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河北工业大学硕士学位论文 p 圈啊垤在生产过程中的质量管理 揍要 产品数据管理( p d m ) 是一门以信息技术为依托，以软件为基础，管理所有与产品 相关的信息( 包括电子文档、数字化文件、数据库记录) 和所有与产品相关的过程( 包括 审批流程、更改流程) 的技术。p d m 系统与c a d 、c a m 、c a p p 等系统的集成，通过计 算机网络与数据库技术把所有与产品质量有关的数据和过程信息集成起来，实现了产品全 生命周期的信息管理，为企业建立一个产品设计和制造的并行化的协作环境。p d m 作为 企业的系统平台还具有良好的开放性和扩展性。 p d m 利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，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。但是，从生产过程中采 集的实时数据没有反馈到p d m 中，没有形成一个产品设计、生产再到优化产品设计的一 个循环过程，不能很好的控制产品质量。 本文提出了p d m 在生产过程中的质量管理的模型，通过质量规划、数据采集、汇总 分析、评价诊断提出产品设计的改进方案，反馈到产品设计中，这样就形成了持续改进的 循环过程。依据天津某公司的实际需求，开发了智能仪表生产及质量控制管理信息系统。 关键词：产品数据管理( p d m ) ，质量管理，工序质量控锚，过程质量控制 p d m 在生产过程中的质量管理 q u a l i t yc o n t r o lo f 翔d 黼i n 翻融d 参嘲翻剃麟 p r o d u c td a t am a n a g e ( p d m ) i sat e c h n o l o g yt h a ts u p p o r t e db yi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y a n db a s e db ys o r w a r e i tm a n a g e sa l li n f o r m a t i o na n dp l o c e s s e sa b o u tp r o d u c t i n f o r m a t i o no f p r o d u c ti n c l u d e se l e c t r o n i cd o c u m e n t ，n u m e r i cf i l e ，d a t ar e c o r d p 代脚s e so fp r o d u c ti n c l u d e e x a m i n ea n da l e r tp r o c e s s e s c a d ，c a m ，c a p p 眦i n t e g r a t e dw i t hp d ms y s t e m t h e y i n t e g r a t ea l ld a t aa n dp r o c e s sa b o u tp r o d u c t sq u a l i t yb yw e ba n dd a t a b a s et e c h n o l o g y p d m m a n a g ei n f o r m a t i o ni nl i f e c y c l ea n dc o n s t i t u t ep a r a l l e la n dc o l l a b o r a t i v ee n v i r o n m e n tf o r p r o d u c t sd e s i g na n dm a k e p d mi sw i d e l yo p e n e da n de x t e n d e da 8s y s t e mf l a t u s i n gc o m p u t e rp d mc o t r o l st h ew h o l ep r o d u c td e s i g nt ) r o c 觑& s ，c o n s t i t u t e sv i r t u a l p r o d u c tm o d e l ，a tt h ee n d ，f i n i s h si n t e g r a t e dp r o d u c td e s c r i p t i o n ，p r o d u c ep r o c e s sd e s c f i p t i o n a n dp r o d u c ep r o c e s s sc o n t r o ld a t lb u tr e a l - t i m ed a t ai np r o d u c 跫弘蝴si sp o ti n t e g r a t e di n t o p d ms y s t e m c y c l ep r o c e s sf r o mp r o c u c td e s i g n ，p r o d u c et od e s i g ni sn o tf o r m e d t h e r e b y p d mc a nn o tc o n t r o lp r o d u c tq u a l i t y t h i sa r t i c l ef o r m sam o d e lo fq u a l i t ym a n a g e m e n ti np r o d u c ep r o c e s s b yq u a l i t yl a y o u t ， d a t ac o l l e c t i o n ，a n a l y s e ，d i a g n o s ep d m b r i n g su pm e n dp l a nt h a tf o s db a c kt op r o d u c td e s i g n p r o c e s s t h i sf o r m sac o n t i n u o u sm e n d a c c o r d i n gt on e e d so fac o m p a n yi nt i a n j i n ，m y t e a c h e r s ，m ys c h o o l m a t ea n did e v e l o p e das y s t e mn a m e di n t e l l e e t i v ei n s t r u m e n tp r o d u c ea n d q u a i l t yc o n t r o lm a n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ：p r o d u c td a t am a r m g e m e m ( p d m ) ，q u a l 姆m a n a g e m e n t ，w o r k i n gp r o c e d u r e q u a l i t yc o n t r o l ，p r o c e s sq u a l i t yc o n t r o l 河北工业大学顽士学位论文 第一章绪论 l - l 课艨扮研究背景 制造业发达是一个国家经济强盛的标志。随着科学与技术的进步，电子、信息及自动化技术的广 泛应用，使生产得到了巨大发展，市场竞争越来越激烈，竞争推动着整个社会飞速前进，同时给企业 造成了严酷的生存环境。企业要力争设计生产市场需求的产品( p r o d u c t ) ，缩短产品的上市时间f r i m e ) ， 保证良好的产品质量( q u a l i t y ) ，降低产品的综合成本( c o s t ) ，提供优质的售后服务( s e r v i c e ) 。 市场的需求在不断变化，对产品的结构、性能的需求越来越苛刻，从而使新产品的研制变得越来 越复杂。然而。产品的频繁更新对企业本身来说也带来一些问题：需要在再设计( r e d e s i g n ) 、企蜘臣 务流程再造( b p r ) 等包括设备改造及制造上不断投资。其中开发费用基本上与时问基本成正比，即 开发周期趣长，投资越多。这种因素也促使企业采用各种手段缩短产品开发周期i 。 产品质量不仅仅是指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求，更重要 的是指如 可在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求，包括各种服务要求，顾客对产品及其服 务的满意程度是质量的度量。质量永远是衡量企业竞争力的重要指标。谁能提供商质量的产品，谁能 在产品整个生命周期之内提供高质量的服务，谁就能够保住市场。这就要求企业的产品设计水平、制 造设备和制造工艺水平、以及服务水平要高。 随若信息技术的飞速发展，数据成为企业中最重要的瓷源，计算机技术是信息技术的重要支撑。 随着计算机应用技术在企业的臼益普及，形形色色的数据正在以令人难以想象韵速度急剧膨胀对今 天的企业形成了巨大的压力数据种类繁多，数据检索困难，数据流向不明，数据缺乏安全性，数 据无法拭享等等，更为严重的情况是数据泛滥或称“数据失控”。如果我们所使用的应用软件不j t 一 个，丽是多个，则数据的复杂性尤显突出1 2 l 。 在产品研发和生产过程中。数据的变化是必然的、经常性的。人们总是希望任何设计工程任务 的变更能够即时地反皲到数据变更上来。而且人们需要及时得到最新的数据，希望就数据的变化进行 实时的沟通，希望知道数据是否为当黼可用数据。因此，协同设计环境是必不可少的。 制造企业正处于个不断变化的动态环境之中。市场在变，市场对企业提出的要求或者说市场给 企业施加的压力也在变，这对镧造企业提出了更新、更高的要求，而且这些要求的内涵也在不断的变 化。为达到产品t 、q 、c 、s 的整体优化，并以撮强市场竞争力为目标，企业必须不断对原有的经营 p d m 在生产过程中的质量管理 管理、制造技术、数据处理技术等多个方面进行强有力的变革，改组自己的产品开发过程、处理和利 用好产品设计和生产过程中的数据，以缩短产品开发周期、降低开发成本、提商产品质鼍，最终达到 提高企业竞争力的目标1 3 l 。 l - 2p d m 技术的发溉及研究蕴状 1 - 2 1p d m 的内涵 单从字面上理解，p d m 是p r o d u c td a t am 粕皑哪t ( 产品数据管理) 的缩写，是指菜一类软件的 总称。c 1 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：r 具。p d m 系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产鼎”。 而g a r m e rg r o u p 公司给出的定义是这样的： p d m 是以软件为基础的技术，它将所有与产品棚关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起。 产品有关的信恳钮括任侮属于产龋韵数据，掘c a d c a m c a e 的文锋、材料清单( b o m ) 。产品配置、 事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应商状态等等。产品有关的过程包括任何有关的加1 工序、加工指南和有关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作= 舂l 【程、帆构关系等所有过程处 理的程序。包括了产品生命周期的各个方露，p d m 使最瓤的数据能为全部有美用户，包括从工程师、 n c 操作人员到财会人员和销售人员均匏按要求方便她存取。 现在大家都比较认同这样的定义： 产品数据管理( p d m ) 是一门以信息技术为依托，以软件为基础，管理所有与产品相关的信息( 包 括电子文档、数字化文件、数据库记录) 和所有与产品相芙的过程( 包括制定流程、审批流程、曼改 流程) 的技术。它提供产品全生命周期的信息与过程管理，为企业建立个产品设计和制造的并行化 的协作环境瑚。 p d m 是一项新的管理思想和l t 技术，可以看作是一个企业信息的集成“框架( f r a m e w o r k ) ”。各 种应用程序诸如c a d c a m c a e 、o a 、c a p p 、m r p 蒈通过各种各样的方式，如应用接口、开发( 封 装) 等，直接作为个个“对象( 0 i 孵t ) ”蕊被集成进来，使得分布在企业各个地方、在各个应用中 使用的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产晶研发过程褥以高度优他和资源共享。它是 企业实现信息集成的桥梁和纽带，也是企业设计工艺和制造部门的数据管理中心和漉程管理中心。 p d m 系统是掩体企业架构下的管理基础吐 1 - 2 。2p d m 的发展状况分析 2 p d m 在生产过程中的质量管理 管理、制造技术、数据处理技术等多个方面进行强有力的变革，改组自己的产品开发过程、处理和利 用好产品设计和生产过程中的数据，以缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产晶质量，最终达到 提高企业竞争力的目标吼 l - zp 国黻技术缒麓展爱蕊究瑰扶 l 2 - l 删的内涵 单从字面上理解，p d m 是p m d l 埘d a t am 哪n t ( 产品数据管理) 的缩写。是指某一类软件的 总称。c i m d a t a 曾这样定义：“p d m 是一种帮助工程师和墓他人员管理产品数据和产品研教过程的：亡 具。p d m 系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品”。 而g a r t n e r g r o u p 公司给出的定义是这样的： p d m 是以软件为基础的技术，它将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成割一起。 产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如c a d c a m c a e 的文件、材料滴单( b o m ) 产品配置、 事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应葡状态等等。产品有关的过程包括任何有菇的加工 工序、加工指南和有关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系罅所有过程处 理的程序。包括了产品生命周期的各个方面，p d m 佳最薪的数据能为全部有关用户，包括从工程师、 n c 操作人员到财会人员和销售人员均能接要求方便地存取。 现在大家都比较认同这样的定义： 产品数据管理( p d m ) 是- - f 以信息技术为依托，以软件为萋础，管理衙青岛产品相关盼信息( 包 括电子文档、数字化文件，数据库记录) 和所有与产品相关的过程( 毽插制定流程、审批流程、更改 流程) 的技术。它提供产晶全生命周期的信息与过程管理，为企业建立一个产品设计和制造的并行他 的协作环境”。 p d m 是一项新的管理思想和l t 技术，可以看作是个企业信息的集成“框架( f r a m e w o r k ) ”。各 种应用程序诸如c a d c a m c a e 、o a 、c a p p 、m r p 薅通过各种番群的方式，如应用绶【：= l 、开发( 封 装) 等，直接作为一个个“对象( 侧e d ) ”丽被集成进来，使得分布在礁业各个地方、在各个应用中 使用的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产晶研发建程得般高度优化和资源共事。它是 企业实现信息集成的桥梁和纽带- 也是企业设计、工艺和制造部门的数据管理中心和流程管理中心。 p d m 系统是接体企业架构下豹管理基础”。 1 mp d m 酶发鬟杖况分析 1 mp d m 酶发展状况分析 2 p d m 在生产过程中的质量管理 管理、制造技术、数据处理技术等多个方面进行强有力的变革，改组自己的产品开发过程、处理和利 用好产品设计和生产过程中的数据，以缩短产品开发周期、降低开发成本、提商产品质鼍，最终达到 提高企业竞争力的目标1 3 l 。 l - 2p d m 技术的发溉及研究蕴状 1 - 2 1p d m 的内涵 单从字面上理解，p d m 是p r o d u c td a t am 粕皑哪t ( 产品数据管理) 的缩写，是指菜一类软件的 总称。c 1 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：r 具。p d m 系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产鼎”。 而g a r m e rg r o u p 公司给出的定义是这样的： p d m 是以软件为基础的技术，它将所有与产品棚关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起。 产品有关的信恳钮括任侮属于产龋韵数据，掘c a d c a m c a e 的文锋、材料清单( b o m ) 。产品配置、 事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应商状态等等。产品有关的过程包括任何有关的加1 工序、加工指南和有关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作= 舂l 【程、帆构关系等所有过程处 理的程序。包括了产品生命周期的各个方露，p d m 使最瓤的数据能为全部有美用户，包括从工程师、 n c 操作人员到财会人员和销售人员均匏按要求方便她存取。 现在大家都比较认同这样的定义： 产品数据管理( p d m ) 是一门以信息技术为依托，以软件为基础，管理所有与产品相关的信息( 包 括电子文档、数字化文件、数据库记录) 和所有与产品相芙的过程( 包括制定流程、审批流程、曼改 流程) 的技术。它提供产品全生命周期的信息与过程管理，为企业建立个产品设计和制造的并行化 的协作环境瑚。 p d m 是一项新的管理思想和l t 技术，可以看作是一个企业信息的集成“框架( f r a m e w o r k ) ”。各 种应用程序诸如c a d c a m c a e 、o a 、c a p p 、m r p 蒈通过各种各样的方式，如应用接口、开发( 封 装) 等，直接作为个个“对象( 0 i 孵t ) ”蕊被集成进来，使得分布在企业各个地方、在各个应用中 使用的所有产品数据得以高度集成、协调、共享，所有产晶研发过程褥以高度优他和资源共享。它是 企业实现信息集成的桥梁和纽带，也是企业设计工艺和制造部门的数据管理中心和漉程管理中心。 p d m 系统是掩体企业架构下的管理基础吐 1 - 2 。2p d m 的发展状况分析 2 河北【业大学硕士学位论文 p d m 最早出现在2 0 世纪踟年代初期，目的是将手工管理c a d 技术产生的电子文档转变为用计 算机来管理，即电子文档管理系统e d m ，e d m 以操作系统的目录管理和数据库技术为基础，利用软 件对电子图像进行浏览实现工程图纸的重新生成，这种软件就是p d m 的雏形。由于c a d 技术的发 展对产品数量的管理提出了更高的要求，因此，结合企业的实际。开始在计算机上模拟企业中频繁进 行且易被延误的更改单过程。这类管理扩展到产品开发过程领域中，即设计图纸和电子文档的管理， 自动化工程更改单的管理，材料清单的管理等。摄近几年，它所支持的应用范畴越来越广。 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l 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【程( c e ) 、c i m s - 科和 t s 0 9 0 0 0 质量认证等系统工程的全能技术。 p d m 技术的发展可以分为以下三个阶段：配合c a d1 二具的p d m 系统、专业p d m 产晶产生和 p d m 的标准化阶段“1 。 1 ，配合c a d 工具的p d m 系统 早期的p d m 产品诞生于2 0 世纪的年代初。在当时，c a d 已经在企业中得到了广泛的应用， 工程师们在享受c a d 带来好处的同时，也不得不将大量的时问浪费在蠢找设计所需信息上，对于电 子数据的存储和获取的新方法需求变得越来越迫切了。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软 件推出了第一代p d m 产品，这些产品的目标主要是解决大量电子数据的存储和管理问题，提供了维 护“电子绘图仓库”的功能。第一代p d m 产品仅在一定程度上缓解了。信息孤岛。问题，仍然普遍存 在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等阎题。 2 专业p d m 产品 通过对早期p d m 产品功能的不断扩展，最终出现了专业他的p d m 产品。如s d r c 公司的 m e t a p h a s e 和u g s 的i m a n 等就是第三代p d m 产品的代表。与第一代p d m 产品相比。在第二代p d m 产品中出现了许多新功能，如对产品生命周期内各种形式的产品数据的管理能力、对产品结构与鬻置 的管理、对电子数据的发布和更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与查询等，同时软件的集 成能力和开放程度也有较大的提高，少数优秀的p d m 产品可以真正实现企业级的信息集成和过程集 成。第二代p d m 产品在技术上取得巨大进步的同时，在商业上也获得了很大的成功。p d m 开始成为一 个产业，出现了许多专业开发、销售和实簏p d m 的公司。 3 p d m 的标准化阶段 t 9 9 7 年2 月，o m g 组织公布了其p d me n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域的第个国际标准， 本草案由许多p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m 、s d r c 、p t c 等。p d me n a b l e r 的公布标志着 p d m 技术在标准化方匠迈出了崭新的一步。p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术，就p d m 的系统功能、 3 p d m 在生产过程中的质量管理 p d m 的逻辑模型和多个p d m 系统间的互操作提出了个标准。这一标准的制订为新一代标准化p d m 产品的发展奠定，基础。 1 - 2 - 3p d m 的应用现状分析 p d m 技术在全球范围的应用十分广泛，包括机械、电子、汽车、航空、航天以及非信q 造、监等领域。 目前，汽车工业已经在全球范围内开始实施p d m 技术( 如福特、适用公司等) ，航空，航天工业虑用 p d m 技术对企业进行重组( 如波音、麦道公司等) ，非制造业( 如交通、商业、电子出 ；睫等) 领域应 用p d m 技术的增长速度也十分迅速。p d m 系统在文档管理、变更控制、配饕管理以及信息跟踪等方 面也得到广泛的应用，企业把它作为重组( 如技本重组、产品重组、信息重组等) 、并行工程、虚拟制 造等方面的基本技术。 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菲凡的成就。目前，p d m 技术 在国外己得到广泛的应用，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。摄国 外资料统计，实旄p d m 至少能降低工程成本1 0 ，可缩短产品生俞周期2 0 ，减少工程变更控制时 闯3 0 ，减少工程变更数量4 0 ，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。美国c i m d a t a 公司调查的企业中，有9 8 的美国企业都已经实 施或正在实施p d m 。目前，我国也有一些企业实施了p d m 。随着计算机魔用的迅速发展，采用计葬 机辅助设计技术和信息管理技术是企业进行技术更耨改造、提商产品竞争力的必由之路l “】。 目前主要流行的p d m 产品有：美国u g s 公司的i m a n ；美国p t c 公司的w i n d c h i l l ：美国s d r c 公司的m e t a p h a s e ；美国m m 公司的p m ：清华英泰的 p d m ；开磊信息技术有限责任公司的开 目p d m 。 1 3 _ l p d m 技木给企韭带来的优势 成功实施p d m 的企业可能获得许多技术优势。提高企业的生产率与竞争力。这些技术优势总结 如f | s _ j 6 1 ： l ，企业内协同工作：在p d m 环境下。可以方便遗跟踪与某一产强变化有关的蹶有文体积设诗结 果。提供协同工作环境，保证设计人员互相交流设计思路，通过协作方式解决闻题，大大降低了失败 的风险。 2 有效缩短产品开发周期：由于企业各部门之闷及企业与供应链之间加强合作，产品信息的获取 变得容易，产品开发的时间大大缩短。这使得企业能够以更强的竞争力快速响应市场，能够不断地向 4 河北r 业大学觋士学位论文 其客户提供新的创新的产品。 3 提高设计与制造的准确性：参加同项目设计的人员都依据相同的数据开展：【作，并且一直跟 踪并保持最新的数据，从而大大提高了设计与制造的准确性。 4 。更好她控制项目：p d m 系统可以对项目的进展进行有效的控制，产晶结构管理、变更管理、 配置管理和可跟踪性是p d m 的主要功能。另外p d m 通过数据发布和电f 签发程序来加强控制，从 而减少了由于工作失误而造成的信息忽略、掩盖或遗忘。 5 更好地管理工程变更：p d m 系统允许在数据库里保存设计信息的多个修订版本和改犁信息。 通过对每个版本和修订版的“签字”和“标注日期”，消除对现有设计的有关分歧，从而提供完整有效 的变更审查线索。 6 供应链协作：p d m 系统被认为对供应链关系有着巨大的影响，它连接子承包商、供应商、顾 问、合伙人和客户，并给予他们获取相同信息的途径。p d m 系统也可以作为个数据仓库存储本企业 开发的部件及来自于供应商的外协件。通过使用p d m 系统的零部件库，泼计者可以减少许多重复性 ：【 ，进而开发时闯和成本。 1 - 3 - 2 选焉的意义 从以上分析可以知道产品数据管理( p d m 是一种跨平台的计算机管理工具它以产品数据库 为底层支持，围绕产品结构。合理组织并有效管理与产品相关的所有工程数据、人员和资源( 计算机、 应用工具) ，达到集成管理并控制产品数据及其相关流程实现企业内多部门集成化、并行性、协同化 的产品开发。 但是p d m 目前的功能主要着眼于设计方面，如文档管理、产品结构与配置管理、l 作流程管理、 项目管理和产品的分类检索等。与产品有关的生产制造数据还没有集成到p d m 中。阕此加强p d m 丧 生产过程中的质量管理功能是非常必要的。在生产前进行质量规划，然后采集生产过程中的数据，对 数据进行汇总分析、汇总分析、评价诊断，最后提出改进方案，反馈质量规划中，形成一个封闭的持 续改进的良性过程。 l - 4 谭麓研究的主要内容 针对p d m 在生产过程中质量管理的不足，课题研究的主要内容如下： 1 详细淦述了p d m 的产生和发展，对p d m 的各项功能和技术作了详细的分析研究。 2 分析了质量管理技术及其发展。 3 ，对p d m 与质量管理结合的必要性及相关技术进行深入研究。 p d m 在生产过程中的质量管理 6 4 建立了p d m 在生产过程中的质量管理的系统框架，分析了有关的实现方法。 5 根据实际需求，结合上述理论开发了智能仪表生产及质量控制管理信息系统。 河北一 业大学硕十学位论文 第二章p d m 的技术分析 z - ih 蠛i 的体系终循 一个典型的p d m 系统的体系结构可分为四层。用户界面瀑、功能模块及开发工具层、框架核心 层和系统支持层。如图2 1 所示，整个p d m 系统和相应数据库系统都建立在操作系统和网络系统的平 台上，同时与c a d 、c a p p 、m i s 、e r p 等系统共同构成个大型信息管理系统，有效地对种类信息 进行合理、正确和安全的管g t 3 j 。 用户界面层 功能模块及开 发工具层 框架核心层 系统支埠层 图2 1p d m 的体系结构图 f i g 2 1a r c h i t e c t u r eo f p d m 1 用户界面层：向用户提供交互式图形界面，包括图形化的浏览器，各种菜单，对话框等，用j 支持命令的操作与信息的输入输出。通过p d m 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，在p d m 系统的最上层。 2 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、零件分类与检索、工程变更管理、产品结构与配鼍管理、集成工具等。 3 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屏 蔽操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用p d m 系统的各种功能时，蜜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。 4 系统支撑层：以目前流行的关系数据库系统为p d m 的支持平台，通过关系数据库提供的数据 p d m 在生产过程中的质量管理 操作功能支持p d m 系统对象在底层数据库的管理。 2 _ 2p d m 的功艴幡点分析 p d m 系统覆盏了产品生命周期内的全部信息，为企业提铰了一种宏观管理和控制所有与产品相荚 的信息的机制。一个完接的p d m 系统至少包括以下基本功能模块：电子仓库与文档管理( d a t av a u l t m a n a g e m e n t ) 、工作流( w o r k f l o w m a n a g e m e n t ) 和项目管理( p r o j e c t a n d p r o g r a m m a n a g e m e n t ) 、产品 结构管理( p r o d u c t s t r u c t u r e m a n a g e m e n t ) 。在所有功能模块中。电子仓库处于核心摹础地位，为工作 流管理、产品结构管理等模块提供统一的数据存储、查询和共事服务。它们之间关系如胬2 2 所示。 图2 2p 蹦基本动能模块关系 f i 9 2 0r e l a t i o no f b a s i cm o d u l eo f p d m 2 - 2 1电子仓库和文挡管理分析 i 电子仓库d , 5 , 1 4 l 电子仓库无疑是p d m 系统中最基本、最核心的功能，是实现p d m 系统中其他相关功能的基础。 所谓电子仓库( d a t a v a u l t ) 。就是在p d m 中为实现菜种特定数据存储机制的元数据( 管理数据的数据) 库及其管理系统。它保存了所有与产品相关的物理数据和文件的元数据，以及指i 趣这些数据的指针。 如图2 3 所示。 电子仓库的安全机翻使管理员可以定义不同的角色并赋予不同的数据访问权限和范围，通过给用 户分配相应的角色使数据只能被经过授权的用户获取或个性。同时在p d m 中电子数据的发布承j 变 更必须经过事先定义和审批流程后都能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信感吼 用户可能利用电子仓库来管理存储于介质上的产品数据，如建立复杂数据模型、修改与访问文档、 建立不同类型的或异构的工程数据之闰的联系，实现文档的屡次与联系控制、封装管理应用系统( 如 8 河北工业太学硕士学位论文 c a d 、c a p p 、办公软件、图像管理与编辑等) ，方便地实现以产品数据为核一i i , 的信息共享。 图2 3 电子仓库 f j 9 2 3d a t av a u l t 电子仓库的类型有三种鸭1 集中式、分布式与虚拟式。 集中式电子仓库是将物理数据集中于中心服务器上进行管理，元数据库与存放物理数据纪录的数 据库及存放物理文件的文件系统和目录位于同一计算机上数据的唯一性得到保证，安全性好。但由 于网上用户均需通过远程登录来获取数据，故速度慢，效率低。 分布式电子仓库具有文件系统分布与电子仓库之间互连的特点。同个电子仓库对应多个分布在 不同计算机上的文件系统和目录：同个物理数据库可以对应多个不同的电子仓库，并且它们之闯元 数据共享。这样，在分布式环境中电予仓库之间，以及电子仓库与用户之问能直接进行数据操作，用 户无需进行远程登录。 虚拟式电子仓库在分布式电子仓库的基础上，不仅傲到文件系统分布，而且做到元数据库与物理 数据库的分布，即只有一个爵向金企业的虞拟电子仓库，而实际元数据却分布在多个物理电- f 仓库中。 虚拟的元数据管理与分布式文件管理的实现，使得用户能透明地访问全企业的产品信息，而不用考虑 用户或数据的物理位置。 2 文档管理 1 ) 文档管理的对象【3 1 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。它 1 包括：设计任务书、二维图纸、 三维模型、技术文件、各种工艺文件、合同文本、技术手册等。这些文档分属不同的部门，具有动静 态特性。设计部门中的设计规范、标准、技术参数文件等是在设计过程中保持不变的静态文档，丽在 设计过程中生成的零部件二维图纸、三维模型、技术文件、测试报告、审批报告等属动态文档；。r 艺 部门中，静态的工艺文档包括标准化的工艺数据、工艺规程，而动态工艺文档是指零部件在生产f 艺 规划过程、装配工艺规划过程中产生的工艺卡、工序卡、刀位文件等。这些动静态文件都是文档管理 的对象。按照文档种类进行划分，可以将文档分为文本文件、数据文件、图形文件、图像文件、表格 9 p d m 在生产过程中的质量管理 文件。如表2 1 所示。 袁2 1 产品文档种类 t a b l e 2 1c a t e g o r yo f p r o d u c td o c u m e n t 种类描述 文本文件 数据文件 图形文件 图像文件 裹格文件 描述产品性能的以文字描述为主的文件。如产品说嘲书，设计任务书等。 以数据为主的文件螂性能测试报告、有限元分圻报告等。 描述产品及其零部件的二维、兰维盟纸。 为重新利用原有纸质图纸，老固纸经扫描得到的点阵数据文件。 描述具有类似属性的零部件和结构关系。如按照一定格式组织的材料细表。 2 ) 文档管理的功斟3 ) 测览与导航；可按对象属性进行文档查诲，即可根据文档的类型、名称、状态、所属的项目、 创建日期、所有者等属性进行查询，也可查询该文档描述的零部件情况。可以利甩编辑器打开文件， 并在权限许可的范围内直接进行修改。 分类归档：提供按照不秘类型的文档进行分类查询、分类归档，一方蔗缩短了信息查询的时间， 另一方面使得相关产品信息豹描述更蛊规、更清晰。 版本管理：在产品设计过程中经常存在设计惨改及产品变型的情况。设计修改将引起材料明 细表的改变，进而影响工艺撬蓟j ，还会带来制造方面的一系列的变化。在这种情况下，如襞保证数粥 的一致性是非常氨要的问题。版本管理将文档的每一次变化设置为不同的版本，保证在特定的时闻阶 段对应特定有效的数据。 安垒控制：安全控铷是文档管理最关键的要求，文档管理要求能控制数据刨建、修改、存储和 访问。p d m 通过对不同的用户设置不同的操作权限，使得他们在规定的权限下处理攒定范圈内的文件， 保证文档不被非法盗用和修改，从而保证文件在计算机中的安全。同时，将凝攀的文档放置在荚事电 子仓库中。此外，还提供定期数据备份的功能。 2 _ 2 产品籀柑与甓置管理分析 产品配置管理是以产品数据库为底层支撑，以物辩清摹为组织核心，把定义最终产品的所有工程 数据和文档联系起来，对产品对象及其它们之阅的关系迸幸亍维护和管理。产晶对象闻的关系不仅包括 产品都件、组件、零件之间的多对多的装配关系，而且包括其它的搬关数据，如 制造数据、成本数 据和维护数据等。 产品结构是指零部件如何定义及如何在车闻内把零部件组装为产品或太部件。在p d m 中，产晶 l o 浏北工业大学硕士学位论文 结构主要面向产品干什么以及怎样配置产品。在任何一个产品的过程中，其产品结构信息始终贯穿整 个产品的生命周期。而且在不断地变化调整。由_ 丁- 产品结构在结构配覆、制造、计划、采购时是主要 的依据，因此产品结构信息不仅对产品描述两且对整个产品的生产过程极其重要。 ) 3 9 1 - ，产品结构是产品数据管理p d 旧和资源制造计划( m a p ) 的核心内容，因此，产品结构将是 p d m 与m r p 之间集成的交汇点。 产品结构配霾管理具有以下主要功能： 创建产品的定义和结构； 浏览和查询产品结构树； 编辑产品结构树： 为产品数据或文档的变更提供自动传播与动态追踪功能； 根据用户的要求设定配置规则，用户可根据不同的情况利用不同的变量选择得到产品的不同配 置： 具有不同产品配置表的比较功能： 具有重用、替换机制等。 产品结构具有精确和非精确两种配置。精确配置是针对确定版本的固定结构。非精确配置娃种 动态结构，它可以是若干个版本的组合。 2 - 2 - 3工作流与项目管理分折 电子仓库实现了对产品数据的管理、工作流与项目管理剐是为实现开发过程管理与控制。j ：作流 和项目管理是定义和控制数据流动的基本过程，管理数据流向，以及在生命周期内跟踪所有事物和数 据的活动【5 j 0 依据管理范围，工作流和项目管理可分为小范围的设计审批流程瞥理和涵盖产品整个生命周期的 产品开发过程管理。 1 ，工作流管理 p d m i = 作流管理的作用是实现对产品设计与修改过程的跟踪与控制。可以根据二r ：作需要建立串行 或并行的工作流程，使得审核、批准工作能够高效、协调地执行，使得审批记录能够入瘁保存以备奄 淘。 j ：作流管理的实现手段为以电子方式实现各工程数据的提交、审批和发放。当用户进入自己的l 作主界面时，如有审批任务，系统会自动提示。审批流程为图形化界面，寓观简便。一：作流管理过程 具有良好的安全性，流程中的所有审批数据均在数据库的控审之下，保证r 数据的安全性、烈性和 完整性。 】 p d m 在生产过程中的质量管理 为了让计算机有效地对产品在设计和生产中进行自动管理。实现无纸化设计和并行工程，缩短产 品的研制开发和生产制造周期，摊高产品的性能，提出了工作流的概念。【作流可以说是一种企业文 化，它将这种文化表示为计算机能认识的一种数据结构。 p d m 中的流程设计方法有两种：一种是预置式流程设计，该方法将企业中的流程模式颈制在个 模块中，制定流程时只需要对流程进行选择即可达刽设计的要求：另一种是采用可视化设计方法，用 图框表示节点，有向线段表示信息的流向，用属性来定义节点和流程的相互关系，如将节点定义为设 计人员、校对人员、审批人员等，将流程定义为提交、返回修改等。可视化设计流程的方法比较崴观， 易于表达，具有较大的灵活性，企业也容易接受”】。 传统的产品开发流程是串行式的，往往是装配设计完了以后都能进行零件设计，零作设计完成以 后都能进行j 艺设计。设计中的错误只有到样机装配时都能发现。通过工作流程定义和优化，可以在 计算机中建立一个并行的工作流程环境。设计人员完成初步设计可以提交给所有审查人员，r 艺人员 也可同时对零件进行工艺分析。一个并行设计的例子是审批会签流程。在传统的审批流程中( 如图2 4 所示) ，图档在某一时刻只能被一个审批者审查，其他审批者只能排队等待。如果由于某种外部原因， 某个审批者未能按时完成工作。整个流程会被耽误；图2 5 的并行审查模式大大改善了这种情况，提 高设计效率。 图2 4 传统审拙流程 f i 9 2 4r a d i t i o n 矗l i n i n g - e a l d - a p p r o v i n gf l o w 图2 5 并行审批流程 f i 9 2 5 p a r a l l e le x a m i n i n g - a n d - a p p r o v i n gf l o w 河北工业大学硕士学位论文 项目管理是一种为了在确定的时间范围内完成一个既定项目，通过一定的方式合理地组织有关人 员，并有效地管理项目中所有资源和数据，控制项目进度的系统管理方法。项目管理需要在项目实施 过程中实现其计划、组织、人员以及相关数据的管理下配置，进行项目运行状态的监控，及时获得反 馈。 项目管理主要包括两方面内容：其一是项目组织，即根据项目的特点和项目计划，围绕项目台理 组织项目中的人员，有效管理项目所需的各种资源和数据，保证项目按计划顺利完成：兵二是项融控 制，即围绕项目跟踪其进度，掌握各项工作指标，以便进行适当的瓷源分配和进度调整。 项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理，包括项目自身信息的定义修改以及与项目 有关f 9 信息。如状态、组织等信息的管理。项目管理的内容还应该包括项目和任务的描述、研制阶段 的状态、项目成员的组成和角色的分配、研制流程、时间管理、费爿j 管理等。p d m 系统中的项目管理 为控制项目开发时间和费用、协调项目开发活动和保证项目的运行提供一个可视化的工具。 2 2 4 分类及梭索管理分析 p d m 系统需要管理大量的数据，为了较好地建立、使用与维护这些数据，p d m 系统提供了快速 方便的分类方法。它与面向对象的技术相结合，将具有相似特性的数据和过程分为一类，并赋予一定 属性和方法，使用户能够在分布式环境中方便地查询文档、数据、零件和标准件等对象。分类功能趋 实现快速查询的支持技术之一。常用的分类技术是：使用智能他的零件序号、成组技术、搜索检索技 术等。常用的分类技术有：使用智能化的零件序号、成组技术、搜索检索技术和零部件建库技术。 零部件族编码管理应包括以下内容： 零部件编码生成与编码规则库的创建与维护； 文档编码生成与编码规则库的创建与维护； 零部件编码的一致性，唯一性自动判别与编码自动生成。以及产品结构与配覆b o m 的数据接 u 。 分类管理是将垒厂生产的所有零件按其设计和工艺上的相似性进行分类，形成零件族。每零件 族中诸零件具有相似的设计和制造特性，为提高单件、小批量生产的经济效益开辟了新了途径。相似 性标准与分类的目的和要求密切相关，其基本内容包括设计与制造两方面。合理制定各零件族的相似 性是分类编码取得满意结果的关键吼。 在p d m 的各项功能中，文档管理是基础，产品管理的重要环节是产品配置管理，r 作流管理解 决各种很简单或复杂和工作流程，产品结构，配置管理和项目管理的熏要作用是有助于p d m 与m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ，管理信息系统) 、m r p i i ( m a n u f a e t u r e i n g r e s o u r c e p l n i n g i i 制造资源计划) 进行信息交换。 1 3 一一 1 2 型童兰之苎堡主望要兰笪翌 2 - 3p d m 的缺陷分析 以上分析了p d m 的主要功能特点，其中产品结构与配置管理、工作流与项目管理和产品分类及 检索管理都是用于产品设计开发过程，实现了信息共享，提高了数据准确性，有效的进行了设计过程 中产品的质量控制。p d m 集成了c a d 、c a m 、c a p p 、