（机械工程专业论文）pdm的二次开发.pdf

贵州大学工程硕士论文 摘要 本文从pd m ( 产品数据管理系统) 在企业的应用入手，结合企业实际情况，对p d m 系统中不适合企业实际应用的设计更改管理模块和设计过程管理模块进行了二次 开发，对pdm 系统的更改管理和过程管理模块的二次开发和应用作了比较系统的介 绍。 对于pdm 系统，其设计数据管理模块运用较为成熟，适合企业的实际运用，本文 不作介绍；但对于其设计更改管理模块和设计过程管理模块，由于企业运用不深入，需 做二次开发以适应企业需要。本文对这两个模块在企业产品数据管理中的地位作了详细 的理论和实验性的分析研究。通过对设计更改管理和设计过程管理的二次开发，形成了 企业实际需要的产品数据管理系统，并对系统的可行性进行了设计验证及运用，论证了 二次开发的正确性和适用性。 本项目的开发方法为pdm 在企业的应用提供了坚实的理论基础和实践性的途径， 具有重要的基础和应用价值。 关键词：pdm 产品数据管理设计更改管理 设计过程管理二次开发 璺型查兰三堡堡主丝奎 t h i sp a p e rd i s c u s s e dt h ea p p l i c a t i o no fp d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) i n e n t e r p r i s e ，a n dc o m b i n e dw i t hp r a c t i c a lc o n d i t i o n ，t h ea u t h o ro p t i m i z e dt h e d e s i g no fc h a n g em a n a g e m e n tm o d u l ea n dd e s i g no fp r o c e s sm a n a g e m e n tm o d u l ei n w h i c hs o m ew e r en o ts u i t a b l ef o rt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no ft h ee n t e r p r i s e i np d ms y s t e mb yt h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n t m e a n w h i l e ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e d a n dc o m p a r e dt ot h ed e v e l o p m e n ta n da p p li c a t i o no ft h et w om a n a g e m e n tm o d u l e s a st od e s i g no fd a t am a n a g e m e n tm o d u l ei np d ms y s t e m ，t h e r ei sn on e c e s s a r y t od i s c u s st h ea p p l i c a t i o nb e c a u s ei t i sm o r em a t u r ea n di sw i d e l yu s e di n p r a c t i c a la p p l i c a t i o no fe n t e r p r i s e b u t ，a st od e s i g no fc h a n g em a n a g e m e n t m o d u l ea n dd e s i g no fp r o c e s sm a n a g e m e n tm o d u l ea n dp o s i t i o no ft h et w om o d u l e s i np d mo fe n t e r p r i s e ，i ti sn e c e s s a r yt od ot h ef u r t h e rd e v e l o p m e n ti no r d e r t oa p tt ot h en e e do fe n t e r p r i s eb e c a u s eo fs u p e r f i c i a l i t yo fa p p l i c a t i o ni n e n t e r p r i s e b yt h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n to ft h el a s tt w om a n a g e m e n tm o d u l e s ， t h e r ei sf o r m e da c t u a l l yd e m a n d e dp d mi ne n t e r p r i s e a tt h es a m et i m e ，t h ea u t h o r v e r i f i e st h ef e a s i b i l i t yo fs y s t e ma n dd e m o n s t r a t e st h ev a l i d i t ya n du s a b i l i t y o fr e d e v e l o p m e n t t h ed e v e l o p m e n to ft h i sp r o j e c ta i m st os u p p l yas t a b i l i t yb a s ea n dp r a c t i c a l a p p r o a c h e sf o ra p p l i c a t i o no fp d mi ne n t e r p r i s e ，s ot h e r ei sm o r ei m p o r t a n t b a s i c a l l ya p p l i c a t i v ev a l u e k e y w o r d s ：p d m ；p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ：d e s i g no fc h a n g em a n a g e m e n t ： d e s i g no fp r o c e s sm a n a g e m e n t ；t h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n t v 贵州大学工程硕士论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：垂斌 日 期： 2 q q2 生旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编八有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：垂i 凼导师签名： 牛 贵州大学工程硕士论文 第一章前言 1 选题的工程意义及背景 贵州航天乌江机电设备有限责任公司是省科技厅认定的“贵州省区外高新技术企业”，省经 贸委认定的“贵州省首批产学研联合开发示范基地”，公司产品以铝工业专用技术装备、超临界 流体萃取技术装备等为主。具备一、二、三类压力容器设计、制造许可证。在全国一百多家大中 型铝厂中，本公司铝工业专用技术装备的市场占有率已超过8 0 ；公司研制的1 1 5 0 0 升c 0 2 超 临界流体萃取技术装备，被列为国家重点技术改造“双高一优”项目。公司已有7 0 项科技成果先 后荣获国家、省、部级荣誉称号，并与国外多家公司建立了贸易业务关系。 以产品技术开发和产品技术管理是公司成功的基石。公司利_ h j 信息化技术，采用先进的产品 数据管理系统( p d m ) 把产品的技术开发数据管理起来，从而满足现在市场对产品和企业要求价格 低，功能强、上市周期短等特点。目前。p 蹦( 产品数据管理系统) 在公司的技术开发、日常工作 以及技术管理中起着极其重要的作用。p 蹦系统涉及企业产品技术开发的方方面面，它包括产品 设计数据管理、设计更改管理、设计过程管理等模块；技术覆盖面广包括网络技术、数据库技 术等；涉及企业的多个部门：技术、生产、经营等；目前，p i ) m 已经发展为产品全生命周期管理， 远非早期的图文档管理系统可比 1 - 1 p d m 数据管理系统的工作流程和管理范畴 1 1 1 工作流程 图1 、p d m 工作流程 由上图可见，p 蹦工作流程涉及企业多个部门，从产品开发项目下达，到产品设计。产品工 艺设计到生产制造，利用p i ) i 系统，把产品设计结果分离为产品数据和文档资料，产品数据可以 方便地传递e r p 系统、c a p p 系统进行文件编制、清单计算；文档资料可以实现技术知识的集中管 理，并且采用工作流程的技术，把设计结果的产生、审批，归档、发布、变更等过程进行可视化， 来控制产品数据的质量保证系统所管理的数据都是完整、准确、一致的，能可信地用于其他部 门、系统中 贵州大学工程硕士论文 1 1 2 管理范畴 p d m 有效管理了产品开发过程中的数据、过程和人员，主要工作是： 收集所有格式的电子版产品数据。 -提供各部门需要的产品数据的正确版本和准确配置。 _最大程度地使产品数据得到重用。 一 管理开发过程和检视开发过程的流程。 通过管理产品更改来管理产品的各个数据版本。 跟踪和更新以前的，现在的，将来的产品配置方案。 1 2p d m 系统的分类 p d m 的分类可按如下分类： 一 按照功能分：可分为狭义的p d m ，即图文档管理系统，一般意义上的p d m ：产品数据 管理系统以及广义上的p d m ：产品全生命周期管理的p d m ，即p l m 按照适用类型分为：工作组或部门级p d m ，适合于小型企业及部门级管理；企业级 p d m ：适合大中型企业；以及集团性p d m ：适合集团性企业使用，支持异地协同设计 按照产生年代分为：第一代p d m ：如p t c 的w i n c h i l l ；第二代p d m ：如国内的艾科 斯特的x t p d m 和国外的t e a mc e n t e r ；第三代p d m ：如国内艾科斯特的u b s 等 1 3p d m 系统的架构 图2 、系统架构图 由上图可见，p d m 系统构建在数据库上，由系统维护设计数据管理，设计更改管理、设计 过程管理、产品配置管理等功能模块组成。 1 4 选题的背景及工程意义 随着市场竞争的激烈和客户对产品的要求越来越高，企业必须缩短产品的开发周期，降低产 品成本、提高产品质量。这些挑战将要求企业将其注意力转向产品开发和管理产品信息这个有价 值的方面上来。据统计。新产品上市过程中。对产品成本影响最大的是在产品规划和设计过程， 占到6 0 8 0 而在产品规划和设计过程中，企业面临管理描述产品的海量信息的挑战。这些信 息包括：c a d 文件、工程数据、物料清单( b o m ) 数据、图纸和模型，设计说明书、市场和技 术要求、制造过程说明书、质量说明书和产品技术文件。这些信息以多种方式存在。有纸质的和 保存在工程师的台式机和便携机的电子数据，有保存在设计和制造数据库的，有保存在单个和部 2 贵州大学工程硕士论文 门的文件柜的、也有原来的管理系统中的数据，这些产品数据成为了企业的核心竞争力企业的 竞争，实际上就是产品的竞争，对于缺乏有效管理的产品信息以多种方式影响了企业的竞争能力， 表现如下： 一 当客户和业务需要快速提供数据时缺乏速度，由于这些数据分散企业不能迅速地找到 数据。 - 由于众多零乱的配置、版本和更改管理过程，导致企业不能有效地进行业务过程评审， 更无法有效为客户提供售后服务和技术支持。 - 产品数据管理的缺乏由于企业不能对全企业流程、所有产品数据，全体人员进行有效的 管理和协调，导致结构信息不精确和准时，这样就影响了产品开发过程，造成设计失误和开发周 期延长。 被使用的数据信息不能便于产品开发过程其它的人员存取和再使用，数据共享就成为空 话t 这样将增加重复工作量极大地减小企业的产品相关的知识产权的价值。 所以，如何有效地将产品数据、设计更改，设计过群按照企业相关质量体系和程序文件有效 地管理起来，这是贵州航天乌江机电设备有限责任公司技术开发和管理的当务之急。 本课题是根据企业实际情况对公司现有p d m 系统的设计更改管理和设计过程管理的二次开 发。公司原有的p d m 系统具有设计更改管理模块和设计过程管理模块，未经过二次开发，功能 简单，不适合企业质量体系和程序基本没有使用，全部采用人为控制；随着企业生产规模的扩 大和产品规格日益增多，对设计更改和设计过程要求越来越高，原方式越来越不适合企业发展 主要原因： 一、 由于市场需求不断变化对产品开发项目的进度要求越来越高，需要过程管理能高 效控制产品项目开发的过程。按照公司质量体系和程序严格控制各开发节点，从而保障产品如期 交付； 二、 产品设计和生产过程中，涉及大量的更改，由于任务紧项目多，更需要按照公司 的质量体系和程序文件进行产品相关更改，以保证产品相关资料的正确性，保证产品生产的质量 和降低废品率。 由于以上原因，造成项目进度不可控制，产品不能如期交付；设计更改未严格按照相关程序 控制，造成资料不一，进而形成产品制造时废品率高。根据企业实际需要，二次开发p d m 系统 的设计更改管理和设计过程管理，能有效控制产品开发进度。降低产品生产时产品的废品率。 1 5 应用前景 通过贵州航天乌江机电设备有限责任公司的p d l l 二次开发，使产品技术开发过程和产品设计 更改严格按照公司质量体系和程序文件执行，使企业的技术管理得到了提升，节约了大量的人力 物力，提升了公司对外形象，在产品生产时降低了产品的废品率，加快了产品开发流程，为后续 的信息系统提供了源头数据，符合企业发展需要。具有很高的实用型。 2 国内外发展情况 2 1 国内研究现状及水平 经过多年的发展，国产p d m 软件得到了长足的进步，根据国内p d m 技术的研究现状和国内 外p d m 发展趋势，结合我国各行业的实际情况，我国的p d m 发展在以下几个方面将会与国外 p d m 缩小差距： ( 1 ) 、体系结构 在p d m 系统的五个层次( 底层平台层、p d m 核心服务层、p d m 应用组件层、应用工具层和 实旅理念层) 中，国产p d m 在p d m 体系结构的某个层次上有所进步和突破，由于受各种条件的 3 贵州大学工程硕上论文 限制，但在总体上与国外p d m 软件还有一定距离，在国产p d m 在w e b 应用、j 2 e e 技术等方面 的发展比较慢，主流p d m 软件普遍还停留在客户机，服务器模式，只有少数几家发布了支持w e b 应用的p l m 产品，如清软英泰、上海同捷；在对象模型及多层结构方面国产p d m 正逐步朝建 立核心服务层、应用组件层的方向努力，如开目p d m 的对象模型。 ( 2 ) 、信息模型 信息模型是p d m 核心服务层的基础，在p d m 体系结构中占有重要地位，在国内，各p d m 厂商越来越意识到数据建模技术所提供的可扩展性对支持用户复杂业务和个性需求的重要性，已 经从基于扩展数据表或字段的配置技术提升为使用建模工具进行数据建模的技术。但对建模工具 的图形化支持还不够，面向对象的能力支持不够，需要进一步提高性能，并扩展模型对p d m 的 支持；部分厂商提供了分布式对象模型支持，但分布式对象模型应用有多个层次，绝大多数国内 p d m 厂商并不支持分布式对象模型或只提供较简单的应用模式，分布式对象模型的用户一般是大 型企业- 往往选择国外知名的p d m 系统，而绝大多数国内p d m 厂商定位在中小型企业。所以关 于分布式对象模型研究进展缓慢。 ( 3 ) 、功能模块 国产p d m 的功能模块虽然已经基本覆盖p d m 的功能边界，但在业务解决方案和细节方面还 有待完善，功能模块的层次划分也不够清晰。受各种条件的限制，国内p d m 普遍未提供开放的 软件接口，各个p d m 软件虽然与某个应用软件的集成性比较优秀，但从整体而言，应用集成性 还处于比较低的层次。基于c a p p 软件的工艺解决方案是中国企业的独特需求；但一直以来，国 外p d m 软件并不重视p d m 与c a p p 的集成，相比而言，国产p d m 始终致力于国内企业的信息 化工作，重视p d m 与c a p p 的集成工作，对c a p p 软件的支持比国外p d m 做的好。 ( 4 ) 、解决方案 受各种条件的限制，国内还没有一家软件供应商提出并发布真正意义上的p l m 完整解决方 案或产品开发信息化的完整解决方案，往往以p d m 为主体简单集成相关管理软件，达到实现产 品数据全生命周期管理的目的，相比而言，无论完整性还是应用性都存在欠缺； ( 5 ) 实施方法学 国内p d m 供应商正逐渐重视软件的实施，在成功范例的基础上，总结了成功经验，形成适 合本公司特点的实施方法学。 2 2 国内p d m 应用现状 由于p d m 技术能提升企业的管理效率，给企业带来很大的经济效益，很多企业相继实施p d g 系统，利用p i l l 系统来提升企业的技术管理，缩短产品开发流程，降低产品生产的废品率，为 后续的信息系统打下坚实的基础。 但部分企业没有取得预期的回报，这是由于p i ) g 系统实施难度大，实施后未结合企业实际 情况作二次开发。p d g 系统属于管理系统，实施后需要根据企业的发展和需要有一个二次开发过 程t 经过二次开发的p 嗍系统才能真正适合企业的特殊需要。二次开发是p d i d 应用成功的芙键， 因此必须掌握其关键技术；如果二次开发做得不好，则p d m 在企业成功率极低。 2 3p d m 系统的各模块主要功能 p d m 系统主要包含设计数据管理模块，设计更改管理模块和设计过程管理模块，企业在产品 开发阶段，主要利用p d m 系统的设计过程管理进行项目的划分。利用数据管理管理产品相关技术 文档及数据，在产品设计和生产中利用更改管理进行产品相关资料的更改，利用配置管理解决生 产技术准备的问题，下面分别描述各功能模块的主要功能： 一、设计数据管理：解决核心产品管理问题。设计数据管理系统的主要功能是将企业包含图 纸、文档等在内的各种数据合理、有效的保存、管理起来，并对这些数据的访问进行合理、有 4 贵州大学工程硕上论文 效的控制。 二，设计更改管理：解决设计图纸更改问题，设计更改管理系统能够帮助用户完成从更改单 定制、到更改单的填写、评审，到最终的图纸更新入库 三、设计过程管理：解决开发过程管理问题，包括：项目划分，任务分派、协同工作( 设计、 校对、审批、建议反馈) 、项目监督控制等内容协同工作的主要特点是： a )在p d m 环境中建立“并行工程”、多功能开发团队的组织模式及协作环境； 以项目与任务的形式管理设计工作； c )各任务小组、任务负责人之间协同工作； d )动态管理设计过程中的设计任务及设计结果，实现设计数据的及时共享：即时管理设计 结果并以结构树的形式自动展开；为参与设计的人员提供一个消息互通、数据共享的 协作环境。 2 4国外同类系统的发展水平 在国外，p d m 技术已经进入成功应用阶段。典型的p d m 软件主要有u g s 公司的t e a m c e n t e r 、 p t c 公司的w i n d - c h i l l 、m a t r i x o n e 公司的c m a t r i x 、1 1 3 m 公司的s m a r t e a m 、s a p 公司的m y s a p 等，这些软件基本代表了现今p d m 技术的最高水平 ( 1 ) ，体系架构 随着w e b 技术、面向对象技术的不断发展和应用，国外p d m 的体系结构日趋先进，已经从 传统的客户机服务器结构转向基于w e b 应用、j 2 e e 技术、c b s 三段式结构的多层体系框架 国外p d m 系统已普遍采用了面向对象的数据建模方法 随着面向对象的方法、分布式技术的发展，国外p d m 系统的对象模型已逐渐发展为面向对 象、支持分布式管理的单一产品数据源的对象模型，如t e a mc e n t e r 、w i n dc h i l l 、e - m a t r i x 、s m a r t t e a m 等 ( 2 ) 、信息模型 国外的主流p d m 系统均提供了较为强大的过程模型支持。在对象的全生命周期管理方面， 国外的研究已基本成熟，并已在实际的软件系统中得到应用，如s m a r t e a m 、w i n dc h i l l 、t e a m c e n t e r 和e - m a t r i x 等系统均支持对象的全生命周期管理。在工作流管理方面，国外开展的研究比较早， 也比较深入。1 9 9 5 年，工作流管理联盟根据研究成果和应用实践制定了工作流管理系统的相关术 语、体系结构及应用接口等方面的一系列标准，并提出了相应的过程流参考模型，目前，国外的 主流p u 哺相关产品的工作流模型均支持此标准。 在对象的全生命周期管理与工作流程的集成方面。国外p d m 系统主要关注在面向对象的工 作流应用方面，如w 蛔dc h i l l 和t e a mc e n t e r 的变更管理 ( 3 ) 、功能模块 国外p d m 软件支持新产品的定义和投放市场的工程市场，操作和原料等6 3 种功能需求。 应该说，国外各个p d m 系统的功能模块已基本覆盖从产品概念设计到应用集成的各个业务层面。 国外各个p d m 系统之间的功能模块基本相同，但是存在一定差异。如t e a m c e n t e r 提供了产品配 置管理，生命周期管理等具体的模块，部分基础功能满足了制造业的基本需求，实施时利用现有 模块和基础功能比较方便，在应用于制造业时有一定优势，而e - m a t r i x 提供了较基础的系统构建 框架更加开放，但应用时配置工作量更大。 作为比较成熟的p d m 产品。国外p d m 系统都提供开放的软件接口，也具有较强大的集成组 件。近年来，随着国内企业对p d m 与c a p p 集成的需求越来越强烈，国外p d m 供应商也逐渐开 始对国产。心p 软件提供支持，如w m dc h 珊提供了与艾克斯特x i _ c a p p 的集成。 ( 4 ) 解决方案 国外软件供应商普遍将p d m 软件作为p l m 完整解决方案的一个组成部分，处理整个产品生 5 贵州大学工程硕士论文 命周期中的主要业务过程。如t e a mc e n t e r 的协同平台( c o l l a b o r a t i o nf o u n d a t i o n ) 、w i n dc h i l l 的 c p c 方案等。同时，针对不同的行业，各个公司专门提供了行业解决方案。如t e a mc e n t e r 公司 针对汽车行业w i n dc h i l l 公司针对船舶行业；s m a r t e a m 针对电子行业都提出了专门的行业解决 方案 ( 5 ) 、实施方法学 国外p d m 供应商非常重视软件的实施。在大量成功范例的基础上，总结了众多的成功经验， 形成适合本公司特点的实施方法学 从体系架构、信息模型、功能模块、解决方案、实施方法学等几个方面的比较可以看出。国 产p d m 软件与国外p d m 软件相比还有一定距离，特别是体系结构和解决方案方面尤其如此。随 着国内企业信息化工程的不断深入。国内p d m 软件供应商的投入不断加大，相信在体系结构、 信息模型、功能模块等基础研究获得突破，并在项目实践中得到验证并发展后，国产p d m 软件 的水平会有一个大的发展。 3 本文的研究的目标及其意义 3 1p d m 系统的二次开发目标 3 1 1 国内外p d m 系统优缺点的比较 由于p d m 系统对于静态数据的管理。即设计数据的管理较为成熟，与企业的实际应用较为 吻合，稍加定制就能适应企业需要。在此不作介绍，主要对动态数据的管理，即设计更改管理和 设计过程管理加以阐述： 表一、国内外软件系统优缺点比较 比较内容类型产品名称优点缺点 二次开发的接口开放，二具有这两个模块。但只通用， 次开发时采用的技术容不适于企业实际需要。 ) 订甲d m 易掌握易于企业根据实 际需要进行二次开发。 软件封装做得很好有这两个模块，但很肤浅，不 i n t e p d m 是严格上的流程控制，二次开 设计更改 国内发不好做。 软件系统更新较快有这两个模块，二次开发不开 管理设计 l 【】旧d m 放，现有模块不适用于企业实 过程管理 际需要。 软件系统更新较快有这两个模块。二次开发不开 天喻p d m放，现有模块不适用于企业实 际需要。 s m r t e a m 软件架构好，采用的软件 流程设计和国内企业差别较 国别t e a m c o n t e r 技术先进，功能完善。 大，二次开发接口基本上不开 w 铀c h i l l 放，二次开发较难， 由上表可见，国内外p d m 系统中，都包含有这两个流程设计模块，但软件系统的流程和企 业实际应用的流程有很大的区别，对于大部分系统，其二次开发性较差，软件技术掌握较难，这 也是企业进行p d m 选形时的一个考虑。而动态数据的管理是企业管理的精髓，在企业技术管理 以及整个信息化系统中占据极其重要的位置而现有的所有系统均不能满足企业实际需要，如何 利用系统进行产品动态数据的管理，如何二次开发p d m 系统，这正是本文所要阐述的内容 6 贵州大学工程硕士论文 3 1 2 p d m 更改管理模块的二次开发目标 设计更改管理在公司技术管理和生产中占据相当重要的位置二次开发后应该可以解决公 司设计、生产过程中产生的更改单的编写、根据公司程序文件进行审批、发布，发放、通知、签 收等并且通过附加修改后的电子文档参与更改单的审批即可进行图纸的归档入库，自动形成 新版本，并提供工具标记前后两个版本间的差异内容便于查阅，二次开发后，其目标流程如图 3 所示： 图3 、设计更改管理目标流程 3 1 3 设计过程管理模块二次开发目标 设计过程管理系统应采用项目管理的思想把与设计过程采用统一的结构树进行组织管理， 提供任务级、文档级的工作流程管理，满足公司不同的设计过程管理的需求。目标管理流程如图 4 所示： 7 贵州大学工程硕士论文 图4 、设计过程管理目标管理流程图 3 2p d m 系统的二次开发意义 目前，贵州航天乌江机电设备有限责任公司是国内展大的铝工业专用技术装备生产厂家，公 司自主研发的c 0 2 超l 临界流体萃取技术装备获得业界的高度认可，产量逐年增加，并出口海外。 由于产品规格多，产品开发任务紧，原有手工控制的开发过程与产品设计更改不能满足企业现状。 由于p 瑚系统的更改管理模块和过程管理模块没有进行二次开发和利用，产品设计时没有严格的 按照公司质量体系和程序文件设计和更改，造成产品设计的数据出错率高。设计人员花大量时间 处理现场错误，从而导致性产品开发不能如期完成，成型产品生产时废品率高，给公司带来了很 大的损失。 另外，由于无更改管理系统，产品资料更改没有严格，产品资料版本控制不严，往往设计人 员自己也记不清资料的版次，从而造成产品生产时重复出错，废品率高：对新近设计人员由于无 版本参照，处理问题不知如何入手，浪费了公司的人力物力。 由此，根据公司发展需要，充分利用现有的p d m 系统，按照公司的质量体系和程序文件，对 p d m 系统的更改管理模块和过程管理模块进行二次开发，以实现产品开发过程和产品更改的严格 控制，这样既可以使公司的技术管理上一个台阶，同时也可减轻设计人员本身的劳动强度，使之 有更多时间从事产品设计，又可以为公司产品生产时降低废品率，提高生产效率，为公司创造更 多的利益。 所以，我们选定这一课题进行开发。 开发的内容：本课题是在原有的p d i l 系统上进行二次开发，主要对设计更改管理模块和设计 过程管理模块进行二次开发。根据公司程序文件使p d m 系统的设计更改管理模块和设计过程管 理模块适合企业需要。 以上的二次开发需要进行界面设计，功能设计，并将这些设计用于整个系统中。 8 贵州大学工程硕士论文 第二章p d m 二次开发的技术方案 1 p d m 二次开发分析 1 1p d m 二次开发的方法 为了提高产品质量。使p d m 系统流程符合公司质量体系和程序，在p d m 二次开发时采用和 产品设计生产时采用6o 的二次开发方法( d e s i g nf o rs i xs i g m a ，d f s s ) ，在开发时特点是： 利用d f s s 方法自上而f 分解待开发各个模块的需求； 采用概率论方法进行模块化系统性能仿真； 最佳的设计方案应该是选择恰当的性能指标和合理的制造方法： 在开发过程中充分考虑到产品的全部功能。 由此可见，d f s s 方法保证二次开发的质量。 d f s s 认为变异存在于所有系统、子系统及各种实现过程中如果在程序设计和功能定制阶段 不能及时辨认、了解和预测这些变异，则错误、返工和失败将是不可避免的。d f s s 常用蒙特卡洛 方法进行分析，具体流程图如下； 通过蒙特卡洛方法，在p d m 开发的早期分析多种变异作用在同一个关键设计指标时的表现， 从而提供健壮的总体设计方案，减少和避免p d m 开发、和实现阶段的缺陷数，实现6o 的质量等级。 1 1 1 变异来源 变异分为可控制与不可控制两类。不可控制的变异如项目控制过程中的突变等可以放到概率 分布模型中。可控制变异又分为用户需求变化和总体技术指标的调整。通常可控制变异用下述模 型进行管理： 。，( 五五，五) ，( 五五) 图中表示可以控取瞪量如卫星各设备、鼙件、 零件的重置堀羞，弧衰示上一层的控制变重，如卫 ，星的系统、分系统的重量偏羞。铀f ( ) 裹示下层变 量的变异对上层的影响函数，如零件的重量偏羞之和 等于部件的重置偏差等一且某个零件的重量偏差发 生变异则对应的部件重量偏差也发生某种受异加 工和装配的公差也存在类似的关系 9 贵州大学工程硕上论文 目前手工管理上述模型面临以下问题： ( 1 ) 各级技术指标必须经过由上到下，由粗到精的分解和叠代过程。在手工管理中，技术指 标的传递不实时、变化的影响不直观、叠代的过程难追溯，从而导致技术指标分配不合理、落实 不到位，影响总体质量和研制周期。 ( 2 ) 各种变异经过层层传递，容易发生失真、延迟，遗忘、错位甚至丢失的现象。 ( 3 ) 变异的历史没有完整的记录。后期的事故分析、经验总结、资料归档等工作缺乏必要的 原始资料，给交付正确的培训教材，使用手册及竣工资料带来很大的困难。 1 1 2 需求管理 在d f s s 方法中必须建立一套结构化的需求变异管理模型该模型管理可能发生变异的系统、 子系统、零部件及其对应的需求说明、关键目标，附加备注与相互关联。具体的需求管理模型有 以下几种元素组成： 文件夹t 用来分门别类地组织不同类型的需求结构树或产品构件树 蠡需求。用来组织同一系列的需求和需求树 构件t 用来组织同一系列的产品构件和构件树，可以是实际的产品对象。也可以是虚拟的 作任务 备注条：t e x t 文本格式的备注条可附加在任何需求或构件上。记录该对象的变化历史和型 原因等事项 文件有关需求变更的相关文件，如用户输入的原始文档、输出的测试报告簪 目标用来描述总俸考核的关键技术指标。附加在关键的构件上 羞瓞 描述需求与需求，需求与目标、构件、备注条、文件，甚至需求与p d m 中的产品对象，需求 与p r o j e c t 中的任务之间的关联。根据关联可以方便地查询任何一点的变化将会牵涉到其他因素， 并自动发出相应的提示。 1o 彩日d 虱 贵州大学工程硕士论文 控倥煎 按照系统、分系统构成的构件树实际上就是一棵开发结构树。每个构件都有一套缺省的属性， 将定义的属性等关键的技术指标均可实时反映在需求管理系统中，供全部有关人员共享任何关 键指标的变化均可立即通知相关人员开展必要的分析与变更。 构件的全部或部分属性可以直接输出到e x c e l 电子表格系统中，在e x c e l 中很容易进行汇总、 统计和概率分析。e x c e l 中元素和构件属性的同步性保证任何叶节点上关键指标的变异能够立即 反映到根节点上。 螽塞挝 每个模块面对各种各样的需求，如立项需求。总体方案，模块设计程序等等。通常每个需求 可以分解成若干的子需求和子子需求，由此便构成一棵p d m 开发过程中内部的需求树。 作为一个对象，无论是根节点，还是枝、叶节点上的需求均有一套属性，如所有者、创建日 期等便于查询。需求的内容可以用文字、表格、公式、数据图片等各种形式进行描述。一旦把整 棵需求树输出成文本格式的文件，便可以得到最新版本的立项报告、总体方案、任务书、测试大 纲、培训教材、协作合同、业务流程等文件。文本文件中的各种元素和需求内容的保持一致。通 过需求管理系统可以立即将任何需求的变异通知全部有关人员，保证协同工作中需求同步的要求。 1 2 更改管理的二次开发分析 1 1 1 现状分析 在公司中，产品的设计更改通常采用填写更改单的方式进行。包括：更改单编号申请、涉及 零部件、发放部门，更改内容描述等，需要走审批签字过程，最后发放到相关部门所有的流程 都是手工完成，在电子数据的更改上。则缺少控制，由设计人员自己把握，没有电子数据的审批。 而指导生产是企业的电子数据，对于借用件，则很难处理关联更改问题，大量使用新件进行替换， 更改单的查阅不直观，也影响了后来产品设计的借用 1 1 2 设计更改管理预期模块 经过现状分析。参照二次开发目标流程，结合设计人员习惯，设计更改管理模块应包含以下 模块，模板定制、更改配置、更改单编制，网络评审，版本管理，更改通知、更改信息查询，以 便能管理个对象，具体功能见表二： 表二、设计更改管理预期模块功能及管理对象列表 顾期模块l 管理对象i 贵州大学工程硕士论文 自定义更改单模板设计更改单格式、更改单中需要填写的数据 更改配置更改评审流程，更改单编号 更改单、更改单编号、更改涉及产品、零部件、更改单发放的部门、更改 更改单编制 单填写内容、更改单中的示意图、在制品的处理意见、更改涉及的文档、 更改影响到的产品或者部件、更改人，更改时间，设计图纸 评审任务、评审人、评审意见评审没有通过的更改单、更改单与更改消 更改单网络评审 息、评审人的签名与时间 图纸更额与版本管理 更改后的文档和版本记录、零部件版本、零部件版本，更改标记 更改通知 更改消息、更改通知邮件、更改单发送部门签名 更改信息查询 更改单、零部件 操作导航操作流程l 玺i 、功能栏 1 3 设计过程管理模块的二次开发分析 1 2 1 现状分析 目前，由于无设计过程管理模块，设计过程存在下列问题： 项目计划的合理性 目前在制定项目计划时，按交货期倒排。由于同时执行多个项目，且各项目的难易系数 和周期不同。因此评估各节点计划时，难以考虑各种因素，导致项目计划不尽合理。 项目进度的反馈 由于项目分解到各个环节。项目的进度反馈难以做到准确和及时。 项目执行过程中，牵涉到部门之问的合作，由于缺乏有效的沟通机制与系统，导致信息 不畅通，效率不高。 项目变更的控制 由于订单变更或者其它原因，导致项目计划调整，对各环节的冲击很大目前，当项目 计划变更时重新颁布新的计划版本，导致新、旧计划的对比和管理工作量很大，准确性也 难以得到保证 另外，当项目计划变更时，影响了正常的生产进度，对其它项目的合理安排也提出了要 求。 因此需要将项目变更合理控制，既考虑到变更对其它项目的影响，又考虑到该项目的 按期交货，从而制定合理的变更计划。 各部门在项目中的协调 产品的开发与生产涉及到多个部门，在项目执行的过程中，需要及时地沟通，以减少不 必要的劳动，从而提高效率。 1 2 2 设计过程管理预期模块 经过现状分析，参照二次开发目标流程，结合设计人员习惯，设计过程管理模块应包含以下 模块，项目管理、工作组任务管理、涉及任务管理、网络评审、设计归档、任务视图、更改任务 管理、模板管理、下载管理、消息管理、操作导航等功能，以便能管理个对象。具体功能见表三： 表三、设计更改管理预期模块功能及管理对象列表 预期模块管理对象 项目管理 项目、项目任务、项目组、项目进度、项目完成时间 工作组任务管理 工作组、工作任务、任务进度、任务完成时间、工作任务 设计任务管理能够实现动态管理的文档类型有；x t m c a d 6 0 幽纸、设计文档、产品结构， l2 贵州大学工程硕士论文 设计报表、文档状态 设计文档的评审过程、评审任务、待评审的设计文档、待评审的设计文档 设计文档网络评审 权限、评审签署意见、红线圈阅意见、评审不通过的文档、评审负责人 设计归档工作任务、已评审通过的设计文档和数据、归档数据 任务视图设计任务、工作组、项目、更改任务 更改任务管理 更改任务、更改文档、更改文档、更改文档 模板管理 项目过程、评审过程 下载管理设计文件 消息管理 消息 操作导航操作流程图、功能栏 2 p d m 二次开发难点及采用的方法 2 1 p d m 二次开发难点 对于一个软件其易用性和实用性是最主要的，在本课题中，比较困难的一是必须将公司程 序文件规定的流程融于软件开发之中，侵设计人员从软件界面就能加快按照公司程序文件规定的 流程进行更改；二是将更改管理相关结果纳入相关产品相关流程中，使更改结果自动处理相关数 据，以保证整个p d m 系统甚至整个信息的数据源出一致，从而保证数据的唯一性和正确性 2 2p 蹦二次开发方法 基于以上两点，在二次开发时，软件界面开发利用x m l 语言编写；，而功能模块用脚本和视 图控制。 在语句书写时，千万注意x m l 语句是前后呼应，而且区分大小写的。数据库的触发器也要 适当使用，因为触发器不容易查询错误； 3p d m 二次开发方案的确定 3 1 软件界面的二次开发方案 3 1 1 开发内容 软件界面由菜单定制、工具条的定制、功能组及功能的定制、视图的定制和状态行的定制 3 2 软件功能的二次开发方案 3 2 1 更改管理模块及其子功能的确定 表四设计更改管理功能表 子模块功能功能描述 ， 管理对象 自定义更改设计更改单模设计更改单 单模板 板定制 定制企业适用的设计更改单的模板。 格式 设计更改单中定义设计更改单的数据来源，包括产品信息、评审信 更改单中需 要填写的数 数据的定义息、在制品处理意见等。 据 l3 贵州大学工程硕士论文 定制更改单的更改评审流 更改配置定制企业适用的评审流程模板 评审流程模板 程 更改评审流程 更改评审流 的配置 提供了更改单评审流程的配置选项 程 配置更改单编选择系统提供的更改单的文件编号规则。供用户在填 更改单编号 号 写更改单时使用。 用户需要对归档的产品数据进行更改时需要使_ i f i 该 更改单编镧更改单填写 功能填写设计更改申请( 或通知) 单，说明更改对象、更改单 更改内容等。并提交进行评审。 更改单编号自根据预先定义更改单编号的编码规则自动产生设计更 动产生 改单的编号。 更改单编号 更改单关联产编制设计更改单过程中将更改单与需要更改的产品更改涉及产 品的具体零部件关联，保证更改结果的准确性。品、零部件 更改单关联部用户可以在编制设计更改单过程中，将更改单与涉及更改单发放 门 到该更改单的部门相关联，保证更改单的准确发放。的部门 更改单填写说可以根据需要插入系统提供的粗糙度、形位公差、焊更改单填写 明符号接符号等特殊符号。内容 更改单中简图可以在编制设计更改单时，可以通过o l e 方式插入简更改单中的 的处理图，或者在a u t o c a d 中拷贝后粘贴到更改单上。示意图 可以根据企业的实际情况提出设计更改时的在制品处在制品的处 在制品处理 理意见，处理意见库可以维护。 理意见 更改单附加文可以在提交设计更改单时，附加说明该更改单的文档，更改涉及的 档如更新后的图纸、说明文档、图像等。文档 对需要更改的零部件。更改单编制人可以查询修改某更改影响到 影响面查询零部件会影响到哪些产品，即有哪些产品借用了该零的产品或者 部件部件 更改单编制人更改单提交评审后，在签字区会自动填写上编制人姓更改人、更 电子签字 名与时间。该区域可以设置成不能人为编辑。改时间 更改单编制人员可以在已修改好的设计图上设置更改 标记更改标记不直接在图样上标注，主要是给其他 更改标记管理浏览该设计图的人提供快速定位更改处的辅助功能。设计图纸 通过更改标记可以从图样上直接看出新老版本的不同 之处。目前支持设置更改标记的图纸为a u t o c a d 图纸。 当设计变更者完成设计变更单的编制，并使变更单进 更改单网络 评审任务流程 入评审流程后，处于评审流程中的人员就会依次在其评审任务、 评审 更改管理的任务视图中出现该项评审任务，并且有消评审人 息提示。 可以对更改单、附加文档进行浏览并在评审意见区填 填写评审意见 评审意见 写自己的评审意见。 如果审批不通过，则更改单自动返回到填写人处。消 评审不通过的息提示其有未评审通过的更改单需要根据审批意见评审没有通 处理 做出处理，再次提交评审时，可以选择评审从头开始、过的更改单 从评审不通过处、或其他任意评审节点再开始评审。 l4 贵州大学工程硕士论文 更改单审批通过后，更改单影响到的人员，都会自动 更改单与更 评审发布接收到更改信息。这些人员包括：设计负责人( 更改 改消息 单编制人) 、借用产品负责人、通知单发送部门联系人。 评审通过后，系统自动在更改单签字区签上评审人姓评审人的签 评审电子签字 名与时间。该区域可以设置成不能人为修改。 名与时间 更改单发布后，设计变更者自动获取更新入库的权限， 更改后的文 图纸更新与更改单生效后对零部件进行版本升级当更改单附加有新的设计图 档和版本记 皈本管理的版本更新纸，在该更改单入库时，系统自动创建一个新