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】描述了了PDMM系统在在企业中中的应用用和结构构与配置置管理在在产品信信息管理理系统中中的作用用,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，同同时简述述了数据据建模时时应该兼兼顾的主主要问题题，最后后给出了了结构与与配置管管理模块块的结构构模型。关键词产产品数据据管理产品结结构产产品配置

2、置Absttracct 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 WWordds： Prooducct DDataa Maanaggemeent, Prroduuct Strructturee Maanaggemeent, Prroduuct Connfigguraatioon MManaagemmentt.0引言随着世界市市场形势势的激烈烈变化，市市场对产产品的开开发周期期和上市市时间、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）提提出了较较高的要要求。如如何适应应市场要要求，建建立有利利于自身身发展的的信息流流通模式式，如何何迎接和和适应诸诸如虚拟拟

5、制造技技术、精精益生产产、敏捷捷制造、智智能制造造技术、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，是是企业必必须解决决的现实实课题。然然而，要要全部引引进或应应用全新新的自动动化管理理手段和和软件系系统并不不现实，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。那那么如何何在已有有基础上上，充分分利用当当前资源源来构筑筑新型的的运营模模式逐渐渐成为大大家关注注的焦点点，作为为一种软软件框架架系统的的PDMM，已经经得到了了相当的的关注和和研究。通通过实施施PDMM系统可可以

6、构建建合理、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产品结结构与配配置功能能、数据据分析产品结构是是工厂或或企业进进行产品品设计、生生产组织织的重要要依据与与标准，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，它它反映了了企业的的活动主主线，通通过产品品结构这这种直观观的表现现形式，可可以实现现企业的的各个部部门（如如计划、设设计、生生产、

7、材材料、采采购、质质量和销销售等）在在同样数数据基础础上从不不同的视视角和空空间看待待产品。产品结构与与配置管管理的重重要作用用主要体体现为：产品结结构和配配置是产产品数据据管理系系统的基基础模块块之一，它它首先是是PDMM系统中中流程和和任务管管理的基基础。因因为工作作流主要要控制工工程设计计活动，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，产产品结构构与配置置管理是是实现PPDM集集成功能能的桥梁梁之一，在在正确维维护了产产品结构构与配置置信息之之后就可可以提供供正确的的材料清清单和必必要的资资源要求求，就

8、可可以将产产品设计计必要的的人、财财、物和和生产对对象信息息向制造造资源规规划系统统和信息息管理系系统传递递，为整整个企业业的规划划和安排排提供依依据；另另外产品品结构是是实现虚虚拟化企企业等崭崭新模式式的必要要准备，只只有维护护了必须须的产品品信息，才才可以利利用网络络最新发发展技术术进行分分布、异异地的虚虚拟企业业运作，从从而实现现任务的的异地分分配和驱驱动，实实现面向向客户的的电子商商务及电电子协作作活动。结构与配置置管理的的主要数数据描述述如图11图中只只示意了了主要领领域的相相关数据据）。从从图中可可以看出出产品数数据主要要包括市市场需求求信息、产产品概念念设计数数据、产产品详细细设

9、计数数据、产产品制造造数据、产产品售后后客户数数据等。其其主要特特点表现现为：首首先数据据种类繁繁多，包包括显式式的与产产品设计计有关的的数据（例例如CAAD数据据）和相相关的隐隐含数据据（例如如产品的的需求说说明，设设计说明明等），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，在在实际设设计中产产品数据据随着产产品的概概念设计计、总体体设计和和详细设设计的进进行以及及操作方方式（自自顶向下下的设计计方式或或自底向向上的设设计方式式）的不不同，会会出现不不同的数数据生成成过程，数数据是随随产品相相关活动动的开展展而逐渐渐由抽象象向具体体转化的的过程。从从以上

10、两两个特点点可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:? L1:? 设计相关文件 STRING L1:? 条目版本 STRING L1:? 条目版本批准实施人员批准实施人员L1:? 条目发布状态L1:? 条目发布状态标 识L1:?定单信息文件标 识L1:?定单信息文件条目全局标识条目全局标识 STRING 条 目 包含 STRING 条 目 包含 条目名称 条目名称 STRING L1:?L1:?三维数据文件 STRING L1:?L1:?三维数据文件L1:?二维数据文件L1:?二维数据文件文件标识相关说明文件文件标识相关说明文件L1:

11、? 物料清单L1:? 物料清单L1:? 其他文件加工文件L1:? 其他文件加工文件L 1:?文件标识L 1:?文件标识图1 产品基本数据示意图图1 产品基本数据示意图Fig 1 Basic product data diagramFig 1 Basic product data diagram产品结结构与配配置管理理数据分分类管理理依据前述数数据特点点，如何何组织以以上数据据是系统统实现的的关键问问题之一一，产品品结构需需要管理理的数据据涉及诸诸如项目目计划、设设计数据据、产品品模型、工工程图纸纸、技术术规范、工工艺文件件、电子子表格、视视频及音音频信息息以及有有关零件件的各种种数据等等。这些

12、些数据包包括形式式化和非非形式化化数据两两大类型型。非形形式化数数据主要要指超文文本数据据，如声声音、图图形、图图象数据据等，均均可用大大二进制制块来存存放、传传递。形形式化的的产品数数据主要要指可模模型化的的数据，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

13、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，可可以采用用分类方方法进行行控制，形形成显式式、隐含含数据的的集中体体现，满满足企业业的不同同视图要要求，另另外要能能够适应应不同的的规则驱驱动，保保证提取取相关驱驱动下的的子结构构的数据据正确、实实时和有有效性。基基本的分分类方法法是：对对于形式式化数据据中可以以利用规规则表达达的部分分由相应应工具软软件进行行组织，组组织结果果和非形形式化数数据一样样，由结结构管理理模块统统一管理理，按照照产品生生命周期期的不同同过程，依依据领域域和部门门的区别别提供动动态的、可可定制的的分类手手段，通通过交互互式分类类模板的的定制，建建立系统

14、统的分类类规则，提提供结构构管理的的依据。产品结结构与配配置管理理结构组组织模型型产 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:?具有结构管理是是对产品品数据进进行的综综合表达达，与产产品本身身一样，产产品结构构也具有有演变属属性，在在控制结结构演变变属性时时使用较较为容易易的线形形方式。另另外从前前面论述述中可以以看出，结结构管理理和工作作流是互互相依托托的，工工作流程程的发起起要依赖赖结构管管理和配配置信息息，而结结构关系系的完整整表达及及实现又又依赖工工作流、任任务流的的支持，二

15、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。所所以结构构组织采采用结构构树分层层表达方方法，即即将结构构树分为为结构主主茎和结结构枝叶叶，结构构主茎搭搭建产品品结构的的总体框框架，只只反映了了结构的的总体组组成关联联关系，可可以作为为任务分分配和工工作流管管理的信信息入口口；结构构枝叶关关系在结结构主茎茎基础上上，根据据任务的的分配和和流程驱驱动进行行具体设设计及更更改工作作，形成成结构树树叶节点点的不同同版本。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

16、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:?具有图2 产品结构基本关系图2 产品结构基本关系Fig.2 Basic relation of product constructFig.2 Basic relation of product construct产品由部件件和零件件组成，产产品的结结构主茎茎在数据据模型中中用P_prooducct描述述，部件件的结构构主茎用用P-aasseemblly表达达，零件件是基本本的原子子组成部部分，其其结构主主茎用自自身的主主要数据据属性描描述。相相应的产产品、部部件和零零件的结结构枝叶叶分别用用V_pprodductt、V_

17、asssembbly和和V_ppartt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。最最后通过过结构主主径与结结构枝叶叶的映射射关系实实现产品品结构空空间与产产品版本本空间的的对应。为为了实现现以上的的关系描描述方便便和树形形视图的的直观体体现，建建立分层层结构管管理模型型（如图图所示示）。其中结构主主茎各分分类文件件夹的描描述对象象分别为为：属性数据中中维护产产品的主主要特征征信息，如如零件号号、材料料、规格格、开始始有效日日期、截截止有效效日期、相相关生产产批量等等；相关文件主主要维护护某节点点有关的的市场需需求分析析、客户户定单要要求、参参考技术术资料、相相关

18、设计计参数说说明和更更改通知知单等类类型的文文件；主茎结构信信息维护护产品的的结构信信息和关关联信息息，描述述组成产产品的零零部件间间的几何何从属关关系和节节点与PPDM系系统中其其他对象象的约束束关系；结构枝叶主主要描述述该节点点下具体体某版本本的属性性和设计计、制造造以及结结构关联联信息，反反映节点点版本的的整体信信息。 属性数据产品 属性数据产品/组件/零件标识 属 性 数 据三维文件 属 性 数 据三维文件相 关 文 件二维文件相 关 文 件二维文件加工文件结 构 信 息加工文件结 构 信 息版 本 信 息版本BOM版 本 信 息版本BOM相关说明文件相关说明文件维护产品结构枝叶关系维

19、护产品结构主茎关系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 modelFig .3 Product hierarchical structure management model图3 产品分层结构管理模型产品结结构与配配置管理理结构模模型设计计根据产品结结构与配配置管理理的数据据特点和和功能要要求，参参照STTEP标标准paart2214中中关于产产品结构构和产品品配置的的模型描描述，进进行模块块的数据据模型设设计。在在数据模模型的数数据库设设计中按按照数据据库设计计的一、二二、三范范式对数数据库进

20、进行规范范化约束束，但是是同时需需要兼顾顾的主要要问题有有：a)数据的的基本管管理单元元：在系系统中为为了体现现数据关关联关系系，以产产品作为为基本的的管理单单元，整整个数据据库中的的相应数数据是以以产品作作为提取取标识的的，所以以要保留留必要的的属性冗冗余，以以方便数数据管理理。B)数据的的管理效效率：整整个产品品的数据据都要通通过结构构树进行行体现，数数据量比比较大，在在数据搜搜索过程程中必须须考虑数数据的提提取效率率，在建建立数据据索引时时要尽可可能采用用组合索索引，提提高数据据提取速速度。本模块实现现的主要要功能是是数据的的有效管管理和提提取。产产品结构构与配置置管理模模块作为为PDM

21、M系统的的功能模模块之一一，应该该同PDDM系统统本身一一样，具具有较好好的开放放性、重重用性。因因而模块块应该在在分布式式网络、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 产品结构与配置管理结构模型 图4 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

22、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 sFig 4. Product structure model of the construct and configuration management结构模型中中体现出出系统分分为数据据存储层层、数据据维护层层、系统统服务层层和用户户界面管管理层四四个基本本层次。其其中产品品结构与与信息提提取管理理模块作作为系统统服务层层和产品品数据对对象维护护层的中中间接口口；产品品数据分分类管理理模块作作为产品品数据对对象维护护层和数数据存储储层的中中间接口口；目录录管理作作为系统统定制服服务与系系统存储储层的中中间接口口。外部所示浏浏览工具具信息主主要体现现用户界界面管理理层，在在该层次次上实现现系统客客户端的的相关功功能，用用户可以以