（机械制造及其自动化专业论文）基于plm的图档信息管理系统的研究.pdf

摘要 基于p l m 的图档信息管理系统的研究 专业机械制造及其自动化 研究生李萌指导教师胡晓兵 摘要 随着制造业信息化的不断深入与市场竞争的加剧，企业为提高核心竞争力， 越来越明显地体现出对产品仓生命周期管理( p r o d u c tl i f e c v e l em a n a g e m e n t ， p l m ) 的需求。国内中小型制造企业自身的限制和p l m 的特j _ 决定了其不具备 全面实施p l m 系统的能力，中小型制造企业迫切需要一种针对自身特点的p l m 实施方案。 本文在认真分析和总结现有的图档信息管理系统的基础上，应用c a d 技 术、工程数据库技术与网络技术，开发了基于p l m 的图档信息管理系统 ( d r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do np l m ，p l m d i m ) ，系统的 组织和管理企业的图档及相关文件和数据，为中小型制造企业实施p l m 扣下辇 础。论文的主要成果与特色如下： ( 1 ) 阐述了制造业信息化技术及其对产品全生命周期管理的要求，分析了 p l m 的原理内涵、体系结构与应用概况，针对国内中小型制造企业实施p l m 的现状，提出了以图档信息管理为核心初步实施p l m 的方案，开发了满足中小 型制造企业需求的基j 。p l m 的图档信息管理系统。 ( 2 ) 在分析了司内中小型企业陶档管理的现状和实际需求的基础上，提出了 p l m d i m 系统的总体结构，详细的进行了系统分析，建立了p l m d i m 系统 的体系结构、业务流程、数据流程、系统功能模型及系统开发环境。 ( 3 ) 在d e l p h i 开发环境f ，采用a c t i v e xa u t o m a t i o n 技术，分别针对 a u t o c a d 和s o l i d w o r k s 两种c a d 平台进行了二次开发，针对机械工程类标准 蹦川人学领l 掌使硷文 件及通用件，构建了参数化的开放式软图库，并采用数据厍技术实现图库参数 的统一管理，方便了图库数掘的奄询统计，并具有良好的系统扩展性。 ( 4 1 分析并提出r 适合企业实际情况的多种b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ，物料清 单) 信息处理策略。提出采用图像处理及字符识别技术实现纸质图档b o m 信息 的数字化。通过呵定需模式b o m 束实现用户b o m 的自定义，并在a u t o c a d 平台上丌发了b o m 自动生成模块。通过格式模板和基于统计知识库的规则实 现b o m 数据的自动汇总和提取，完成用户所需的统计清单的制定。 ( 5 ) 在阐述计算机支持的网络协同工作的概念基础上，结合图档信息管理系 统的功能要求，提出了图档协同处理的实施方法，在图档信息管理系统中集成 了常用的协同工具，并探讨了协同过程中冲突协调策略、图档版本营理、数据 协同组织方式控制等关键技术。 ( 6 ) 在以上理沦与实践基础上，玎发了p 【j m l f m 的原型系统，并在央江机 械厂网络c a p p 系统的实际应用中验证了原型系统的部分功能。 关键词：p l m 图档信息管理参数化驱动技术b 0 k l 图档协同处理 a b s t r a c t r e s e a r c ho nd r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do np l m m a i o r m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n p o s t g r a d u a t e l im e n g s u p e r v i s o r h ux i a o b i n g a b s t r a c t a sar e s u l to fl n c e s s a n ta d v a n c e m e n to fm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o na n di n c r e a s i n gm a r k e t c o m p e t i t i o n ，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 ) p l a y sam o r ea n dn l o r ei m p o r t a n tr o l ei n e n t e r p r i s em a n a g e m e n t f o r i m p r o v i n ge n t e r p r i s ek e r n e lc o m p e t i t i o na b i l i t i e s s m a l l a n d m i d d l em a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sa th o m el a c kt h ea b i l i t yt oa p p l yt h ew h o l ep l mi nc u r r e n t b e c a u s eo ft h e i rl i m i t s ，t h e r e b yt h e yr e q u i r ean e ws c h e m et oa p p l yp l m ，w h i c hc a ns u i tt h e i r s p e c i a l t i e sw e l l d r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do np l m ( p l m d i m ) i sd e v e l o p e dw i t h t h e t e c h n o l o g y o fc a d ，e n g i n e e r i n gd a t a b a s ea n dn e t w o r k t h r o u g h a n a l y z i n g a n d s u m m a r i z i n gm a t u r ed r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts ) s t e mi nb e i n g t h es y s t e mc a n m a n a g et h ew h o l ed r a w i n g ，d o c u m e n t sa n dd a t ai ne n t e r p r i s es y s t e m i c a l l y ，a n dp r o v i d eaw a y f o rs m a l la n dm i d d l e m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s a th o m et o a p p l y p l mt h em a i n a c h i e v e m e n t sa n dc r e a t i v ei d e a so f t h ep a p e ra r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) f i r s t l y t h ep a p e rp r e s e n t st h ec o n c e p t i o no fm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o na n di t sd e m a n d f o rp l m a i m i n ga tt h ea c t u a l i t yo fp l ma p p l i c a t i o ni ns m a l la n dm i d d l em a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e sa th o m e ，t h es c h e m e ，w h i c ha p p l i e sp l mp r e p a r a t o r i i yw i t hl h ek e r n e lo fd r a w i n g i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，i sp r o v i d e da n dd r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n p l mi sd e v e l o p e df o rs m a l la n dm i d d l em a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e st h r o u g ha n a l y z i n go f l h e o r y s y s t e ms t r u c t u r ea n da p p l i c a t i o nc o n d i t i o no fp l m ( 2 ) t h ew h o l es t r u c t u r eo fp l m d i ms y s t e mi sb r o u g h tf o r w a r db ya n a l y z i n gd r a w i n g m a n a g e m e n ta c t u a l i t 3 a n dp r a c t i c a lr e q u i r e m e n t s t h es y s t e mi s a n a l y z e d i nd e t a i la n d b u s i n e s sf l o wc h a r t d a t af l o wc h a r t f u n c t i o ns t r u c t u r et r e ea n dd e v e l o p i n ge n v i r o n m e n to f p l m d i ms y s t e ma r ef o u n d e d ( 3 ) t w ok i n d so fc a dt o o l s ，a u t o c a da n ds o l i d w o r k s ，a r ec h o s e nt om a k ef u r t h e r e x p l o i t a t i o nr e s p e c t i v e l y w i t ha c t i v e xa u t o m a t i o nt e c h n o l o g yi n d e l p h ie n v i r o n m e n t i n 叫j 1 1 人学倾l 学位论文 o r d e rt ob u i l da no p e np a r a m e t e r i z e ds o f t w a r ed r a w i n gl i b r a r yf o rm e c h a n i c a le n g i n e e r i n g s t a n d a r dp a r t sa n dg e n e r a lp a r t s t h ep a r a m e t e r so fd r a w i n gl i b r a r ya r em a n a g e du n i f o r m l y w i t hd a t a b a s et e c h n o l o g y t h e r e f o r e ，n o to n l yq u e r ya n ds t a t i s t i co fd r a w i n gl i b r a r yd a t ai s c o n v e n i e n t b u a s ot h es y s t e mh a sag o o de x p a n s i b i l i t y ( 4 ) v a r i o u sb o mi n f o r m a t i o nd i s p o s a lt a c t i c sa r ee x p o u n d e dt of i tf o rt h ef a c to f e n t e r p r i s e s t h eb o mi n f o r m a t i o ni np a p e ri st r a n s f o r m e di n t od i g i t a ld a t aw i t hi m a g e d i s p o s a lt e c h n o l o g ya n d c h a r a c t e ri d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y ；t h ec u s t o m e rb o mi sd e f i n e d t h r o u g hc o n s t r u c t i n gc u s t o m i z e db o m ，a n db o m a u t o m a t i c a lc r e a t i n gm o d u l ei sd e v e l o p e d i na u t o c a dp l a t f o r ma tt h es a m et i m e ；b o md a t ac a nb ep i c k e d u pa n d c o l l e c t e d a u t o m a t i c a l l yt om a k es t a t i s t i c a lb o mr e q u i r e db yc u s t o m e r sw i t hf o r m a tt e m p l a t ea n dr u l e s b a s e do ns t a t i s t i c a lr e p o s i t o r 5 ( 5 ) i m p l e m e n tm e t h o do fd r a w i n g c o o p e r a t i v ew o r ki s c o n s t r u c t e db y e x p a t i a t i n gt h e c o n c e p t i o no fc o m p u t e rs u p p o r tc o o p e r a t i v ew o r ka n dt h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n t so fd r a w i n g i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mf a m i l i a rc o o p e r a t i o nt o o l sa r ei n t e g r a t e di nt h ed r a w i n g i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，a n dk e yt e c h n o l o g i e sa r ed i s c u s s e d ，s u c ha sc o n f l i c t r e s o l u t i o ns o l u t i o nm e c h a n i s md u r i n gt h ec o u r s eo f c o o p e r a t i o n ，d r a w i n ge d i t i o nm a n a g e m e n t a n dd a t ac o o p e r a t i v eo r g a n i z a t i o nt e c h n o l o g y ，e t c ( 6 ) b a s e do nt h es t u d yo ft h e o r ya n dp r a c t i c em e n t i o n e da b o v e ，t h ep r o t o t y p es y s t e mo f p l m d i ms y s t e mi sd e v e l o p e d ，a n ds o m ef u n c t i o n so ft h ep r o t o t y p es y s t e ma r ev a l i d a t e di n n e t w o r kc a p p p r o j e c to fj i a jt a n gh y d r a n l i cm a c h i n e r yw o r k s k e yw o r d s ：p l m d r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，p a r a m e t e r i z e dd r i v i n gt e c h n o l o g y ， b o m ，d r a w i n gc o o p e r a t i v ew o r k 结论 1 绪论 引言 跨入二十一世纪，科学技术的飞速发展，特别是计算机技术的日新月异， 将人类社会带入了全新的信息时代。信息技术i t ( i n t e r n e tt e c h n o l o g y ) 是 当今世界上最先进最活跃的生产力，已经成为当代社会经济的基础。信息技术 对制造业也产生了极其深刻和全面的影响。随着全球化市场竞争的加剧，产品 生命周期明显缩短，新产品更新换代更快，只有快速而正确地管理、使用这些 信息，才能保证产品的竞争力。在此背景下，如何来管理和有效利用产品生命 周期中产生的信息，来应对曰益激烈的市场竞争环境，是当前全球制造业所共 同面对的问题”- 4 】。 1 1 制造业信息化技术及其发展趋势 当今世界，制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是推动国家技术进 步的主要力量，足一个国家综合国力的重要体现。制造企业的先进与否是衡量 一个国家经济实力的重要标准。二十世纪九十年代以来，以计算机技术为代表 的信息技术在企业的经营、管理、设计和制造中圣导到日益广泛深入的应用，促 使发达国家的制造企业迅速由生产过程自动化向企业信息化转变，对提升企业 的核心竞争力起到巨大的推动作用 5 _ 1 ”。 1 1 1 制造业信息化简介 制造业信息化是将现代信息技术及其相关的自动化技术、现代管理方法等 与制造技术相结合，推动企业的产品设计( 方法、工具和过程) 、生产( 过程和 装备) 、管理( 方法和手段) 以及供销服务( 手段和理念) 的数字化、现代化、 自动化、智能化和网络化，提高企业新产品创新开发能力和快速响应市场能力， 实现企业各种资源的优化配置和各类活动的最优运行。 制造业信息化集成了电子信息、自动控制、现代管理、先进制造等多项高 新技术，能同时调控物流、资金流、信息流，促进产品设计的创新、企业管理 模式的创新和企业间合作关系的创新，有效提高劳动生产率，改善产品质黾， 明j i i 大学母 l 学位论文 降低生产成本，加快企业对市场的响应速度，从而大幅度增强制造业的竞争力。 制造业信息化的主要内容包括三个方面：企业生产过程自动化；企业数据 的自动化、信息化：辅助管理、辅助决策系统。要保证这三个方面有效的实施， 必须有资料数据完备的、及时反映科学及制造工程技术发展的、迅速响应市场 需求的、使用方便的信息源来支持。 制造业信息化的根本目的是要在变化了的新的技术条件与市场环境下帮助 制造企业提高生产力与核心竞争力，从而为企业开拓更大的发展空间、创造更 大的经济效益。 从发展战略的角度看，制造业信息化不是技术决策，而是企业迎接制造全 球化挑战的战略狭策，是企业家不断进取和创新精神的体现，是企业利润的新 源泉。以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，是提高我国制造业的技术 创新能力和核心竞争力、实现我国从制造大国向制造强国转变的必由之路。 1 1 2 制造业信息化的发展与对产品全生命周期管理的需求 ( 1 ) 制造业范畴的扩大提出了对产品全生命周期管理的需求 人们曾经将制造业定义为“通过加工把原利料转化为产品的工业”，输出是 产品，其增值主要在加工过程中得以实现。而现代制造业的输出正从产品转变 为包括产品在内的服务和解决方案。今天的制造业已经成为同时对物质、信息 和知识进行处理的产业，制造业的生产、销售和服务包括物流、能量流和信息 流，其中信息流是最活跃的，物流和能量流是在信息流的指挥下运作的。制造 、止信息化是将信息技术、自动控制、现代管理和生产制造技术相结合，提高了 信息流的速度、质量和准确度，促进了产品的开发设计的创新，企业管理模式 的创新和企业间协作关系的创新，减少了资源消耗和环境污染，提高了产品质 量和劳动生产率，从而大幅度增强了制造业的核心竞争力。 为了最大限度地发挥信息化的整体优势和综合效益，制造业信息化的最终 目标应面向产品的全生命周期，满足从市场分析、设计、制造、销售、服务到 回收整个生命周期内各个环节的功能需求。 ( 2 ) 一流产品的开发设计需要进行产品全生命周期管理 进入二十一世纪以后，在信息全球化和全球信息化的共同推动下，企业正 2 绪论 在全方位广泛而深入地采用信息化技术，现代信息技术的驱动和全球市场的拉 动，使得以“用户为中心”、“为用户创造价值”的“订单驱动”变得既可能， 又可行；产品个性化甚至大规模客户定制生产等己成为新的生产方式和竞争方 式。现在，越来越多的制造商都意识到，流产品不仅是成功的源泉，而且是 持久成功的基础。“产品至上”企业那些已经认识到成功源自一流产品的企 业，视产品开发过程为他们最火的竞争优势。为了能长期制造出一流产品，企 业需要一个本身即能带来竞争优势的产品开发过程。虽然某些入认为产品开发 与工程相同，但是，一个真正高效的产品开发过程会涉及到许许多多部门，其 中包括营销、工程、采购、制造、销售和服务等。 外购比例的不断攀升，使供货商和制造合作伙伴直接参与到产品开发过程 中，同时，客户的极大关注也使他们的直接参与必不可少。这样，优化产品开 发的工作，自然而然就从某个工程部门在努力，变为整个企业在努力，最终发 展到一个分布式价值链在共同努力。 虽然在提高企业和供应链的制造和供应效率方面，许多制造商都有了很大 的进展，但是，大多数企业同时也承认他们的产品开发过程存在许多问题。他 们开始认识到，只有在产品生命周期的每个阶段都能很好地管理数字化产品定 义，才能得到更好的改进机会。大多数制造企业目前都需要个适用的企业基 础架构，来高效汇集和管理不同的产品信息并支持有效的产品协同开发过程。 ( 3 ) 提升产业核心竞争力需要进行产品全生命周期管理【1 3 】 我国经过多年的奋斗努力，制造业及其信息化体系的建立已经取得了一定 的成就，“中国制造”的产品已经逐渐在世界崛起。但与发达国家相比，我国的 制造业在各方面仍有很大的差距，我国的制造业总体规模远不及美国及日本； 制造业的人均劳动生产率大幅度落后于发达国家；技术创新能力比较薄弱，具 有自主知识产权的产品和核心技术很少：产品开发周期过长，对市场的快速反 应能力较差。 同时，制造企业的发展面临很多问题，总的来说，包括产品价格不断下降， 生产能力过剩，产品功能r 趋复杂，开发周期要求更短。尽管很多企业现在已 经逐步建立起c a d c a m 、p d m 、e r p 等信息单元技术，但方面，只应用其 中个，则功能过于单一，不能处理更多的复杂情况：另一方面，企业存在多 个信息化单元技术的，在应用中存在“孤岛”现象，缺乏相互间的联系和集成。 四川大学硕上学位论文 产品全生命周期管理就是用来解决这些问题的。从构思到生产的过程中，产品 全生命周期管理的工具把改进流程、产品、性能的所有技术融合在一起，包括 计算机辅助设计、仿真技术、产品设计管理、合作、b o m 、原料数据库、供应 链管理、以及企业资源计划软件之间的整合，从而在根本上提高了企业的核心 竞争力。 j 2p l m 原理及其发展概况 1 2 1p l m 的定义与内涵 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 ) 是从市场的角度 且以整个生命周期内产品数据集成为基础，管理产品从需求、规划、设计、生 产、经销、运行、使用、维修保养、直到回收再用处置的全生命周期中的信启、 与过程，缩短产品上市时间、降低费用，尽量满足用户的个性化需求。它为企 业提供支持产品快速设计和制造优化的集成化产品协同与制造系统，是一种战 略性的思想方法”“”。p l m 核心是产品数据的有序、设计过程的优化和资源的 共享。p l m 既是一门技术，又是一种制造的理念。它支持并行设计、敏捷制造、 协同设计和制造、网络化制造等先进的设计制造技术。因此，研究和开发产品 全生命周期管理系统具有十分重要的意义。 p l m 主要特征是通过一致的数据访问模型将不同商务和工程应用数据集 成，使p l m 用户得以协同地工作。p l m 的体系结构支持产品整个生命周期所 有活动的协同，协同的数据处理使商务应用和资源的相关信息前后贯穿，避免 产品活动中产生的各种数据形成信息“孤岛”h ”。 p l m 的基础是目前的c a d 、c a e 、c a m 、p d m 、e r p 、供应链管理( s c m ) 、 客户关系管理( c r m ) 和知识库等信息平台，它将成为下一代企业联盟的产品开 发与管理协同信息集成平台。p l m 的作用是提供产品的全局信息，让企业的主 要精力集中到产品生命中的整个过程，而不只是关注产品的设计过程。它有助 于企业掌握产品竞争的核心，及时进行产品创新。p l m 的内涵和应用范畴见图 】1 1 1 4 1 。 d 1 绪论 p l m 的管理思想是从新产品的战略策划开始，就将与产品有关的功能、性 能、外观特征、质量、成本、顾客群、销售价格、生产规模、产品投放时机、 市场占有量维护、差异化竞争优势的保持等一系列问题进行统一考虑，详细计 划、分阶段控制实旋，使各种有限资源发挥出最大效益。 产品战略蔗划新产品概念设- r 产品谆细l 啦计工艺1 装设计样机 式制设计定型定鼍生产销售 二二二二二二二互星匦豆匝二二二：二：二二， 需求管理客户宜制 【顷u 管理史档譬理变更管理系统维护) f 应链管理客广芙春管理 新 图1 1p l m 的内涵与应用范畴 】2 2p l m 的发展及其与p d m 的关系 产品全生命周期管理的研究起始于美国“计算机辅助后勤支援”( c o m p u t e r a i d e dl o g i s t i cs u p p o r t ，c a l s ) 计划，是美国国防部于1 9 8 5 年9 月提出的一项 战略性计划。c a l s 的主耍内涵是全寿命管理和全寿命信息支持。该计划实施 后效益显著，显示出巨大的生命力，到2 0 世纪8 0 年代末期，c a l s 不仅扩展 了内涵，进一步受到美国国防部的重视，而且引起了美国商务部的注意，美国 工业界领导人在1 9 9 3 年的c a l s 杂志上撰文说，c a l s 是制造业全面发展的战 略，致使c a l s 应用由武器装备向民用扩展，并且迅速向英国、法国、德国、 瑞典、芬兰、日本、韩国和澳大利亚等国传播【l ”。 作为一个概念来说，p l m 出现的时间已经很长了。但是作为一个整体解决 方案的范畴，它仅仅是在最近一两年刚刚成为可行。之所以花费了数年的时 丑j 来确立产品生命周期管理的市场定位，部分原因是由于它的来历甚至名字都与 p d m 和c a d 软件系统有密切的关系。因为从技术角度上来说，p l m 是一种对所有 与产品相关的数据、存其整个生命周期内进行管理的技术。既然p l m 与所有与 四川大学母i1 学位论文 产品相关的数据的管理有关，那么就必然与p d m 密不可分，有着深刻的渊源关 系，可以说p i m 包含了p d m 的全部内容，p d 功能是p l m 中的一个予集。p d m 与 p l m 的主要区别体现在： p d m 侧重于对产品数据的管理；p l m 则强调对企业智力财富的充分再利用。 p d m 侧重于对产品开发阶段数据的管理；p l m 侧重于对产品全生命周期内数 据的管理。 p d m 侧重于对企业内部产品数据的管理；p l 聃则强调对产品生命周期内跨越 供应链的所有信息进行管理和利用的概念。 p d m 的体系结构是强调以文档为中心的研发流程管理。重点在于建立文档 之间的联接，p l m 则寻求能够实现在多功能、多部门、多学科、多外协供应商 之间的紧密的协同。以在这些领域中取得真实的互操作性为目标。 p d m 提供刚性的、单纯化的信息之间的联合性。p l m 提供的是上下文关联式 的、更广泛和更柔性的联合性，因为p l m 允许在一个领域的创造性的活动对整 个环境具有完整的意义。 p d m 侧重于实现对e r p 等系统的对接式集成：p l m 侧重于以其为基础来实现 整个企业的信息化，以“p l m 生态系统”的方式来实现对e r p 等系统的深层次 集成1 ”1 。 1 2 3p l m 的体系结构与关键技术 产品全生命周期管理是在产品数据的基本管理和过程管理基础之上对产 品从最初的分析、设计到制造出成品以及产品销售到报废的全过程管理系统。 一种产品从产生到最后到达用户直至报废全过程可以用一个动态的生命周期来 描述，生命问期管理系统通过生命周期模板定义产品成熟过程，指定产品在其 成和的每一个阶段的管理规则、权限，具体完成的任务，以及成长到下一阶段 的成熟条件，它利用工作流完成阶段中指定任务的分发以及阶段中任务的部分 自动执行，由生命躅期服务执行阶段的转换以及建立对象的生命周期历史记录， 供用户查询产品的成熟程度与质量，然后修正相应的工作，以达到产品生产全 生命周期管理的不断优化。p l m 体系结构如图1 2 所示。整个系统由生命周期 建模、历史记录管理、运行环境( 包括生命周期服务) 、数据维护( 包括生命周期 1 结论 模型库和运行数据库) 、应用接口( 包括管理员接口和用户接n ) 组成”。 p l m 涉及的技术很多，关键技术在于以下几点“： ( 1 ) 生命周期建模 生命周期建模的功能主要是完成产品从设计到制造、服务的完整信息集的 定义并将其以模板的形式保存下来。生命周期建模是产品分析设计过程和产品 管理 系统 健护 嚣li 豁ff 饕f1 兽蠢i1 麓 数据ii 建蠖ll 数据ll 数据i1 数据 墨导| 应用界面 数据li 工作流 工抟流数 图1 ，2p l m 的体系结构 生产铝4 造流程以及产品销售过程的计算机实现。 ( 2 ) 历史记录管理 提供对业务对象在其所经历的生命周期阶段的状态的记录，用户可以通过 查询生命周期历史记录得到产品的成熟过程。 ( 3 ) 生命周期服务 生命周期系统的数据主要包括两部分，一部分是生命周期模板数据，一部 分是生命周期运行数据。生命周期模板数据维护允许用户创建新的模板，删除 l e l 的模板，修改现有的模板：生命周期运行期数据维护由生命周期服务在业务 对象按生命周期运行的过程中创建和删除。 ( 4 ) 应用接门 应用接口主要出两部分组成，一部分是管理员接口主要提供对生命周期模 板的图形化的维护；一部分是普通用户接v i 主要提供对业务对象的生命周期的 指定与转换，生命周期运行阶段与生命周期历史记录的查询。 四川入学硕i “学位论文 1 2 4p l m 的应用概况与发展趋势 p l m 打破了限制产品设计者、产品制造者、销售者、使用者之阎进行沟通 的技术桎梏。通过互联网进行协作，p l m 可以让公司在产品的设计创新上突飞 猛进，同时可以缩短开发周期，提高生产效率，降低产品成本。目前，已有一 些研究公司或机构推出自己的p l m 系统，如i b m 的c a t i a v 5 r 8 ，p t c 公司的 w i n d c h j 】i ，s a p 公司的m y s a pp ，e d s 公司的t e a m c e n t e r 等【1 8 j 。 国内企业在p l 系统应用方面，已经积累了约2 0 年的经验，从“甩图板工 程”和“八五”技术改造项目到p d m 的功能和作用获得广泛重视，为p l m 在国内应 用打下了坚实的基础，促成了p l m 概念在国内的认可和实施。 据i d c 预测，到2 0 0 6 年，全球p l m 市场将扩大到1 1 0 亿美元，而近几年的 中国p l m 市场容量，也将由目前全球市场容量的3 左右，扩大到5 左右，达 到5 亿美元左右。国内p l m 市场按行业划分，分为航空、航天、汽车、兵器、 船舶、电子、机械、铁道和高校等行业，各个行业之间的份额分御差别不大。 从企业类型看，国有大中型企业仍然是p l m 应用的主力军，占有6 0 以上的份 额，而民营企业和三资企业，正在以更快的速度发展。 随着中国经济的持续高速发展以及中国经济结构的不断调整，国内在p l m 方面的应用需求必将大幅度增加。国内众多的制造企业，为了提高竞争力，在 采甩p l 系统方面，将会持续投人大量资金和人力，逐步赶上国际先进水平。 在软件采购方蘑，将呈现出采购种类和数量多、维护和于 级投入逐步加大的特 点。 在发展过程中，企业对于p l m 系统在技术方面的要求，也随着p l m 应用的 根本目标发生改变，从强涮单项软件功能和单个软件的集成，转变为强调满足 企业产品开发的综合要求，以及多个软件系统的融合，同时，由于系统规模越 来越大，采用的p l m 软件系统也越来越多，企业内以及企业之问协同的要求也 越来越迫切，使得p l m 数据管理于协同的整体性要求也越来越高。 在p i 。酣的咨询服务方面，将会有一个显著的增长期。要求一个企业独立完 成全部产品开发工作是不可能的，或者是费力不讨好的，而利用外脑借助专 业的咨询公司，将一部分工作外包出去，可以收到事半功倍的效果【6 。 绪论 1 _ 3 选题意义与本文的主要工作 l - 3 1 选题意义 随着我国信息化社会的迅速发展，国内中小型制造企业计算机的应用普遍 得到了开展并取得了成功。并且，国家科技部前头推动了c a d 应用工程，以“甩 图板”为主要目标，近几年来，促使许多企业不同程度地采用了c a d 技术，取 得了举国瞩目的社会效益及经济效益，也得到了包括中小制造企业在内的大部 分企业的认可和支持。但是，“甩图板”不过是c a d 应用工程的第一步，并非 最终目标。c a d 应用完成的只是技术数据中的一部分，大量的数据并没有得到 有效的处理和利用 1 9 1 。 在传统的生产模式中，产品研发和生产往往各自为政，无法达成信息即时 流动的目的。而企业花费大量成本引入的计算机系统很容易成为旧有生产方式 的电子化版本形成个别单一的信息孤岛，造成信息分散于企业内部各部门之 中，无法彼此互动共享。因此企业必须打破以往的设计生产模式建立以“信 息”为导向的生产流程。也就是说，必须建立一套管理产品生命周期各阶段不 同信息的机制，使得产品设计、开发、制造、营销，以及售后服务等信息快速 的流动，并且能有效的加以管理。 p l m 是一项对产品所有相关数据进行管理的技术。它将产品生产全过程产 生的所有数据全部统一放置在一起进行管理，也就是通过构筑产品信息数据库， 建立一个统一的产品研发系统平台。所有参与设计的人员通过该平台就可以共 享所有的设计文档与信息，共同完成产品的丌发、设计等工作。同时，产品的 设计信息将直接进入到企业的生产制造系统，与供应链j ：的采购、生产、销售、 服务各个环节联系起来，从而简化了流程，缩短了新产品从创意到上市的周期。 所以要处理大量的数据，有效的利用这些数据，则需要使用到p l m ，而出 于中d , 带r l 造企业各方面的限制： ( 1 ) 中小制造企业规模较小，实施一个完整的p l m 对企业的改动太大。 ( 2 1 中小制造企业资金有限，引进大型的p l m 产品不太现实。 ( 3 ) 中小制造企业即使引进p l m ，大部分只使用了其中一小部分功能，未 发挥p l m 产品的主要作用。 硼川人学形川学位论文 f 4 1 一个大型的p l m 产品实施周期长，中小制造企业技术水平的限制难以 见效。 并且，由于p l m 自身的特点，从国外引进大型的p l m 产品，中小制造企 业不可能拿来就用，而本身国内的p i ，m 产品风毛麟角，远远不够成熟。 因此，本文提出了在中小型制造企业初步实施p l m 的一种方案，即以组织 和管理图档及相关的文件和数据为核心，结合当前国内企业的计算机实际应用 水平，借鉴现有成熟的p l m 系统的经验，利用且前最新的研究成果和流行的计 算机技术，建立个实用的产品图档信息管理原型系统基于p l m 的图档信 息管理系统( d r a w i n gi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t b a s e do np l m ，简称p l m _ d i m ) ， 来改善中小企业目前图档信息管理所面临的落后局面为实施p l m 打下基础。 1 3 2 本文的主要工作 论文围绕如何建立一个实用化的产品图档信息管理系统来展开以系统的 总体设计为核心，详细地研究了系统丌发的几个关键技术，并提出一个原型系 统。 本文的主要工作有如下几个方面： 1 p l md i m 系统的总体设计，设计的目的与指导思想，描述了系统的体 系结构、业务流程与数据流程，提出了系统的功能模块图与系统模型，分析了 系统的结构和系统开发的几个关键问题，介绍了系统丌发的准备工作。 2 详细介绍了参数化驰动技术原理及应用，并构建了基于a u t o c a d 、 s o l i d w o r k s 的标准零部件及通用部件参数化设计和查询的工作平台。 3 提出了b o m 表格信息处理的策略包括手写工程表格文件的自动识别、 可定制模式b o m 的构造方法和绘制方法以及b o m 数据的汇总与提取方法。 4 图档协同处理技术的研究，介绍了计算机支持的网络协同的概念、研究 内容、目的以及基本的协同工具，针对本系统提出的系统要求和功能需求，给 出了图档协同处理系统参考模型，并指出了实现图档协同处理的关键技术。 5 开发了基于p l m 的图档信息管理系统原型，详细阐述了系统的结构与 功能实现。 2堆f - p l m 的图档信息管理系统的总体设计 2基于p l m 的图档信息管理系统的总体设计 2 1 系统需求分析 2 1 1 图档管理现状的分析 随着计算机技术的发展及c a d 技术的推广，计算机的应用在产品设计中的 地位已经至关重要。在产品设计中使用c a d 技术大大的提高了设计能力和图纸 质量，缩短了产品的开发周期。然而随之而来的是大量的产品数据( 如项目计划、 设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、工艺资料、电子表格、视频及音 频信息以及有关零件的各种数据等) 。它们存储于图纸、文件或文档中，有些甚 至作为某些经验存储于工程技术人员的头脑中。为了方便设计人员使用，不得 不保留着大量雷同数据，以不同格式存储于不同介质上，相互独立，可靠性以 及致性差。数据很难得到有效的共享。同时，设计手段的计算机化，必将导 致设计中所产生的产品图纸及相关数据的电子化。然而，现在大多数企业仍然 沿用以往对纸质图纸、书面文件的人工管理的方法去管理计算机生成的电子工 程图档b g - 2 t i 。这样将会出现下列问题： ( 1 ) 设计手段的多样化，造成设计数据的多样化，使得产品数据的组织和 管理更加困难，难于使其在整个产品的生命周期内保持一致性、共享性和安全 性。据英国的调查【5 9 1 ，由于工程设计到制造控制系统缺乏产品数据的统一管理， 导致产品工时增加2 0 ，成本上升1 0 。 ( 2 ) 缺乏完善的数据管理和过程管理，使得越来越多的电子图档处于无序 状念，各部门问信息传递交换缓慢，数据的一致性和安全性得不到保证。 ( 3 ) 入工管理模式下的数据查找、检索及借阅程序复杂、繁琐。而采用人 工方式对电子图档的查找更加难于实现，这样就使得产品图纸及相关数据的利 用率大大的降低，从而影响产品设计效率。 ( 4 ) 信息的集成度不高，与企业现有的c a d 系统不易集成，信息交换标准 不统一，缺乏对信息文件的有效版本控制管理。 四1 1 人学硕卜学位论文 ( 5 ) 过多追求通用性，忽略了企业的特殊要求。 ( 6 ) 没有在产品全生命周期中对图档进行管理，缺乏管理的系统性和连续 性。l 2 2 - 2 5 为解决上述问题，就必须实现产品图档电子化、数字化、网络化和全生命 周期管理，将产品数据电子化后，放在企业统一的产品数据库中，通过权限控 制，在企业局域网中实现产品数据的共享，各相关部门和人员可以充分、合理 的利用图档资源，促进产品设计与制造的标准化、模块化、系列化，提高市场 信息反馈的响应速度，从而在提高了产品的质量的同时降低了产品从设计直到 售后服务这一周期中的成本。因此，企业建立工程图档信息管理系统是必不可 少的。 、 2 1 2 系统设计的目标 建立图档信息管理系统的目标，就是将现有的实物图纸档案转换成电子图 档并建立完善的管理系统，实现对企业内部所有的c a d 图档及相关的产品数据 计算机化管理和网络共享。 为能实现系统目标，系统设计的要求主要有： ( 1 ) 系统通用性强、能够满足不同中小制造企业的需求。 ( 2 ) 适应于异地工作环境下的协同工作。 ( 3 ) 产品结构模碰灵活可靠、易扩展、适应性强。 ( 4 ) 可方便的与c a d c a p p m i s 等软件的集成。 。( 5 ) 数据接口灵活，适应当前流行的关系型数据库。 ( 6 ) 强大的查询功能。系统将提供单项查询、组合查询、模糊查询等多种 手段，使用户快速准确地找到所需的信息 ( 7 ) 建立完善的工程图档数据库，实现图档的有效管理和利用。 2 1