（机械工程专业论文）云内动力pdm应用研究.pdf

昆明理工大学硕士学位论文摘要 摘要 当前，c a x e r p p d m 技术在全球范围内得到广泛的应用，但国内 制造业的很多企业对p d m 认知不够，致使制造业部份企业在实施 p d m 过程中走了不少弯路或失败，研究制造业如何实施p d m ? 与及 基于p d m 平台的c a x 、e r p 应用系统集成对企业来说变得十分重要。 本论文以y n c i m s 应用示范工程项目为背景，结合云内需求， 探讨了p d m 概念、原理、国内外p d m 的技术发展及国内制造业实 施应用状况。并对云内p d m 应用中的编码体系、流程管理、产品结 构与配置管理及y n p d m 与c a d c a p p c a m e r p 等分系统集成等关 键问题进行了研究分析，结合云内动力应用进行4 10 0 q b 柴油机产品 结构管理模块实践性开发。最终提出y n p d m 实施的一种模式和方 法，为云内动力及制造业其它企业实旋p d m 提供了基本的思路、框 架和一些关键技术的解决方法。 关键词：c i m s ，c a d c a p p c a m ，e r p ，p d m ，b o m ，p l m ，系统集成 i i 昆明理工大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t a tp r e s e n t t h et e c h n i q u eo fc a x ，e r p ，p d mg c t st h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o nw i t h i nt h e s c o p eo fg l o b a l ，b u tal o to fb u s i n e s se n t e r p r i s e so ft h el o c a lm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yc o g n i z e c 0t h ep d mn o te n o u g h c a u s ep a r t so fb u s i n e s se n t e r p r i s e so fm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r yw a l k m u c hc u r v e dr o a d so rf a i l u r ei nt h ep r o c e s so fc a r r yo u tp d m ，s t u d yh o wt h em a n u f a c t u r i n g i n d u s t r yc a r r yo u tt h ep d ma n dc a x 、e r ps y s t e mi n t e g r a t i o nb a s e do np d mb e c o m ev e r y i m p o r t a n tt ob u s i n e s se n t e r p r i s e s t h i st h e s i st a k e sy n c i m sa p p l i e dd e m o n s t r a t i o ne n g i n e e r i n gi t e mf o rb a c k g r o u n d c o m b i n et h en e e do f y n ，i n q u i r yi n t ot h ep d mc o n e e p t 、p r i n c i p l e 、d o m e s t i ca n dt l l ep d m t e c h n i q h ed e v e l o p m e u ti nn o rc o u n t r ya n da b r o a d t h e na n a l y z et h ek e yp r o b l e m ss u c ha st h e e n c o d i n gs y s t e m 、p r o c e s sm a n a g m e n t 、p r o d u c ts t r u c t u r ea n dc o n f i g u r a t i o n y n 、co f y n managmenlt!pdmc a da p p c a me r pa p p l i c a t i o n d e v e l o p e dt h e4 1 0 0q b d i e s e e n g i n ep r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n tm o d u l ec o m b i n et oy n sa p p l i c a t i o n 。i nt h ee n dp u t f o r w a r dak i n do f m o d ea n dm e t h o d st oi m p l e m e u ty n p d m w h i c ha l s op r o v i d eab a s i cw a y o f t h i n k i n g 、f r a n f i n ga n ds o m ek e y s e sf o rt h em o t i v eo f y n 、m a n u f a c t u r i n gi n d u s t f i e sa n d o t h e rb u s i n e s se n t e r p r i s e so f m a n u f a c t u r i n gi r i d u s t r yt os o l v et h em e t h o dt e c h n i c a l l y k e yw o r d s ：c i m s ，c a d c a p p c a m ，e r p , p d m ，b o m ，p l m ，i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的 个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名：阂彤九 日期：驯年矽月- 5 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的 全部或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名：二釜斌文作 日 者张丝 川年鼠瓜 点蹩翌三缝堡圭塾! 垒苎一一一一一 一 茎二童塑型壅盟宣星 第一章课题研究的背景、目的及内容 1 1 课题研究的背景及问题的引入 我国制造业信息化的大潮已经滚滚而来。近年来，很多企业在工业生 产中采用先进的设计手段，特别是应用计算机技术、c a x ( c a d 、c a e 、 c a p p 、c a m 、) 及e r p 等技术，大大提高了企业的产品开发能力、管理 水平和市场竞争能力，促进了技术刨新和生产力的发展，使企亚取得明显 的社会效益及经济效益。但与此同时，产品设计、加工及管理过程中的技 术数据、技术文档和管理数据呈现出“信息爆炸”性的增长势头；另_ 方 面，企业各部门使片；j 不同的应用系统，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影响了信息技 术在企业的应用。面对“信息爆炸”，解决“信息孤岛”的问题已突出的摆 在企业各级管理人员和技术人员面前，已成为制约企业发展的“瓶颈”。”3 全球经济市场竞争愈来愈烈，现代企业面临着迅速把产品投入市场的竞 争压力。共性产品逐步向个性化产品转变，产品的生命周期越来越短。市场 需求个性化、高质量、低价格的产品，企业能不能采取现代信息新技术提 高产品在国内和国际上的竞争力是摆在企业决策者面前殛待解决的问题。目 前，许多企业已经意识到，实现信息的有序管理与共享将成为在未来的竞争 中保持领先的关键因素。“。 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，它以软件技术为基础，以产品为核 心，实施对产品相关的数据、过程和资源的集成化管理技术。p d m 是管理现 代企业产品数据的一种新技术，它可以充分合理地解决企业信息资源存在 的各种问题。” p d m 可以定义为“是一门用来管理所有与产品相关信息( 包括零件信 息、配置、文档、c a d 文件、结构、权限信息等) 和所有与产品相关过程( 包 括过程定义和管理) 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，这也是p d m 系统有别于其他的信息管 理系统，如企业信息管理系统( m i s ) f 、制造资源计划( m r p i i ) 、项目管理系 统f p r o j e c tm a n a g e m e n t ) 、企业资源计划( e r p ) 的关键所在。 作为2 0 世纪末出现的技术，p d m 继承并发展了c i m 等技术的核心思 想，在系统工程思想的指导下，用整体优化的观念对产品设计数据和设计 过程进行描述，规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪 垦塑望三奎堂塑主鲎竺堡壅 兰= 童塑望型塞盟塑墨 性。h 1 m 的核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。 p d m 的基本体系结构如图1 1 所示： 用户界面层层 功能模块及开 发j 二具层 框架核心层 二二二二二二二二二二二翌兰兰! ! ! 二! 三三二二二二二二 系统支撑层 圈1 1 在我国，随着c i m s 工程、并行工程、敏捷制造等的应用与推广，p d m 技术已经取得了长足的进步，p d m 已在相当多的机械、电子、汽车、航空、 航天等制造业以及非制造业得到了广泛的应用，p d m 技术正逐渐成为支持 企业过程重组( b p r ) 、实施并行工程( c e ) 、c i m s 工程和i s 0 9 0 0 0 ，质量认 证等系统工程的使能技术。”1 正受到越来越多的关注。 近几年来，我国也很重视p d m 的开发和应用工作，国家8 6 3 c i m s 领域己 将p d m 作为软件产业的产品进行研究和开发，并相继在一些企业推广和应 用p d m 技术，已取得一定效果。但是，在企业中实施p d m 还是有成功的，有 失败的。失败的因素多种多样。对于向云内动力这样的制造业来说，在有一 定信息化的基础上如何成功实施p d m 的问题? 研究实施p d m 过程中的关键 技术问题，为企业成功实施p d m 提供基本的恩路、框架和关键技术的解决办 法、实旅模式和方法等变得十分迫切和关键。 1 2 课题研究的目的和意义 ( 1 ) y n c i m s 环境下产品信息集成的必要性 对于昆明云内动力股份公司这样以生产、销售柴油发动机为主导产品 的离散型制造企业来说，企业特点是小品种、大批量、技术密集、管理科学 与科学管理并存。经过多年的y n c i m s 应用示范工程，虽然各单元的计算 机辅助技术已经日益成熟，但都自成体系，彼此之间缺少有效的信息沟通 共享和协调利用，形成所谓的“信息孤岛”；并且随着计算机应用的飞速发 展，随之而来的各种数据也急剧膨胀，对企业的相应管理形成巨大压力： 数据种类繁多，数据重复冗余，数据检索困难，数据的安全性及共享管理 等等。 p d m 是企业信息集成的框架与核心。通过研究、实施和应用云内p d m 墨塑望三查兰堡圭兰笙堡兰墨二翌堡垦竺壅塑萱墨 解决云内动力实施c a d c a p p c a m 和e r p 等单元技术后所出现的问题，最 终实现企业内部各应用系统的集成。而且这种集成至少应该满足：c a d 必须 提供c a p p 所需要的信息，c a p p 也必须为c a m 、e r p 提供共享数据；同样。 为满足生产过程信息的管理和需求，c a p p 、e r p 也必须为生产和管理部门提 供共享数据。当然，c a d c a p p c a m e r p 之问的集成不是简单的组合，而是 各模块间信息的提取、交换、共享和处理集成。 企业要解决系统的集成，不但包括c a d ，c a p p c a m ，e r p 各分系的集成， 而且还包括各分系统内部的集成。信息集成是集成的核心环节，它向下数据 处理和信息管理独立于网络平台，向上独立于应用程序，以适应异构分布应 用要求；企业信息集成的实质在于通过数据访标准、中性文件转换接口技 术和应用开发工具集成技术，解决异构数据源互操作和异构工具互用问题 以及数据的分布与分布更新问题。 可见，信息集成是云内企业集成的集中发映，是y n ，c 1 m s 集成的基础，量 直接影响y n c i m 功能的实现和效益发挥的关键。 f 2 ) 企业应用的需要 y n c i m s 应用示范工程实施了工程设计分系统( e d s ) ：管理信息分系 统( m i s ) 、制造自动化分系统( m a s ) 、数据库分系统( d b s ) 、网络支撑 系统( n s s ) 、条形码系统及基于p d m 思想的电子图文档管理系统与技术交 流平台。 通过云内p d m 应用，可以有效地对发动力机产品整个生命周期中与产 品相关的数据予以定义、组织和管理，使产品数据在整个生命周期内保持 准确性、一致性及安全性，从而把正确的信息准确地提供给相应的人员， p d m 系统涉及的大量原始信息来自企业其他应用系统，如c a d 、c a p p 、 c a m 、e r p 等。 p d m 系统支持异构计算机环境，包括不同的网络和数据库，能够方便 地实现对云内现有的应用系统进行封装，从而有效地管理应用系统工具以 及应用系统之间数据的传递与交换；1 p d m 在关系型数据库的基础上加上 匦向对象的层，可以统一管理与产品有关的全部信息，从丽使得 c a d c a p p c a m 之间不必直接进行数据的交换，所有的数据交换都可以通 过p d m 的集成框架来进行，c a d 、c a p p 和c a m 都从p d m 系统中提取各 自所需的信息，各自的应用结果也放回p d m 中去，从而克服了传统的3 c 系统之间( 尤其是c a d 与c a p p ) 集成的复杂性。同时，p d m 可以动态地、 科学地管理数据的状态变化，因而以p d m 作为云内c a d c a p p c a m e r p 的集成平台，可以真正实现内云内信息系统的集成。 昆明理工大学硕士学位论文 第一章课题研究的背景 1 3 本课题研究的主要内容 本课题主要任务是以y n c i m s 应用示范工程项目为背景，以昆明云内 动力股份公司实施p d m 应用为研究对象。结合云内在已实施了工程设计分 系统( e d s ) 、管理信息分系统( m i s ) 、制造自动化分系统( m a s ) 、数据 库及网络系统的基础上，运用国内外p d 黼的研究成果，以我国制造业实施p d m 项目的情况为借鉴，结合云内p d m 应用的实际，拟研究内容如下： 1 、探讨p d m 的产生、概念、原理、功能、最新技术、p d m 技术的发 展趋势及国内制造业p d m 应用实施现状。 2 、针对云内p d m 应用中的编码体系、流程管理、产品结构与配置管 理及y n p d m 与c a d c a p p c a m e r p 等分系统集成等关键问题进行研究 分析。 3 、结合云内p d m 应用，进行以4 1 0 0 q b 柴油机产品结构管理模块为例 进行实践性开发。 4 、提出云内p d m 应用实施的一种模式和方法，为云内动力及制造业其 它企业p d m 应用实施提供种基本的思路、框架和一些关键技术i 问题的 解决方法。 昆明理工大学硕士学位论文 第一章p d m 的产生、发展及应用 第二章p 明的产生、发展及应用 2 1p 嗍的产生及发展 2 1 。1p d m 的产生 p d m 最早出现在8 0 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 管理过程。这类管理逐渐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。最近几年， 它所支持的应用范畴越来越广。 d m 是以关系型数据库加上面向对象的技术为基础的应用系统。由于其 技术的先进性和合理性，近年来得到了飞速地发展和应用，并在实践中不 断完善其功能，改良其界面，逐灏成为实用的技术。p d m 技术是对工程数据 管理( e d m ) ，文档管理( d m ) ，产品信息管理( p i m ) ，技术数据管理( t d m ) 、技 术信息管理( t i m ) 、图像管理( i m ) 及其它产品定义信息管理技术的一种概括 的扩展。新一代 d m 系统融合了面向对象0 0 技术、c a d c a m 封装集成技 术、网络通信技术、客户服务器技术、w e b 浏览技术、分布式数据库技术 与图形化用户接口技术等最新一代的计算机软、硬件技术。” 近年来，随着c a d c a p p c a m e r p 各种单元技术应用的不断深入，c a d 数 据、c a p p 数据及c a m 数据等各种产品数据积累越来越多，而且越来越 复杂，传统的文件方式管理和数据库方式管理越来越不适应。文件方式管 理不用说无法满足需要，且说数据库方式管理，虽然传统的数据库管理系 统发展已较为成熟，应用也较普遍，管理的对象通常是用二维表描述的数 据，数据之间的关系比较简单。尽管管理的数据量很大，用户对数据的操 作主要是维护、检索和统计，而产品数据管理与之相比有很多本质的区别。 产品数据不仅数据量大，而且种类多、结构复杂，特别是随着设计过程的 展开，产品数据经过修改、构造，不断地变化，动态地形成最终的设计结 果，而传统的关系型数据库明显存在着只面向记录，不支持设计过程，缺 乏协调工作机制等不足，这些弱点导致它们在处理非结构化数据( 如图形， 图像文档等) 时显得力不从心。其结果是设计人员已经对数据作了修改却无 法通知后续人员，造成后续人员在旧的数据上浪费大量的时问甚至造成不 垦堕堡三盔兰堡主堂焦堡三兰； 塑= 望! 望型墼兰生：垄星墨壁旦 可估量的损失。因此，这些关系数据库己经远远不能满足现代企业对产品 信息管理的需要。 随着文档存储技术的发展，软件管理的对象类型慢慢拓宽，开始处理 大量的异构文档，如c a d 图形、图像和字处理文件等，电子文档管理 ( e 1 e c t r o n i c a ld o c u m e n tm a n a g e r ，e d m ) 已无法满足要求。1 因此t 在数 据管理技术的发展过程中，先后提出了面向对象的数据库和面向对象的工 程数据库管理系统。它们都已实现商品化，但还没有在企业中得到全面的 应用和成功的实施，技术还不成熟。具有对象特性的数据库二次开发环境 由于开放性和可靠性等方面的明显不足。无法胜任现代集成制造系统 ( c o n t e m p o r a r yi n t e g r a t e dm a n u f a c t r i n gs m s t e m ，c i m s ) 大规模实时应 用的需求。因此，产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e t ，p d m ) 系统就应 运而生。 2 1 2p d n 的含义 尽管p d m 的内涵和外延不断扩展，但其核心脉络还是比较清晰的。著 名的咨询机构c i md a t a 对p d m 的是这样定义的：p d m 是一门管理饼有与产 品相关的信息和过程的技术。而g a r t n e rg r o u p 对p d m 的定义则为：p d m 是 一个辅助工具，它用于在企业范围内构造一个从产品策划到产品实现的并 行协作环境，一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、交流以及维护产 品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构 数据。3 p d m 系统是个工具平台，它协助工程师和产品过程相关人员管理产品 数据和产品过程，其策略是跟踪产品生命周期内的设计、加工和建成 ( b u i l d ) 产品的所有产品数据，以便人们实现对最终产品的支持和维护。 p d m 作为一种技术思想和概念，通常覆盖了下述提法：工程数据管理( d m ： e n g i n e e r i n gd a t am a n a g e m e n t ) ，文档管理( d m ：d o c u m e n tm a n a g e m e n t ) ， 产品信息管理( p i m ：p r o d u c ti n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ) ，技术数据管理 ( t d m ：t e c h n i e a lb a t am a n a g e m e n _ l ) ，技术信息管理( t i m ：t e c h n ic a l i n f o r m a t i o n a n a g e m e n t ) 。 总之，不难发现：p d m 可以是狭义上的，也可以是广义上的。从狭义上 讲，p d k l 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 等整体生命周期过程中的信息1 。p d m 的技术发展趋势最终走向产品生命周 期管理( p l m ) 。 垦塑堡三查堂堡圭兰堡笙兰苎= 童翌竺塑烹生：墼墨窒旦 可估量的损失。因此，这些关系数据库已经远远不能满足现代企业对产品 信息管理的需要。 t 随着文档存储技术的发展，软件管理的对象类型慢慢拓宽，开始处理 大量的异构文档，如c a d 图形、图像和字处理文件等，电子文档管理 ( e le c t r o n ic a ld o c u n l ( 3 n tm a n a g e r ，e d m ) 已无法满足要求。”3 因此 在数 据管理技术的发展过程中，先后提出了面向对象的数据库和面向对象的工 程数据库管理系统。它们部已实现商品化，但还没有在企业中得到全面的 应用和成功的实施，技术还不成熟。具有刑象特性的数据库二次开发环境 由于开放性和可靠性等方面的明显不足。无法胜任现代集成制造系统 ( c o n t e m p o z a r yi n t o g r a t e dm a n u f a c t r i l l gs y s t e m ，c i m s ) 大规模实时应 用的需求。因此，产品数据管理( p r u d uc td a t am m l a g e m e t ，p d m ) 系统就应 运而生。1 2 1 2p d m 的含义 尽管p d m 的内涵和外延不断扩展，但其核心脉络还是比较清晰的。著 名的咨询机构c i md a t a 对p d m 的是这样定义的：p d m 是一门管理所有与产 晶相关的信息和过程韵技术。而g a r d n e rg r o u p 对p d m 的定义则为：p d m 是 一个辅助工具，它用于在企业范围内构造一个从产品策划到产品实现的并 行协作环境。一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、交流以及维护产 品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构 数据。1 p d m 系统是一个工具平台，它协助工程师和产品过程相关人员管理产品 数据和产品过程，其策略是跟踪产品生命周期内的设计、加工和建成 ( b u i l d ) 产品的所有产品数掘，以便人们实现对最终产品的支持和维护。 p d m 作为一种技术思想和概念，通常覆盖了下述提法；工程数据管理( o m ： e n g i n e e r in gd a t am a n a g e m e n t ) ，文档管理( d m ：d o c j m e n tm a n a 9 8 m e n t ) ， 产品信息管理( p t m ：p r o d u c zin f o r m a t o nm a n a g e m e n t ) ，技术数据管理 ( t d m ：t a c h n ic a ld a t am a n a g e m e n t ) ，技术倩息管理( t i m ：t e c h l 3 ic a l i n f a r m a t i 0 1 1m a n a g e m e n t ) 。 总之。不难发现：p d m 可以是狭义上的，也可以是广义上的。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 等整体生命周期过程中的信息1 。p d m 的技术发展趋势最终走向产品生命周 等整体生命周期过程中的信息1 。p d m 的技术发展趋势最终走向产品生命周 期管理【p l m ) 。 6 昆明理工大学硕士学位论文 第二章p d m 的产生，发展及应用 2 1 3p d m 的基本原理 p d m 的基本原理是，在逻辑上将各个信息化孤岛集成起来，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。技术信息系 统和管理信息系统的有机集成，构成了支持整个产品形成过程的信息系统， 同时也建立了c i m s 的技术基础。通过建立虚拟的产品模型，p d m 系统可以 有效、实时、完整地控制从产品规划到产品报废处理的整个产品生命周期 中的各种复杂的数字化信息”。 2 1 4p d m 的功能 对国内外技术及研究，这些p d m 产品之间虽然有许多差异，但一般来说 大多具有以下一些主要功能： 2 1 4 1 电子资料库和文档管理 对于大多数企业来说，需要使用许多不同的计算机系统( 主机、工作 站、p c 机等) 和不同的计算机软件来产生产品整个生命周期内所需的各种 数据，而这些计算机系统和软件还有可能建立在不同的网络体系上。在这 种情况下，如何确保这些数据总是最新的和正确的，并且使这些数据能在 整个企业的范围内得到充分的共享，同时还要保证数据免遭有意的或无意 的破坏，这些都是迫切需要解决的问题。p d m 的电子资料库和文档管理提供 了对分布式异构数据的存储、检索和管理功能。 在p d m 中，数据的访问对用户来说是完全透明的，用户无需关心电予 数据存放的具体位置，以及自己得到的是否是最新版本，这些工作均由p d m 系统来完成。电子资料库的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予 这些角色不同的数据访i 可权限和范围，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修改。同时，在p d m 中电子数据的发布和变 更必须经过事先定义的审批流程后才能生效，这样就使用户得到的总是经 过审批的正确信息。 某些p d m 系统还具有对异构数据的管理能力，即p d m 系统可以对传统 的以非电子化形式存储的数据进行管理，虽然对这种文件的管理无法达到 对p d m 内部数据管理的安全程度，但其安全程度至少也不低于传统的手工 管理方式，同时这种管理方法还提供了更好的对非电子化数据进行查找和 跟踪的能力。 垦盟墨三查兰堕主兰焦丝壅 篁三雯呈里坚堕兰生：些垦墨壁星 2 1 4 2 产品结构与配置管理 产品结构与配置管理是p d m 的核心功能之一，利用此功能可以实现对 产品结构与配置信息和物料清单( b i l l0 fm a t e r i a ls ) 的管理。而用户可 以利用p d m 提供的图形化界面来对产品结构进行查看和编辑。在p d l i l 系统 中，零部件按照它们之间的装配关系被组织起来，用户可以将各种产品定 义数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完整描述，传统的b o m 也可以利用p d m 自动生成。 p d m 系统通过有效性和配置规则来对系列化产品进行管理。有效性分为 两种：结构有效性和版本有效性。结构有效性影响的是零部件在某个具体 的装配关系中的数量，而版本有效性影响的是对零部件版本的选择。有效 性控制有两种形式：时间有效性和序列数有效性。产品配置规则也分为两 神：结构配置规则和可替换件配置规则。结构配置规则与结构有效性类似， 控制的都是零部件在某个具体的装配关系中的数量，结构配置规则与结构 有效性可以组合使用；可替换件配置规则控制的是可替换件组中零件的选 择。配置规则是由事先定义的配置参数经过逻辑组合而成。用户可以通过 选择各配置变量的取值和设定具体的时间及序列数来得到同一产品的不同 配置。m 在企业中，同一产品的产品结构形式在不同的部门( 如设计部门、工 艺部门和生产计划部门) 并不相同，因此p d m 系统还提供了按产品视图来 组织产品结构韵功能。通过建立相应的产品视图，企业的不同部门可以按 其需要的形式来对产品结构进行组织。而当产品结构发生更改时，可以通 过网络化的产品结构视图来分析和控制更改对整个企业的影响。 2 1 4 3 流程管理 流程管理同样是p d m 的核心功能之一。流程管理涉及到3 r 。即加工路 线( r o u t e s ) 、规则( r u l e s ) 和角色( r 0 1 e s ) 。加工路线定义了对象及所定义 的对象的传送路径，其对象包括文档、形式、事件、部件和消息等。规则 定义了信息如何加工路线和加工路线给谁，即工作流的下一步方向和如何 处理异常情况。工作流中的工作任务定义了作业的独立功能，由操作用户 提供。工作流程管理的主要功能包括： ( 1 )作流程编辑器提供过程单 元定义手段，并将过程单元根据用户的指定连接成需要的工作流程，规定 提交工作流程执行的设计对象，如部件、零件、文档等： ( 2 )工作流程 管理器接收工作流程编辑器提交的流程定义数据，建立有关人员的工作任 务列表，并根据流程走向记录每个任务列表的执行信息，支持工作流程的 异常处理和过程重组：( 3 )工作流程通信服务器根据工作流程的进展情 昆明理工大学硕士学位论文第二章p d m 的产生、发展及应用 况，向有关人员提供电子审批与发放，并通过e - m a i l 接口技术进行用户通 信和过程信息传递。“” 流程管理主要含设计流程管理与更改流程管理。 2 1 4 4 编码体系 编码体系是p o m 及信息化建设的基础。制造企业在提升阶段，几乎都 会遇到物料、产品、部件的编码问题。特别是一些企业试图引进电脑化韵 管理手段时，更发现编码是一个必备的条件。企业内部可能需要编码的项 目，包括产品( 产品型号就是一种编码) 、零部件与原料( 或笼统称为物 料) ，设备，人，文件，记录，生产指令、单据等等。 编码工作包括方案的制定和码表的制定以及编码应用这几个基本方 面。方案就是编码的规则，码表就是根据方案对实际存在( 或预计存在) 的项目写出编码以及对应的描述，而应用就是要保证在所有需要描述物料 的地方都使用正确的编码作为标识，使大家识别物料时以编码为准，不依 赖于补充的描述乃至对实物特征的辨剐。企业内部必须将有关编码的方案 制定与修改，码表建立与维护，码表的发放使用，编码的使用等等的要求 明确订立出来，形成管理文件，确保执行。 编码体系的建立应遵循以下设计原则： 1 ) 信息分类编码体现科学化、标准化、规范化、合理化。 2 ) 参照国家标准中有关分类标准体系。 3 ) 参照企业原有的编码体系尽量考虑企业的习惯。这样便于企业生 产活动的延续性，也有利于数据的整理工作。 4 ) 保证编码的唯一性、可扩展性和方便性。 物料的编码是编码体系中最为重要也最为复杂的，它是工程数据库建 立的基础。企业在数据准备阶段的一项非常重要的工作就是确定物料代码 的编码原则和编码方法。多数软件对设定好的物料号不允许轻易变动，如 要修改，必须先把所有该物料的记录( 如库存、加工单、会计科目等记录 中有该项物料时) 统统清除干净，这是一件十分麻烦的工作。因此，确定 物料号的编码原则要特别慎重，不但要考虑当前的方便，而且要考虑今后 发展扩充的需求。 要确定物料的编码方案，必须首先确定物料的分类。物料一般分为两 大类：自制件和采购件。采购件的分类可参照国家制订的有关分类标准， 一般可细分为大、中、小类，如a 大类为钢材，a o l 类为型钢，a 0 1 0 l 为大 型型钢具体编码可采用树式结构或混合式结构，建议采用混合式结构， 其优点是编码长度一致，便于扩展。它一般由大中小类+ 顺序号组成，例如， 某种规格的大型型钢的物料编码为a 0 1 0 卜0 0 0 0 7 。自制件一般有图纸和加工 工艺，可采取与采购件不同的编码方式。由于自制件的图号具有唯一性， 9 垦翌翌三查兰堡圭堂垡丝苎蔓三兰! 里竺塑主竺：垄墨墨壅星 为方便生产加工，可带入部分图号的属性，然后加上顺序码。例如，产品 包装机的第二个部件的某个零件图号为b z j 一0 2 0 5 ，其物料编码可定为 b z j 一0 2 - 0 0 0 5 ，这样物料编码与图号保持了一致性。 手工管理时，管理人员希望见到物料编码时，就能得到有关这个物料 的一些主要特征的提示，如规格尺寸等，便于进行管理。但用了计算机管 理后，物料编码的功能就是唯一识别这个物料，而不是描述这个物料的任 何属性。物料的属性作为重要信息会与物料编码相对应，即物料编码出现 的地方会跟随着其对应的名称、规格、材料、图号等等，因此物料编码不 需要包含太多的属性信息。 数据编码中推荐使用的字符为a z 、0 9 和连接符( 一) ，禁止使用的字 符为分号( ：) 、逗号( ，) 和空格( ) ，建议不要使用全角字符，如中文、由、 i i 等。 编码注意事项“ 1 1 如果使用字母和数字混和编码时，应避免使用字母0 、i 、z 等字母， 以免书写时与0 、1 、2 相混淆； 2 编码中尽可能不用一、# 、 等这些无意义的符号( 只是为了区分编码 的段，而没有任何含义) ，因为这些符号不便于电脑输入，而且会使编码 太长： 3 确定编码方案时一定要保留足够的空间以方便以后的扩充；为了使 编码便于书写和录入电脑，编码在满足定的要求下应尽可能简短； 4 凡是库存中可能出现的物料都必须予以编码； 5 每种物料只能有一个编码，同样，一个编码只能在库存中找到一种 物料，一一对应。 2 1 4 5 集成开发接口 各企业的倩况千差万别，用户的要求也是多种多样的，没有哪一种p d m 系统可以适应所有企业的情况，这就要求p d m 系统必须具有强大的客户化 和二次开发能力。现在大多数p d m 产品都提供了二次开发工具包，p d l 实施 人员或用户可以利用这类工具包来进行针对企业具体情况的定制工作。 2 1 4 6 项目管理 项目管理在p d m 系统中考虑得较少，许多p d m 系统只能提供工作流活 动的信息。一个功能很强的项目管理器能够为管理者提供每分钟项目和活 动的状态信息。 0 昆明理工大学硕士学位论文第二章p d m 的产生、发展及应用 2 。1 4 7 电子协作 主要实现人与p d m 系统中数据之间高速、实时的交互功能，包括设计 审查时的在线操作、电子会议等。 2 1 4 8 设计检索和零件库管理 这一功能是为最大程度地重新利用现有设计创建新的产品提供支持， 它主要包括：零件库接口功能、基于内容的而不是基于分类的检索功能、 构造电子仓库属性编码过滤器功能等。 2 ，1 4 9i p d m 实用化的功能 这些功能是在p d m 系统接受用户的应用请求后，在系统内部需要有相 应的处理方式的支持，主要包括：通知与通讯管理、数据传递功能、数据 翻泽功能、图像服务功能、系统管理功能等。 2 1 5p d m 最新技术 p d m 新技术的背景9 0 年代末期，p d m 技术的发展出现了一些新动向， 在企业需求和技术发展的推动下，产生了新一代p d m 【产品。 2 1 5 1 分布式技术 基于网络的分布式计算技术也是近年来获得很大进步的技术之一。以 分布式计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系 统体系结构。在分帮式计算技术的标准方面，一直存在着两大阵营，一个 是以o m g 组织为核心的c o r b a 标准，另一个是以微软为代表的基于d c o m 的 a c t iv e x 标准“”。近年来，o m g 组织在c o r b a 标准的制定和推广方面付出 了巨大的努力，同时许多c o r b a 标准的产品也在逐渐成熟和发展；同时由 于微软在操作系统方面的绝对统治地位，a c t i v e x 标准在w i n d o w s 系列平台 上显得更加实用，相应的工具也更加成熟。目前这两大标准的争夺仍然没 有结束，许多商品化软件多是同时支持两个标准。 2 1 5 2j a v a 语言 j a v a 从出现的第一天就成为计算机界的一个热点。j a v a 语言具有高度 的可移植性、健壮性和安全性等优点，这些使它一经推出就获得了广泛的 支持。j a v a 不仅仅是一种新的计算机语言，同时还是一种移动式的计算平 台。j a v a 语言的“一次编程，到处可用”的特点使它成为了编写网络环境 下的移动式构件的最佳选择。将分布式计算框架和j a y a 技术结合起来将是 构造网络信息系统最理想的模式3 。 昆明理工大学硕士学位论文第二章p d m 的产生、发展及应用 2 1 5 3 基于w e b 的p d m 系统 为了满足电子商务时代企业的需求，p d m 系统必须架构在 i n t e r n e t i n t f a d e t e x t r a n e t 之上，必须提供企业产品开发的电子商务解 决方案。这是新一代p d m 技术和系统p d m i i p r o d u c td e v e l o p m e n tm a n a g e m e n t 的目标，也是解决国内企业采用p d m 系统时所遇问题的基础。“”美国 m a t r i x o n e 公司的e m a t r i x 和p t c 公司的w i n d c h i l l 就是这类系统的代表。 这类系统是跨越延展供应链的产品信息和生命周期过程管理的全面解决方 案。它们使企业能够以i n t e r n e t i n t r a n e t 的发展速度快速超越其竞争对 手，得到重要的战略利益。 2 1 6p d m 的技术发展及趋势 2 1 6 1p d m 技术的发展 作为p d m 技术的直接开发者与p d m 研发领先者，美国e d s 公司、s m a r t e a m 公司、i b m 公司、c v 公司、i s s ( i n t e g r a t e ds up p o r ts y s t e m s ) 公司、。s h e r p a 公司等等为代表几公司对p d m 技术的研究、开发及应用一直走在世界的前 列。其p d m 产品及技术代表了世界p d m 的技术水平及发展趋势。国内p d m 技术的直接开发者与p d m 研发领先者，北京清华英泰信息技术中心、东北 大学欧磊科技开发公司、华中科技大学武汉天喻信息公司、开目软件公司、 上海交大思普信息公司等等均开发了一些p d m 产品。其p d m 技术的研究、 开发及应用一直跟踪世界p d m 的技术及发展，其p d m 产品及技术代表了国内 目前p d m 的技术的最高技术- 水平及发展趋势。 第代p d m 专注于设计阶段工程信息的管理，产品设计与制造的脱节 没有得到很好的解决，在这样的背景之下，出现了第二代产品数据管理( p d m i i ) 的概念。p d mi i 最初由g a r t n e rg r o u p 提出，后经i b m 、d a s s o u l ts y e t e m 和e n o v i a 等公司进一步的发展。p d mi i 有三个核心的要素：虚拟产品开发 管理( v p d m ) 、传统的p d m 和e r p 系统。从软件功能的角度讲，这个时代的 产品具备了工作流管理和产品生命周期这样的模块，并且管理的范围扩展 到企业一级。从p d mi i 所提供的功能上可以看出，这个时代的p d m 系统隐 含着这样的基本管理思想：通过流程自动化手段，将技术人员放到产品开发 的流水线中，并通过自动化的流程追求产品开发的低成本和高效率。 具体来说，p d m 技术的发展可以分为以下三个阶段：配合c a d 工具的p d m 系统、专业p d m 产品产生和p d m 的标准化阶段。 ( 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8 0 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 1 2 垦塑望三查堂堡主堂垫丝奎篁三童! 坐塑兰生：垄壁墨生旦 大量的时间浪费在查找设计所需信息上，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 ) 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 i ) m 产品仅 在一定程度上缓解了“信息孤岛”闯题，仍然普遍存在系统功能较弱、集 成能力和开放程度较低等问题。