產品資料管理(PDM)在造船企業中的作用

     摘要：本文結合PDM的主要功能，介紹了 P DM 在造船企業中應用的重要性及在造船企業中的地位，探討了在造船企業中實施P DM 的目標、特點及步驟和方法 。

 

1   產品資料管理 ( PDM ) 技術

PDM(Product i on   Data   Manag em ent) 的概念起源於上世紀 8D 年代末期， P DM 是一項用於管理 “產品生命週期中需要的所有資訊”的技術：

(1) 與產品相關的所有資訊——任何描述產品的資訊，例如零部件資訊、產品配置、文件、 CAD 檔案、審批資訊等；

(2) 與產品相關的所有過程——過程的定義和管理，包括設計的組織者、設計人員、資訊的控制，許可權的審批和分發等 。

 

目前， P DM 技術在國內外受到越來越廣泛的關注，已經達到了實際應用的水平，在包括船舶、汽車、航空航天 以 及非製造領域均有廣泛的應用。歐、美西方發達 國 家更是不遺餘力地推行 PDM 的開發應用，已將 P DM 技術成功地應用到大型產品全生命週期資訊管 理系統 ，對設計、製造、服役、維護等資訊進行一體化的科學管理。

 

清軟英泰 P DM 技術的優點，尤其在它作為各部門或並行工程方法的一部分被使用時 ， 已經被無數行業的投資評估師所證實，一般情況下，週期和成本都會降低 3 0% — 40 ％。從世界各船舶製造強國先進技術的現狀和發展來看，採用 P DM 技術已成為代表先進技術的主流和發展方向。

 

由於 清軟英泰 TI P DM 系統的發展是隨著計算機技術和資訊科技發展起來的一種軟體科學，它的功能也隨著應用的擴大而不斷改進，目前能夠達到的主要支援水平為：

 

(1) 電子倉庫和文件管理；

 

(2) 過程 / 工作流程管理；

 

(3) 產品結構管理；

 

(4) 產品配置管理；

 

(5) 設計檢索；

 

(6) 零件分類管理與檢索；

 

(7) 工程變更管理；

 

(8) 專案管理：

 

(9) 工具和整合功能；

 

(10) 其它功能：電子協作功能、掃描和成像功能、檢視和圈閱功能等。

 

目前的商用 P DM 系統具有如下共同特點；

(1) 採用物件導向的開放體系結構，為使用者根據本企業的情況本地化、系統功能擴充提供支援，並對於多種應用軟體留有標準介面，如與企業管理資訊系統的介面， CAD 系統的介面等；

 

(2) 採用客戶 / 伺服器的結構，為實現多使用者協同工作提供一個方便靈活的執行方式；

 

(3) 為使用者提供開發介面，從而為二次開發或整合其它應用軟體打好基礎：

 

(4) 支援多種資料儲存，如分散式資料儲存、後設資料儲存；

 

(5) 支援多種網路通訊協議，支援不同的硬體平臺，支援多種作業系統；

 

(6) 有與之緊密整合的某種 CAD/CAM 軟體。

 

我國從上世紀九十年代初開始研究開發產品資料資訊管理 (PDM) 技術，但總體來說 ， 我國的 PDM 技術應用還屬於起步階段。近幾年。我國在航空、航天或其它行業的一些骨幹企業等已經或正在實施 PDM 。在我國艦船設計製造領域，有關 PDM 的概念只是近年來興起的話題，在船舶行業中 P D M 的研究、應用與實施目前也僅僅只有武漢船舶設計研究所。

 

當前，船舶設計製造企業所面臨的客觀環境和條件與過去相比有很大的不同，現有的設計製造手段和管理流程必須面對如下困難：

 

①船舶複雜性的成倍提高和以使用者為中心的買方市場是企業面啦的主要挑戰。實現產品定義資訊的數字化、知識化和最大限度地縮短產品的研發週期是企業競爭帶刪 } 的關鍵．快速交船和質量是船舶行業的驅動因素。

 

②船舶設計製造是一個多專業協同工作的過程，資訊流需要在多種設計專業與支援功能之間進行轉換，單靠高效能 CAD/CAM 系統並不能真正加速船舶設計製造進度。

 

③現在，資訊流是透過圖紙與檔案按傳統的序列方法來處理的，檔案中所包含的資訊難以管理和控制 。 最新的衝突、過程資訊沒有在整個擴充套件企業內實時共享，難以形成並行的工作環境 。

 

④領導層人員不自嶗實時監控船舶產品設計或製造的進度．按照視覺化的方式瞭解設計狀況；設計管理人員透過手工的方式完成檢視計劃表的執行和完成情況，工作時間長，資訊不夠精確 。

 

⑤ 設 計、生產之間缺乏共享最新的產品、過程、製造資訊的有效渠道，造成資訊孤島的局面 。 資訊的重複利用率低，不一致的現象肘有發生，產品和過程資訊沒有提升為企業的資源。

 

⑥船舶使用者無法隨時查閱關於服役船舶的各項資訊；如備件更換清單、使用手冊等等 ， 更好地使用和維護船舶。

 

⑦上級管理部門不能及時有效地瞭解最新的研究成果和產品系列資訊。將 P DM 技術應用於船舶工業領域，無疑將會有效地解決上述問題。

 

2  PDM 在造船企業中的地位

2 ． 1 P DM 是船舶 CAD/CAM 的整合平臺

目前，已有許多效能優良的商品化的船舶 CAD 、 CAM 系統。這些獨立的系統分別在產品設計自動化、工藝過程設計 自 動化和數控程式設計自動化方面起到了重要的作用 。 但是，採用這些各自獨立的系統，不能實現系統之同資訊的自動傳遞和交換 。 即使是採用 ICES 或 STEP 標準進行資料交換，依然無法自動從 CAD 中抽取 CAM 所必需的全部資訊。對於不同的 CAM 系統，也很難實現從 CAD 到 CAM 通用的資訊傳遞。

 

因此，目前船舶企業致力於把已經存在的 CAD 、 CAM 系統透過工程資料庫及有關應用介面，實現 CAD / CAM 的整合。而 PDM 系統是最好的 CAD / CAM 整合平臺，它可以把與產品有關的資訊統一管理起來，並將資訊按不同的用途分門別類地進行有條不紊的管理。不同的 CAD / CAM 系統都可以從 PDM 中提取各自所需要的資訊，再把結果放回 PDM 中，從而真正實現 CAD/ CAM 系統整合。

 

2 ． 2   PDM 是船舶產品資訊傳遞的橋樑

生產、供應、經營、人事、財務、物質六大部門是船舶企業的經營管理與決策部門。目前，將資訊管理系統 MIS 和製造資源規劃 MRP Ⅱ 整合在 —起，成為企業資源計劃管理系統 ( ERP ) 已經成為現實。

 

PDM 作為 CAD / CAM 的整合平臺，用計算機技術完整地描述了船舶產品整個生命週期的資料和模型，是 ERP 中有關產品全部資料的來源。 PDM 是溝通產品設計工藝部門和管理資訊、系統及製造資源系統之間資訊傳遞的橋樑，使 MIS 和 MRP Ⅱ 從 PDM 整合平臺自動得到到所需的產品資訊，如材料清單 BOM 等。 ERP 也可透過 PDM 這一橋樑將有關資訊自動傳遞或交換給 CAD/CAM 系統。

 

2 ． 3  P DM 支援船舶產品的並行工程與協同工作

並行工程以縮短產品開發週期、降低成本、提高質量為目標，把先進的管理思想和先進的自動化技術結合起來，採用整合化和並行化的思想設計產品及其相關過程，在產品開發的早期就充分考慮產品生命週期中相關環節的影 響， 力爭設計一次完成，並且將產品開發過程的其它階段儘量提前。

 

它在原有資訊整合的基礎上，更強調功能上和過程上的整合，並在最佳化和重組產品開發過程的同時；不僅要實現多學科領域專家群體協同工作，而且要求把產品資訊和開發過程有機地整合起來，做到把正確的資訊、在正確時間、 以 正確的方式、傳遞給正確的人。這是目前最高層次的船舶產品資訊管理要求。

 

清軟英泰 PDM 作為支援協同工作的使能技術，首先能支援異構計算機環境．包括不同的網路與資料庫；其次，能實現產品資料的統—管理與共享，提供單一的產品資料來源；第三 ， PDM 能方便地實現對應用工具的封裝，便於有效地管理全部應用工具產生的資訊，提供應用系統之間的資訊傳遞與交換平臺；最後，它可咀提供過程管理與監控，為協同工作中的過程整合提供必要的支援。綜合上述四個方面， 清軟英泰 PDM 在突出產品資料管理的基礎上，正逐步完善其作為製造業領域整合框架的功能 ， 為協同工作實施提供更強有力的自動化環境。

 

2 ． 4  PDM 是 CIMS 整合框架

所謂 “整合框架”，是在異構、分散式計算機環境中能使船舶企業內各類應用系統實現資訊整合、功能整合和過程整合的軟體系統。資訊整合平臺的發展經歷了計算機通訊、局城網路、集中式資料庫，分散式資料庫等階段。隨著 CIMS 技術的不斷深入發展和應用規模的擴大，企業整合資訊模型越來越複雜，對資訊控制和有效性、可靠性和實時性要求越來越高，迫切需要尋求高層次上的整合技術，提供高層資訊整合管理機制 ， 提高運作效率。

 

目前，國內外的技術人員對新一代資訊整合平臺做了大量的研究開發工作，也推出了多種平臺，典型的是物件導向資料庫及物件導向工程資料庫管理系統。雖然這些物件導向技術已部分商化，但還沒有在企業中得到全面應用和成功實施。

 

具有物件特性的資料庫二次開發環境，由於其開放性、可靠性等方面明顯不足。無法勝任 CIMS 大規模實施應用的需求。 而 在關聯式資料庫基礎上開發的具有物件特性的 PDM 系統由於其技術的先進性和合理性，近年來得到了飛速發展和應用，成為新一代資訊整合平臺中最為成熟的技術 ， 是支援並行工程領域的框槊系統。

 

P DM 不僅向 E R P 自動傳遞所需的全部產品資訊，而且 ERP 中生成的與產品有關的生產計劃、材料、維修服務等資訊，也可由 PDM 系統統一管理和傳遞。因此， PD M 是企業的整合框架。

 

3   造船企業實施 PDU 的目標及步驟

3 ． 1   實施目標

1) 船舶產品資訊的完整性： PDM 管理的是船舶產品整個生命願期內的全都資料。工程技術人員根據設計的產品圖紙和編寫釣工藝文件僅是船舷產品資料中的主要部分， PDM 系統除了要管理上述資料外，還要把相關的船舶設計與鏹造程式中豹全部更改歷程，使用者使用說明及維慘、服務等資料進行統一有效的管理 。 在 P DM 系統中，除了船舶產品的設計、工藝資訊外，還應包括船舶 設計制 造中採用 的 各類標準件、外協件、通用件和自制件等零部件的成本及供應商信 息 。

 

清軟英泰 PDM 系統管理的船舶產品資訊將涉及 到 企業的設計、工藝、製造、經營和服務等部門，因此 PDM 系統的實施也必然要充分考慮上述各部門的要求，並提供必要的工作環境，以滿足不同部門的特殊要求。

 

2) 船舶產品資訊規範化：長期以來，各造船企業根據各自的特點和管理習慣已形成一套實用的管理產品資訊規章制度，這些產品資訊的臂理包括在船舶產品的設計、工藝和經營管理過程中所涉及到的各類圖紙、技術文件、工藝卡片、生產單、更改單、採購單、成本核算單和材料清單等資訊的編寫、審批、歸類、分發和存檔等。

 

目前在船舶產品資訊管理過程中，一方面是資訊的成倍增加，即使增加人員，擴充檔案櫃，仍然無法滿足產品資訊管理的要求；另一方面，各部門對船舶產品資訊的定義、適用範圍和使用規則等方面存在著不同程度的差異，這些差異在資訊量少的情況下，依靠管理人員之間的默契或協調來統一認識，僅能維持正常的設計、製造和經營管理工作。

 

隨著電子資訊的急劇膨脹，上述兩方面的問題嚴重阻礙了企業的正常工作秩序。實施 PDM 系統，實質上就是要消除不同部門之間對產品資訊定義、使用方面的差異，實現整個企業內部產品資訊的一致性、唯一性、完整性和科學性。因此，實施 P D M 系統的過程，首先是整個企業內部產品資訊規範化的過程 。

 

3) 造船企業臂理制度科學化： PDM 系統作為企業中船舶產品全部資訊的管理系統，它要求各部門的人員都要嚴格遵守 PDM 系統中的各項規定，無論是一般人員的存、取、刪、改、查等操作，還是部門負責人在指派任務、檢查工作、審批檔案和統計報表時，均需按照指定的程式和相應的保密規則進行操作。

 

在 P DM 系統中不是簡單地把原來手工管理的方法取封不動地照搬過來，而是將 清軟英泰 PDM 系統作為整個企業全部資訊整合的平臺，它本身對產品資訊的管理有著明確的目標。因此，必須要遵循資訊整合的總體目標，參照原來手工管理的方法，重新規劃出一套科學的產品資訊管理制度。

 

自然， P DM 系統作為企業中產品全部資訊的管理系統，它要求各部門的人員部要嚴格遵守 PDM 系統中的各項規定。在 P DM 系統中的管理方法，大部分將延續原來手工的管理方法。

 

但是在具體操作使用上，將會有明顯的變化。例如，審批時，有關人員不再是用簽字的方法來表示周意、不同意或棄權的意見，而是用電子錶決的方式來達到審批的目的。所有這些使用方法的改變，目的都是為了使管理制度更加科學化、臺理化和正規化 ， 從而滿足產品資訊管理與整合化的要求。

 

3 ． 2   實施特點與實施步驟在

P DM 系統實 過程 中，核心就是調整造船企業的上層建築，完善現有的生產關係，進一步激發計算機技術為企業創造更大更強的生產力。

 

1)PDM 系統的實施特點：

(1) 涉及面廣： PDM 系統不僅與船舶設計、工藝、製造部門有關，還與經營管理部門有關 ， 有人稱為 “廠長工程”、“所長工程”。由此可見，實施 PDM 系統時必須站在整個企業管理的高度，制定具體的方法現和策略，不僅僅是解決設計、工藝部門的文件管理任務。

 

(2) 資訊工作量大： PDM 系統管理船舶產品整個生命週期內的全部資料。其中涉及企業各部門產生和使用的產品資訊．包括圖形、文字、表格、資料與指標等型別的資料。要將所有原來孤立分散的資料轉變成相互關聯的有機的整體，需要做大量的分析整理工作 。

 

(3) 調整管理模式： PDM 管理模式的建立過程，實質上就是管理制度科學化的過程。將原有資料管理的方式轉變為 PDM 的管理模式，既要兼顧原有的管理習慣，又要考慮資訊整合的要求。如果沒有企業級的統一規劃和指揮，就不可能實現管理模式的調整，也就不可能真正實施 PDM 系統。

 

(4) 週期長、投入大：根據上述三個特點，顯面易見， PDM 系統的實旌決非少數幾個人經過幾天或幾周的培訓就可以投入使用的．實施 PDM 系統是對整個企業的資訊管理工作一次大的“手術”，無論是投備的投資、還是人員的培訓，都遠遠超過一般應用程式的推廣應用 。

 

2)PDM 系統的實施步驟 PDM 系統的實施必須按照系統工程方法來進行，在實旖的初期就要制定詳細的計劃。一般來說，實施 PDM 可以分成以下幾個步驟：

 

(1) 組建隊伍：實施 PDM 系統少則半年．多則 1 ～ 2 年 ， 在整個實施過程中．要有專人受責，協調各職能部門之間的資訊聯絡，隨時掌握專案實施的進度、項日的最後驗收以及日常維護工作 。

 

(2) 需求分析：不同企業對產品資料管理要求的深度和廣度不一樣，實施 PDM 系統的最終目標及各階段的要求都不同。因此，對於具體的某一企業的 PDM 系統，需要管理哪些產品資料 ? 哪些部門之間要求有哪些資訊交換 ？ 這在一開始就必須有詳細的分析 。

 

(3) 軟體選型：根據企業要達到的目標及對 PDM 實施的功能需求，選擇和購置適當的 PDM 軟體，進行相關人員的培訓，根據需要來確定合適的合作伙伴。 如清軟英泰 TIPDM 。

 

(4) 系統設計：根據上述需求分析的結果，鐲定出具體的實施方案。在實施方案中，既要包括硬體和軟體的選擇，又要包括各職能部門在 PDM 系統中的地位和任務，還要包括各類人員的分工和許可權及各階段任務完成的標誌。

 

(5) 詳細設計：按照系統設計的任務和目標，詳細制定 PDM 系統中人員、產品和工作三類模型。明確 PDM 系統目標的實現途徑和輸入 / 輸出的要求。

 

(6) 二次開發：結合每個企業的具體要求，利用 PDM 系統提供的開發工具，透過二次開發，建立具有該企業特色的 PDM 系統。例如 ， 專用的各類標準件、通用件庫，典型的工藝庫、企業零件編碼、特殊的工作流程管理、產品資訊輸入介面、各類統計彙總報表與各種應用軟體的介面以及在資訊整合系統中的整合平臺本地化工作。

 

(7) 安裝與設定： PDM 系統的安裝需要分二次完成。第一次安裝是在需求分析階段、為使用者設定一個 PDM 系統的基本軟體環境。主要目的在於開展需求分析；第二次安裝是在二次開發結束後 ， 不僅為使用者設定基本軟體環境，同時還要包括使用者化的二次開發程式、透過對硬體和軟體的安裝除錯，建立起一個真正能夠滿足使用者需求的 PDM 系統。

 

(8) 人員培訓：在需求分析、系統設計、詳細設計和二次開發等階段，都要對不同範圍的人員進行不同程度的培訓。這些培訓稱為“前期培訓”。前期 培訓 的 目 標是建立起 PDM 的環境。當環境建立起來以後，就要進行後期培訓。後期培訓主要針對系統管理、中層幹部和一般使用者等三類使用人員，目標是保證正確使用 PDM 系統。

 

透過後期培訓，使一般使用者掌握 PDM 系統的基本操作，即對檔案的存、取、刪、改、查等命令；使中層幹部在掌握 PDM 系統的基本操作後，還要掌握檔案管理的命令：使系統管理員掌握日常的系統維護，包括日常的開，關機、系統和資料的備份與恢復、 PDM 系統的設定和必要的開發等任務 。

 

(9) 試執行： PDM 系統管理的產品資料是企業最核心 的 資訊 ， 不能有半點疏忽。在正式執行前，對 PDM 系統所涉及的企業管理工作。必須經過嚴格的試驗 。 在初始階段先以某一個產品為試點 ， 與原來的管理體系平行開展工作 ， 在取得試點經驗後，再推廣到一個系列的產品，乃至整個企業的全部產品資訊的管理 。 無論在哪個階段，都需要有個試驗的過程 。 一旦技術成熟，取得經驗以後。才能用 PDM 系統來取代原來的管理系統 。

 

作為一項系統工程，實 施 P DM 系統的上述九個步驟，並不是絕對孤立的，在每一階段的實施過程中，都會有相應的培訓、分析、設計和開發任務。因此，做好實施 PD M 系統的組織管理工作是成功的必要保障之一 。

 

4   結語

船舶是一種體現當代工業和科技水平的綜合性產品，船舶市場是以使用者為主導的，長期以來處於供過於求的狀態，競爭極為激烈。當前，船舶設計製造企業所面臨的客觀環境和條件與過去相比有很大的不同，現有的設計製造手段和管理流程面對很多困難，將 PDM 技術應用於船舶設計製造領域，無疑將會極大地提高船舶工業的總體效益和整體管理水平。

 

從船舶行業實施 PDM 來看，有以下幾個方面的問題要重視：

(1) 全行業推進實施 PDM ：隨著計算機技術在船舶行業運用的深度和廣度加大，先進造船模式的不斷髮展，必須在全行業範圍內逐步推進實施 PDM 技術。如果僅僅只在個別企業或部門實施 PDM 技術 。 並不能從總體上達到最佳效益 。

 

(2) 由點到面的實旋步驟： PDM 技術的實施是一項複雜的系統工程 ， 需要由足夠的經費支撐和方方面面的支援配合。當前，在技術條件和財力不允許的情況下，可採用 “由點到面”的實施步驟，在個別重點骨幹企業先行實施，然後逐步向其它企業推廣。從軍船來說，採用“總體所 → 裝置所 → 制 造廠 ”的實旖步驟是一條正確可行的方法。

 

(3)PDM 系統的一致性： PDM 實施的目標就是要採用科學、規範的管理方式對產品生命週期中需要的所有資訊進行管理，在系統平臺上實現資訊的一致、完整、充分、適時的管理與利用。為了實現廠所、廠廠之間資訊管理利用的一致性，要考慮 PDM 系統平臺的選型一致 。

 

(4) 革新與保護並舉： PDM 系統實施是對現有生產管理方式的革新，在實施過程中既要重視 C AD / CA M / P DM 資訊的整合與交換，又要充分保護現有資源 。