PDM技術在製造企業中的應用及研

摘要：製造企業在發展的過程中，往往都面臨資料管理混亂，共享程度低的問題，為此許多企業都採用 PDM 技術，其中文件管理和產品結構管理是 PDM 技術的最基本也是最重要的功能，本文根據北京某企業的實際情況，開發符合該企業實際情況，並具有一定擴充套件性的 PDM 軟體，為企業未來的發展打下了堅實的基礎。

 

 

在我國加入世界貿易組織後，製造企業面臨著前所未有的挑戰，企業的生存和競爭環境發生了巨大改變，以最快的速度對市場做出反應，並制定正確的策略，成為企業的生存法則。

 

 

在目前形勢下，走資訊化道路成為企業獲得競爭優勢的主要手段之一。企業實現資訊化並不是一朝一夕的事情，只有在資訊化建設過程中對企業資料進行長期有效的積累，並不斷提高基礎資料的應用效率，才能保證企業資訊化的有效實施。

 

 

隨著 CAD ／ CAM ／ CAE 等技術的應用，企業中積累了大量的各種資料，如何對這些資料進行有效管理以實現企業內部的共享和交流成為企業迫切解決的問題， (Product   Data   Management ，簡稱 PDM) 正是在這個背景下產生的一項管理思想和技術，是一門管理所有與產品相關的資訊和所有與產品有關的過程的技術。

 

 

企業實施 PDM 技術可以提高設計效率，縮短上市時間；提高設計與製造的準確性和一致性；更好地管理工程變更，更好地控制專案，可以促進全面質量管理，為企業全面實施資訊化提供了一個平臺，在國內外它的迅猛發展已給製造企業帶來了非凡的成就。

 

 

1PDM 系統開發與應用

 

本文以北京某製造企業為例，該廠是具有幾十年歷史的老廠，隨著企業的日益壯大，資料管理混亂，資料共享程度低等問題逐漸暴露出來，為擺脫困境，企業從長遠利益出發，著眼於對企業基礎資料的管理，與北京工業大學機電學院 CAD ／ CAM 中心合作開發適合該企業的產品資料管理系統。基於對 系統一般體系結構的分析並結合該廠的實際情況，建立如圖 1 所示體系結構。

 

圖 1PDM 系統體系結構圖

 

 

使用者介面，是使用者與系統互動的平臺，提供各種系統應用，包括 AuwCAD 、 Cimatron 、 CATIA 、 Pro ／ E 、 UG 等 CAD ／ CAM ／ CAE 軟體、 Office 等辦公自動化軟體及其它應用軟體；

 

 

中間層，提供了基於物件管理框架的 PDM 應用，是實現 PDM 功能的功能模組層，在本系統主要圍繞 PDM 系統中的 、產品結構管理和系統管理三大功能模組；

 

 

物件管理框架，它為其上的 PDM 應用元件和應用系統提供了直接的應用支援，透過資料庫介面 ADO ． NET 提供了對資料庫和檔案系統的透明存取，遮蔽了對資料庫系統的操作；

 

 

最底層是分佈在區域網中的計算機軟、硬體環境、作業系統、資料庫等，不同許可權使用者主要是透過企業內部區域網對資料庫的資料依據許可權進行檢入及檢出等操作。

 

 

1 ． 1 系統開發

 

產品資料管理要求資料庫支援大量事務資料的組織與管理，並要求資料庫系統具有良好的開發性和靈活的可擴充性，因此，系統後臺資料庫我們採用 SQLServer2000 。 SQLServer2000 能夠在多使用者的資料庫環境下保證設計的準確性和一致性，還可以在伺服器端對資料完整性、業務規則和事務處理進行開發，並在所有客戶端共享，此外， SQLServer 對於分散式資料完整性提供同樣支援，保證在多伺服器上的資料的準確性和一致性，使得開發企業級分散式環境的應用變得非常簡單。

 

 

1 ． 2 文件管理

 

文件管理是產品資料管理系統提供的最基本的功能，也是核心的功能之一。文件管理的物件就是產品整個生命週期中與產品相關的各類資料資訊，對該企業而言，就是要管理從初步設計階段、技術設計階段、工作圖設計階段的各類報告、任務書、圖紙、明細表到試驗鑑定階段的檢查試驗及質量控制檔案、總結鑑定檔案等，對這些檔案的有效管理，是保證企業各部門間交流和共享的一個重要因素。

 

 

文件作為企業生產中積累的重要資訊，包含很多方面的內容，除了文件編號、名稱、版本、型別等基本資訊外，還包括通用資訊 ( 記錄修改和瀏覽該文件所使用的軟體工具 ) 、附件資訊 ( 記錄了該文件的附屬檔案資訊 ) ，相關文件資訊 ( 記錄了文件間的關係 ) 、控制資訊 ( 記錄文件的檢入、檢出狀況，包括日期，操作型別是檢入還是檢出 ) 及版本資訊 ( 記錄了一個文件的版本變更情況，包括版本號、版次號、建立日期，建立人等 ) 。如圖 2 所示，可以透過文件的通用資訊、附件資訊、相關文件資訊、版本資訊及檢入、檢出資訊等來描述一個文件。

 

圖 2 文件管理介面

 

 

 

為保證系統中各種資料的安全性，防止文件資料的意外丟失和非法修改，系統對每個文件設定各類操作許可權 ( 檢入、檢出、刪除等 ) 的所有者，確保文件只能由系統設定的使用者訪問，進一步保證了系統的安全性，從而降低了資料的意外風險。

 

 

用資料庫對圖紙和文件進行管理是目前保證其儲存安全性的主要措施。 PDM 系統中的各類文件通常都以某種檔案系統規定的形式進行儲存，依賴檔案系統來實現圖紙和文件管理，在使用者檔案數目較多時，管理起來極不方便，也不直觀。

 

 

並且這種檔案的管理方式資訊查詢手段單一，不能方便地按設計人員、時間、產品屬性等手段有效地查詢所需資訊，當設計圖紙和文件經常修改而產生許多版本時，更顯得管理不便。

 

 

此外，採用檔案系統方式儲存的文件的安全性往往依賴於作業系統的安全性，存在的安全漏洞較多，因此對於現代製造企業來說，要真正達到和解決電子文件的安全儲存必須採用基於資料庫的文件管理方式。

 

 

在採用資料庫技術對圖紙和文件進行管理的時候，資料庫的效能和訪問效率也是開發人員要考慮的重要因素之一。

 

 

1 ． 3 產品結構管理

 

產品結構管理 (Product Structure Management) 也是 PDM 的主要功能之一，可以幫助企業內部管理者，高效管理每一項產品生命週期中所產生的一切資訊資料，是產品資料組織和管理的一種形式，利用 PDM 系統提供的產品結構管理功能以有效地、直觀地描述所有與產品相關的資訊。

 

 

產品結構管理以電子倉庫為底層支撐，以材料清單 BOM 為組織核心，把定義最終產品的所有工程資料和文件聯絡起來，以實現對產品資料的有效組織、控制和管理。

 

 

產品結構樹以樹狀方式反映產品、部件和零件三者之間的層次關係。產品結構可以用產品的裝配 BOM 來表現。依據該廠的“產品綜合零件明細表”，我們構建 BOM 屬性 E — R 圖，如圖 3 所示。

 

圖 3 BOM 屬性 E — R 圖

 

 

 

建立產品結構樹的過程就是從資料庫中選擇具有裝配關係的記錄，即查詢節點的父節點是根節點的節點記錄的過程，產品結構樹的生成過程是個遞迴呼叫過程，透過產品結構樹可以清楚的反映產品、部件和零件之間的裝配關係。構成產品結構樹的基礎資料可用企業原有電子資料 “產品綜合零件明細表”透過自動導人程式來快速準確實現，如圖 4 所示。

 

圖 4 產品結構樹

 

 

使用者可以對節點進行編輯操作，可以刪除或增加，還可以透過檢視節點資訊，瞭解該節點零件或部件的代號、名稱、規格、單部套數量、備品數量、材料、標識、單重及總重等資訊。為了方便使用者，還提供了統計功能，使用者可以統計組成一個元件所需某種零件或部件的總數量，為企業安排採購計劃提供依據。

 

 

在產品結構樹生成後，使用者還可以匯入到 Excel 表格中，生成新的“產品綜合零件明細表”。

 

 

1 ． 4 系統管理

 

系統管理模組實現對產品資料管理系統的日常管理工作，並對使用者資訊、使用者角色許可權資訊進行設定和維護，對資料進行自動匯入匯出及備份，同時對編碼管理、工具管理、使用者個人工程安排、供應商管理等功能進行了相應的開發。

 

 

零部件的編碼是編碼體系中最為重要也最為複雜的，它是 PDM 資料庫建立的基礎。對零部件進行編碼可以對零部件進行高效率、有次序的管理，並且確保它的唯一性。有了規範的零部件編碼，也便於在系統中對零部件進行分類、檢索與統計，以及零部件資訊的交換與共享。本系統在對該企業原有編碼深入研究的基礎上加以完善，零部件能根據編碼規則在本系統中獲取自動編號。

 

 

PDM 系統管理的大量資料中包括各類電子文件和圖紙，如何瀏覽和修改這些文件，也是系統應該為使用者考慮的一個問題。工具管理模組提供了使用者瀏覽和修改文件資料的各類工具的資訊。使用者對於某個文件，可以根據資訊中的瀏覽工具和修改工具來了解要瀏覽和修改某一文件需要啟用何種軟體。系統還提供了通用瀏覽工具來開啟多種格式的 CAD 文件和 office 文件。

 

 

2 結論

 

文件管理、產品結構管理和系統管理是 PDM 系統中最主要也是最基本的功能，本文所做工作為整個 PDM 系統開發的基礎工作。目前前期工作成果已經在試用階段，其功能和效能將在實際使用中不斷得到提高。