基于tribon的pdm开发研究.doc

研 究 生 学 位 论 文 用 纸 No. 83目 录摘要3ABSTRACT5第一章 绪 论 71.1 船舶制造业PDM的发展及其竞争的战略重点71.2 开展研究的必要性71.3 国内外研究现状91.4 研究思路和方法 101.5 完成的主要工作 101.6 研究中遇到的主要问题 11第二章 CIMS、ERP和PDM概况2.1 CIMS的含义 132.2 ERP的含义 162.3 PDM的含义及其在企业中的重要性 172.4 PDM、ERP和CIMS的联系 182.5 基于TRIBON 的PDM的特点 202.6 本章小结22第三章 TRIBON在船舶制造业的应用3.1 TRIBON的主要特点233.2 产品信息模型253.3 产品信息模型的数据结构273.4 本章小结28第四章 数据接口开发技术4.1 实施CIMS的制造行业中开发数据接口的背景 294.2 异构数据库的接口开发304.3 基于客户/服务器结构的接口开发 314.4 数据接口的开发技术在本课题中的应用344.4 本章小结36第五章 TRIBON与开放数据库的接口开发5.1 基于船舶制造业的数据库375.2 数据抽取 395.3 利用PDI建立生产数据与外部系统的接口 475.4 基于TRIBON的PDM接口开发的关键技术 555.5 本章小结 60第六章 基于TRIBON的PDM的功能6.1 PDM对船舶制造业的影响 616.2 基于TRIBON的PDM系统的理想模型 626.3 基于TRIBON 的 PDM的开发模型626.4 数据库管理系统的安装636.5 数据接口的实现636.6 电子文档管理646.7 零件管理706.8 在AutoCAD 中模拟TRIBON 中的曲线716.9 工程更改技术756.10 本章小结75第七章 结论和展望7.1 论文的主要成果767.2 论文面临的问题和进一步研究的方向76附录 A 78致 谢79参考文献 80基于TRIBON的PDM开发研究摘 要本文分析了PDM(Product data management)的功能，详细说明随着计算机在制造业中的广泛应用，产品数据的统一、流动成为非常重要的因素，PDM的应用水平不仅成为衡量企业技术含量的一个标准，而且是企业是否具有竞争力和生命活力的标志；针对目前船舶制造业在产品开发上的计算机应用水平尚处在CAD/CAM阶段的现状，阐述了基于造船CAD/CAM应用平台的PDM的开发与研究对船舶制造业的重要性。 TRIBON是瑞典TRIBON Solutions AB开发的造船专用CAD/CAM集成系统，广泛用于世界三百多家知名船舶制造企业和研究机构，是目前公认的最优秀的造船专用CAD/CAM系统。但由于历史的原因，该集成系统所创建的数据库只能供系统内应用模块使用，极大地阻碍了船舶制造企业全面信息化的发展。 本文介绍了两种建立TRIBON与开放的关系数据库的接口的方法。第一，利用TRIBON中自带PDI（生产数据接口）；第二，利用COM-Object建立MFC应用程序，将命令行抽取得到的数据转换为文本文件格式，在C+编程环境下追加到关系数据库中。在关系数据库的基础上，提出了基于TRIBON的PDM的理论模型和开发模型。在此基础上，对电子资料室管理，TRIBON与AutoCAD的曲线接口和生产信息的生成进行了开发研究，具体内容如下：（1）电子资料室管理。作为PDM开发的数据基础，它结合TRIBON建模的特点，分别以分段、板架、板材、肘板、面板、加强筋、切口和孔为单位，对各构件的尺寸及构件间的尺寸进行了充分的描述。（2）TRIBON与AutoCAD的曲线接口。为了在AutoCAD中更方便地编辑TRIBON中的曲线，利用AutoCAD中VBA开发了TRIBON与AutoCAD的曲线接口。用户可以TRIBON系统中任选曲线，在AutoCAD中动态地模拟出该曲线形状。（3）生产信息的计算。在电子资料室管理的基础上，查找相关零件和零件间 的参数，根据需要计算出各种生产管理数据。关键词：PDM，CAD，CAM，TRIBON，PDI，PPI, ORACLE。The Exploitation And Study About PDMBased On TRIBONABSTRACTThis paper analyzes the function of PDM,particularly explains the unification and flowage of production data have becomed the important facter with the abroad appliance of the computer in manufacturing.So, PDM not only turn into the standard of meaturing the technology content in enterprise, but also indicate if the enterprise is competive and spirited.This paper analyzes that presently the computer application on production development in shipbuilding is still about CAD/CAM, so the exploitation and study about PDM on CAD/CAM in shipbuilding is very important.TRIBON is developed by TRIBON Solutions AB in Sweden and is the shipbuilding CAD/CAM integration system .It is used widely in more than three hundreds of famous shipyards and marine technology research organitions. Now, it is accepted for the most excellent shipbuilding CAD/CAM integration system. But only the application program of the system can use the database created by the integration system because of history, which baffle badly the development of complete information for the shipyards. Two ways of setting up the interface between TRIBON and the open relational database are described in this paper. Firstly, the PDI(Production Data Interface) is used; secondly, designing the program on MFC, transferring the data from the command line into text file format, and adding the data to the relational database by C+.The theory modal and exploitation modal on PDM based on TRIBON are put forward. On the base of the relational database, the electron data management, the interface on the curves between TRIBON and PDM and the compute on production information are studied.（1）The electron data management. It is the information base of PDM, it combines the feature of TRIBON and describes the dimension of component and the dimension between components with the units of block,panel,bracket,plate,flange,hole stiffener and cutout.（2）The interface on the curves between TRIBON and PDM. To edit the curves from TRIBON in AutoCAD, the interface on the curves is exploited by VBA in AutoCAD. Users may choose a curve at random and the other curve will be simulated in AutoCAD.（3）The compute on production information. The production information may be gained by finding the dimension of components and the dimension between components on based on the electron data management.KEY WORDS: PDM，CAD，CAM，TRIBON，PDI，PPI, ORACLE.第一章 绪 论PDM可以定义为以软件为基础，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。PDM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。1.1 船舶制造业中PDM的发展及其竞争的战略重点船舶产品的设计与建造不同于一般机械产品。由于船体形状复杂而无法用一般零件图的形式来表达船体零件，传统的船舶制造工艺采用1:1人工放样，放出线型、展开曲面，再用样板、划线等方法作为船体零件的加工依据；装配时将放好余量的零件按工序逐步修割后再装配焊接；全船还有数万根形状不一的管子，其加工方式亦类似船体零件，因此既费工又废料，精度还不高。这种粗放式的船舶制造工艺，使得船舶产品在质量、周期、成本等等方面与先进造船国家存在着巨大差距，使得我国的船舶制造业难以参与国际竞争。上世纪八十年代以来，我国造船界引进、开发和应用了一些造船CAD系统，其功能有船舶性能计算、计算机辅助绘图等。使得在产品开发设计中的舱容、静水力、破舱稳性、重量重心、总强度校验等繁杂的计算任务可以在几天内高质量地完成；新的船型可在船型库中选出母型船后进行快速变型设计CAD系统的应用明显缩短了设计周期并提高了设计质量，为新产品开发提供了有效的工具。 产品报价设计从原来的需12个月/艘，到目前每年可完成上百艘；船舶产品设计周期与产品建造周期之比从原来的2:1下降到1.5:1以下，新产品开发从原来的12艘/年，提高到3艘/年以上。 随着船舶市场愈来愈激烈的国际竞争，产品的设计周期越来越短，设计深度越来越深。为了保证船舶产品质量，满足设计管理与生产管理对产品信息的需求，使船舶设计的初步设计、转换设计、详细设计、生产设计等各个设计阶段的壳、舾、涂等多个专业设计在同一数据库中进行并行设计，必须建立产品信息模型，在计算机中先“造”一艘“完整的船”，这样不仅能将实船生产中可能出现的问题提前发现和解决，并且还为产品的计划管理、生产管理、质量管理等提供大量信息。经过长期论证，我国的骨干船厂引进了瑞典TRIBON造船软件，并经过不断消化吸收和二次开发，初步建立起了了适合我国船舶制造特点的造船CAD/CAM系统。由于TRIBON造船CAD/CAM系统的成功应用，产品设计技术准备周期在设计深度不断加大的情况下不断缩短，船舶设计与建造周期比率由1980年的2.2:1下降到1990年的1:1。船舶是订单项目型产品。船舶产品的生产不仅受本企业设备条件、技术水平和资金能力的限制，而且受气候，外界配套供应等多方面限制；产品品种、大小不一，船东要求不一，因此企业生产资源的优化配置较一般制造企业困难得多，这是船舶制造企业难于实现高效生产的一个客观因素。日本和韩国船舶制造业成功的经验表明，要实现高效生产，船厂就必须实现船舶设计、制造、管理的一体化，从而实现现代造船模式。现代模式的造船法实际上是成组技术和统筹优化理论在船舶制造中的具体运用，在区域设计的基础上把每一个造船区域（单元）作为中间产品，对区域内交叉在一起的各种立体作业实现同步施工和同步管理。这就需要大量及时、准确、充分的信息，在做出相对精确和善于应变的材料、资金、设备、场地、劳动力等需求计划后再进行施工，使企业的生产资源达到相当优化的程度，从而实现均衡、连续、高效的总装造船。一个船舶制造业专用的、开放的PDM系统是实现企业资源配置优化，从而实现现代造船模式的重要保证。实现现代造船模式，是船舶制造企业是否具备竞争力的主要表现形式，也是造船人多年来一直追求的目标。1.2 开展研究的必要性船舶与海洋工程是我校的骨干及特色专业。隶属于船舶与海洋工程学院的船舶先进制造技术中心已经成功地完成了多项船舶制造方向的科研项目。目前，中心正在使用从瑞典引进的三维船舶建模软件TRIBON进行造船生产设计方面的开发研究。在进行船舶产品的生产设计时，由于承造船厂在体制、人员、技术以及CAD/CAM的软硬件环境的限制，使得设计过程同生产过程之间不能实现信息的实时共享，从而影响了生产效率的进一步提高。归纳起来主要存在以下几个方面的问题：(1) 实现“壳、舾、涂”一体化，进而实现高效造船，就必须实现设计、生产、管理各领域各专业的信息互通。中心尽管采用了先进的计算机辅助设计、制造的手段，但仍属于单项CAD/CAM应用，还远不能满足“一体化”的要求。(2) 由于产品的初步设计阶段没有及时提供足够的管理和加工信息，并且图纸更改频繁，导致详细设计与生产设计、生产设计同生产过程之间信息不能实时共享；相互协调多以人工平面图为主，无法进行并行作业；因此设计周期、设计差错方面还有待进一步改善；设计思想目前还停留在“设计出图”的范畴。(3)目前市场出售的PDM软件的专业针对性太强，即某一PDM软件仅适用于某一专门行业。因此，有必要根据TRIBON的功能特点并结合船厂需求开发一个符合PDM思想和要求的、和TRIBON系统的产品信息模型相通的开放数据库，利用该数据库，可以对产品的电子资料实行管理；自动生成报表形式的零件表(BOM)；在AutoCAD中编辑TRIBON中图形等等；从而实现TRIBON系统为OA和ERP提供管理信息。1.3 国内外研究现状PDM技术在国外已得到广泛的应用，美国CIMdata公司调查的企业中，98%的企业都要实施PDM。目前，国际上许多大企业正逐渐将PDM作为支持经营过程重组、并行工程、ISO9000质量认证，从而保持企业竞争力的关键技术。国内许多企业实施了PDM系统，有些采用国外厂商开发的PDM系统，如春兰集团、海尔集团、长虹、康佳等采用的PDM产品是美国EDS公司的IMAN；北京艾克斯特软件集团的XTPDM产品作为整个企业信息化技术的集成平台，经过3年的发展，以其优势成功地在国家指定的200家863/CIMS实施企业中的10多家进行了实施。目前，国内对PDM的研究主要涉及到以下内容：（1）BOM的概念、种类、建立原则和BOM的更改及它在信息流住址方面的应用和重要作用等。（2）PDM与2D-CAD的详细集成技术，PDM与3D-CAD的简单集成介绍，包括BOM文件和物理特性文件。（3）随着敏捷企业及互联网的发展，许多企业需要建立一个基于WEB环境的产品数据管理系统，即要求传统PDM必须向WEBPDM转换。国内船舶制造业对造船PDM的研究尚处于探索开发阶段。1.4 研究思路和方法本论文的研究工具主要是大型建模软件TRIBON M1、ORACLE8数据库管理系统、C+ Builder程序开发工具及AutoCAD中的VBA程序设计。研究思路和方法如下：(1) 将TRIBON中的数据库转换为通用的开放数据库，即TRIBON与外部系统的数据接口，这部分是论文的重点和难点之一。经过分析，采用了两种方法：通过TRIBON中的PDI（生产数据接口）和数据抽取的方式进行TRIBON数据库与开放数据库的接口开发。通过PDI可以从TRIBON中导出生产数据，通过数据抽取的方法可以得到几何数据；前者主要利用了ORACLE8数据库管理系统，后者主要采用了C+中的MFC技术,可根据工厂需要对数据库结构进行设计。(2) 根据TRIBON M1的建模特点并结合船厂的工作情况，在第一步得到的开放数据库的基础上设计一个基于TRIBON的PDM模型。(3) 通过两个实例验证开放数据库的实用性。第一，在AutoCAD中模拟TRIBON中的曲线外形。当用户选择开放数据库中的某条曲线时，可以同时在AutoCAD中看到相同的曲线。这里用到了AutoCAD中的数据库连接技术、图形学中的转换矩阵等知识点。第二，由第一步中的PDI产生的生产数据可以得到一定格式的零件表。1.5 完成的主要工作1.5.1 论文的意义和内容论文的意义首先是将建模后TRIBON中的数据根据现代造船模式对生产信息的要求组织在开放的关系数据库中，为今后的二次开发及OA、ERP的应用奠定了坚实的基础。更重要的是，开放数据库可以随着工程信息的改变而及时更新，实现了动态传输数据的功能，使得二次开发中的OA、ERP应用中的数据查询工作由手工进行改进为计算机自动生成，大大节省了项目开发的时间。其次，根据现代造船模式的特征是走向“集成”的趋向，提出了船舶制造行业的ERP的理论模型和基于TRIBON的PDM的开发模型。第三，根据所创建的由TRIBON导出的开放数据库，在AutoCAD中模拟TRIBON中的曲线，并根据计算机图形学中的理论对数据转换矩阵进行处理，将TRIBON中的二维曲线在AutoCAD中用三维曲线模拟出来。第四，为了说明导出的开放数据库在生产管理中的应用，根据扬子江船厂对BOM的需求，将数据库中的相关信息以报表的形式打印出来。用户可以选择零件名即可打印所有数据库中BOM表的信息。所有模型应用C+ BUILDER和AutoCAD中的VBA完成，并有一定的实用价值。1.5.2 主要工作(1) 数据接口的开发研究参考集成制造行业的数据接口开发技术，研究TRIBON与开放的关系数据库的转换问题，尝试了两种不同的数据转换方法：数据抽取策略和生产数据接口PDI策略。前者可以得到几何数据并为二次开发提供数据仓库，后者可以得到生产数据从而组成零件表，为开发功能完善的PDM系统服务。(2) 基于TRIBON的PDM的开发模型根据船舶制造行业的PDM的理想模型，结合TRIBON建模的特点，并参考其它制造行业的计算机集成制造的模型，提出了基于TRIBON的PDM的开发模型。(3) TRIBON与AutoCAD的曲线接口的开发通过TRIBON中开放数据库的几何数据，将TRIBON中的两维坐标系的曲线转换为AutoCAD中三维坐标系的曲线。(4) TRIBON的BOM表的生成通过对生产数据的筛选、重组，生成满足船厂需求的生产设计零件管理表格并打印出来。1.6 研究中遇到的主要问题(1) 由于TRIBON是从瑞典引进的软件，使用它的某些模块时遇到的一系列技术上的问题必须自己探索。(2) 由于造船系统的PDM开发的复杂性，并且在我国在这方面的研究还处于探索阶段，本文根据扬子江船厂有限公司的实际工作环境提出了基于TRBION的PDM的理论模型和开发模型，并完成了其中的两个实例。由于对船厂了解的深度有限，所提出的模型难免具有局限性和片面性。第二章 CIMS、ERP和PDM概况CAD/CAPP/CAM的集成是计算机技术在制造科学与应用领域中的一个重要应用。但现有的CAD、CAPP、CAM系统是在相互独立的情况下发展起来的，当需要开发相关领域的CIMS或ERP系统时，一个严峻的问题摆在我们面前：数据信息如何在不同的系统中流动起来？本章将深入分析CIMS、ERP、PDM的思想以及它们之间的关系，并提出基于TRIBON的PDM的特点。2.1 CIMS的含义CIMS是一种十分复杂的集成系统。它的技术核心在于集成（信息集成和过程集成）。信息集成是指CIMS中不同应用系统之间实现数据共享，这些应用系统分布在网络环境下异构计算机系统中，它们所管理和操作的数据格式和存储方式各异，实现信息集成就是要实现数据的转换（不同数据格式和存储方式之间的转换）、数据源的统一(同一个数据仅有一个数据入口)、数据一致性的维护、异构环境下不同应用系统之间的数据传送。信息集成的理想目标是六个“正确”的实现，即“在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传送到正确的工位给正确的人(或机器），以做出正确的决策或操作”。信息集成是过程集成及其它更高级集成的基础。过程集成是指高效、实时地实现CIMS应用间的数据、资源的共享和应用间的协同工作，将孤立的应用过程集成起来形成一个协调的企业CIMS运行系统。过程集成涉及到不同的过程之间的交互和协同工作，它比信息集成具有更高的集成度，其集成难度也更高。为了实现过程集成，需要采用过程建模方法来建立企业的业务过程模型。另外，过程集成需要有更先进的软件集成支持工具，如集成平台、集成框架等。2.1.1 CIMS的组成CIMS通常由管理信息分系统、设计自动化分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统、计算机网络分系统和数据库分系统，共六个部分有机组成，即CIMS由四个功能分系统和两个支撑分系统组成。(1) 管理信息分系统具有预测、经营决策、生产计划、生产技术准备、销售、供应、财务、成本、设备、工具和人力资源等管理信息功能，通过信息集成，达到缩短产品生产周期、降低流动资金占用、提高企业应变能力的目的。(2) 设计自动化分系统 用计算机辅助产品设计、工艺设计、制造准备及产品性能测试等工作，即CAD/CAPP/CAM系统，目的是使产品开发活动更高效、更优质地进行。(3) 制造自动化分系统 它是CIMS中信息流和物流的结合点。对于离散型制造业，可以由数控机床、加工中心、清洗机、测量机、运输小车、立体仓库、多级分布式控制(管理)计算机等设备及相应的支持软件组成。对于连续型生产过程，可以由DCS控制下的制造装备组成，通过管理与控制，达到提高生产率、优化生产过程、降低成本和能耗的目的。(4) 质量保证分系统 它包括质量决策、质量检测与数据采集、质量评价、控制与跟踪等功能。该系统保证从产品设计、制造、检测到后勤服务的整个过程的质量，以实现产品高质量、低成本，提高企业竞争力的目的。(5) 计算机网络分系统 采用国际标准和工业规定的网络协议，实现异种机互联、异构局域网络及多种网络互联。它以分布为手段，满足各应用分系统对网络支持的不同需求，支持资源共享、分布处理、分布数据库、分层递阶和实时控制。(6) 数据库分系统 它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据管理系统，通过该系统可以实现企业数据共享和信息集成。上述CIMS构成是最一般的最基本的构成，它同时受到以下因素的影响：（1）对于不同的行业 ，由于其产品、工艺过程、生产方式、管理模式的不同，其各个分系统的作用、具体内容也是各不相同，所用的软件也有一定的区别；（2）由于企业规模不同，分散程度不同，也会影响CIMS的构成结构和内容；（3）对于每个具体的企业，CIMS的组成不必求全。应该按照企业的经营、发展目标及企业在经营、生产中的瓶颈选择相应的功能分系统。对多数企业而言，CIMS应用是一个逐步实施的过程；（4） 随着市场竞争的加剧和信息技术的飞速发展，企业的CIMS已从内部的CIMS发展到更开放、范围更大的企业间的集成。如设计自动化分系统，可以在因特网或其它广域网上的异地联合设计；企业的经营、销售及服务也可以是基于因特网的电子商务（EC），供需链管理（Supply Chain Management）；产品的加工、制造也可实现基于因特网的异地制造。这样，企业内、外部资源更充分的利用，有利于以更大的竞争优势响应市场。2.1.2 CIMS环境下的管理信息的功能在CIMS环境中的管理信息分系统（MIS），是指以CIM为指导思想、使用计算机和信息技术管理企业生产经营活动的应用系统。制造业的管理信息系统从MRP、MRPII到ERP，经历了管理思想和技术手段逐渐发展的过程。通常，制造业MIS系统可由以下功能模块组成：经营决策、综合统计分析、计划管理、办公自动化、财务管理、销售管理、生产管理、库存管理、车间任务和作业管理、技术管理、新品开发、物资供应、设备管理、能源管理、人事劳资管理等等。管理信息系统MIS对企业生产经营的主要作用为：（1）合理安排生产，提高企业生产效率；（2）降低产品的生产成本；（3）提高对客户的服务质量；（4）提高企业的管理水平和管理素质；（5）增加企业的应变能力和竞争能力。在CIMS应用企业中，MIS与CIMS其他分系统相集成共同构成了统一的CIMS系统。MIS系统是CIMS中的一个重要分系统，它与设计自动化分系统、制造自动化分系统、质量保证分系统均有着密切的信息联系和相应的接口。例如，MIS要从设计自动化分系统接受产品定义数据和物料清单BOM表、产品加工工艺路线、工时定额和估计成本等信息，并向设计自动化分系统发送开发任务书、技术指标要求等信息；MIS要向制造自动化分系统下达作业计划、任务进度数据、生产准备信息、生产控制指令等，并从制造自动化分系统接受生产完成情况、设备状态、物料消耗等信息；MIS向质量保证分系统传递用户质量信息、产品质量数据、质量处理信息等，并从质量保证分系统接受质量检验、质量统计、质量报告等信息。因此，可以说MIS是CIMS中的神经中枢，它指挥控制着CIMS各分系统、企业各部门有条不紊地运行，完成企业的经营生产任务。2.2 ERP的含义2.2.1 ERP的概念 ERP是英文Enterprise Resource Planning的全称，中文含义为企业资源计划，它是建立在计算机网络基础上的企业信息化管理系统，也就是企业内部自身的电子商务化。理解ERP，首先必须把握其三要素。即对象企业资源、核心合理计划与优化配置、本质管理方法。企业资源是企业拥有的赖以生存和发展的所有资产和能力。传统的企业资源是人、财、物；现代企业资源则是人力资源、资金流、物流、事务流、信息流等各种有形或无形资源的集合。传统的企业管理是基于静态有形资源的单目标的控制型管理，而ERP追求的是基于动态的企业资源的多目标的优化型管理。两者的区别见表2.1。传统企业管理与ERP的不同之处类别传统管理现代管理（ERP）管理资源人、财、物人力资源、资金流、物流、事务流、信息流管理手段纸介质和手工为主无纸化、信息化管理特点静态、闭环式动态、开放式管理方法强调资源控制强调资源优化配置管理目标提高生产效率提高运营效率管理性质阶段性持续性管理流程由上而下由下而上、由上而下的结合管理程式结构化问题的求解半结构化、非结构化问题的求解表2.1传统企业管理与ERP的不同之处 2.2.2 ERP的作用国内外的各种ERP系统已经在市场上行销十几年，一些企业通过运用ERP系统，在企业的物料管理、库存控制、生产计划等生产经营、管理和营销方面取得了显著的经济效益，从而对企业的管理现代化建设产生了很大的意义。总的来说，ERP具有以下几方面的应用：首先正确合理地应用ERP将促使企业哪些基础数据的准确性和及时性有明显的改进和提高，同时也能促使企业在管理水平方面有哪些明显的改进、提高和创新；其次通过ERP应用，企业在管理信息的集成性、实时性、有效性及处理速度方面有很大的改进和提高，并能在很大程度上提高企业的主要经济指标和过程评测指标；通过ERP应用，将促使企业在管理方面能产生明显的经济效益；另外ERP项目的实施周期、投资收益率、投资利润率和投资回收期。2.3 PDM的含义及其在企业中的重要性PDM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。PDM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。2.3.1 PDM在制造业中的作用PDM在制造业中的应用，主要可以起到如下几个方面的作用。(1) CAD/CAPP/CAM等单元技术的集成平台随着计算机应用的日益广泛和深入，人们发现，只有当CAD系统一次性输入的信息能在后续环节（如CAPP、CAM）中一再被应用才是最经济的。目前，PDM系统是最好的3C集成平台，它支持分布、异构环境下的不同软硬件平台、不同网络和不同数据库，不同的CAD/CAPP/CAM系统都可以从PDM中提取各自所需的信息，再把结果放回PDM中，从而真正实现了3C的无缝集成。通过DHPDM的内嵌式PICKUP模块（CAD图纸信息提取工具）可以方便、高效地实现图纸批量入库，为目前国内许多企业急需解决的大量旧图纸入库问题提供了可行的手段，减少了图纸入库的工作量和工作强度，同时缩短了实施PDM项目的周期。按照提取模块（PICKUP）定义好的规则从CAD图纸中提取标题栏和明细表信息，通过分析零部件装配关系，可以实现自动在PDM内创建产品结构树。在这些独立信息系统的集成过程中，CAD与PDM的集成是整个环节中最重要的一环，其关键在于要保证CAD与PDM中数据变化的一致性。DHPDM通过与CAD系统之间建立共享产品数据模型，实现互操作，保证了CAD中的修改与PDM中的修改的互动性与一致性，实现了PDM和CAD的紧密集成。目前，大恒PDM可以实现与AutoCAD及其多数二次开发CAD系统的紧密集成。(2) 企业技术部门信息传递的桥梁PDM是沟通产品设计、工艺部门和MRP、ERP之间信息传递的桥梁，使MRP、ERP从PDM平台自动得到所需的产品信息，如材料清单BOM等，ERP也可通过PDM这一桥梁将有关信息自动传递或交换给3C系统。(3) 企业已有资源的资源PDM的电子资料库和文档管理提供了对多种数据的存储、检索和管理功能。(4) 构造企业CIMS的集成框架在关系数据库基础上开发的具有对象特征的PDM系统由于其技术的先进性和合理性，成为新一代信息集成平台中最为成熟的技术。2.4 PDM、ERP和CIMS的关系2.4.1 PDM与CIMS的关系CIMS的核心是集成，但集成的内涵是不断扩展的。从初始的信息集成发展到今天的过程集成（如并行工程），并进一步要求企业间的集成（如敏捷制造等）。传统的CAD/CAM或CIMS环境中，由于缺乏有效的工程数据管理手段，普遍存在对大量工程图纸与技术文档管理不善、设计数据查找困难、重用性差、经常发生错误，以及产品明细表(BOM)、管理与产品模型、技术文档管理脱节；缺乏有效的版本、状态控制手段等问题。随着并行工程、虚拟制造、敏捷制造等先进制造技术的引入，面临的工程信息管理问题更为复杂，表现为：(1) 内容繁杂；(2) 数据对象之间关系复杂，既有层次关系，又有网状关系；(3) 异构计算机环境的屏蔽与应用集成功能要求强，屏蔽不同硬/软件环境，如不同计算机、OS、网络、数据库与图形界面等。90年代初，PDM技术的兴起为上述问题的解决提供了强有力的支持工具。PDM是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括审批/发放过程、工程更改过程等)的技术，它是一门集数据库的数据管理能力、网络通讯能力与过程控制能力于一体的工程数据管理综合技术，PDM系统包含的主要应用功能有：文档控制、产品结构与配置管理、工作流与过程管理、变更控制等，它提供产品设计、制造和技术支持服务所需的大量数据跟踪与存储功能，进而控制产品信息的处理和使用，管理产品的开发过程。PDM为CAx/DFx应用提供统一的集成运行平台，是连接CAD/CAPP/CAM系统、MIS系统、MRPII/ERP、车间管理与控制系统的桥梁与纽带。2.4.2 PDM与ERP的联系虽然PDM和ERP在管理内容、过程发展形式、系统内部运作关系等方面存在着不同程度的区别，但是，现代企业的运作是基于信息流和物料流相相辅相成的一个动态系统，而产品的形成周期涉及PDM和ERP两个领域，所以，基于完整的产品形成周期，以系统的眼光来看，PDM和ERP则在以下几个方面有着密切的联系：（1）过程作用对象之间存在着因果关系ERP系统中的过程作用对象，即以物理形式出现的零部件或产品，是PDM系统中过程作用对象（从概念角度描述产品状态的几何或拓扑信息）以及过程作用对象之间逻辑关系的物质表现。（2）过程的逻辑序列间存在着执行和验证关系ERP系统中的生产过程序列是对PDM过程序列产生的信息逻辑关系的物理执行和验证，ERP系统中生产流程的优化基础，以及确定对应物料支持的理论依据，是PDM系统所管理的产品信息和信息逻辑发展、完善的逻辑路线。（3）管理目标的一致性PDM和ERP在管理目标上有着高度的一致性，PDM和ERP虽然管理的对象和过程存在区别，但是，其管理目标都是试图通过科学的调度和控制，减少失误和返工，在尽可能短的时间内、通过最少的资源耗费、用最为经济的手段和方式、保证产品的最早上市。（4）过程的支持条件有着先天的联系产品抽象的几何拓扑信息，既是PDM领域过程开展的产物，也是ERP领域过程开展的活动指导基础和结果验证条件。所以强化PDM和ERP之间的联系，必须利用统一的产品几何拓扑信息对与之相关的过程进行沟通。（5）企业的产品是这两个过程序列逻辑关系的耦合结果PDM中的过程序列按照从整体到局部逐步细化的设计路线开展，而ERP中的过程序列按照从局部到整体的制造、装配过程来进行，而企业的最终产品正是这两个从不同路线和领域开展的过程序列在时间坐标上的耦合结果。而随着PDM和ERP的发展，它们的部分功能也出现了相互重叠的区域，如产品结构/BOM管理、产品零件的统计及管理等。2.5基于TRIBON的PDM的特点TRIBON是从瑞典引进的有关船舶制造行业的CAD/CAM建模软件，在本文中有专门的章节对它的工作特点进行介绍。这里将通过图2.1重点说明基于TRIBON的CAD/CAM、ERP及PDM间的关系。图2.1 基于TRIBON的CAD/CAM、ERP及PDM间的关系(1) 基于TRIBON的CAD/CAM目前我院主要通过TRIBON提供的用户界面完成建模任务，即利用TRIBON的CAD/CAM功能。当TRIBON M1不能提供所需的功能时，可以借助TRIBON提供的VITESSE和几何宏语言开发帮助我们开发完成所需功能的模块。开发过程中，一个工程的数据信息是必不可少的，目前我们还是通过文本文件和数据表获取信息，但由于一条船的数据不仅量大而且复杂，所以经常出现人为错误。为了解决这个问题，迫切需要一个有规律的系统管理这些信息，PDM就充当了这个角色。（2） 基于TRIBON的ERP特点TRIBON中的ERP主要包含以下功能模块：基本设计详细设计生产数据管理物料信息的管理工时、计划的管理财务管理虽然TRIBON M2在M1的基础上对ERP的功能开发有所进步，但是还有许多方面不能满足我们的需要.TRIBON公司与美国钢铁和造船公司（NASSCO）日前签署了关于进一步共同开发和扩展TRIBON M2的数据管理功能。TRIBON M2数据管理系统将是一套用于项目开发管理，设计数据的审核和发布的应用程序，船厂可以根据现行法规的要求，采用该程序对企业内部和外部的设计部门进行管理和设计数据的交流。TRIBON产品信息模板（PIM）中包含了船舶设计数据和与船舶建造相关的信息。TRIBON M2数据管理系统被嵌入TRIBON PIM中，并完全适应于TRIBON PIM的总体数据管理的要求，同时这也可以作为与外部产品数据管理系统进行数据交流的平台。但是，为了解决目前的问题，我们需要根据TRIBON中的数据信息开发工时、物料等方面的管理系统，但是同前面的问题一样，由文本文件和数据表得到的信息很容易出错，所以我们迫切需要一个有规则的生产数据管理系统充当这个信息桥梁，PDM就是这个生产数据管理系统。（3）版本管理当然，数据是不断更新的。新旧数据的保存需要版本管理来完成。总之，PDM系统应该使企业实现产品开发过程的最佳运作。这种最佳运作也称为优化运作。它具有以下四层含义：与产品相关的信息流可在企业内外畅通无阻；与产品相关的资源得以高效地动态配置；与产品相关的设计和生产流程可有效地管理；在新的环境下，可充分发挥人员的潜能。2.6 本章小结分别分析了CIMS、ERP和PDM的概念并阐明了它们相互的区别和联系，提出了基于TRIBON的PDM应该具有的特点。第三章 TRIBON在船舶制造业的应用TRIBON是瑞典TRIBON Solutions AB开发的造船CAD/CAM集成系统，为了研究开发基于TRIBON的PDM系统，必须对TRIBON的特点有一个实践体会。因此，在实践总结的基础上，深刻分析了TRIBON的产品信息模型等有关数据信息方面的问题。采用TRIBON系统的船舶制造企业能有效地缩短造船周期并在世界船舶市场上保持较强的竞争能力。TRIBON系统旨在提高船舶制造企业各方面的效率，为产品信息的管理和流通提供了非常优秀的方法和对策，从而有效地提高了生产效率。TRIBON的各项模块组成了一个功能强大的集成工具，用来支持船舶设计和生产，以及协助有关的管理工作。TRIBON系统最显著的特征是针对船舶设计和生产信息的管理，而不仅仅是局限于设计的几何图形模型。在船舶建造过程中，许多施工工作是同步进行的。TRIBON系统提供了一套结构化的方法，以改善不同专业、不同工种间的信息流。系统通盘考虑到了完整信息流的要求，绝不仅仅是简单地用计算机来模拟手工设计和建造过程。TRIBON系统的基础是产品信息模型(PIM)数据库的运用，该数据库是专门用于有效地处理船舶制造工业中用到的各种对象。产品信息模型数据库中的信息包含定义产品所需的各种技术数据，涵盖了从初步设计到生产的船舶制造过程的各个阶段。一个阶段的信息可供其他各阶段使用，所有阶段、各种类型的图纸和BOM都可以从此模型中提取得到。每项工程只有一个可供所有设计人员和计划编制人员使用的公共产品信息模型或“船舶数据库”的概念，这意味着数据库中贮存的信息能立即被整个生产管理组织所利用。这样就使信息能够有效地流动，极大地提高了造船生产管理效率。3.1 TRIBON的主要特点3.1.1 处理从初步设计到生产各阶段的信息产品设计可连续不断地细化，从初步设计阶段开始的船舶线型、分舱、性能计算、总布置和原理图，直到生产设计阶段含有详细而完整的零件加工和部件、组件、分段装配等信息的壳、舾、涂一体化的工作图表，都可以从系统中快速地产生。3.1.2 面向造船对象的数据库产品信息模型数据库使用了一种被证明是行之有效的数据库技术，其中最重要的一个特