DM系统的网络结构与功能框架

机电一体化系统设计

MechatronicsDesign第二章PDM的工作原理掌握PDM系统的主要体系结构和功能（如文档管理、产品管理、产品配置管理、过程管理、项目管理等）、基于PDM的系统集成方法。

掌握PDM系统的网络结构和功能框架、文档和零部件的数据建模和分类方法、产品结构树概念、产品配置的过程。基本要求教学重点与难点本章内容PDM系统的体系结构文档管理产品管理产品配置管理过程管理项目管理组织管理集成接口1绪论

第一节PDM的工作原理一、PDM系统的体系结构PDM的基本原理是在逻辑上将各个CAx等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。产品数据管理的具体目标是利用一个集成的信息系统来产生为进行产品开发设计和产品制造所需要的完整的技术资料。

PDM的体系结构Motif最初是由OSF(开放基金协会)开发的一个工业标准的GUI(图形用户接口)。PDM的体系结构第一层是数据库核心层。数据库核心层是系统的支持层。日前流行的通用商业化的关系型数据库是PDM系统的支持平台。关系型数据库提供了数据管理最基本的功能，如存、取、删、改、查等操作。第二层是对象库核心层．是信息管理对象的核心。提供了描述产品数据动态变化的数学模型，和实现PDM各项功能的面向对象管理技术。由于底层商用关系数据库侧重管理事务性数据．不能满足产品数据动态变化的管理要求。因此，在PDM系统中，采用若干个二维关系表格来描述产品数据的动态变化。PDM的体系结构第三层是应用系统层，也称功能层，提供了系统功能的管理界面和应用界面。在对象库核心层的基础上，根据PDM系统的管理目标，可以建立相应的功能模块。在PDM系统中有两大类功能模块。一类是基本功能模块，包括文档管理，产品配置管理，工作流程管理，零件分类和检索及项目管理等；另一类是系统管理模块，包括系统管理和工作环境。第四层是应用软件层，也称用户层，包括应用软件模块(如用户化工具)和应用程序开发界面。整个PDM系统和相应的关系型数据库(如Oracle)都建立在计算机的操作系统和网络系统的平台上。同时，还有各式各样的应用软件，如CAD、CAPP、CAM、CAE、CAT、文字处理、表格生成、图像显示和音像转换等等。在计算机硬件平台上，构成了一个大型的信息管理系统，PDM将有效地对各类信息进行合理、正确和安全地管地。2.1.1PDM系统的网络结构C/S模式的PDM网络结构C/S模式的分布式PDM网络结构2.1.2PDM系统的功能框架从实用的角度，PDM系统应该确保具有项目管理、电子数据存储和管理、灵活组织文件、支持多种文件格式、产品从产品结构管理、工作流程管理、分类与检索、用户化工具、集成接口等主要功能。PDM系统的重要功能有：数据和文档管理、过程管理和应用系统的集成等。一个能够满足企业各方面应用的PDM产品应具有的九大功能，包括文档管理、工作流和过程管理、产品结构与配置管理、查看和批注、扫描和图像服务、设计检索和零件库、项目管理、电子协作、工具与“集成件”功能。一、数据和和文档管理理数据和文档档管理模块块的管理对对象是各种种文件或文文档（包括括设计文件件、由其他他应用程序序生成的文文件以及所所有ASCII文件件，AmericanStandardCodeforInformationInterchange））、产品数数据以及相相应的属性性和版本方方面的信息息。该模块块的基本功功能包括：：产品数据对对象、有关关文件的检检入、检出出（Cheekin/Checkout）和引引用。分布式文件件管理/分分布式数据据库管理。。安全保密功功能动态浏览和和导航机制制。属性管理，，包括数据据相关属性性的创建、、删除、修修改和查询询机制。数据和文档档的版本管管理。二、产品管管理是PDM系系统实现产产品结构化化配置管理理的框架，，为PDM系统的产产品配置和和过程管理理提供结构构数据及相相关支持文文档。三、配置管管理产品配置是是指按产品品结构及版版本号等信信息对产品品数据进行行组织或重重组织的过过程。产品（部件）子部件1子部件2子部件n子部件2-1零件2-1零件2-m零件2-m零件2-m零件2-m零部件基本属性标识码名称版本号类型数量材料统一的产品品结构描述述统一的材料料清单（BOM）系列产品管管理（配置置）产品结构是物料清单的信息载体

B1B4T1T2T2T2T3T4T6T7B2B3T5B5B6T8T9B7T10T11T12T4T6T6T1物料清单B1物料清单B3物料清单B5物料清单B7自行车后轮轮装配体版本B版本A后轮1后轮2后链轮版本A版本A版本A版本B版本C1998/01/011999/01/011998/01/011999/01/011998/01/011999/07/011999/10/01用有效日期期控制产品品结构配置置四、过程管管理过程管理的的任务是对对整个产品品形成过程程进行控制制，并使该该过程在任任何时候都都可追溯。。五、项目管管理项目管理模模块包括进进度计划管管理和任务务计划管理理两部分。。为了进行行进度计划划管理，通通常可以利利用外部的的项目管理理系统，而而PDM系系统仅对有有关的文档档进行管理理。任务计计划管理则则包括了完完整的项目目建模功能能，其主要要的子功能能有项目和和过程的结结构化、资资源计划、、工具管理理、费用数数据收集、、成本计算算、监控和和分析等。。项目管理理模块需要要过程管理理模块的有有关功能的的支持。项目项目组日历产品对象项目文件夹产品文件夹任务1任务3任务2任务4任务6任务5任务7任务8任务9过程5日历项目组用户1用户2用户3日历活动2活动1活动3活动4活动5应用软件1CAD模型过程9日历项目组用户4用户5用户6日历活动7活动6活动9活动9活动10应用软件2项目管理、、过程管理理、数据管管理集成人员库项目启动项目经理项目粗分配项目经理项目细分配项目组负责人项目组负责责人项目组任务发放项目组负责人项目组成员员任务执行项目组成员任务监督项目组负责人进展情况项目经理任务完成项目组成员项目完成项目经理项目数据入库项目经理项目组删除项目经理任务过程控控制流程控制六、组织管管理组织管理模模块用于实实现组织机机构的建立立和人员、、角色、权权限的管理理。实施领导小组组长：组员：项目实施小组组长：组员：应用小组1组长：组员：应用小组2组长：组员：应用小组n组长：组员：电子仓库的的概念电子仓库是是在PDM中实现某某种特定数数据存储机机制的元数数据（管理理数据的数数据）库及及其管理系系统它保存所有有与产品相相关的物理理数据与文文件的元数数据，以及及指向它们们的指针文件管理系统元数据库数据库指针指针存放物理文文件的文件件系统和目目录存放物理数数据的数据据库记录1绪绪论1绪绪论二、PDM软件介绍绍用友敏捷制制造PDM解决方案案iMAN、、Willchill、、eMatrix、SmartTeam、XTPDM、TH-P3DM、DHPDM、Universal、、WorkMan、TopPDM、CPDM、OLEPDM、TH-AMS、IntePDM、、同方PDM、开开目PDM、SmarTeamOLEPDM企业业整体信息息集成与共共享OLEPDM是东东大欧磊科科技公司推推出的旗舰舰级产品、、它是一套套可以提高高使用者、、设计群组组、以及整整体企业的的生产与工工作效率的的最佳数据据管理软件件(PDM)。使用用者可以用用它去达到到加快项目目进行速度度，缩短产产品上市时时间以及建建立企业级级管理标准准的目的。。OLEPDM同时时提供了将将整体信息息集成并与与企业全体体员工共享享的企业信信息管理解解决方案。。这些方案案包括了设设计管理模模块、网际际网络的远远端管理与与使用、高高级浏览器器以及红线线注记功能能、电子保保险箱管理理功能、版版本管理功功能、用户户权限管理理功能、以以及流程管管理功能等等。对于系统管管理者而言言，OLEPEM软软件提供供了系统设设计的开发发模块以及及各种API界面面。对于使用CAD软软件的企业业而言，OLEPDM提供供了与SolidEdge、、UGII、Pro/E、AutoCAD、MDT、SolidWorks、CADKEY以及Cosmos等软软件的集成成界面。除除此之外，，OLEPDM还还可以和和微软的Office软件件集成，结结合OLEPDM的的流程管管理，可使使办公室自自动化或者者同步工程程彻底解决决。TH-AMS一体化化企业档案案管理系统统清华紫光企企业档案管管理系统从从档案管理理部门的需需求出发，，主要提供供以下几个个方面的功功能：系统设置、、权限设置置、数据录录入、档案案检索、整整理编目、、借阅管理理、统计报报表、销毁毁管理、数数据转换、、光盘制作作。包含了了企业档案案的全部管管理工作和和电子档案案的网上利利用，并充充分利用计计算机及计计算机网络络的特点，，为企业档档案和信息息的管理提提供了一个个现代化的的手段。IntePDM实用用够用IntePDM是是武汉天喻喻信息产业业有限责任任公司(原原华中软件件公司)Inte系列CAD软软件产品中中的一员，，作为一个个企业级的的产品数据据管理系统统，IntePDM是““863／／CIMS产品数数据管理系系统发展项项目”招标标的唯一中中标产品。。其最新版版本已在2000年年元月通通过了由湖湖北省科委委主持的产产品鉴定，，达到“国国际先进””水平。IntePDM采采用面向对对象技术和和客户机／／服务器(C／S)体系结构构，面向管管理与产品品相关的所所有数据及及其状态变变迁过程的的目标，以以零部件为为核心组织织产品数据据，以过程程管理管理理产品数据据状态的变变迁过程，，通过与其其它CAD系统的的紧密集成成，达到将将产品数据据、设计活活动、人员员组织及应应用工具统统一组织管管理的功能能目标。该系统是国国内最早开开发并投人人市场的商商品化PDM系统统，已在多多家863／CIMS应用示示范企业和和近50家家工厂应用用实施、是是国内用户户数量最多多的产品数数据管理系系统。IntePDM实用用够用IntePDM作作为企业级级产品数据据管理系统统，主要有有如下功能能：1．对象管管理(ObjectManagement)2．文档管管理(DocumentManagement)3．产品结结构管理(ProductStructureManagement)4．产品配配置管理(ProductConfigurationManagement)5．生命周周期管理(IifeCycleManagement)6．零件族族与编码管管理(ProductFamilyandCodingManagement)7．浏览与与圈阅服务务(ImageService)8．应用系系统集成(IntegratorToolkit)9．海量(光盘)存存储管理(MassStorageManagement)10．输入入输出服务务(Input／OutputService)11．其它它辅助功能能(Miscellaneous)同方PDM一体化化集成管理理从数据来看看，清华同同方PDM系统可可以实现企企业信息的的一体化集集成管理并并支持对数数据的深加加工；从产品来看看，同方PDM系系统可帮助助企业组织织产品设计计，完善产产品结构与与配置的管管理并跟踪踪相关信息息的变化；；从过程来来看，同方方PDM系系统可协协调优化设设计、审查查、批准、、制造．数数据变更等等工作过程程，提供支支持并行工工程的工作作环境；从企业结构构来看，PDM系系统加速速并协调企企业部门之之间的信息息交换、推推动企业业业务重组(BPR)的实现。。开目PDM(KMPDM)开目PDM(KMPDM)是主要处处理来自CAD、CAPP、、CAM、、ERP等等应用软软件和办公公自动化生生成的信息息。其主要要功能有：：①图文档管管理：将企企业的产品品数据进行行分类、归归档，可以以灵活制定定每类图文文档的属性性，并提供供多种查询询方法，可可进行统计计和打印各各种报表；；②工作流程程管理：提提供一种企企业级的技技术规范；；③产品配置置管理：开开目PDM从产品品图样中提提取标题栏栏和明细栏栏信息，自自动生成产产品BOM表，自自动汇总图图样清单；；④项目管理理：可以有有效地组织织和管理项项目实施过过程中所涉涉及到的任任务安排、、任务计划划开始与完完成时间，，人员组织安排排等诸多要要素。快速实施的的产品数据据管理SmarTeamSmarTeam提提供工作作组(Workgroup)和企业级级(Enterprise)的PDM解决方方案。不仅仅帮助设计计工程师更更有效地完完成象文档档管理，版版本管理和和跟踪设计计数据等任任务，还帮帮助整个企企业内部各各部门间及及时获取最最新数据信信息，并将将CAD系系统中生生成的数据据自动发送送到相关的的生产车间间或采购部部门，这样样的操作都都将作为工工程师常规规设计过程程的一部分分。内嵌式浏览览能力SmarTeam采采用人们熟熟悉的Windows环境的的通用操作作方法与规规则，用户户界面友好好。SmarTeam提提倡采用的的是“自底底而上”的的方法，即即首先在部部门级快速速实施，然然后扩充延延伸到整个个企业。所所以无论数数据管理是是在工作组组还是企业业级，SmarTeam拥有有的可伸缩缩构架都将将满足需要要，使投资资得到快速速的回报。。SmarTeam产产品可紧紧密地集成成到任何基基于Windows的CAD和办公公室应用软软件已集成成产品包括括SmartWorks为SolidWorks、AutoCAD用用户集成的的PDM，，SmartKey是为CADKEY用户集集成的PDM。iMAN集集团级PDMInformationManager(IMAN)是UGS公司专门门为整个企企业提供产产品数据管管理的PDM产品。。IMAN的6版本本(1999年10月推出)正式改名名为Iman。iMAN是建建立在Web浏览器器技术平台台上,充分分利用internet国际际互联网的的巨大功能能,为全球球范围的集集团级企业业服务的PDM产品品。iMAN系统由由数据仓库库与文档管管理、工作作流程管理理、产品结结构管理、、扫描图像像管理和系系统管理等等五部分组组成。这些些功能模块块可帮助用用户管理和和维护产品品数据。iMAN与与CAD/CAM/CA旦中中的UG及及SolidEdge两个个系统具有有紧密集成成的关系.作为iMAN的一一个子集,UG/Manager将有有效地管理理UG的装装配件、分分析数据与与文档管理理。Willchill全面的的电子商务务解决方案案Windchill是PTC公司推出出的一套集集成应用软软件,用来来管理产品品和工序的的整个生命命周期.它它充分利用用了Internet和相关关的信息技技术,为系系统提供了了一种应用用软件基础础,从而保保证能快速速、高效地地部署产品品信息应用用软件。WindchillCollaborationFactor!能让让整个广义义企业快速速简单地访访问到庞大大的产品资资料库。通通过使用功功能强大的的Web基基础结构,Windchill能从各各种来源收收集信息,并能把丰丰富多样的的内容,融融入产品的的一种完整整表示中。。Windchill建立了一一个跨企业业的合作环环境,用于于重要产品品和过程信信息的共享享和可视化化,不管这这些信息由由什么样的的源系统创创建而成.对于并不不熟悉CAD系统的的采购人员员,可以使使用Web浏览器来来访问、查查看和标记记模型,向向工程师提提供更准确确和及时的的咨询响应应。WindchillSourcingFactor!软件通过过标准化和和合并零件件和供应商商信息,来来降低全球球采购和产产品开发费费用。WindchillSourcingFactor!主要用来来解决因零零件种类激激增而引发发的种种问问题,这种种激增现已已成为制约约公司盈利利的最大障障碍之一,该软件能能标准化零零件的选择择过程,并并能优化采采购供应链链,使其能能轻而易举举地确定可可重用零件件、市场上上可以来购购到的零件件以及更好好的供应商商。WindchillProductPlanningFactor!软件为为制造商提提供了灵活活性，即在在最少产品品种类情况况下,根据据要求,为为客户提供供自定义产产品。这样样做,可以以取消那种种公司不得得不定义几几百万种可可能的产品品种类以便便订购的传传统猜测式式工作方法法。WindchillProcuctPlanningFactor!软件件提供了个个人化设计计端口,客客户可以使使用这些端端口,来评评估他们所所定义产品品的参数配配置,从而而大大改善善与客户的的交流。WindillEngneerFactor!软件能能优化产品品的创新和和设计环境境,以缩短短从概念到到设计所用用的时间,提高产品品小组的协协作能力。。在设计过过程中,它它能帮助用用户获取和和重用设计计信息、能能改善相互互间的交流流并能把客客户和供应应商紧密地地联系在一一起,从而而让用户更更快地设计计出更好的的产品。WindchillEngineeringFactor!软件还能能把强大的的工程创新新工具和知知识,开放放给更多的的企业合作作伙伴和供供应商。这这一解决方方案能让各各个小组相相互独立工工作并使用用更适合自自己工作组组环境的工工具,同时时又能把供供应链中得得到的信息息,汇集和和提升到企企业一级。。WhidchillEngineerFactor!能完完全理解产产品的定义义,所以它它是支持跨跨企业工程程工作的信信息中枢。。WindchillProductManagementFactor!软软件用于建建立一种通通用的产品品表示,这这一表示由由各种材料料清单(B0M)和和有效规范范组成。它它使所有职职能部门都都可使用单单一产品信信息源,从从而确保了了在他们需需要时,能能获得所需需的信息。。另外,它它还取消了了为了使用用某些数据据,而必须须重新录入入这些数据据的耗资耗耗时工作。。WindchillManufacturingPlanningFactor!把产品品开发和设设计与它所所使用的制制造过程集集成在一起起。这一解解决方案在在两方面具具有价值:集成的改改进制造过过程的高级级过程工程程工具;过过程信息在在企业一级级的获取、、管理及分分发。WindchillProductionFactor!把Windchill和和领先的企企业制造系系统集成在在一起。有有价值的、、与制造有有关的信息息在Windchill系统统和ERP应用之间间的分发,确保两个个系统都能能使用完整整、一致的的信息表示示,而不管管不连续的的信息位于于何处,从从而大大地地提高了效效率。WindchillProductionFactor可以支持持产品开发发生命周期期,因而允允许在Windchill和和ERP系系统之间互互换零件原原件、材料料清单和工工程变更信信息。在整整个产品制制造过程中中,产品生生命周期事事件会自动动触发与产产品有关的的信息的互互换,并且且它还能保保证所有相相关系统都都同步。WindchillCustomizationFactor!能让让制造商快快速建立和和部署用户户化Windchill生命命周期应用用程序。应应用程序开开发人员可可以把专有有信息与Windchill预定义的的商业对象象、功能强强大的自动动生成系统统工具以及及RationalRose和SymantecVisualCafe等基基于Web的工具结结合在一起起。开发人人员使用这这些强大的的功能,常常常可以在在平常所需需时间的大大约四分之之一时间内内,建立自自定义应用用程序。国产PDM产产品的在企业业中的应用：：（1）企业产产品数据的归归档（2）企业使使用统一编码码（3）企业产产品结构的管管理（4）技术部部门的过程管管理（5）企业产产品数据的处处理（6）工程和和生产领域集集成（7）企业工工程信息的提提取哪些企业需要要PDM1.设计制造造复杂产品的的企业例例如飞飞机制造厂、、导弹卫星制制造厂、汽车车制造厂、机机车制造厂和和轮船制造厂厂等设计制造造企业。这些些企业的每个个产品都有几几万甚至上百百万个零部件件。采用PDM技术，可可以大大地提提高管理水平平，减少各种种各样的差错错，开展并行行工程，降低低成本，缩短短产品开发周周期，创造巨巨大的经济效效益。2.设计制造造系列产品的的企业例例如生生产电视、空调等家用电器等等企业。为了了适应市场日日新月异的变变化，企业要要不断地推陈陈出新，开发发出高质量的的新产品，领领导市场的潮潮流。因此，，充分利用原原有的产品数数据，减少新新开发的工作作量，形成系系列化的产品品，就成为采采用PDM系系统的主要目目标。3.跨地区、、跨国的异地地设计制造企企业对对于跨地地区、跨国的的异地设计和和制造企业更更需要PDM系统的支持持。因为不同同地区之间必必然存在产品品数据的交换换。计算机网网络系统好比比是一条信息息高速公路，，产品数据好好比是要在高高速公路上运运送的“货物物”。有了““路”和“货货”，还必须须有“车”和和相应的“交交通法规”，，才能确保安安全地将“货货物”送到目目的地。PDM系统就是是在信息“高高速公路”上上，负责运送送“货”的““车”和“交交通法规”。。对于异地设设计制造的企企业，必须采采用分布式PDM技术，，保证数据传传输的通畅。。哪些企业需要要PDM4.各类专业业设计院我我国国各类专业设设计院的主要要任务是大量量出图，包括括工程图纸、、计算数据和和技术说明书书等。当前，，由于甩掉了了图板，采用用了CAD技技术产生了大大量的电子文文档。因此，，不少设计院院采用了面向向文档管理的的EDM系统统。虽然设计计院每次设计计的图纸不尽尽相同，甚至至会有很大的的变化，但是是基本的设计计都是一样的的，只有提高高设计的重用用率才是最经经济的。而且且在设计和施施工中，审批批、更改的工工作会经常发发生。当工程程完成后，必必须将正确的的图纸和技术术说明等资料料存档。为有有效地管理和和控制动态的的数据，提高高设计的重用用率，缩短设设计周期，保保证质量和降降低成本已经经有不少设计计院开始考虑虑采用面向产产品的PDM技术来代替替面向文档的的EDM技术术，这是应当当受欢迎的。。以以上4种类类型的企业在在资金允许的的情况下，可可以考虑引进进国外的PDM系统。5.一般的中中、小型企业业一一般来说，，凡是采用了了CAD技术术的设计制造造业都需要采采用PDM系系统，因为起起码要管理图图形、技术说说明等电子文文档。还有一一些企业为了了优化和重组组产品开发过过程，把引进进的纸介质的的图纸或原有有的旧图纸扫扫描到计算机机内，变成电电子图形文档档，也需要用用PDM系统统来管理。对对于中小型的的设计制造企企业可以采用用国内的、文文档级的PDM系统，价价格较低廉。。如果有条件件，资金到位位，还是采用用企业级的PDM系统为为好，可为今今后的发展打打下基础。在我国应用PDM的企业业主要有以下下几种：（1）竞争激激烈的企业家用电器行业业竞争激烈