（机械工程专业论文）pdm在音响设备制造行业中的应用实现技术.pdf

摘要 摘要 先进的设计手段，以及c a x 技术的广泛应用，大大提高了企业的产品开发 能力，促进了生产力的发展。但与此同时，产品设计过程中的设计数据和技术文 档呈现出“信息爆炸”性的增长势头；同时，各种不同应用系统之间缺乏有效的 信息传递和转换，形成了“信息孤岛”，这些问题的出现严重地影响了企业的进 一步发展。产品数据管理( p r o d u c td a t am a r m g e m e n t - p d m ) 正是在这一背景下 产生的一种新的信息管理的思想和技术，它是- f 7 以信息技术为基础，以产品为 核心，集成和管理所有与产品相关的信息的技术，是近几年来c i m s 领域中增长 最快的技术之一，是企业信息化建设不可缺少的工具。 本文在阅读分析了大量国内外文献资料的基础上，较为全面地阐述了p d m 的定义、体系结构、及主要功能；对某音响企业进行了需求分析，给出了其p d m 实施的一般过程，并选定l o t s i ap d mp l u s 进行了具体的实施。本文的主要研究 内容如下： ( 1 ) 从p d m 技术产生的背景入手，给出了p d m 的详细定义，进行了p d m 优点与效益分析，阐述了国内外p d m 技术的现状与发展趋势，分析了音响设备 制造行业的特点与应用p d m 的原因。 ( 2 ) 系统的介绍p d m 的体系结构及功能结构，重点研究了p d m 的电子仓 库与文档管理、产品结构与配置管理、工作流程管理及系统集成功能。 ( 3 ) 对某音响设备制造企业进行了需求分析，分析了其产品特点、生产管 理模式、以及人员组织结构，进行了企业信息化建设调查，总结出了企业对p d m 的需求描述。 ( 4 ) 在需求调研的基础上，进行了软件产品选型，给出了基于l o t s i a p d m p l u s 的p d m 项目实施方案与过程，并制定了详细的培训计划。 ( 5 ) 给出了l o t s i ap d mp l u s 系统在该企业的具体应用与实现a 该项目的研究及应用成果，对其它企业实施p d m 系统提供了一个良好的工 程范例。 关键词：产品数据管理：实施；l o t s i ap d mp l u s , 产品结构 广东工业大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t t h ew i d e l yu s eo fa d v a n c e dd e s i g nm e t h o d sa n dc a x t e c h n o l b g y , g r e a t l y i m p r o v e dt h ep r o d u c td e v e l o p m e n ta b i l i t yi ne n t e r p r i s e ，a n da c c e l e r a t e dt h e p r o d u c t i v ef o r c e b u ti nt h em e a n t i m e ，t h ed e s i g nd a t aa n dt e c h n i c a ld o c u m e n t p r o d u c e di np r o d u c td e s i g np r o c e s s ，p r e s e n t e dt h e i n f o r m a t i o ne x p l o s i o n g r o w t h t e n d e n c y a tt h es a m et i m e ，b e c a u s eo fl a c ke f f i c i e n ti n f o r m a t i o nd e l i v e r ya n d t r a n s f o r m a t i o nb e l ：、v e e nd i f f e r e n ts y s t e m s t h e r ef o r m e d “i n f o r m a t i o ni s o l a t e d i s l a n d ”，a l lt h i sp r o b l e m sb a d l ya f f e c t e dt h ef u r t h e l - d e v e l o p m e n to f t h ee n t e r p r i s e p r o d u c td a t am a n a g e m e n t - p d mi san e wi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tt h o u g h ta n d t e c h n o l o g yp r o d u c e di nt h i sb a c k g r o u n d , i ti sa ni n t e g r a t i o na n dm a n a g e m e n ta l lo f t h er e l a t ep r o d u c ti n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , b a s e do ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , a n d p r o d u c t c e m e r e d n i so n eo ft h e f a s t e s t g r o w i n gt e c h n o l o g yi nc i m s a n d i n d i s p e n s a b l et o o li ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t a f t e rr e a da n da n a l y z e dl o t so fh o m ea n da b r o a dl i t e r a t u r e s ，t h i s p a p e r e x p o u n d e dt h ed e f i n i t i o n , a r c h i t e c t u r e ，a n dt h em a i nf u n c t i o no ft h ep d mr o u n d l y c a r r i e do u tt h er e q u i r e m e n ta n a l y s i s0 no n ea u d i oe n t e r p r i s e ，t h e nt h i sp a p e rp u t f o r w a r dt h ec o m i h o np d ma c t u a l i z ep r o c e s s ，a n dc h o o s et h el o t s i ap d mp l u s s o f t w a r ec o n c r e t e l ya c t u a l i z e d t h em a i nr e s e a r c hw o r k so ft h i st h e s i sa r ea st h e f o l l o w i n g ： f i r s t l y , f r o mt h eb a c k g r o u n do fp d mt e c h n o l o g yp u tf o r w a r dt h ep d m s d e t a i l e dd e f i n i t i o n ，t h e na n a l y z e dt h ea d v a n t a g ea n db e n e f i to fp d m ，a n de x p a t i a t e d t h ec u r r e n ts t a t u so fh o m e & a b r o a dp d mt e c h n o l o g ya n di t sd e v e l o p m e n tt r e n d a n a l y z e dt h ec h a r a c t e r i s t i co fa u d i om a n u f a c t o r yi n d u s t r ya n dt h er e a s o no fw h y i m p l e m e n t a t i o np d m s e c o n d l y , s y s t e m i c a l l yi n t r o d u c e dt h ep d m ss y s t e ms l r u c t u r ea n df u n c t i o n s t r u c t u r e s t u d i e dt h ep d m sd a t av a u l t & d o c u m e n tm a n a g e m e n t ，p r o d u c ts t r u c t u r e & c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t , w o r kf l o wm a n a g e m e n ta n ds y s t e mi n t e g r a t i o n f u n c t i o n t h i r d l y , c a r r i e do u tt h er e q u i r e m e n ta n a l y s i so n o n ea u d i oe n t e r p r i s e ，a n a l y z e d t h ep r o d u c tc h a r a c t e r i s t i c s 。m a n u f a c t u r e & m a n a g e m e n tm o d e ，a n dt h ee m p l o y e e o r g a n i z a t i o ns t r u c t u r e s u r v e y e dt h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n l i z a t i o nc o n s t r u c t i o n , a n d i nt h ee n ds u m m a r i z e dt h er e q u i r e m e n td e s c r i p t i o nf o rt h ee n t e r p r i s e f o u r t h l y , b a s e d o nt h er e q u i r e m e n ts i t u a t i o ni n v e s t i g a t i o no n o n ea u d i o e n t e r p r i s e ，c a r r i e do u tt h ep d m s o f t w a r ep r o d u c tc h o o s e s ，g a v eo u tt h ep d mp r o j e c t i m p l e m e n t a t i o ns c e n a r i oa n dp r o c e s sb a s e do i lt h e l o t s i ap d mp l u s i nt h ee n d m a d et h ed e t a i l e dt r a i n i n gs c h e m a f i n a l l y , p u tf o r w a r dt h el o t s i ap d m p l u ss y s t e m sc o n c r e t e l ya p p l i c a t i o na n d r e a l i z a t i o ni l lt h i se n t e r p r i s e t h er e s e a r c ha n da p p l i e dr e s u l to f t h i sp r o j e c ts e t sag o o de n g i n e e r i n gm o d e lf o r t h ei m p l e m e n t a t i o no f p d mi no t h e re n t e r p r i s e k e y w o r d s ：p d m ；a c t u a l i z a t i o n ；l o t s i ap d mp l u s ；p r o d u c ts t r u c t u r e i i l 垒三些奎茎三堡堡圭兰堡篁兰 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人 在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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， 不包含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献在论文中都做了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的， 论文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 指导教师签字： 黼一：馅 2 0 0 7 年6 月6 日 i 1 1 p d m 产生背景 第一章绪论 近年来，我国企业在工业生产中采用先进的设计手段，特别是应用计算机 技术和c a x ( c a d 、c a m 、c a p p 、c a e 等) 技术，大大提高了企业的产品开 发能力和市场竞争能力，促进了生产力的发展，使企业取得了明显的效益。但 与此同时，产品设计过程中的设计数据和技术文档呈现出“信息爆炸”性的增 长势头；另一方面，企业各部门使用不同的软件系统，这些自动化单元之间缺 乏有效的信息传递和转换，因而形成“信息孤岛”；这些问题的出现严重地影响 了c a x 技术在企业的应用【l 】。统计数字表明，设计工程师的7 0 时间在整理、 查找旧数据，创造设计的时间只有3 0 。数据管理落后的问题，主要表现在： ( 1 ) 信息共享程度低。目前，企业应用的计算机辅助工具和信息系统，如 c a d 、c a m 、c a p p 、m i s 等都是局部的、面向企业某个部门的应用系统，产 生的数据涉及产品的不同方面。这些互不兼容的软件系统，由于采用不同的操 作系统、网络系统、数据库系统等软件环境，所产生的数据不能由一个企业级 的计算机应用系统来管理，而常常以不同的格式和介质存储于不同的计算机系 统中，无法在设计、工艺和制造部门之问进行有效地信息共享与传递，从而形 成了信息孤岛。 ( 2 ) 信息传递速度慢。在大部分企业中，信息传递主要是通过书面文件、 报表及电话等联络方式，因而无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，不 能实时反映设计过程中的变化，不能随时跟踪整个产品设计和制造的进展情况。 ( 3 ) 文档管理落后。在产品的设计过程中，不仅会产生大量的文件和图样， 同时要多次查询和充分利用已有的设计数据。手工管理和维护这些数据会浪费 大量的人力资源和空间资源。应用c a d 技术，要求计算机把大量的图样和技 术数据进行有效地管理，在需要时能够方便、快捷地查询和获取所需的技术资 料；能根据项目、设计者、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的 各类参数，例如材料、重量、加工方法等进行查询。在查询时，不仅可以查到 当前的资料，还可以查到过去的或者类似的相应资料。另外，也要求计算机详 广东工业丈学t 程硕士学位论文 细记录设计、加工过程中的原始资料及相应的更改信息，用不同的版本来描述 当前有效的数据。要求计算机系统的管理人员能够根据各类人员所担任的不同 职责，分别赋予不同的权限，处理不同范围的资料。同样，对资料也应根据不 同适用范围设置不同的密级，保证各类资料的安全和保密。 ( 4 ) 设计方式陈旧。长期以来，产品开发沿用传统的顺序设计方法，遵循 “概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一实验验证一设计修改”的流程。 但由于该方法在设计的早期不能全面地考虑设计下游的可制造性、可装配性、 质量保证等多种因素，导致所制造的产品存在诸多缺陷和对设计的多次更改。 造成设计改动量大、产品开发周期长、成本高等状况，难以适应激烈的市场竞 争。 面对“信息爆炸”，解决“信息孤岛”的问题，已经突出地摆在了企业各级 管理人员和技术人员面前，已经成为制约企业发展的“瓶颈”。 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 ，p d m ) 正是在这一背景下产生 的一种新的信息管理的思想和技术。p d m 系统的主要作用就是作为各种计算机 应用系统的集成框架，实现对产品数据进行管理，进而达到对整个产品生产过 程进行控制的目的。它将为企业提供一个最大限度地利用企业的人力资源和信 息资源的强大工具。 1 。2p d m 的定义 p d m 是- - i 用来管理所有与产品相关的信息( 包括零件、配置、图档、c a d 文件、结构、权限等) 和所有与产品相关的过程( 包括工作流程、更改流程等) 的技术。它提供产品全生命周期( 包括市场需求调研、产品开发、产品设计、销 售、售后服务) 的信息管理，并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行 化的协作环境。p d m 是在数据库基础上结合面向对象技术发展起来的- - i 新的 数据管理技术，是企业实施c i m s 工程的重要组成部分【2 j 。 大体上p d m 可分为广义和狭义两种定义，从狭义上讲，p d m 仅仅管理与 工程设计相关领域内的信息；从广义上讲，它可以覆盖到整个企业中从产品的 市场需求分析、设计、制造、销售、服务直到维护等整个生命周期过程中的信 息。 2 第章绪论 关于p d m 可以这样理解：从技术的角度，产品数据管理( p d m ) 是一种 管理技术，管理所有与产品相关的信息和过程的技术；从软件系统的角度，p d m 是一种管理软件，提供帮助工程师以及其它人员管理产品资料与开发步骤的一 种软件系统，提供数据、文件、文档的更改管理、版本管理、产品结构管理和 工作流程管理等基本功能：从工具的角度，p d m 是在数据库基础上的一种软件 技术，是介于数据库和应用软件之间的软件开发平台，可以集成或封装多种开 发环境和工具，是企业全局信息集成的理想平台，是支持企业过程重组、实施 并行工程和c i m s 工程的使能技术；同时它也是一个面向对象的电子仓库，能 够集成产品全生命周期中的全部信息。 因此，p d m 可以定义为以软件技术为基础，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 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。 1 3p d m 的优点与效益 p d m 不仅带给c i m 技术巨大的生命力，同时将带给企业界全新的管理及 生产组织模式，对一个企业的发展前景有着不可估量的作用。具体体现在下面 几方面 3 1 ： 1 ) 提高设计效率 p d m 向设计工程师提供适当的工具和访问权限，而无需知道到什么地方去 寻找发布的设计或其它数据，以便使数据访问更加有效，大大地缩短设计过程。 设计人员可以把更多的时间和精力用于创造性地设计和开发，从而提高设计效 率，提高整个企业的生产效益。另一方面，在p d m 的支持下，进行并行设计， 减少设计过程中发生的修改和重复次数，缩短设计过程，提高设计效率。 2 ) 缩短产品上市时间 影响产品进入市场的时间包括：工程设计所花费的时间，用于审校上述工 作成果所花费的时间，任务交接之间的时间浪费，设计过程中修改错误所花费 的时间。p d m 系统提供使用者以有组织的方式和界面来查询资料和设计工具， 广东t 业大学工程硕士学位论文 加速寻找正确版本的设计图或文件，从而缩短设计需要的时间，大幅度降低在 产品开发期间( 特别是末期) 发生设计变更的可能性和减少错误发生的概率。 3 ) 提高设计与制造的准确性 p d m 系统提供的版本管理功能，能够保证所有参加同一工程项目的员工， 采用同一数据来工作，并且是及时和最新的数据，确保了设计过程数据的一致 性，减少了设计中的重复和更改次数；同时在并行设计过程中，在设计的初期， 就已经考虑产品的可制造性和产品的质量等因素。此外，当用户访问数据时， 可以确保所有的主文件和历史记录的完整和一致。 4 ) 更好地管理工程变更 p d m 系统的版本管理允许在数据库里生成和保存任一设计的多个修订版 本和改型。使用户可以生成一个设计的多个替代方案，而不用担心前面的版本 会丢失或意外地被删去。而且每个版本和修订版都要“签字”和“标注日期”， 消除对现有设计的任何有关分歧，提供完整的变更审查线索。 5 ) 改善产品与服务质量 p d m 提供产品结构管理与配置管理，促进标准零件和标准设计的再利用， 便于企业采用模块化设计方法，以减少零件的数量，简化产品的制造与维护过 程。另一方面，p d m 系统帮助企业进行并行产品开发，尽可能把修改工作量放 在产品开发的初期，以减少甚至消除在制造过程中因修改设计而造成的损失。 正因为p d m 具有如上优点，企业应用p d m 系统和不应用p d m 系统有很 大的不同，据国外一些研究机构统计，p d m 系统的实施将为企业节约工程成本 1 0 、节约产品开发时间2 0 、缩短产品上市时间5 0 、提高定单的反应速度 3 0 、减少开发过程修改4 0 左右 4 1 。同时可帮助缩短引入新产品的时间，降 低开发新产品的成本和新产品本身的成本，改进产品和服务质量。 1 。4 国内外p d m 技术现状及发展趋势 从目前的发展形势看，p d m 技术已经取得了显著的成效，这主要表现在以 下几个方面：一是p d m 的应用范围在扩大；二是p d m 产品市场在迅速增长； 三是应用p d m 技术的国家和地区在扩大；四是p d m 系统朝着企业全局信息集 成的方向发展；五是国产的p d m 产品已经起步。 4 第一章绪论 1 4 1 国外p d m 技术现状 目前国外已有许多著名的p d m 软件，如：s d r c 公司m e t a p h a s e 、e d s 公 司的i m a n 、p t c 公司的w i n c h i l l 、l o t s i as o f t 公司的l o t s i ap d mp l u s 、m m 公司的p r o d u c tm a n a g e r 等，它们基本上代表了现今在p d m 技术上的最高水平。 p d m 是产品工业中发展最快的一种技术，它的应用给企业带来了非凡的成就。 目前，p d m 技术在国外已得到广泛的应用，尤其在欧美地区的发达国家中，p d m 的应用比较广泛，也比较成功。北美、欧洲、环太平洋地区，特别是日本和韩 国以及其它一些国家，对p d m 的投资都在不断增加。其中，欧洲在p d m 上的 投资增长率最高，投资额数量已经与北美齐平。1 9 9 5 年c i m d a t a 公司对所有实 施p d m 的用户所作的情况调查表明，9 8 的用户表示，他们将追加p d m 资金 投入，扩大实施范围，提高技术层次。他们一致认为p d m 的价值是积极的、 投资是值得的。c i m d a t a 公司总裁e d m i l l e r 认为，对一个企业来说，实施p d m 已经不再是要与不要的问题，而是在什么时候实施的问题【5 1 。 1 4 2 国内p d m 技术现状 随着p d m 在国外的成功应用，国外p d m 产品相继进入中国市场，引起了 我国企业界的广泛关注。国内从9 0 年代初开始了p d m 的研究与应用，在国家 “8 6 3 ”计划的指导下，许多软件厂商如华中科技大学的开目公司、清华大学的 高华公司、中科院的凯思公司、上海交通大学的思普公司等，看到p d m 市场 的巨大潜力，纷纷开发出自己的p d m 产品。就我国的p d m 产品而言，主要从 面向文档管理和面向简单的工作流管理入手，侧重于将现有的人工管理转变为 计算机管理，并逐渐增加其功能，满足企业级产品数据管理的要求。 同时，国内许多企业实施了p d m 系统，有些采用国外厂商开发的p d m 系 统，如春兰空调厂、海尔集团、长虹、康佳等采用的p d m 产品是美国e d s 公 司的i m a n ，西安飞机设计所采用的p d m 产品是i b m 公司的p m ；也有采用 国内厂商开发的p d m 系统，如宁波申菱有限公司、宁波海太机械制造有限公 司等采用的p d m 产品是大天创瑞丰软件公司的g s - p d m ，江西五十铃汽车制 造厂、上海港1 3 机械厂和苏州阀门厂等采用的p d m 产品是华中软件公司的 广东1 = 业大学t 程硕士学位论文 i n t e p d m 。据统计，在中国，有1 9 的企业p d m 系统已经实施完成，2 7 的企 业己经部分实施完成，1 1 的企业正在实施，3 7 的企业正在或准备进行p d m 选型，1 7 的企业有上p d m 的计划。从调查结果看，中国p d m 应用并未全面 普及，市场潜力仍很大【6 1 。 1 4 3p d m 技术发展趋势 在最近几年里，p d m 技术和理念一直在快速地发展，许多新产品比前一代 有了重大改进。这些改进主要反映在产品适应能力、用户界面、功能性、体系 结构和平台支持上。 ( 1 ) p d m 产品适应能力不断提高 由于产品适应能力的改进，p d m 现在能适应各地使用的名词术语、数据模 型、过程模型以及其它特点，表现在通过p d m 产品的系统配置能力，便能够 适应各企业的不同需要。 ( 2 ) 体系结构日趋先进， 原来的p d m 数据库普遍使用商品化的关系数据库管理系统。目前已有一 些p d m 系统在设计上采用面向对象技术，这是一个良好的开端。随着面向对 象技术在p d m 产业中越来越被广泛地应用，扩大了面向对象技术的应用范围， 使得面向对象的数据库管理系统技术向前发展。 ( 3 ) 面向对象技术 面向对象技术使用户能更好地控制数据，并使销售厂商更快地支持这些系 统，以响应用户越来越高的要求。现在很多的销售厂商对面向对象的数据库的 集成性、可恢复性和可测量性仍不满足，但是他们正在关系数据库的上层创造 面向对象的模式来响应用户的需求川。 ( 4 ) w e b 使能技术 w e b 是p d m 的一项非常重大的使能技术，它与i n t e m e t 及i n w a n e t 一起， 推动p d m 达到大众化。大家普遍感到，最终用户访问难是推广应用p d m 的障 碍之一，而w e b 提供一种通用的用户界面，其支持成本低，这对p d m 的应用 将起到推波助澜的作用 8 1 。 6 第章绪论 1 5 音响设备制造行业特点及应用p d m 的原因 音响设备制造行业虽然在国民经济产值中占的比例不大，但它是公众活动、 信息传递、学术交流和文艺活动等领域中必不可少的重要手段【9 l 。中国专业音 响虽然起步较晚、起点较低，但近年来发展迅速。许多国外著名品牌纷纷来华 投资设厂或贴牌生产已成事实，中国正在逐步走向世界音响中国造的“世界工 厂”。 目前我国音响设备制造行业特点主要有： ( 1 ) 一些国内厂家经过多年发展，逐渐完成了企业资本的原始积累，拥有 了相对雄厚的资金，也获得了商业金融资金的支持。一部分企业开始引进世界 一流的生产流水线，聘请国内外一流的专家技术人才【1 0 1 。 ( 2 ) 受全球经济影响，国外知名产品逐渐认可了中国制造，委托一些国内 有规模、有实力的工厂为他们进行o e m 代工，工厂获得了一定的国际品牌技 术，表现在工艺水平、产品严格要求控制上。 ( 3 ) 数字技术全面加入到音响产品之中，生产企业积极采用新技术、新设 计、新工艺、新材料，及时采用这些相应的“四新”措施，提高产品档次。 ( 4 ) 随着科技发展日新月异，音响技术发展越来越快，音响产品的生命周 期越来越短。 ( 5 ) 在企业经营管理中，由家族企业开始向股份制转变，使企业逐渐规范 起来。 新的经营方式、设计手段、生产方式的引入，促进了音响设备制造行业的 快速发展，同时也带来了诸如“设计数据和技术文档呈现出信息爆炸性的 趋势增长”、出现了“信息孤岛”等问题，数据管理相对于设计手段落后，制约 了企业的发展，因此音响设备制造行业需要及时的引入产品数据管理系统。 1 6 主要研究内容 本文在介绍了p d m 的产生背景、国内外研究现状及发展趋势后，详细研 究了p d m 系统的体系结构及主要功能，对某音响制造企业进行了需求分析， 详细研究了某音响企业的实际情况，并选定l o t s i ap d mp l u s 进行实施，给出了 广东工业大学t 程硕士学位论文 详细的实施方案，最后进行了l o t s i ap d mp l u s 在某音响企业的安全剖析。 各章的主要研究内容简述如下： 第一章绪论：介绍了p d m 的产生背景，分析了p d m 的确切定义，介绍 了使用p d m 后所带来的优点与效益以及国内外p d m 技术现状，分析了音响设 备制造行业的特点与应用p d m 的原因，最后给出了本文的主要研究内容。 第二章p d m 系统结构与主要功能：首先探讨了p d m 系统的体系结构与 功能结构，详细研究了一般p d m 系统具有的电子仓库与文档管理功能，产品 结构配黄管理功能，工作流程管理功能，以及系统集成功能。 第三章某音响设备制造企业应用p d m 的需求分析：分析了某音响设备 制造企业产品特点、项目组织及生产管理模式、以及企业员工组织结构；调查 了公司内部计算机软硬件及网络环境，并指出了其不足之处；总结了公司对 p d m 的需求描述。 第四章基于l o t s i ap d mp l u s 的p d m 实施方案：首先根据p d m 的选型 原则，进行了p d m 软件产品的选型，然后给出了基于l o t s i ap d mp l u s 的项目 实施方案，并制定了详细的培训计划。 第五章a b c 音响公司实施l o t s i ap d mp l u s 案例剖析：在上一章分析结 果的基础上，给出了l o t s i ap d mp l u s 在音响企业的实施情况，包括用户及权限 管理、产品结构管理，文档管理以及p d m 与其它系统的集成方式。 总结与展望：总结了本文所获得的主要研究成果，并探讨了其中的不足之 处及下一步的研究方向。 第二章p d m 系统结构与主要功能 第二章p d m 系统结构与主要功能 2 1p d m 系统结构 2 1 1p d m 体系结构 p d m 系统的内部构造是层次化的，p d m 系统建立在操作系统、网络环境 和关系型数据库的基础之上。p d m 的体系结构由四层构成，它们是用户界面层、 功能模块及开发工具层、框架核心层和系统支撑层【1 1 1 。如图2 - 1 所示。 用户界面层 功能模块及 开发工具层 框架核心层 系统支撑层 电子仓库工作流程产品结构 l 系统管理 文档管理 管理配置管理 图2 - 1p d m 系统体系结构 f i g2 - 1 t h ea r c h i t e c t u r eo f t h ep d m s y s t e m l 、系统支撑层；以目前流行的关系数据库系统为p d m 的支撑平台，通过 关系数据库提供的基本数据操作功能，如存、取、删、改、查等操作，支持p d m 系统对象在底层数据库的管理。 2 、框架核心层：提供实现p d m 各种功能的核心结构与架构，由于p d m 系统的对象管理框架具有异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在使用p d m 系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的 透明化管理等。 3 、功能模块及开发工具层：除了系统管理外，p d m 为用户提供的主要功 能模块有电子仓库与文档管理、工作流程管理、产品结构与配置管理、零件分 9 广东工业大学工程硕士学位论文 类与检索、工程变更管理、集成工具等。 4 、用户界面层：向用户提供交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、各 种菜单、对话框等。通过p d m 系统提供的图形化用户界面，用户可以直观方 便地完成管理整个系统中各种对象的操作。它是实现p d m 各种功能的手段、 媒介，处于最上层。 2 1 2p d m 的功能结构 当前国内外有多家厂商从事p d m 的开发与研究，并有很多种p d m 产品问 世。这些产品虽然在功能上有一定差异，但就其核心功能上来看并未发生改变， 主要围绕p d m 的电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、版本管理、工 作流与过程管理、零件分类管理、工程变更管理等【1 2 】，目前企业实施p d m 也 主要集中在实现这些应用功能上。一个p d m 系统一般包括的功能结构，如图 2 2 所示。 图2 - 2p d m 的功能结构 f i g2 - 2 t h ef u n c t i o na r c h i t e c t u r eo fp d m l 、文档管理；这一功能是p d m 的核心，它主要包括：文档的检入和检出； 按属性搜索的机制；文档动态浏览；分布式文档管理；文档安全机制等。 2 、产品结构与配置管理：它是以电子仓库为底层支持，以物料清单( b o m ) 为其组织核心，把工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织和管理，并 向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述【”】。 i o 第一章p d m 系统结构与主要功能 3 、工作流过程管理：这一功能是用来定义和控制人们创建和修改数据的 方法，它主要包括：面向任务或临时插入或变更的工作流管理：规则驱动的结 构化工作流管理；图形化工作流设计工具等。 4 、零部件分类和查询管理：提供零部件的分类和成组技术管理。应用分类 与查询管理功能可以很容易地查询、存取、浏览设计的信息，诸如文件描述、 作者、部门、版本号和零件与项目问的连接关系等。 5 、项目管理：对项目、任务进行管理，并对项目的开发过程及其进度进行 管理与监控。 6 、系统及权限管理：包括用户、工作组、角色、角色分配、权限、安全级 别等内容，文档和图纸必须得到安全控制以防止非法删除、拷贝和修改。 电子仓库是p d m 系统的基础，一般建立在关系型数据库基础之上，能够 保证产品数据的安全性和完整性，并支持各种查询和检索功能，是其它功能模 块的基础。 2 2 电子仓库与文档管理 2 2 1 文档管理的对象 在产品的整个生命周期中与产品相关的信息是多种多样的，这些信息以文 件或图档的形式存在，统称为文档。它们包括一般说明性文字，如设计任务书、 产品设计说明书等；工程设计与分析数据，如二维图纸、三维模型等；以及规 范数据如设计规范、工艺规程等。企业中的文档主要包括了以下内容【1 4 j ： ( 1 ) 原始档案。包括合同、产品设计任务书、需求分析、可行性论据报告 和产品设计说明书等文件。 ( 2 ) 设计文档。包括工程设计与分析数据。在工程设计数据中，一部分是 各种设计过程的规范和标准，以及产品的技术参数：另一部分是设计过程中生 成的数据。另外，还有产品模型数据、产品图形信息、各类测试报告、验收标 准及加工n c 代码等。 ( 3 ) 工艺数据。工艺数据是指c a p p 系统在工艺设计过程中所使用和产生 的数据，可分为静态与动态两类。静态工艺数据主要是指工艺设计手册上已经 广东工业大学工程硕士学位论文 标准化和规范化的工艺数据，以及标准工艺规程等：动态工艺数据主要指在工 艺决策时所需的规则，主要分为选择性规则和决策性规则两大类。 ( 4 ) 生产管理。生产管理指的是对产品生产过程的计划与管理。生产中的 数据可分为两类：一类是基础数据，这类数据比较稳定；另一类是动态数据， 这些数据有一定的时间性，且相对比较独立，不受其他数据存在与否的影响。 ( 5 ) 专用文件。如电子行业的电气原理图或布线图、印刷电路板图和零部 件结构图等。 2 2 2 文档分类 文档具有不同的分类方法，有按照文件的来源进行划分的，有按照文件的 动静态特征进行划分的，比较典型的是按照文档存在的状态进行划分，将其分 为五种类型： ( 1 ) 文本文件。它存储了一般说明性文字，由文字处理软件生成。 ( 2 ) 图形文件。它存储了产品模型的设计信息和基本属性，其中包括机器 或零部件的立体模型、二维零件视图和装配视图、几何尺寸、视图比例、产品 的材料、重量和数量、技术要求以及设计物料清单等。它主要是由c a d 软件 产生。 ( 3 ) 数据文件。它存储了所有在图形文件中没有描述的产品数据，有些在 图形文件中已经描述的产品属性数据也会出现在这种文件之中。这些数据包括 各种物料清单；产品原材料的各种性能指标、产地、价格、供应厂商；在设计、 制造过程中进行分析、模拟、检测和验收所产生和制定的数据；各种标准、设 计规范、工艺规程等数据；生产统计、库存数量以及各种报表等。这些数据往 往以二维表格的形式进行存储。目前这类数据绝大多数都是利用数据库管理系 统进行管理。 ( 4 ) 程序文件。它存储了各种加工程序、管理程序和其它应用程序。 ( 5 ) 多媒体文件。它存储了用多媒体手段制作的产品信息。这些文件含有 真实感的图像、声音和动画效果，主要用于产品的宣传、产品的加工、使用以 及维护的培训指导。 第一：章p d m 系统结构j 主要功能 2 2 3 文档管理的功能 文档管理的功能包括以下几个方面； ( 1 ) 文档对象的浏览与导航。该功能可按对象属性进行文档查询，即可根 据文档的类型、名称、状态、所属的项目、文档所有者等属性进行查询。对文 档对象的浏览，既可以查看文档的属性概况以作总体浏览，还可以利用p d m 系统的文本编辑器打开该文件，浏览文件的具体内容，并在权限许可时直接进 行修改。在有其他载体编辑器的情况下，还能浏览图形文件、多媒体文件等。 文档对象的浏览与导航能满足p d m 用户方便、快捷地查询并获取所需要的当 前或过去的技术资料，减少重复设计，从而大大缩短系列产品以至新产品设计 的时间。 ( 2 ) 文档的分类归档管理。该功能提供按照不同类型的文档进行分类查询、 分类归档，使各类文档在系统中不再是杂乱无章的，而是按照文档类型有序管 理，一方面缩短了信息查询时间，另一方面使得相关产品信息的描述更直观、 更清晰。 ( 3 ) 文档的版本管理。在产品设计过程中，经常存在设计修改的情况。例 如，c a d 对产品零部件结构的修改，将引起材料明细表文件的改变，进而影响 c a p p 产生不同的工艺规划，还会带来制造等其他方面一些连锁变化。在这种 情况下，如何保证前后数据的一致性是非常重要的问题。通过文档的版本管理， 可将文档的每一次变化设置为不同的版本，建立不同版本问的对应关系，以保 证在特定的时间阶段对应特定有效的数据。 ( 4 ) 文档的安全控制。文档在计算机中存放是否安全，是否会由于意外事 故而丢失，会不会有非法的复制、修改和调用，即保密性如何，这是文档管理 的主要问题。p d m 通过将文档放置于不同的电子仓库中，对不同的用户赋予不 同的操作权限，使得他们只能在规定的权限下处理规定范围内的文档，保证各 类文档不被非法盗用和修改，从而保证文档在计算机中的安全性。其次p d m 可以将提供给其他用户共享的文档，放置在专用的共享电子仓库中，只有对共 享电子仓库具有查询权限的用户才能看到相关的资料。此外，为了防止意外事 故造成不必要的损失，系统还提供定期数据备份的功能。 广东工业人学t 程硕j 学位论文 2 2 4 电子仓库 p d m 系统管理的是企业的产品数据，这些数据是由企业的各个部门的人 员，根据各自的工作任务，利用各种应用软件产生的。它们被存放在各种文件 之中，这些文件具有不同的文件格式，最初存储于个人的文件夹之中。p d m 系 统要确保数据的一致性、完整性和安全性，就要把这些文件统一存放起来，置 于p d m 系统的控制之下。这个任务是由电子仓库来承担的l ”1 。 电子仓库是p d m 最核心的模块，一般建立在关系数据库的基础上，它是 一个逻辑单元，连接数据库和数据使用界面。它一般由管理程序、数据库管理 系统和专用存储区组成，如图2 3 所示。它的作用是：把各种文件存放在专用 存储区中或从专用存储区中取出文件，并在存取过程中由管理程序产生这些文 件的元数据( m e t ad a t a ) 。 图2 - 3 电子仓库 f i g2 - 3d a t av a u r 元数据是管理数据的数据，用于资料的整理、查找、存取、集成、转换和 传送。它包括：指向文件实际存放地址的指针，文件的操作状态和版本状态， 文件的分类信息，文件使用权限信息及其它的控管信息等。元数据在信息寻找 时提供设定查询条件的属性。元数据存储在数据库中，支持p d m 系统所执行 的功能，保证数据的安全性和完整性1 1 6 1 。 电子仓库的工作原理是：当把文件存入时，首先在数据库中产生一条记录， 1 4 第二章p d m 系统结构! j 主要功能 用以记录这个文件的各种信息，例如文件名称、作者、存入日期、文件状态标 志等等。然后，把这个文件存入到专用存储区中，再把文件的地址指针存入记 录。当把文件取出时，p d m 先到数据库中找出这个文件的记录，然后根据记录 中的地址指针找到这个文件，拷贝这个文件交给操作者，并且更改这个文件的 状态标志。每当进行这些操作时，p d m 都要对操作者的操作权限进行检验。p d m 根据操作者的操作权限和被操作文件的状态对文件进行管理。 2 3 产品结构与配置管理 产品结构与配置管理是p d m 系统的一个重要组成部分，是产品生命周期 中与各种功能和应用系统建立直接联系的重要工具。作为产品数据组织与管理 的一种形式，产品结构与配置管理是以电子仓库为底层支持，以b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ，物料清单) 为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系 起来，实现产品数据的组织、管理与控制，并在一定的目标或规则的约束下， 向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述，如设计视图、装配视图、 制造视图、计划视图等。