PDM系统中产品结构与配置管理的开发研究(doc 5)

1、PDM系统中产品结构与配置管理的开发研究The Research on Development of Product Structure and Configuration Management in PDM system【摘要要】描描述了PPDM系系统在企企业中的的应用和和结构与与配置管管理在产产品信息息管理系系统中的的作用,分析了了产品结结构与配配置管理理的功能能特点,并根据据管理数数据的类类型，提提出了数数据分类类组织和和结构分分层管理理模型，同时简简述了数数据建模模时应该该兼顾的的主要问问题，最最后给出出了结构构与配置置管理模模块的结结构模型型。关键词产品数数据管理理产品品结构产品配配

2、置Absstraact Thhis papper desscriibess thhe rrolee off thhe pprodductt daata mannageemennt ssysttem plaays in thee ennterrpriisess, aanallyzees tthe funnctiionaal ccharractterss off prroduuct strructturee annd cconffiguurattionn maanaggemeent. Brringgs fforwwardd daata claassiificcatiion moddel andd

3、hiieraarchhicaal sstruuctuure mannageemennt mmodeel oon tthe bassis of anaalyzzingg thhe ddataa tyypess thhat neeeds to mannagee. AAnd poiintss ouut tthe maiin ffacttor thaat sshouuld connsidder in dessignningg thhe ddataa moodell. ggivees oout thee sttruccturre mmodeel oof tthe connstrructt annd cc

4、onffiguurattionn maanaggemeent at lasstKey Worrds： Prroduuct Datta MManaagemmentt, PProdductt Sttruccturre MManaagemmentt, PProdductt Coonfiigurratiion Mannageemennt.0引言言随着世界界市场形形势的激激烈变化化，市场场对产品品的开发发周期和和上市时时间、产产品质量量、产品品成本和和增值服服务（即即T、Q、C、S指标）提出了了较高的的要求。如何适适应市场场要求，建立有有利于自自身发展展的信息息流通模模式，如如何迎接接和适应应诸如虚虚拟

5、制造造技术、精益生生产、敏敏捷制造造、智能能制造技技术、虚虚拟企业业、现代代集成制制造技术术等新模模式和新新哲理，是企业业必须解解决的现现实课题题。然而而，要全全部引进进或应用用全新的的自动化化管理手手段和软软件系统统并不现现实，因因为企业业在长期期的生产产过程中中已经在在计算机机相关技技术发展展基础上上引入了了一些相相应的自自动化应应用单元元，这些些应用单单元发挥挥着重要要作用。那么如如何在已已有基础础上，充充分利用用当前资资源来构构筑新型型的运营营模式逐逐渐成为为大家关关注的焦焦点，作作为一种种软件框框架系统统的PDDM，已已经得到到了相当当的关注注和研究究。通过过实施PPDM系系统可以以

6、构建合合理、有有序的信信息流系系统，为为并行环环境的建建立实施施提供依依托。本本文主要要就PDDM系统统中的重重要模块块产品品结构与与配置管管理进行行分析和和实现方方法研究究,并提提出模块块在软件件应用实实施方面面的观点点。1产品品结构与与配置功功能、数数据分析析产品结构构是工厂厂或企业业进行产产品设计计、生产产组织的的重要依依据与标标准，一一般意义义上的产产品结构构是指由由产品一一系列图图纸上的的零部件件明细表表组成的的一种树树状结构构。这种种树状结结构是立立体的，它反映映了企业业的活动动主线，通过产产品结构构这种直直观的表表现形式式，可以以实现企企业的各各个部门门（如计计划、设设计、生生产

7、、材材料、采采购、质质量和销销售等）在同样样数据基基础上从从不同的的视角和和空间看看待产品品。产品结构构与配置置管理的的重要作作用主要要体现为为：产品品结构和和配置是是产品数数据管理理系统的的基础模模块之一一，它首首先是PPDM系系统中流流程和任任务管理理的基础础。因为为工作流流主要控控制工程程设计活活动，而而实现控控制的前前提条件件是要有有足够的的产品结结构与配配置信息息，在此此基础上上才可以以定义活活动执行行所需的的资源；其次，产品结结构与配配置管理理是实现现PDMM集成功功能的桥桥梁之一一，在正正确维护护了产品品结构与与配置信信息之后后就可以以提供正正确的材材料清单单和必要要的资源源要求

8、，就可以以将产品品设计必必要的人人、财、物和生生产对象象信息向向制造资资源规划划系统和和信息管管理系统统传递，为整个个企业的的规划和和安排提提供依据据；另外外产品结结构是实实现虚拟拟化企业业等崭新新模式的的必要准准备，只只有维护护了必须须的产品品信息，才可以以利用网网络最新新发展技技术进行行分布、异地的的虚拟企企业运作作，从而而实现任任务的异异地分配配和驱动动，实现现面向客客户的电电子商务务及电子子协作活活动。结构与配配置管理理的主要要数据描描述如图图1图中中只示意意了主要要领域的的相关数数据）。从图中中可以看看出产品品数据主主要包括括市场需需求信息息、产品品概念设设计数据据、产品品详细设设计

9、数据据、产品品制造数数据、产产品售后后客户数数据等。其主要要特点表表现为：首先数数据种类类繁多，包括显显式的与与产品设设计有关关的数据据（例如如CADD数据）和相关关的隐含含数据（例如产产品的需需求说明明，设计计说明等等），并并且这些些数据不不是全部部可以通通过规则则表达的的。其次次数据是是动态变变化的，在实际际设计中中产品数数据随着着产品的的概念设设计、总总体设计计和详细细设计的的进行以以及操作作方式（自顶向向下的设设计方式式或自底底向上的的设计方方式）的的不同，会出现现不同的的数据生生成过程程，数据据是随产产品相关关活动的的开展而而逐渐由由抽象向向具体转转化的过过程。从从以上两两个特点点可

10、以看看出产品品结构数数据的包包容量大大、表述述范围广广，所以以描述产产品数据据时比较较复杂。L1:? 设计相关文件 STRING L1:? 条目版本批准实施人员LOGICALL1:? 条目发布状态标 识L1:?定单信息文件条目全局标识 STRING 条 目 包含 条目名称 STRING L1:?L1:?三维数据文件L1:?二维数据文件文件标识相关说明文件L1:? 物料清单L1:? 其他文件加工文件L 1:?文件标识图1 产品基本数据示意图Fig 1 Basic product data diagram产品品结构与与配置管管理数据据分类管管理依据前述述数据特特点，如如何组织织以上数数据是系系统实

11、现现的关键键问题之之一，产产品结构构需要管管理的数数据涉及及诸如项项目计划划、设计计数据、产品模模型、工工程图纸纸、技术术规范、工艺文文件、电电子表格格、视频频及音频频信息以以及有关关零件的的各种数数据等。这些数数据包括括形式化化和非形形式化数数据两大大类型。非形式式化数据据主要指指超文本本数据，如声音音、图形形、图象象数据等等，均可可用大二二进制块块来存放放、传递递。形式式化的产产品数据据主要指指可模型型化的数数据，它它又分为为产品直直接相关关的数据据和与产产品相关关联的数数据（如如开发产产品的组组织、使使用的资资源）二二类11。在在两大类类型数据据中，即即使形式式化的数数据也不不能够达达到

12、特征征级的细细粒度控控制，只只能将其其设计整整体结果果作为数数据包或或数据块块进行管管理22。所所以系统统在数据据组织方方式上对对于两大大类不同同的数据据采用相相同的组组织方式式粗纹纹理的集集成管理理。同时时为了适适应产品品生命周周期中多多领域和和多数据据类型的的特点，可以采采用分类类方法进进行控制制，形成成显式、隐含数数据的集集中体现现，满足足企业的的不同视视图要求求，另外外要能够够适应不不同的规规则驱动动，保证证提取相相关驱动动下的子子结构的的数据正正确、实实时和有有效性。基本的的分类方方法是：对于形形式化数数据中可可以利用用规则表表达的部部分由相相应工具具软件进进行组织织，组织织结果和和

13、非形式式化数据据一样，由结构构管理模模块统一一管理，按照产产品生命命周期的的不同过过程，依依据领域域和部门门的区别别提供动动态的、可定制制的分类类手段，通过交交互式分分类模板板的定制制，建立立系统的的分类规规则，提提供结构构管理的的依据。产品品结构与与配置管管理结构构组织模模型产 品产品结构主茎产品结构枝叶装配件L0:? 零 件L0:?子装配件 L0:?装配件结构主茎装配件结构枝叶L0:?零件结构枝叶L1:?具有具有L1:?L1:?具有结构管理理是对产产品数据据进行的的综合表表达，与与产品本本身一样样，产品品结构也也具有演演变属性性，在控控制结构构演变属属性时使使用较为为容易的的线形方方式。另

14、另外从前前面论述述中可以以看出，结构管管理和工工作流是是互相依依托的，工作流流程的发发起要依依赖结构构管理和和配置信信息，而而结构关关系的完完整表达达及实现现又依赖赖工作流流、任务务流的支支持，二二者形成成彼此依依赖关系系。因此此结构的的描述方方法要能能够满足足工作流流驱动的的基本信信息要求求，也要要能够在在相关流流程驱动动下动态态扩充。所以结结构组织织采用结结构树分分层表达达方法，即将结结构树分分为结构构主茎和和结构枝枝叶，结结构主茎茎搭建产产品结构构的总体体框架，只反映映了结构构的总体体组成关关联关系系，可以以作为任任务分配配和工作作流管理理的信息息入口；结构枝枝叶关系系在结构构主茎基基础

15、上，根据任任务的分分配和流流程驱动动进行具具体设计计及更改改工作，形成结结构树叶叶节点的的不同版版本。为为了维持持上述分分层结构构关系，分析产产品结构构特点，存在以以下的关关系。图2 产品结构基本关系Fig.2 Basic relation of product construct产品由部部件和零零件组成成，产品品的结构构主茎在在数据模模型中用用P_pprodductt描述，部件的的结构主主茎用PP-asssemmblyy表达，零件是是基本的的原子组组成部分分，其结结构主茎茎用自身身的主要要数据属属性描述述。相应应的产品品、部件件和零件件的结构构枝叶分分别用VV_prroduuct、V_aas

16、seemblly和VV_paart表表达。结结构枝叶叶完成结结构数据据的演变变历史和和相应演演变文档档管理。最后通通过结构构主径与与结构枝枝叶的映映射关系系实现产产品结构构空间与与产品版版本空间间的对应应。为了了实现以以上的关关系描述述方便和和树形视视图的直直观体现现，建立立分层结结构管理理模型（如图所示）。其中结构构主茎各各分类文文件夹的的描述对对象分别别为：属性数据据中维护护产品的的主要特特征信息息，如零零件号、材料、规格、开始有有效日期期、截止止有效日日期、相相关生产产批量等等；相关文件件主要维维护某节节点有关关的市场场需求分分析、客客户定单单要求、参考技技术资料料、相关关设计参参数说明

17、明和更改改通知单单等类型型的文件件；主茎结构构信息维维护产品品的结构构信息和和关联信信息，描描述组成成产品的的零部件件间的几几何从属属关系和和节点与与PDMM系统中中其他对对象的约约束关系系；结构枝叶叶主要描描述该节节点下具具体某版版本的属属性和设设计、制制造以及及结构关关联信息息，反映映节点版版本的整整体信息息。 属性数据产品/组件/零件标识 属 性 数 据三维文件相 关 文 件二维文件加工文件结 构 信 息版 本 信 息版本BOM相关说明文件维护产品结构枝叶关系维护产品结构主茎关系Fig .3 Product hierarchical structure management model图

18、3 产品分层结构管理模型产品品结构与与配置管管理结构构模型设设计根据产品品结构与与配置管管理的数数据特点点和功能能要求，参照SSTEPP标准ppartt2144中关于于产品结结构和产产品配置置的模型型描述，进行模模块的数数据模型型设计。在数据据模型的的数据库库设计中中按照数数据库设设计的一一、二、三范式式对数据据库进行行规范化化约束，但是同同时需要要兼顾的的主要问问题有：a)数数据的基基本管理理单元：在系统统中为了了体现数数据关联联关系，以产品品作为基基本的管管理单元元，整个个数据库库中的相相应数据据是以产产品作为为提取标标识的，所以要要保留必必要的属属性冗余余，以方方便数据据管理。B)数数据

19、的管管理效率率：整个个产品的的数据都都要通过过结构树树进行体体现，数数据量比比较大，在数据据搜索过过程中必必须考虑虑数据的的提取效效率，在在建立数数据索引引时要尽尽可能采采用组合合索引，提高数数据提取取速度。本模块实实现的主主要功能能是数据据的有效效管理和和提取。产品结结构与配配置管理理模块作作为PDDM系统统的功能能模块之之一，应应该同PPDM系系统本身身一样，具有较较好的开开放性、重用性性。因而而模块应应该在分分布式网网络、CC/S结结构、数数据库管管理和图图形化用用户接口口基础上上，尽量量采用面面向对象象技术和和基于组组件的方方法进行行模块开开发。模模块的结结构模型型如图44所示：图4

20、产品结构与配置管理结构模型 系统数据总线及网络支持环境 产品电子仓库 个人工作空间结构主茎管理 产品数据分类管理产品结构视图管理 产品结构与信息提取管理产品信息录入修改 数据分类 接口管理 表单定制 接口管理产品数据对象维护层结构枝叶管理配置规则管理相关资料管理 目录管理系统服务层 客户端 客户端 IE浏览PDM系统 数据流数据备份管理Fig 4. Product structure model of the construct and configuration management结构模型型中体现现出系统统分为数数据存储储层、数数据维护护层、系系统服务务层和用用户界面面管理层层四个基基本层次次。其中中产品结结构与信信息提取取管理模模块作为为系统服服务层和和产品数数据对象象维护层层的中间间接口；产品数数据分类类管理模模块作为为产品数数据对象象维护层层和数据据存储层层的中间间接口；目录管管理作为为系统定定制服务务与系统统存储层层的中间间接口。外部所示示浏览工工具信息息主要体体现用户户界面管管理层，在该层层次上实实现系统统客户端端的相关关功能，用户可可以通过过intternnet（图中虚虚线示意意）形式式在IEE浏览器器上浏览览结构信