含题目现代制造技术课题论文

1、广东石油化工学院先进制造系统课程论文题 目机电工程院（系）工业工程专业学号 04学生姓名冯燕颜起讫日期2012.12.05-2012.12.18摘要产品数据管理 ( PDM) 将计算机在产品设计、分析、制造、工艺规划和质量 管理等方面的信息孤岛集成在一起准确地描述了企业想干什么事情的全部信息。 PDM主要解决的就是生产活动中不断变化、不断进步的动态信息管理。PDM系统使原来局限于产品制造过程的自动化发展到产品设计过程、 生产过程和经营管理 过程的自动化 , 是企业全局信息的集成的平台。PDM 是在 20 世纪 90 年代初才开始在国际市场上形成软件产品的一种新技 术，它是在CAD/CAM/CA

2、和EDM的基础上逐步发展起来的，主要归因于国际上许 多大型企业逐渐接受PDM并把它作为支持企业经营过程重组、并行工程，IS09000 认证等的使能技术。 1984 年一些行业的领头羊如波音、休斯、奔驰、摩托罗拉 等公司纷纷投入巨资实 PDM以作为保持企业竞争力的主要手段。而今，随着 CAD/CA及CIMS技术的迅速发展和应用，PDM变得越来越重要，成为当今最热门 的技术之一。关键词：产品数据管理(PDM);信息管理;d广东石汕化.学院目录第一章产品数据管理概论 11.1 PDM的基本概念 11.2 PDM系统的体系结构 1第二章PDM系统的主要功能 22.1电子仓库与文档处理 22.2工作流或

3、过程管理 22.3产品结构与配置管理 22.4零件分类管理与检索 22.5项目管理功能 3第三章PDM系统的实施技术 33.1 PDM实施的目标与内容 33.2 PDM系统实施步骤 3第四章PDM实施中的信息建模 44.1人员管理模型 44.2产品对象的数据模型 44.3产品结构管理模型 54.4 产品配置管理模型 54.5过程管理模型 5第五章PDM的应用集成 55.1 PDM是 CAD/CAPP/CA的集成平台 65.2基于PDM系统的企业信息集成 6第六章 PDM软件应用 66.1 PDM软件的基本功能 76.2 PDM软件选型的基本原则 9致谢 11参考文献 12第一章产品数据管理概论

4、1.1PDM的基本概念PDM是以软件为基础的技术，它将所有与产品相关的信息和所有与产品有关 的过程集成到一起。产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如CAD/CAM/CAE的文件、材料清单(BOM，产品配置、事务文件、产品定单、电子表格、生产成 本、供应商状态等等。产品有关的过程包括任何有关的加工工序、加工指南和有 关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等所有过程处 理的程序。包括了产品生命周期的各个方面，PDM使最新的数据能为全部有关用 户，包括从工程师、NC操作人员到财会人员和销售人员均能按要求方便地存取。 与PDM常常相关的术语有：电子数据库、过程或过程控制、结构、配

5、置管理或者 改变控制、接口和集成等。1.2PDM系统的体系结构PDM原型系统以网络环境下的分布式数据处理技术为支撑，采用客户机/服务器(Client/Server) 体系结构和面向对象(Object Oriented)的设计方法，需要有数据库技术保证数据的存储和管理，需要有网络技术提供数据的通信和传递， 以实现产品全生命周期的信息管理，协调控制工作流程和项目进展，在企业范围内建立一个并行化的产品开发协作环境系统总体结构如图1所示图1 PDM系统的体系结构-1 -第二章 PDM 系统的主要功能PDM系统为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制 和框架.从用户的角度可将PDM功能简

6、化为用户功能和公共实用功能两部分，前 者主要是指为用户提供充分利用 PDM系统的能力，通过图形化的用户界面与用户 进行信息交换并执行用户指定的操作 . 其主要功能有：2.1 电子仓库与文档处理电子资料室及文档管理 ( D t Vault Document Management) .电子资料室是 PDM 的核心 , 它一般是建立在关系型数据的基础上 , 主要保证数 据的安全性性 , 并支持各种查询和检索功能。它能集成产品生命周期内的 全部信息 ( 图、文、数据等 ) , 并提供数据、文件、文档的更改管理、版 本管理、产品结构管理和工作流程管理 , 集成或封装 CAD、 CAM、 CAE 等多 种

7、开发环境和工具 , 它还能与制造资源管理 MRP 和人、财、物管理系统 MIS 集成 , 实现产品生产过程的管理。2.2 工作流或过程管理工程流程管理 ( Workflow or Process Management) 。工程流程管理主 要实现产品的设计与修改过程的跟踪与控制 . 这一模块为开发过程的自动 管理提供了保证 , 并支持企业产品开发过程的重组以获得最大的经济效、人益。2.3 产品结构与配置管理产品配置管理 ( Product Configuration Management) 。产品配置管理以电 子资料室为低层支持 , 以材料清单 ( BOM) 为其组织核心 , 把定义最终产品的所

8、 有工程数据和文档联系起来 , 对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。 产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个周期内共享统一的产品配置 , 并且对应不同阶段的产品定义 , 生成相应的产品结构视图 , 如设计视图、装配视 图、工艺视图、采购视图等。2.4 零件分类管理与检索零部件分类管理是指在成组技术和零件族管理的基础上， 借助类俄管理模式， 对零部件、产品等对象进行有效的一种方式。 它打破了过去仅以隶属关系管理产 品及零部件的纵向管理方式，引入以材料、功能、用途、结构的等特征因素进行 分类的横向管理方式，优化了企业对零部件、产品等信息的管理。分类管理是将企业中的产品数据 (特别是对

9、典型部件) 按其结构特征、 用途、 工艺特性、 材料特征等进行分类， 使用户能够高效地查询相关信息， 是企业的产 品数据可供整个企业的所有被授权用户透明、 方便调用， 分类管理是快速查询的 基础，为产品数据的重用提供支持。分类管理模块的具体功能为： (1) 以零件与零件族的方式管理和组织企业的产 品、零件、部件、标准件以及相关的信息。 (2)提供了基于属性的相似零件、标 准零件及相关文档的检索， 实现相似对象的快速检索， 避免重复设计和相似设计。d广东石汕化.学院（3）提供了对企业各项信息的访问权限的控制。（4）为特定用户或用户组定制属性访问权限，显示不同属性或隐藏部分属性。2.5项目管理功能

10、一个功能很强的项目管理器能够为管理者提供到每分钟项目和活动的状态 信息,通过PDM与流行的项目管理软件包接口 ,还可以获得资源的规划和重要 路径报告能力到目前为止,项目管理在PDM系统中考虑的还较少,许多PDM 系统只能提供工作流程的活动状态信息。综上所述，PDM系统的文档管理是基础，产品管理的重要环节是产品配置 管理，工作流程管理面对的是各种简单或复杂的工作流程，项目管理和零件分类管理的重要作用是有助于 PDM与MIS、MRP进行信息交换。第三章 PDM系统的实施技术PDM系统的实施是指在PDM1架下实现企业最佳运作（主要指产品开发）的过程。它根据企业需求和企业文化，将所有与产品相关的信息、

11、资源、人员和过 程都纳入PDM术和管理框架之中，实现优化运作。它的实施解决了集成产品开 发队伍之间的协同工作，保证把正确的信息、在正确的时间、用正确的方式、传 递给正确的人。3.1 PDM实施的目标与内容（1）PDM实施的目标。PDM的实施目标按范围不同分为两种，一种是将 PDM 作为集成平台或集成框架，在 CMS并行工程等复杂大系统中，对产品设计、工艺、制造、计划、销售、维护等环节的相关过程进行管理，即提供对产品开发全 生命周期的管理。另一种是指仅在产品的工程设计与工艺设计中管理相关的数据 及相关的过程。（2）PDM实施的内容。尽管PDM实施的目标有所差异，但基本的实施内容 是相同的：软件选

12、择、组建团队、企业需求分析、产品数据组织、组织结构及权 限、数据建立和导入等。3.2 PDM系统的实施步骤1 系统规划（1）需求分析也就是问题识别（Problem Identification），即了解需要解决什么问题、为什么要解决、谁负责完成任务、在哪里解决问题和什么时间解决（What、Why Who Where When。要了解企业目标、现行的企业系统存在的问题、企业 的信息战略，然后才是如何用 PDM术解决这些问题。（2。可行性（Feasibility 。分析可行性分析是指在当前的具体条件下，系统开发工作必须具备的资源和 条件，是否满足系统目标的要求。在系统开发过程中进行可行性分析，对于

13、保证资源的合理使用，避免浪费和一些不必要的失败，都是十分重要的。可行性分析 -3 -主要包括目标和方案的可行性， 技术方面的可行性（人员和技术力量、 基础管理、 组织系统开发方案、计算机软硬件、环境条件和运行技术方面） ，经济方面的可 行性（组织的人力、 物力、财力）以及社会方面 （社会的或人的因素） 组织原因、 制度问题、管理模式的改变。2系统开发（1）系统开发原则 系统开发原则是领导参加、优化与创新、实用与时效、规范和扩充。 （2）开发前的准备工作基础工作准备： 要有科学与合理的管理体制、 完善的规章制度和科学的 管理方法，管理工作要科学化，具体方法要程序化、规范化；要做好基础数据管 理工

14、作。人员组织准备：领导是否参与开发是确保系统开发能否成功的关键因 素；建立一支由系统分析员、管理岗位业务员和信息技术人员组成的调研队伍 ; 明确各类人员的职责。（3）系统开发策略 采用迭代式的开发策略， 即当问题具有一定难度和复杂度， 开始不能完 全确定时，就需要进行反复分析和设计，随时反馈信息，一旦发现问题，即修正 开发过程。这种策略一般花费较大，耗时较多，但是对用户和开发的要求较低。（4）开发步骤和方法 用系统工程的思想和工程化方法， 按用户至上的原则， 结构化、模块化、 自顶向下地对系统进行分析与设计。 具体地说，就是先将整个信息系统的开发过 程划分为若干个相对独立的阶段，如系统规划、系

15、统分析、系统设计、系统实施 等。前三个阶段是自顶向下地对系统进行结构划分， 在系统实施阶段则坚持自底 向上地逐步实施。第四章PDM实施中的信息建模PDM顺利实施的关键是要建立如下几个信息模型：4.1 人员管理模型该模型也称为组织-角色-权限模型，它规定了 PDM实施范围中 的人员组织、角色、操作权限及操作命令表，是设置PDM工作环 境的 基础 。 人员组织结构：不同的企业有不同的人员组织方式，即使在同 一个 企业中， 由于产品开发的不同情况也 会有不同的组织方式。 角 色： 是指 承担的 岗 位责 任。 权限：权限的设置包括两个方面，一方面是设定权限所控制的 对象；另一方面是设定角色 对控制对

16、象的 读、 写、 删、 改、 拷贝 的权限。 操作命令表。 人员管理模型。4.2 产品对象的数据模型PDM 采用了 面向对象的思想， 具体体现在所有 数据都是围绕d广东石汕化.学院着产品对象来组织的，产品对象及其数据是PDM管理的最基础的数据单元。由此，必须在PDM实施中，确定以下三个数据模型： 产品对象分类模型； 产品对象的版本模型； 产品对象的数据和文档组织模型4.3产品结构管理模型通常用产品结构树的方式反映产品零部件之间的层次和隶属 关系，其实质是产品的明细表反映，所以通过结构树可进行明细 表的汇总及输出。4.4产品配置管理模型建立产品配置模型的内容有以下几点： 结合企业现有的产品配置情

17、况和所购PDM软件的产品配置功 能，确定产品配置方法； 确定配置对象； 确定配置条件和规则。4.5过程管理模型建立过程管理模型需确定以下内容： 流程名称及使用的范围； 流程中工作阶段的数量，先后次序（串联或并联）及返回的逻 辑； 每个工作阶段对应的人员、角色、表态方式和表决模式； 在每个工作阶段开始或结束时需要完成的特殊任务（可有可 无）； 流程每个工作阶段所对应的版本变化规则。第五章PDM的应用集成5.1 PDM是CAD/CAPP/CA的集成平台企业在产品设计中,一般都要用到一种或多种 CADS统,例如用AUTOCADS 行二维工程设计,用UG或PRO/E等进行三维建模.因此，产品的设计信息

18、， 往往需要多种CAD系统来进行描述.但是由于STEP技术尚未全面推广，还不 能完全解决不同CAD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，即使在同一企业中，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.工艺规划本身就很复杂，而CAPP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CAPP无法和CAD紧密集成,-5 -即使在许多CAD/ CAM体化的软件中,有关的工艺信息仍需要有手工通过交互 的方式进行信息的交换，这也就是CAPP系统至今尚未形成真正有效的商品化 软件

19、产品的原因所以3C( CAD/ CAPP/CAM)的集成遇到了无法逾越的障碍。而PDM系统可解决上述难题.PDM可以统一管理与产品有关的全部信息,因 此，3C之间不必直接传递信息，CAD CAPP CAM系统之间的信息传递都变成了 分别和PDM之间的信息传递，CAD CAPP CAM都从PDMS统中提取各自所需要 的信息，各自应用的结果也放回 PDM中去.所以,PDM是CAD/ CAPP/ CAM的 集成平台，如图2所示：CADCAPP I I CAM|工艺VTW工艺FDV图2 PDM平台5.2基于PDM系统的企业信息集成企业信息化系统包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、计

20、算机 辅助工艺规划(CAPP)计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助质量管理(CAQ、PDM 和企业资源规划(ERP)等应用系统，其中PDM和ERP是企业管理和信息化建设两 个重要核心技术。第六章PDM软件的应用产品数据管理(Product Data Man agemen，PDM)是当今计算机应用领域的 重要技术之一。近几年来，PDM软件产品工业中发展最快的一种技术，它 的应用给制造业带来自CADXCAM术以来最非凡的成就。据美国 CIM data 公司调查，全球的PDM业软件和服务(Software /Service)市场年增长率达 30%,在调查的公司和企业中有98 %都要实施PDM6.1

21、PDM软件的基本功能d广东石汕化.学院PDM系统为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制。一般说来，一个集成的PDM系统应具有 以下几个主要功能：2. 1 电子仓储功能(Engineering Document Management of Valut)它是PDM最核心的模块，由In formation Warehouse (信息仓库)和In formation WarehouseMa nager(信息仓库管理者)两部分组成。它为FDM控制 环境和外部世界(用户和应用系统)之间的数据传递提供一种安全的手段。一个完 全分布式的电子仓库能够允许用户迅速无缝地访 问企业的产品信息，而不

22、用 考虑用户和数据的物理位置。这一模块的功能包括：文件的检人和检出；按属性搜索机制；动态浏览 /导航能力；分布式文件管理 /分布式电子仓库；安全性机制。2. 2 工作流或过程管理功能(Workflow or Process Managemen)它是用来定义和控制人们创建和修改数据的方法，主要管理当一个用户对数据 进行操作时会发生什么，人与人之间的数据流动 以及在一个项目的生命周期内 跟踪所有事务和数据的活动。这一模块为产品开发过程的自动管理提供了保证，并支持企业产品开发过程的重组以获得最大的经济效益 。它主要有以下几 个方面功能：面向任务或临时插入和变更的工作流；规则驱动的结构化工作流；触发器

23、、提醒和报警；电子邮件接口；图形化工作流设计。2. 3 配置管理功能(Configuration Managemen)配置管理以电子仓库(Vault)为底层支持。以材料清单(BOM)为其组织核心， 把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、控制和管理，并在一定 目标或规则的约束下 向用户或应用系统提供产品结构的不 同视 图和描述(As-designed, As-assembly, As-manufacturing, As-planne等)。 它不 仅仅是简单的版本控制和材料清单的创建。这部分功能如下：材料清单的创建；版本的控制； 支持Where used搜索；-8 - 与

24、 MRP 集成； 支持规则驱动配置。24 查看和圈阅功能该模块为计算机审批检查过程提供技术支持。 用户可 以利用它查看电子仓 库存储的数据 内容 （特别是图像和图形数据 ）。如果需要的话 .用户还可以利用图 形覆盖技术对文件进行圈点和注释 。它有以下几个方面的功能： 支持多种标 准格式 文件 的查看 包括 PDESSTEP、 IGES、DXF、 DWG，TIFF、CCIT Postscript、HP GL； 支持 目前流行 的 CAD 系统 （如 AutoCAD 、proEngineering 等 ）对文 本系统类型文件的查看； 用红线圈点或图形覆盖； 支持第三方软件的查看 。由于 目前不同软

25、件商在标准格式文件的实现上缺乏统一的一致性测试，导致不 同应用系统间的同一 种标准格式文件不兼容 ，因此，如果有可能的话， 尽量采 用 由生成该文件的应用系统来查看该文件，这样才能消除由上述不一致性带来 的潜在的错误 。25 扫描和成像功能该模块完成把图纸或缩微胶片扫描转换成数字化图像并把它置于 PDM 系统 的控制管理之下 。在 PDM 发展的早期 ，以图形重构为中心的扫描和成像系统 是大多数技术数据管理系统的基础，但在目前的 PDM 系统中，这部分功能仅是 PDM 中很小的辅助性子集 ，而且随着计算机在企业中的推广应用 ，它将变得 越来越不重要，因为在不久的将来 ，几乎所有的文档将 以数字

26、化的形式存在。 26 设计的检索和零件库功能任何一个设计都是设计人员智慧的结晶，月累的设计结果是企业极大的智力 财富，利用对现有设计进行革新创造出更好的产品是企业发展的一个重要方面。 PDM 设计检索和零件库功能就是最大程度地重新利用现有设计创建新的产品提 供支持，其主要功能包括： 零件数据库接口； 基于内容的而不是基于分类的检索； 构造电子仓库属性编码过滤器的功能。27 项目管理功能到目前为止， 项目管理在 PDM 系统中考虑得还较少 许多 PDM 系统只能提 供工作流活动的状态信息。一个很强的项 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，通过 PDM 与流行的项目管理软件包（如

27、 MicrosoftProject Artemis）接口还可以获得资源的规划和重要路径的报告能力。广东石汕化工学院2. 8电子协作功能电子协作主要实现人与 PDM数据之间高速、实时地交互功能。包括设计审 查时的在线操作、电子会议等较为理想 的电子协作技术能够无缝地与 PI)M系 统一起工作。允许交互访 问PDM对象，采用 COR-BA或OLE消息的发布和 签署机制把PDM对象紧密地结合起来。2. 9工具和“集成件”功能为了能够使得不同的应用系统之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数 据进行统一的管理，就必须把外部应用系统“封装”到PDM系统中，并可在PDM环境下运行。封装涉及到规则的辨识以及

28、对应产生的数据类型的辨识，同时也规定了应用系统运行时的条件及应用系统产生数据在PDM中自动存储的方式。该模块的功能有： 批处理语言 ；应用接口 (API);图形界面/客户编程能力；系统/对象编程能力；工具圭寸装能力； 集成件(样板集成件、产 品化应用集成件、基于规则集成件)。6.2 PDM软件选型的基本原则PDM软件选型是实施PDM中的一项重要决策，它应遵循 以下基本原则：1、功能度功能度是指软件所实现的功能和满足用户需求的程度。功能强大的企业级PDMS统应具有的关键特性及其工具和应提供的服务有：基本项目和外加项目。2、实用性实用性是指PDM软件满足实际工程要求的能力，具体体现在：(1) 灵活

29、性：PDM软件各功能模块配置的灵活程度，即各个模块是否灵活提供满 足用户特定需求的模块的组合。(2) 易用性：PDM软件的用户界面的友好程度和操作的方便程度，如图形界面、 帮助、教程等。(3) 规模性：PDM软件的适用范围，包括项目组级、企业级。项目组级的PDM系统面向设计组，针对具体研发项目，主要 以一两种应用软件为集成，内容，使用规模在几 台至百台左右，运行在局域网络环境中。企业级 PDM系统可按 用户需求以任意规模组成多机种、多网络环境、多数据库、多分布式、多应用一 -9 -起集成的跨企业 、距地区的大型系统 ，为企业提供基于并行工程思想的完整解 决方案。(4) 可访问性 ：PDM 软件快速及时地访问数据的能力 。3、开放性开放性是指 PDM 软件体系结构的开放能力，具体体现在 ：(1)独立性 ： PDM 软件独立于硬件