（系统工程专业论文）PDM在金陵船舶设计公司的应用研究.pdf

摘要 ￥5 8 2 3 2 随着我国造船业在围际造船竞争市场中的崛起，金陵造船厂的造 船总产值每年以近两个亿的速度增长，因此设计公司的设计量越来越 多，必然要遇到信息集成、信息快速频繁交换和使用等问题，传统的 设计系统已难以承担此任，唯有p d m 系统才能以前所未有的、更快、 更完整的思维展示产品、过程与人员的关系。本文阐述了p d m 的基本 概念、应用现状，重点研究了基于船舶设计过程中的产品数据管理， 即将船舶产品设计过程作为重点管理对象，在管理船舶产品的设计过 程中，用p d m 技术实现对设计人员、图文档、修改版本、设计与校审 过程的有效管理，最终通过对设计行为的规范化管理达到提高企业的 创新能力的目的，论述了p d m 实施是一项系统工程，它涉及技术、管 埋等多方面的问题。日前，根据本文提出的技术路线和设计理念完成 的金陵船，设计公司p d m 系统已投入使用，并取得良好的使用效果。 木义的研究在船舶行业及同类船厂具有示范和推广作用。 关键词金陵造船一，产品数据管理( p d m ) ，软件技术，产品信 息 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n ta n dp r o g r e s so ft h em o d e r ns h i p b u i l d i n gt e c h n o l o g y ，t h e s h i p b u i l d i n gc a p a c i t yi si n c r e a s i n gi nc h i n a ，a n dt h em a r k e ts h a r ei sg r o w i n gu pi n s h i p b u i l d i n gm a r k e t i n go fw o r l d t h es h i p b u i l d i n g v a l u ei s i n c r e a s i n ga b o u t2 0 0 m i l l i o np e r y e a ri nj i n l i n gs h i p y a r d i nj i n l i n gs h i p y a r d ，t h es h i p b u i l d i n gc a p a c i t yi sr a p i d l yi n c r e a s i n g ，m o r ea n dm o r e d e s i g n t a s k sa r e c o m i n g f o r j i n l i n g m a r i n e c o m p a n y a sar e s u l t ，d u r i n g t h e d e s i g n i n g ，w e l lm e e ta l o to f p r o b l e m s ，s u c ha st h ei n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o n ，t h e r a p i da n df r e q u e n tu s eo fi n f o r m a t i o n ，a n ds oo n t h et r a d i t i o n a ld e s i g ns y s t e md o e s n o th a n d l et h e s e p r o b l e m s t h ea d v a n c e dp d m ( p r o d u c t i o nd a t am a n a g e m e n t ) s y s t e mc a nf u l l yh a n d l et h ec o m p l e xr e l a t i o n s h i pa m o n g t h ep r o d u c t i o n ，p r o c e s s i n g ， p l a n n i n g ，f i n a n c i a l ，a n dh u m a nr e s o u r c e s ，a n ds oo n i nt h i s p a p e r , t h e b a s i c c o n c e p ta n da p p l i c a t i o ns t a t u s o fp d ma r e f i r s t l y e x p o u n d e d s p e c i a l l y , t h ep d m sa p p l i c a t i o nb a s e do nt h es h i pd e s i g ne n g i n e e r i n g p r o c e s s i n g i s i n v e s t i g a t e d i n t h ed e s i g np r o c e s s i n go fs h i p p r o d u c t ，t h em a i n l y m a n a g e m e n to b j e c ti st h ed e s i g np r o c e s s i n g b ym e a n so fp d m t e c h n o l o g y ，h u m a n r e s o u r c e ，d r a f t i n g a n dd o c u m e n t s ，m o d i f i c a t i o n ，t h e p r o c e s s i n go fd e s i g n i n ga n d c h e c k i n gw i l lb ee f f e c t i v e l ym a n a g e d a sar e s u l t ，i tm a k e st h ed e s i g np r o c e s s i n g m a n a g er e g u l a r l y , a n dt h ea b i l i t yo fc r e a t i n ga n di n n o v a t i n gw i l lb ei m p r o v e d a tt h e s a m et i m e ，i ti s p o i n t e do u tt h a tp d m i so n es y s t e me n g i n e e r i n gp r o j e c t ，i n c l u d i n g t e c h n o l o g y , m a n a g e m e n t ，a n ds oo n t h ep d ms y s t e mf o rj i n l i n gs h i p y a r di sa p p l i e d t op r a c t i c e t h ee f f e c t i v er e s u l ti so b t a i n e d t h i sp d m p r o j e c tp r o p o s e db yt h i sp a p e r w i l lp l a yad e m o n s t r a t i n ga n dp u s hr o l ei nd e v e l o p m e n t s h i p b u i l d i n gi n d u s t r yo fo u r c o u n t m k e y w o r d ： j i n l i n gs h i p y a r d ，p r o d u c t i o n d a t a m a n a g e m e n t ( p d m ) ，s o f t w a r et e c h n o l o g y p r o d u c ti n f o r m a t i o n 求南大学工程硕士研究生论文 第一章绪论 随着市场经济的发展，船厂面临着越来越大的竞争压力。市场要求船厂 以更短的时间提供更好质量、更低成本的船舶产二品。能否满足这种要求已经 成为现代船厂能否生存和发展的关键。在船厂中，随惹c a d c a m 应用程序的 “泛应用，牛j 。+ 效率得以大幅度提高。与此同时，船厂中的产品信息旱现m 快速增k 势头，并产生了新的问题。 1 1 金陵造船厂及设计公司的现状 南京金陵船厂是中国长江航运集团所属大型造船骨1 i 企、叱创建于1 9 5 2 年，坐落在南京长江大桥东侧，厂区占+ 地面积3 0 余万平方米。工厂拥有外贸 进出口自营权，被国家海关列为保税工厂。 金陵船厂拥有大型起吊和压延设备、钢材预处理流水线、造船平面分段 流水线、计算机辅助设计和制造系统、等离子数控切割装置、8 座可容各类船 舶同时建造的船台、舾装码头等先进的工艺装备，具有较成熟的无余量合拢 和特种涂装等技术。能按照中国c c s 、美国a b s 、英国l r 、德国g l 、法国b v 、 日本n k 、挪威d n v 等船级社的标准为国内外客商建造高质量的大型浮船坞、 3 0 0 0 0 5 0 0 0 0 吨级的油轮、集装箱船、化学品船、客货船、滚装船、全潜 船、j 二程船及大型顶推船队。 金陵船厂自一九九六年建造出口机动船以来，无论是集装箱船、工程船、 还是滚装船条条船按期交船，证明了我厂造船管理的效率，也为我厂在国际 市场上赢得了信誉，也引起了国内船厂的惊奇。但是总结金陵船厂几年来的 造船经历大家都感到很累，可以说金陵船厂现有的业绩是靠全厂干部职工苦 二出来的。我们需要艰苦奋斗，但不能在这样长期苦下去，这是全厂干部职 工的一一致呼声和心愿。为什么累? 这主要是指做了不该做的事，吃了彳i 该吃 的苫。影响因素很多很多，但其中技术因素占着相当重要的位置，作为设计 部门又在技术因素中占着大多数。 设计公司原是金陵船厂下属的个职能机构，在市场经济的激烈竞争中， 船为了留住人才，提高设计人员的待遇，对设计部门进行了模拟股份制改 东南大学l 一程硕士研究生沦叟 造，并于1 9 9 9 年二月十日揭牌，宣告成立南京金陵船舶设计公司。设计公司 经过四年多的模拟股份制运行，在大家的共同努力，与金陵船j 。起成氏壮 大。日| j 订已发展到拥有十个专业室1 3 4 位员工，其中有1 6 位高级工程师、 3 6 位_ 程师，人均拥有台电脑，设计绘图全部实现了计算机化。年均在手 船型设计( 生产设计) 为四到六个品种。随着金陵船厂向总装造船，一发展，2 0 0 5 年造船产角将达到1 5 个亿，现有的设计能力和设计水平以及设计管理已成为 发展瓶颈。 1 2 设计公司面临的问题与挑战 设汁公司为提高设计手段，f1 9 9 4 年开始推广应用c a d ，为能共享设计 信息，也建了设计公司内部局域网，并制定了一系列的管理制度。如每个设 计入员有个帐号，网络服务器上文件管理按船头，专业，个人帐号，四个 统+ 的文件夹存储，由电算室的系统管理人员定期统一备份，一条船完工后， 从服务器i 二烈备份到其它介质上。这些措施，在当时起到了一定的作用。但 随着金陵船厂造船规模的不断扩大，设计公司年设计船舶数量由原来的23 条到现在的5 6 条，设计信息大大增加，另由于厂里造船周期越来越短，为 了抢进度，几乎每条船都不等船级社退审就开工，造成修改返工很平凡，所 以如图纸差错率高，图纸修改不到位，使用图纸版号不惟，专业之间信息 交流存在着许多人为因素，计算机里图纸存放比较随意、混乱，图纸取名不 统一，在网上重复图纸很多，占了很大的空间等等问题比较突出，主要有以下 ) l 2 s ： l ，信息共享程度低。企业的计算机辅助工具大都是。些离散孤立的系 统，由于这些互不兼容的软件产生的数据格式不一致，存储介质亦是各种各 样，再加上人员组织管理的不同，这一切使得企业无法在设计管理、f ：艺和 制造部门之间有效地传递数据信息。 2 信息传递速度低。目前，我公司的信息传递主要是通过图纸、工作联 系单、单船专题会等联络方式。设计的上道工序与下道 序无法及时做到信 息交换与共享，各部门不能及时地了解设计过程中的变化，所以设计时间拉 4 东南大学上程钡十研究卜论文 艮。因仂、调不到位引发的错误时常发生。 3 应用集成系统效率低。在船舶设计过程中各专业要产生大量的图纸、 文档，设计过程中各专业设计人员按自己的需要会使用各种不同的系统，而 这些系统都不町直接分享或交换产品数据信息。有关资料表明：目前在企业 - p 每天大约有1 3 到1 4 的设计、管理工程技术人员不是专心于自己的本职 工作，丽是开会、讨论、等待或处理各种信息；美国的调奄表明，由于设计 制造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 。 4 执行公司管理不够严。虽然公司有一套管理体系，严格控制公司的出 罔过程。但在实际工作中，大多数不能按规定去做，也没有监督机构来约束。 5 没有达到对信息的有效管理，网络上有用无用的信息都有，图纸的版 本比较混乱。后续船再造时拿不出一套完整、正确的图纸。 由于造船方式的转变，因而设计方式也发生了变化。从专业设计向综合 化设计方向发展，由单一的工作方式转化为团队工作方式，更强调了各专业 之间的并行设计与综合协调。这一系列的变化，都要求改变现有的设计管理 模式，呼唤新的设计手段和设计管理方法。 1 3 问题的解决方案 针对上述存在的问题，企业在已有一定的计算机辅助工具的基础上，需 要有一个统+ 的工具从宏观上将各种应用软件集成起来，并对其产生的大量 数据统管理与控制：要用先进的信息管理手段支持团队的异地协作，保证 产晶数据的安全、可控，并可以跟踪产品开发进度及适应数据的频繁修改等。 换句话说，随着各自动化“孤岛”变大变强，它们也就把它们自己置于更大 的海洋之中了，相互之间沟通不够，将大大限制它们能力的发挥，现在已到 r 将它们连结起来的时候了。另从实际来看，一个成熟产品的诞生，经历了 计划构想、原理功能方案设计、总体结构设计、施工图设计、实验和试制、 试生产、修改、正式生产、销售意见反馈等阶段，在各专业设计人员的共同 努力下，经过反复的设计、分析计算、修改和实验验证，最终形成一个成熟 的产品，正是在这样的过程中设计师积累了大量的经验，成长为有实际经验 东南大学上= 程硕上研究生i 宅文 和独盘丁作能力的设计专家，成为企业的宝贵财富。企业的产品创新离不开 这些专家平他们的经验，其至，在产品开发演变过程中的经验信息要比产品 本身的牛命周期还要长，比产品本身更重要。遗憾的是，按照企业传统的技 术档案管理模式，这些宝贵财富大部分都变成保存在设计师个人的头脑和抽 屉中，不仅不能被他人所共享，连设计师本人也保证不了它们的安仝性和可 重用性，企、i k 得到的仪是设计结果图纸。 从上面的分析来看，企业所需要管理的不仅是设计结果一一图纸，更重 要的是产品数据随着整个开发过程的进行所发生的变化，以及这些变化的原 凶。如我，船开t 后，船级社及船东意见会不断来，图纸也就不断在变化、 更新。产品数据的载体是计算机文件，表现为各种形式的电子化文档，即围 绕，4 品生命周期的设计任务书、初步设计方案、设计草图、详细设计图、工 艺图、修改通知单等，我们的目的是将所有的文档科学合理地管理起来，以 在整个产品的生命周期中，将正确的数据在正确的时刻以正确的形式送给正 确的人。这就是产品数据管理的思想。 可以从以f 几方面来看产品数据管理系统( p d m ) 在企业产品设计开发中的作 用： 1 p d m 是c a d c a p p c a m ( 3 c ) 的集成平台。 企业在产品设计中，一般都要用到一种或多种c a d 体系。如用a u t o c a d 进行二维工程设计，用三维建模，因此，产品的设计信息，往往需要多种c a d 系统来进行描述。但是由于s t e p 技术尚未全面推广，还不能完全解决不同c a d 系统之间的数据交换。在工艺设计规划中，由于不同的企业有不同的规范， 即使在吲一企业中，不同的工艺人员也有不同的经验，他们设计的工艺规划 也存在很大的差异性，为了保证生产的正常进行，企业中往往采用成熟的传 统的工艺规划。1 _ = 艺规划本身就很复杂，而c a p p 系统中，不仅需要产品的设 计信息，还需要相关的工艺信息，由于c a p p 无法和c a d 紧密集成，即使在许 多c a d c a m 一体化的软件中，有关的工艺信息仍需要有手l 通过交互的方式 进行信息的交换，这也就是c a p p 系统至今尚未形成真正有效的商品化软件产 品的原因。所以3 c ( c a d c a p p c a m ) 的集成遇到了无法逾越的障碍。 东南大学【i 程坝士研究生硷文 而p d m 系统u j 解决上述难题。p d m 可以统一管理与产：品有关的全部信息， 刚此，3 c 之问不必直接传递信息，c a d 、c a p p 、c a m 系统之间的信息传递都变 成了分别和p d m 之问的信息传递，c a d 、c a p p 、c a m 都从p d m 系统中提取各自 所需要的信息，各自应用的结果也放回p d m 中去。所以，p d m 是c a d c a p p c a m 的集成平台。 2 p d m 是产品信息传递的桥梁。 过去手： 设计时，全部技术图样资料均由资料室统管理。设计部门和 企q k 计划管理部门之间的信息是通过纸介质的图样、技术说明书和更改单等 传递的。自从采用c a d 技术以后，大部分资料存放在计算机内，原来的资料 借阅制度已不适应c a d 技术的发展。p d m 系统作为3 c 的集成平台，用计算机 技术完整地描述了数字化的产品模型。因此，为了使m i s 和m r p i i 自动得到 所需的产品信息，如b o m 等，m i s 和m r p i i 系统只要和p d m 系统传递信息即可， p d m 系统起到了沟通设计部门和管理信息系统及制造资源系统之间的信息传 递的桥梁作用。 3 p d m 足c i m s 的集成框架之一。 所谓“集成框架”，是在异构、分布式计算机环境中能使企业内各类应用 实现信息集成，功能集成和过程集成的软件系统。随着c i m s 技术的不断深入 发展，应h j 规模的不断扩大，企业集成信息模型越来越复杂，对信息控制和 维护的有效性、可靠性和实时性要求越来越高，迫切需要寻求更高层次上的 集成技术，能够提供高层次的信息集成管理机制，从而提高c i m s 的运作效率。 p d m 支持并行工程，而且不仅向m r p i i 系统传递所需的产品信息，而且 e r p ( 是m i s 系统和m r p i i 集成后的简称) 中生成的与产品有关的生产、经营、 维修服务等信息，也由p d m 系统来传递，因此，p d m 在突出产品数据的管理基 础 ，正逐步完善其作为制造业领域框架的功能。 4 p d m 支持并行工程。 在产品开发的整个生命周期中，p d m 系统支持各开发小组共享所有的设计 资源，它使不管处于何方的产品开发小组的所有成员都能得到与产品设计有 天的一切数据。并能持续地、尽早地交换、协调和完善关r 产品的有关制造 东南大学工程硕士研究生论文 和支持等各种过程的约定和定义，同时也支持开发小组之间能够及时地进行 信息交流，p d m 技术将开发小组的所有成员，包括市场营销人员、设计工程 人员、供应厂商、制造人员，甚至客户都组合到一个信息环境里，以适合并 行产品开发环境，保证所有的成员得到最新、最准确的产品设计信息。并行 工程实质上是合作、协同和信息交流的过程。 p d m 作为支持并行 ：程的使能技术，首先能支持异构的计算机环境，包括 不问的网络与数据库；其次能实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的 ，“品数据源。p d m 还可以提供过程的管理与监控，为并行中的过程集成提供了 必要的支持。 p d m 还支持虚拟产品开发技术。虚拟产品开发是在真实产品尚未制造出 来之前，借助于c a d c a e c a m 、多媒体等高新技术，在计算机屏幕e 实现虚拟 产品的设计和制造。通过虚拟产品使顾客在产品制造前就能充分地了解所需 产品的外观、结构、性能、可加工性、价格和交货期等。若顾客有不满之处， 可及时地修改，最大限度地满足顾客需求，并保证产品质量和降低成本。 p d m 还支持生产制造系统的其他模式，如精益生产( l e a np r o d u c ti o n ) 、 ! 世务过程重组( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ) 和敏捷制造( a g i l e m a n u f a c t u r i n g ) 等其它先进的生产模式。 我厂还没有上集成的c i m s 系统，面临激烈的市场竞争，作为排头兵的设 计部i 、j 如不及时地改进手段、提高设计效率将成为企业发展的第一个“瓶颈”， 所以应用p d m 技术将设计部门的设计资源、设计过程及设计结果统一集成管 理，为以后全厂的c i m s 系统提供统一的信息源，改变现有的状况，这在设计 部j 、j 的设计管理上是一个创新，也为以后进一步的发展打下良好的基础。 1 4 本文主要研究内容 本人1 9 8 5 年毕业于武汉水运工程学院船舶设计与制造专业，同年分配到 会陵造船厂，1 9 9 3 年到设计部门工作。在船厂长期从事船舶的c a d c a m 工作， 为跟上变化的形势，同时更新自己的知识结构，于2 0 0 0 年考取东南大学上管 东南大学l ：程硕士五j 究屯论文 i t # 学院系统t 程专业的工程硕士研究生。通过系统_ t 程专业的学习，使自己 有了用系统观点看待和分析问题的思路，在工作中越来越体会到船舶设计与 建造是一个人的系统工程，物流量大、信息量多，要实现设计平u 建造的高效 葛暑、低成本必定要用高科技手段，要有先进的管理理念。我和吲事们提出要 提高设计公司的设计效率和设计质量，提升设计公司的设计管理应该卜p d m 项| _ | 想法得到了设计公司领导的支持，2 0 0 1 年1 1 月开始与与东南大学软件公 司联台开发j lp d m ( j i n l i n gp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 项目，在项目的开 发过程中，我参与了从需求分析、功能设计及试运行的整个过程，并将该项 目作为自己的工程硕上毕业论文的课题。 本文以金陵造船厂设计公司为背景，主要研究了基j ：船舶设计过程中的 产品数据管理，即将船舶产品设计过程作为重点管理对象，在管理船舶产品 设计过程中，用p d m 设计实现对人员、图文档、修改版本、设计与校审过程 的有效管理，并根据我厂的具体情况，创造性地提出了参考图、图纸引用、 图纸锁定、整船借用等概念，并在程序中得以实现。论述了用新的设计管理 方式将实现的目标和效益，通过对设计行为的规范化管理达到提高企业创新 能力的目的。 9 东南大学工程硕士研究牛论文 第二章p d m 的基本概念 面对企业在发展过程中出现的“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 背景卜，“生的种新的信息管理的思想和技术。它以软件技术为基础，以产 品为核心，实现对产品相关的数据、过程和资源的集成化管理技术。本章介 绍p d m 的形成与发展，p d m 的定义、类型和应用现状。 2 1 p d m 的形成与发展 2 1 1 信息和产品数据管理 产品是指人造品，产品进入市场销售而成为商品。产品数据是关于产品 的+ 个或组市实、观念、相关过程和要求的形式化描述，在产品周期内使 之适合于二计算机处理。产品定义数据是产品数据的一个子集，是唯一完整定 义和描述产品的数据。在使用c a d c a m 系统时，产品定义数据唯一地由c a d 系统产：生并提供给产品全生命周期使用。产品数据管理，顾名思义，用来管 理产品数据。 2 1 2 p d m 的形成与发展 p d m 技术出现在8 0 年代初期，随着计算机技术的飞速发展和c d a c a m 等 技术在企业的广+ 泛普及和应用，企业的信息集成及过程集成是企业发展的必 然要求。首先由c a d 开发商推出的一个管理系统，目的足为了有效管理大量 的c a d 数据( 工程图纸、文档等) 。而后逐渐扩展到产品开发过程的3 个主要 领域：a 设计图纸和电子文档的管理：b 材料报表( b o m ) 与产品结构的管理： c 工程更改单的跟踪与管理。随着计算机网络技术和数据库技术、面向对象 技术的发展，p d m 技术得到了突飞猛进得发展。 l o 东南大学j ：程硕士研究生论史 进入九一卜年代中后期，人们才逐步认识到p d m 的重要性。如果说当时p d m 的需求及功能是一头大象的话，那么人们的对p d m 认识就有点儿像“盲人摸 象”，各自找到了一些各自的感觉。单从名称上就可以看出这种特点： d m ( d o c u m e n tm a n a g e m e n t ) 、e d m ( e 1 e c t r o n i c d o c u m e n t m a n a g e m e n t 、 e n g i n e e r i n g d a t am a n a g e m e n t ) 、i m ( i m a g em a n a g e m e n t ) 、w o r kf l o w 、 c m ( c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 、t d m f t e c h n i c a ld a t a m a n a g e m e n t ) 、 e d l ( e n g i n e e r i n gd a t al i b ) 、t i m ( t e c h n i c a l i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ) 、 d m c s ( d a t am a n a g e m e n tc o n t r o ls y s t e m ) 等等。目前，由于新的制造模式的 发展与应用，如c i m s 、并行工程、虚拟制造等，人们已经认识到p d m 对企业 的发展或上规模或提高工效方面起到不可缺少的作用，具有强烈的企业运行 模式的背景。 随着社会的不断发展，计算机使用普及化。企业必然要遇到信息集成、 信息快速频繁交换和使用等问题，传统的系统难以承担此任。唯有p d m 系统 才能以前所未有的、更快、更完整的思维展示产品、过程与人员的关系。它 横跨企业的产品设计开发全过程直至产品全生命周期，它纵向深入到产品结 构的各个层面直至产品零件的各个侧面，它从信息共享等方面有力地支持并 j ：i ：程，它为产品开发团队的每一个成员提供更加完备的服务：特别是在支 持设讨方面它能发挥明显的优势，p d m 系统则是按照产品数据管理思想实现的 软件。 一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人们 在整个产：品生命周期中自由共享与产品相关的所有数据，包括图纸与数字化 文档，c a d 文件和产品结构等。 2 i 3p d m 的定义 1 9 9 5 年，c i m d a t a 公司总裁e dm i l e r 在p d mt o d a y 一文中给出了p d b t 的简单定义：“p d m 是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过 程的技术”。 p d m 足以软件为基础的技术，它将所有与产品有关的信息和所有与产品 东南大学工程硕七研究生论史 相关的过程集成在起，帮助部门或企业管理贯穿于整个产品生命周期的产 品数据及开发过程。与产品相关的信息包括属_ r | 产品的任何数据，如 c a d c a e c a m 的文件、材料清单b o m 、产品结构、事物文件、产品定单、电子 表格、供应商状况等：与产品相关的过程包括任何有关的加上工序、加工指 南和有关批准、使用权、安全、工作标准和方法、t 作流程、机构关系等所 有过程处理的程序。p d m 技术使产品数据在其整个生命岗期内保持一致，使所 有用户共享同一份产品信息，它采用分布式数据结构，防止开发过程中的非 法更改，同时保证已有产品信息为整个企业使用。总之，p d m 技术能够实现在 正确的时间，把止确的数据，以正确的形式，传递给正确的人，完成正确的 任务，有力地促进新产品的设计与开发，提高产品质昔，缩短产品的研制周 期和上市时间，提高工作效率，从而提高企业的竞争能力。 2 1 4p d m 的类型 p d m 系统管理产品整个生命周期内的数据。实际上产品不同阶段所涉及 到的产品数据是p d m 系统管理的全部数据中的一个子集。如设计部门主要管 理彳关产品的设计数据，工艺部门主要管理生产l 艺的数据，财务部门主要 关心有芙产品成本的数据，计划部门关心生产制造的数据等等。因此，根据 p d m 系统的应用范围，p d m 系统可分成部门级p d m 系统、企业级p d m 系统和分 布式p d m 系统。 1 部门级p d m 系统。一般地讲，部门级p d m 系统应用于设计部门主要管 理c a d c a m “生的电子文档。其核心功能是对企业设计过程的支持，即部门 级p d m 成为企业设计过程的工具与平台。 2 企、i p 级p d m 系统。在企业级p d m 系统中，企业的设计部门和工艺部门 是必不可少的两个部门，另外还要考虑物资供应、生产计划、市场营销、财 务核算和用户服务等部门对产品数据管理方面的要求，并为企业设计和生产 创造了个并行环境。因此，企业级p d m 系统管理的是产品整个生命周期中 包括明星设计与分析数据、产品模型数据、产品图形数据、专家知识- j 推理 规则及产品的加工数据等有关产品的全部信息；不仅要管理设计、工艺等部 1 2 东南火学工程硕+ 硪究牛论文 j 的数据，还要给有关部提供相应的数据接口，支持产品全生命周期的数 据管弹过程，包括产品设计、制造、销售和服务等企业经营过程。除了文档 管弹和t 作流程管理外，一般还包括产品结构配置管理、分类与检索管理和 项 ；：= | 管理等功能。 3 布式p d m 系统。大型企业，特别是跨国集团的产品设计、生产、销售 与服务活动可能分布在不同的地区，甚至不同的国家，每一地区只负责产品 的某方面的处理过程，这就是所谓的分布式企业。网而，其产品数据也分 布在不同地区，每个地区只负责产品的某一方面数据的生成、维护和使用。 同时，地区之间还必须相互传递产品数据，以便在企业的任何地区都能得到 陔产品的全部信息。分布式数据库技术具有将数据分别存放在不同部门，不 同地区的能力，而且还提供透明的查询手段和适当的数据备份。分布式p d m 系统不仅要把各个部门所关心的数据统一进行管理，还要考虑跨地区的分布 式管理要求。 2 1 5p d m 的应用现状 随着网络技术、数据库技术和面向对象技术的发展，p d m 技术在全球范 围内得到了广泛得应用，其应用领域已由原来的机械制造扩展到包括机械、 电子、汽车、航空、航天、造船及非制造业等十分广泛的领域。据致力于p d m 干相关计算机集成技术的国际咨询公司美国c i m d a t a 公司公布的调套报告， 1 9 9 5 年全球p d m 软件与服务市场规模为6 ，8 4 亿美元，1 9 9 6 年达8 5 0 亿美元， 1 9 9 9 年将近2 0 亿美元，2 0 0 0 年达到2 8 6 亿美元，2 0 0 1 年达到4 0 亿美j i ， 并预测在将来几年内将以4 3 的年增长率增长。我国从九十年代初也开始研 究和开发p d m 技术，1 9 9 7 年1 2 月国家科委高技术研究中心成功地举办了p d m 商品化项目的招标，1 9 9 8 年8 6 3 c i m s 项目申请指南也将“面向c i m 8 应用基于 c o r b a 软构件技术的p d m 系统集成”作为重大关键技术进行研究和开发，并相 继在一些c i m s 试点企业中推广和应用p d m 技术，已取得了良好的效果。近年 来，产品数据管理技术日益成熟和发展，国外p d m 产品相继进入中国市场， 引起j ，我国企业界的广泛关注，尽管p d m 在我国刚刚起步，国内一些高校和 东南大学r 程硕士研究牛论文 研究机构也开发山了一些p d m 产品，p d m 在企业的应用和实施难方兴未艾，p d m 产晶市场在迅速增欧。 从应用p d m 系统的企业范围来看，目前我国应用p d m 系统的企、i k 主要有： 1 竞争激烈的家电企业。 2 生产复杂产品的飞机、汽车、船舶等制造业企业 随着p d m 技术的发展，其他如石油精炼、电力等部门也开始x 3p d m 感兴 趣，此外还有医疗保健、法律服务、运输等部门也想引进p d m 技术。应用p d m 技术的食业范围【f 在不断扩大。从应用效果看，在实施p d m 的企业中，有的 取得了明显的经济效益，也有的未能达到预期目标。 随着中国造船工业的日益发展，建造质量和数量都有大幅度的提升，f 1 前广：量己居世界第三位，每年的出口船舶达1 8 0 多万吨芹右。全国有船舶修 造j6 0 0 多家，配套、科研单位共计2 2 0 0 。随着中国加入w t o ，中国船舶既 面ij 台i 着激烈的市场竞争，也遇到了极好的发展机会。删顾船舶工业的发展， 很大程度得益于计算机技术的应用。目前国内最好船厂的造船效率比国际上 先进的f | 本、韩国造船厂差十几倍。船舶行业的p d m 应用比1 5 i 机、汽车行业 相比要落后一些，九十年代初，江南船厂，上海船厂等与国内东大阿尔派等 软件公司合作，开发的仅有图档管理的p d m 系统，九四年后，国内几家大船 厂相继引进瑞典的k c s 即现在的t r i b o n 系统，该系统是在国际造船行业广泛 应用的一个大犁船舶专用的三维系统，该系统内含有数据管理系统即p i m 系 统，可与外部的p d m 系统进行信息交流。由于国内外组织、管理方面的差异， 不少船j 该部分虽然引进，但没有很好地用起来。目前这方面做的比较好的 是沪尔船厂，该厂几年前与上海交大合作开发全厂的m i s 系统，现在该厂的 东欣软件公司正在做企业级的p d m 系统。外高桥船j 是中国目前规模最大、 设备最先进的全靳造船基地，第一期工程于1 9 9 9 年1 0 月开工，4 年内完成船 建设，该厂推行“生产中心”这一新的造船模式，管理方面全面引进韩国 h a n a 公司的m i s 系统，其中也包含p d m 子系统。 1 4 东南文学工挥硕士研究生论义 第三章j lp d m 项目的需求分析 金陵船舶设计公司是负责南京金陵造船厂的船舶及其他产品设计、工艺 技术的职能部门。基本任务是贯彻执行国家有关科技工作方针、政策、法规 和船舶规范：按合同技术规格书及工厂产品建造方针和施工要领，负责设计、 制定1 二艺并指导生产。根据设计公司的机构和设汁特点进行j lp d m 系统的需 求分析。 3 1 设计公司的机构 金陵船舶设计公司机构组织如下： 表3 一l 金陵船舶设计公司组织机构 部门名称代职能p i ) m 功能 码 经理室 m负责公司人事、经营、行政管理等项目经理 管理室 g审图、制定出图计划、设计成本控制等图档审核 会计成本室 f负责财务、出纳、成本汇总、统计等没有角色 船体一室 h 1承担全船总体、船体结构、部分外舾装等图文档设计、校对 外舾装室 o承担除机舱和上层建筑以外的全部舾装图文档设计、校对 工作 内装室 a承担全船内装及上层建筑生产设计等工 作 轮机一室 m 1承担机舱内机械装置、通风、油水柜、管图文档设计、校对 路等 轮机一室 m 2承担除机舱以外的全部机械装置、通风、图文档设计、校对 油水柜、管路等 电气室 e承担全船电缆及电气设备等工作图文档设计、校对 电算室 c承担电算、放样、套料和计算机维护和软系统管理和维护 件开发等 后勤保障室 s负责资料、图纸的复印、晒图和存档及标查询、归档 准化 计、校对任务 东南大学工程硕士研究牛论文 3 2 设计公司的设计特点 目前金陵船舶设计公司有一百名左右员工，人均拥有台计算机，在计算 机图档、文档的管理上有严格、完善的规章制度，只是在具体的执行中限于 目前技术手段、考虑到时间因素等无法落实，如c a d 图档打印的控制等，具 体特点如f ： 3 2 1 产品分类： 甲类：i 0 0 0 载重吨以上的机动船， 乙类：1 0 0 0 载重吨以下的机动船， 3 2 2 设计组织结构： 7 3 5 千玩以上的拖船及特种船舶； 7 3 5 千瓦以下的拖船及所有非机动船 按壳、舾、涂一体化划分，即总体、结构、舾装、设备、涂装等专业 来划分，具体如f ： ，性能 i j 恕诲 数学放样 2 结构 甲板铁舾装( 含部分设备) 管系舾装 3 舾装 下发施工图 ( 4 ) a 绘施工图 ( 5 ) 送审图纸 3 按格式分 ( 1 ) a u t o c a d 格式 ( 2 ) o f f i c e 格式 ( 3 ) t x t 格式 4 按类别分 ( 1 ) 一类包括以下图纸： 1 ) 总布置图 2 ) 总说明书 3 ) 型线图 4 ) 中截面图 5 ) 机舱布置图 6 ) 功率和车页计算书 7 ) 电力负荷计算书 8 ) 机电设备明细表 9 ) 试验大纲 1 0 ) 原则工艺 1 1 ) 总工艺进度表 1 2 ) 下水布置图 1 7 东南大学工程硕士研究生论义 1 3 ) 验收项目表 ( 2 ) 二类包括以下图纸 1 ) 专业设备布置图和系统图 2 ) 丰要电气原理图 3 ) 全船设备管系各系统的原理图 4 ) 基本结构图 5 ) 手要材料明细表 6 ) 全船供应品明细表 7 ) 重量及稳性计算书( 包括静水力曲线、s 2 曲线圈) 8 ) 干舷计算书 9 ) 抗沉性计算书 1 0 ) 热平衡计算书 1 1 ) 轴系计算书 1 2 ) 基本结构计算书 1 3 ) 船、机、电专业说明书 1 4 ) f 水计算书 1 5 ) 工艺文件及工艺装备分工目录 1 6 ) 新工艺、新材料应用项目 1 7 ) 外板展开图 1 8 ) 分段划分图 1 9 ) 电气各类计算书 ( 3 ) - - 类包括除第一类、第二类外的其它图纸和技术文件( 专门列出 的除外) 3 2 4 图纸的签署流程： 1 、二二类图纸和文件签署流程： 设计校杪标检 审核审定会签 2 三类图纸和文件签署流程： 设计校对审核会签 3 图纸签署的人员要求 表3 - 2 图纸分类及签署权限表 图纸类产品类签署过程 别别校对审核审定 甲类 宝主任或主主任工程师或单船单船技术主管或 类 办技术主管总一l 程师 工程师室主任、高级1 ：程师单船技术主管或 乙类 或主办总工程师 甲类 工程师室主任、高级工程师单船技术主管或 一类 或主办总工程师 乙类 工程师高级工程师或主办主任工程师或室 主任 东南大学t 程颂十研究生论文 甲类助理工程师工程师 二类 乙类助理工程师工程师 说明： 1 设计和校对不得由同一人担任； 2 审核和设计不得由同人担任，但可由校对兼任： 3 审定和设讣、校对不得由同+ 人担任，但可由审核兼任： 4 助理t 程师是指助理工程师及以上职称，工程师一样包括工程师、高 级工程师： 5 图文档中的说明书、明细表一类的文件资料的签署流程不严格按照图 纸的签署流程进行，但遵循相应的权限要求： 6 本签署流程中的人员及角色都限定在本专业内。 3 2 5 图纸的图号命名规则： 儿 尾注 扩展序号 图样序号 分类号 工程号 图3 1 图纸命名规则 说明： 1 1 二程号：6 位数字，由卜一级设计院定下来，对于一个批量船足唯一 的，如j l 4 2 4 4 ，但氏度不固定。 2 分类号：3 位数字，约1 0 0 0 种，如1 1 2 3 图样序号：3 位数字，按顺序排，如0 0 1 4 扩展序号：3 位数字，按顺序排，如0 0 1 5 尾注：2 位字母，拼音缩写，共2 3 种，如m x 6 $ 每个图号还对应着一个船号，如j l z 9 8 0 7 0 1 东南大学i ：程坝十研究生论义 第四章j lp d m 项目的功能设计 在需求分析的基础上，埘金陵船舶设计公司儿p d m 项目进行了详细的功 能改汁。 4 1 儿p d m 软件设计原则 金陵j i 舶设计公司产品数据管理( p d m ) 以软件为基础，提供一个管理所 1 1 ：= 与产品相关的信息( 包括电子图档、电子文档、数字化文件、数据库记录 等) 和所有与产品设计相关的过程( 包括建立项目、任务分配、专业设计、 专业协作、校对、审核、标准化、归档以及：程更改过程等) 的手段。它提 供产晶全生命周期的信息管理。并可在企业范围内为产品设计与制造建立一 个并行化的协作环境。在遵循系统整体性、先进性和可扩充性原则的前提下， 建立经济合理、资源优化的系统设计方案。考虑到本企业自身的特点，金陵 船舶设计公司p d m 软件设计时充分考虑了如下原则： 1 先进性原则 采用当今国内和国际上较先进和成熟的计算机软件和硬件技术，使建立 的系统能够适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要。设计时通过对企 、i k 需求的深入调查研究，贴近企业文化，体现企业个性化的特点。金陵船舶 设计公司p d m 软件设计时充分考虑了以下几个方面： ( 1 ) 采用c s ( 客户机朋臣务器) 及b s ( 浏览器w e b 服务器) 混合的系 统结构，体现了先进、开放的体系结构特色。系统采用w i n d o w s 2 0 0 0 操作系 统，s q l 数据库、d e l p h i 、j a v a 等编程工具。 ( 2 ) 采用先进的网络技术，如网络交换技术、网管技术，通过智能化的 网络设备及网管软件实现对计算机网络系统的有效管理与控制：实时监控网 络运行情况，及时排除网络故障，及时调整和平衡网上信息流量。 2