 企业资源计划e r p e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 是m r pi i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s p l a n n i n g ) 的扩充和发展，由美国加特纳公司( g a r t n e rg r o u pi n c ) 1 9 9 0 年初提出 的，是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供 决策运行手段的管理平台。e r p 系统集信息技术与先进的管理思想于一身，成为现 代企业的运行模式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社会财富的要求， 成为企业在信息时代生存、发展的必要条件。 可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出e r p 的定义：( 1 ) 是由g a r t e r g r o u pi n e 提出的一整套企业管理系统体系标准，其实质是在制造资源计划m r pi i 基础上进一步发展而成的面向供应链( s u p p l yc h a i n ) 的管理思想；( 2 ) 是综合应用了 客户机服务器体系、关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四代语言 ( 4g l ) 、网络通讯等信息产业成果，以e r p 管理思想为灵魂的软件产品；( 3 ) 是整合 了企业管理理念、! i k 务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于体的企 业资源管理系统。 e r p 将包含客户服务器架构，使用图形用户接口，应用开放系统制作。除了已 有的标准功能，它还包括其它特性，如品质、过程运作管理、以及调整报告等。特 别是，e r p 采用的基础技术将同时给用户软件和硬件两方面的独立性从而更加容易 升级。e r p 的关键在于所有用户能够裁剪其应用，因而具有天然的易用性。“ 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 1e r p 的功能标准 e r p 是对m r pl i 的超越，其核心管理思想就是实现对整个供应链的有效管理。从 本质上看，e r p 仍然是以m r p i i 为核心，但在功能和技术上却超越了传统的m r p i i ， 它是以顾客驱动的、基于时间的、面向整个供应链管理的企业资源计划。e r p 是m r p i i 向内、外两个方向延伸，向内主张以精益生产方式改造企业生产管理系统，向外 则增加战略决策功能和供需链管理功能。其基本构成包括：( 1 ) 财务系统；( 2 ) 人力 资源系统；( 3 ) 供应链系统；( 4 ) 制造系统；( 5 ) 市场营销。 g a r t e rg r o u p 提出，e r p 应由下面的四大功能标准组成：“”“”“1 l _ 超越m r p l i 范围的集成功能：包括质量管理、试验室管理、流程作业管理、 配置管理、产品数据管理、维护管理、管制报告和仓库管理。 2 支持混合方式的制造环境：包括既可支持离散又可支持流程的制造环境；按 照面向对象的业务模型组合业务过程的能力和国际范围内的应用。 3 支持能动的监控能力，提高业务绩效：包括在整个企业内采用控制和工程方 法、模拟功能、决策支持和用于生产及分析的图形能力。 4 支持开放的客户机服务器计算环境：包括客户机服务器体系结构；图形用 户界面( g u i ) ；计算机辅助设计工程( c a s e ) ，面向对象技术；使用s q l 对关系数据库 查询；内部集成的工程系统、商业系统、数据采集和外部集成( e d i ) 。 总之，e r p 是将企业所有资源进行整合集成管理，简单的说是将企业的三大流： 物流，资金流，信息流进行全面一体化管理的管理信息系统。 2 2 2e r p 发展过程及发展趋势 e r p 的发展大致经历了三个阶段：。o “” ( 1 ) m r p ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) 阶段，即物料需求计划阶段。2 0 世纪 6 0 年代，制造资源矛盾的焦点是供与需的矛盾，计划管理问题局限于为确定库存水 平与选择补充库存策略的问题。随着对库存管理水平的问题探讨的不断深入以及降 计算机的商业化应用丌始，第一套物料需求计划m r p 软件面世并应用于企业物料管 理工作中。人们一方面把生产能力作业计划、车间作业计划和采购作业计划纳入到 m r p 中，同时在计划执行过程中，加入来自车间、供应商和计划人员的反馈信息， 并利用这些信息进行计划的平衡调整，从而围绕着物料需求计划，使生产的全过程 形成一个统一的闭环系统，这就是闭环式m r p 。 ( 2 ) m r p i i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sp l a n n i n g ) 阶段，即制造资源计划阶段。 1 1 武汉理工大学硕七学位论文 闭环式m r p 出现以后，生产计划考虑了生产力的因素，但这还不够，因为在企业的 管理中，生产管理只是一个方面，它所涉及的不仅仅是物流，而与物流密切相关的 还有资金流。这在许多企业中是由财务人员另行管理，这就造成了数据的重复录入 和存储，甚至造成数据的不一致性，降低了效率，浪费了资源。于是人们想到应该 建立一个一体化的管理系统，去掉不必要的重复性工作，减少数据间的不一致性现 象和提高工作效率。7 0 年代末期，人们把财务子系统与生产子系统结合到一起，实 现资金流和物流的统一管理，形成一个系统整体，这使得闭环m r p 向m r p1 1 前进了 一大步。m r p 可以在周全的计划下有效的利用各种制造资源，控制资金占用，缩短 生产周期，降低成本，减少库存量和减少物料短缺现象。其局限性在于仅对企业内 部物流、资金流和信息流进行管理。 ( 3 ) 进入9 0 年代，随着市场竞争的进一步加剧，企业竞争空间与范围的进一 步扩大，8 0 年代m r p i i 主要面向企业内部资源全面计划管理的思想逐步发展为9 0 年 代怎样有效利用和管理整体资源的管理思想，e r p 企业资源计划也就随之产生。 到9 0 年代中后期，社会从工业经济时代进入知识经济时代，企业所处的时代背 景与竞争环境发生了很大的变化，企业资源计划e r p 系统就是在这种背景下面世的。 随着人们认识的不断深入，e r p 己经被赋予了更深的内涵。它强调供应链的管理。 除了传统m r ? i i 系统的制造、财务、销售等功能外，还增加了分销管理、人力资源 管理、运输管理、仓库管理、质量管理、设备管理、决策支持等功能；支持集团化、 跨地区、跨国界运行，其主要宗旨就是将企业各方面的资源充分调配和平衡，使企 业在激烈的市场竞争中全方位地发挥足够的能力，从而取得更好的经济效益。现阶 段融合其他现代管理思想和技术，面向全球市场，建设“国际优秀制造业”( w o r l d c l a s sm a n u f a c t u r i n ge x c e l l e n c e ) 。这一阶段倡导的观念的是精益生产、约束理论 ( t o c ) 、先进制造技术、敏捷制造以及现在热门的i n t e r n e t i n t r a n e t 技术在e r p 系统设计中，考虑到仅靠资金企业的资源彳i 可能有效地参与市场竞争，还必需把经 营过程中的有关方面如供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供应 链中，力能够有效的安排企业的产供销活动，满足企业利用一切市场资源快速高效 的进行生产经营的需求，以期进一步提高效率和在市场上获得竞争优势。 今后e r p 的发展具有以下的趋势：“”1 1 ) 功能模块上：新增加的p d m 、t 作流、e d i ( 电子数据交换) 、d s s ( 决策支持 系统) 等功能均有一个共同的特点，既是e r p 管理的对象从企业内部和外部的物料