选择最合适的产品数据管理_PDM_系统.doc

剖析了企业在产品数据管理（PDM）应用中面临的主要挑战及在PDM系统选型与实施过程中遇到的困惑，论述了一个面向实际应用的PDM所应必备的核心功能，介绍了SolidWorks EnterprisePDM系统的实施策略与实施流程。PDM的主要特点，探讨了选择最合适的产品数据管理（PDM）系统 湖南师范大学工学院李小龙 许第洪 长沙凯士达信息技术有限公司 彭浩歌一、引言随着信息技术的快速发展，产品 设计数据迅速增加，产品数据管理的 压力越来越大。同时，面对客户个性化 产品与服务的需求，通过模块化设计技 术提高设计效率，快速响应市场是企业 追求的目标。PDM是实现这一目标的“ 使能”工具，企业急需实施基于产品 全生命周期的PDM技术。但近10年来， 我们看到了众多PDM实施失败的案例， 有软件系统架构不成熟、实施周期过 长、实施成本太高等多种因素，面对 价格从几万到上千万的PDM系统以及商 家为市场炒作推出的众多新术语，企 业充满了困惑。因此，了解PDM的定义 及内涵，分析PDM系统的核心功能，研 究PDM实施的关键因素，根据企业的具 体实际选择最合适的PDM系统，是企业 迫切需要解决的问题。定义：“PDM是一门用来管理所有与产品相关的信息及其过程的技术”。PDM 系统的特点是以静态的产品数据和动态 的设计流程为管理主线，保持对企业产 品信息的控制和完整性，支持协同设计 与并行工程。产品全生命周期管理PLM（Product Lifecycle Management）是与PDM紧密相 关的一个概念。PLM是一种“战略性的 商业方法，它应用一组一致的业务解 决方案，把人、过程和信息有效地集 成在一起，作用于整个企业，遍历产 品从概念生成到最终报废的整个生命周 期过程。”PLM以CAX，PDM，ERP，SCM 等分立的子系统为支撑平台，结合咨 询服务和其他技术管理产品的整个生 命周期。20世纪末，基于PLM战略方法 的PDM技术在制造企业得到了有效的应 用。当今，基于PLM的PDM系统已成为 市场的主流。2.PDM应用现状 PDM在90年代迅速地发展起来，国外一些全球性的大公司得到了成功应 用。在国内，约20%的企业采用了PDM 系统，多数仍未能实施。企业在PDM系 统的应用上面临着下列主要挑战。(1)实施周期长，实施成本高 PDM选型时，企业很少考虑自身的规模和基础，照搬国外大公司，希望将一些大而全的功能全部拉入PDM项目中，实施周期长达几年，其附加的许 多功能并不能上线。应用中，有些系统不够成熟和稳 定，其系统架构经常调整，功能不够 完善，需要大量的二次开发与客户化工 作，常常边测试边实施。耗费了企业大 量的实施时间与实施成本。(2)项目投资大、回报率低 国际上和行业内对PDM系统实施目前没有一个统一的标准，多数企业对 PDM系统必备的功能，以及实施哪些功 能可获得最高最快的回报率等问题仍 没有清楚的认识。实施一个中等规模的 PDM项目，照抄国外大规模项目，投入 了上百万元的资金，花费了23年的实 施时间，仅运用部分核心功能。(3)学习时间长 企业大多数员工对复杂的系统界面和过多的软件操作都不易接受。而且， 员工流动频繁，复杂的系统带来了长时 间的人员培训，大大增加企业的管理和 人力成本。(4)解决方案不够灵活 企业的需求千差万别，应用软件多种多样，需要PDM系统能够灵活地按需 定制。PDM系统应支持流程动态更改， 具有很好的开放性、集成性、易扩展 性，满足企业规模扩大、流程重组与优二、PDM的基本概念与应 用现状1.PDM的概念产品数据管理系统PDM(Product Data Management)是帮助企业管理人 员、工程师以及其他人员管理产品数 据及设计流程的工具。致力于研究PDM 技术和计算机集成技术的国际权威咨询 公司CIM data给PDM作了一个概括性的化，新工具的引进以及CAD新功能的升级等一系列可持续发展的需求。3.PDM核心功能分析 通过对PDM功能使用频率调查，敏捷咨询公司统计分析得出：实施了PDM 系统的企业中，100%的企业使用了图 文档管理、权限管理及版本管理，较 多使用零部件管理、报表工具、产品 结构管理和数据安全管理等。这些经 常使用的、能够给企业产生重大实际 效益的核心功能，是PDM系统必备的。 一个面向实际应用的PDM系统必须包括 下列内容。(1)图文档管理 图文档管理是PDM系统最基本的功能之一。图文档管理主要是控制和管理 各种与产品相关的文档及属性，如设计 任务书、三维模型、工程图、有限元分 析报告等，并有效追踪文档的历史和及 时获取最新版本等。(2)零部件分类及检索管理 零件分类管理将企业的零件按照相似性原则划分成不同的类，形成企业可 复用设计单元库，通过联合查询检索， 使产品数据得到有效的重用。(3)产品结构与配置管理包括产品结构管理和配置管理 两部分，其主要功能是建立产品结构 树、产品多视图管理、各类BOM的生 成，提供最新零件使用情况及产品多 配置管理等。(4)权限与安全性管理 PDM采用分角色授权的权限管理方式、支持按存储路径、文档类别或属性 等多种赋予权限的方式，可以按工作流 程的状态指定用户的操作权限，保证数 据的安全性。(5)项目与工作流程管理 项目与工作流程管理实现对项目状态及进度的审查与控制，对产品开 发过程与更改过程中的所有活动进行 跟踪和监控。(6)系统集成以 P D M 系 统 为 平 台 进 行 CAX，ERP，SCM等系统的集成，可以最 大限度地发挥这些系统的效能，特别Windows资源管理器紧密集成，具有类似Windows资源管理器的操作界面，如 图1所示。其所有的操作都与Windows一 致，企业人员完全在一个熟悉的平台 下完成所有的工作，避免了长时间的学 习。它还提供了可视化的定制工具，用 户不需要做大量的开发即可快速上线， 最短上线记录不到一周时间。2.灵活的图形化流程管理 SolidWorks Enterprise PDM的流程管理非常方便，可以在多个不同的流程 实现自动跳转，支持流程的动态更改， 能随企业变化随时调整系统流程。并 且，PDM系统内置了图形化流程定制工 具可以实现所见即所得的流程管理模 式，如图2所示。3.强大的报表工具SolidWorks Enterprise PDM具有强 大的报表工具，不仅可以创建和管理各 种材料明细表（BOM），如工程BOM，自 制件BOM，外购件BOM等，还可比较两个 BOM之间的差异，及在BOM模式下预览零 部件模型，如图3所示。4.方便的设计复用SolidWorks Enterprise PDM具有快 速检索能力，允许设计团队在不同地域 访问信息和重复利用以前的设计成果。 并且，可在CAD、Office等应用软件中直 接使用PDM搜索工具，智能检索出所需是与CAD系统和ERP系统的集成。PDM客户端可被集成在CAD软件内，形成直观 的会话方式，实现加载/阅览/复制/移动 CAD视图，从部件中自动生成产品结构 树等。PDM与ERP之间的数据必须能按照 企业的实际过程进行必要的交换，实现 产品结构与物料清单的转换，建立物料 基本记录与零件基本记录对应关系。企业信息化是一个历史的过程，只 有起点，没有终点。PDM核心功能是企业 实施必备的，如果没有这些功能，就会 在企业可持续的发展中表现不足。PDM 其他的高级功能是个逐步实施的过程， 应根据企业的规模与信息化的基础分阶 段分步骤地完善。因此，企业PDM实施 的重点首先应该在这些核心功能的实施 上，采用基于三维数据、易扩展的PDM解 决方案，是更加切实可行的方法。三、SolidWorks EnterprisePDM介绍SolidWorks Enterprise PDM是一 个具有开创性的PDM系统，该系统和 Windows资源管理器紧密集成，易学易 用，易扩展，打破了常规解决方案实施 周期长、成本高、学习时间长等弊端， 开创了业内的先河。其主要特点有：1.快速实施和上线SolidWorksEnterprisePDM和11CAD/CAM与制造业信息化2008年第11期F视点理制度是日积月累而成，如果开始实施PDM系统就对企业动“大手术”，可能 影响企业的正常运行，或因强烈的反对 而使PDM的实施“流产”，应尽可能在 不改变工作模式的情况下，先实施PDM 的基本功能，让企业人员在应用的过程 中逐步提高认识，积累经验，再逐步 实施其他功能。循序渐进，分阶段分步 骤实施。3)“管理升华”原则通过标准化，保证企业产品数据信息的完整、正确、一致，建立企业图文档命名与 编码规范、建立企业可复用设计库等， 是提升企业信息化水平的重要一环。通 过流程的优化与固化，实现文档审批发 放过程自动化，实现变更流程的自动化 控制，建立基于标准流程的产品快速开 发模式。(2)实施流程1)主动引导，全方位挖掘需求 需 求调查阶段，首先通过引入PDM范例， 介绍其先进理念，引导企业对PDM的正 确认识，积极调动企业人员投入到需求 调查与分析中，共同研究企业的项目管 理模式、产品数据模型、设计流程模型 等基础数据，充分挖掘企业的需求。2)系统培训 企业通常对PDM的使 用及蕴含的理念掌握不深，有些甚至 理解错误，这对PDM实施会产生巨大障 碍。通过系统培训，使企业掌握PDM使 用方法，正确运用其蕴含的思想，发挥 PDM系统的强大优势。一般，PDM整个 培训分为初始培训、定制培训和上线培 训、维护培训。初始培训完成面向企业全体员 工讲解PDM的定义、功能及其蕴含的先 进思想等。定制培训是指面向PDM专员进行 系统的定制与开发培训。上线培训是指分岗位培训，包 括：PDM术语解释与常用功能的使用方 法与技巧等。维护培训是指面向系统管理员 进行系统维护与PDM服务器配置优化 培训。3)系统导航 系统导航的目标是帮信息，提高设计效率。5.凯士达的实施策略与流程 PDM实施是一个系统工程，涉及到企业产品数据与管理模式，要对企业落 后的设计管理方式进行改革，项目实施 的难度较大，风险较高。稳定的本地化 技术服务和先进的实施策略与流程是实 施成功的保障。长沙凯士达是湖南省制 造信息化技术服务中心，拥有专业的实 施团队，10多年的行业经验，从系统论 的角度提出了一套先进的实施策略和规范的实施流程。(1)实施策略1)“角色正确定位”原则很多人都认为，PDM系统实施中，服务商是项目的决策人，企业作为项目的协作 者，扮演着配合的角色，这样的模式 常导致PDM被错误地实施，最终导致失 败。凯士达一直强调“企业为主”的实 施原则，始终把企业定位为项目的决策 者和实施者。2)“量变质变”的原则企业管图1 产品设计过程信息的映射在产品设计过程中，产品的4D信息模型（即以产品的3D模型为基础，以设计进程为时间坐标的4D信息模型）作为对产品信息的结构化集成，需要表达产品信息之间的各种复杂关系，并在整个产品进化过程中保持这 些关系的一致性。本文在对产品设计过程中的4D信息特征进行分析的基础上，引入了超图理论来描述产品4D 信息模型设计过程的信息，对产品4D信息模型建立的理论基础进行了研究，并对4D信息模型进行形式化描述 研究，为产品设计及其过程管理提供了一种新的途径和研究方法。基于超图的产品4D信息模型描述的研究 武汉理工大学机电工程学院 吴翔 李刚炎一、产品设计过程信息的特征在产品设计过程中，产品信息模 型具备一些共同特点：历史性、层次 性、递归性、迭代性以及功能映射等。 产品信息模型随着设计过程的演绎，其 所包含的信息不断地丰富与完善。与此 对应，完备的产品信息建模不仅需要表 达并能操作组成最终的产品的零部件、 特征、几何实体的有关的信息以及它们 之间的几何、拓扑、工程语义信息，而 且还应能表达零部件、特征、几何实体 以及它们之间的各种关系的进化过程、 设计决策过程、功能以及设计意图等其 他设计历史信息。产品4D信息模型包含产品设计过 程中的产品描述信息和产品设计过程 信息，呈现如下的特征：1.产品设计过程信息的映射关系其中：FR功能要求(FunctionRequirement)；DP设计参数(Design Parameter)；A矩阵(Matrix)， 表示第i个功能要求受第 j个设计参数的影响，即FR 随DP 变化ij的程度。同样，设计参数与工艺参数 (Process Parameter)之间的映射关系可 以表示为：DP=BPP。矩阵A存在三种形式：对角矩阵、三 角矩阵和一般矩阵(非对角和三角矩阵)， 这三种矩阵形式对应的设计分别为：非 耦合设计、准耦合设计和耦合设计。如 果设计过程满足独立性公理和信息量最 少公理，则矩阵一般为对角或者三角矩 阵。功能需求和设计参数之间的映射关 系完全由矩阵A的形式决定，这样矩阵A 的三种形式就决定了功能域和物理域之在图1所表述的产品设计过程信息的映射关系中，以功能域到物理域的映 射为例，功能需求与设计参数之间的映 射可表示为：助企业整理和规范产品信息，梳理工作流程，构建一支协同设计的开发团队。 通过系统导航，企业将能够拥有：规范、完整、准确的基础数据， 掌握基础数据维护的方法与手段；建立企业设计数据词典，能够 使企业所有开发人员在整个产品开发过 程中能够用同样的标准，统一的名词术 语，规范的工作流程；能够运用产品数据管理的理念与 设计复用技术的思想，组织建立企业的 知识库，包括企业的零件库，部件库， 材料库等；帮助企业培养一支能根据企业发展需求，自主定制、实施PDM系统的 团队。以获得最大的投资回报率。So