企業實施PDM能解決這些問題

摘要：當前，企業在設計和生產過程中大量使用資訊科技，對於製造企業而言，雖然各單元的計算機輔助技術已經日益成熟，但都自成體系，彼此之間缺少有效的資訊共享和利用，形成所謂的 “資訊孤島”。作為軍工企業，資料安全問題顯得更加突出。 PDM 作為圍繞產品資料管理的資訊科技，可以很好的解決“資訊孤島”問題，保證資料安全，同時幫助企業實現產品生命週期的管理。

 

本文根據某航空企業實際情況，歸納出若干制約該企業產品開發水平發研製過程的影響，以及產生這些問題的根源。解決這些問題，既需要引入先進的資訊化工具，即 PDM 產品資料管理系統，依據該企業的要求，提出該企業 PDM 需求分析研究報告。

 

概述

隨著航空工業的不斷髮展，產品結構越來越複雜，產品的生命週期愈來愈短，新產品投放市場的時間越來越短，市場競爭也在不斷加劇。航空製造企業要想提高自身市場響應速度，必須縮短產品開發和生產週期，然而企業內部的資訊提取和管理已經嚴重阻礙產品開發週期的縮短，所有這些都迫切需要企業實施有效的產品資料管理系統。

 

某航空產業下屬多個廠所。在多個飛機型號研製中，基本全部採用數字樣機技術，完成幾何樣機的數字化定義，設計上取得了明顯的效果和技術進步。在產品資料管理方面，該企業設計單位率先採用法國達索公司的 SMARTEAM 作為平臺，實現了型號設計的產品資料管理 (PDM) 。該企業飛機制造廠作為國內飛機部件專業製造廠，透過與國內外飛機專案的合作，在數字化製造協作方面積累比較豐富的經驗。

 

2009 年，以 SMARTEAM 作為平臺成功實施了型號設計的產品資料管理 (PDM) ，為飛機制造數字化協同奠定了堅實的基礎，透過某機型專案技術改造已解決了 SMARTERM 與 TIPLM 平臺直接資料交換與對接的問題， SMARTERM 與 TIPLM 的有序銜接在該專案中得到了充分體現。

 

雖然該航空企業已經在企業內部各別單位使用了 PDM 系統，但由於該企業下屬各單位以前都是由企業單獨撥款進行各自的數字化專案建設，且各自的 PDM 系統較為分散，所使用的 PDM 資料管理平臺也不統一，還有很多單位未引進 PDM 產品資料管理系統，所以整個企業還沒有形成一個統一的數字化頂層支撐體系，整個企業的數字化統籌管理也不能有序進行。

 

1 企業產品資料化管理現存問題

1.1PDM 產品資料管理軟體使用問題

由於該企業下屬某些單位的產品資料管理系統採用的是面向中小企業的 SMARTEAM 平臺，雖然這些單位擁有較為豐富的資訊化管理經驗和多年紮實的技術基礎，但該管理軟體卻不能滿足複雜的管理要求，且由於該企業整個數字化管理體系較為複雜，所以 SMARTEAM 管理軟體較為侷限化的管理方式不足以支撐該企業整個數字化體系的頂層管理。

 

1.2 產品資料的一致性管理問題

該企業產品的研發設計、生產工作在企業經營活動中佔有很重要的地位，設計複用率高，工程更改頻繁 ， 而且參加產品開發人員較多。由於目前該企業還未統籌規劃其下屬廠、所資訊系統，沒有構建統一的資料庫來清晰的描述產品的結構以及相關的零部件，現實使用中紙質或電子檔案雙軌並行，從而不能保證產品資料的一致性。

 

1.3 資訊文件管理存在的問題

1.3.1 管理手段落後，安全性管理需加強

該企業在文件資料的管理方面，有相應的標準，但是管理的手段仍然以傳統模式的手工管理為主。在產品開發、生產過程中，產品相關資料檔案大多存放於員工個人計算機中，產品資料得不到及時共享，很難保持資料檔案的一致，同時資料的安全性也得不到可靠的保證。資料的安全保密性對於航空軍工企業來講尤為重要。因此，該企業迫切需要對文件資料進行安全性管理，保證它們避免有意無意的破壞、丟失。

 

1.3.2 文件管理分散，查詢困難

由於該企業各種文件資料零零星星分佈在企業的不同角落，一些資料以紙質形式存放於檔案室或部門的資料櫃中，而另一些資料則可能存放在 CD 盤等計算機的外部儲存器中。產品開發人員需要花費大量的時間透過資料室查詢所需的文件資料 ， 這樣嚴重地影響了產品開發效率和產品開發質量。

 

由於大量歷史文件（尤其是設計圖 紙）手工、分散管理，在設計過程中設計員需要查詢正確的檔案、正確的版本相當困難，有時查了檔案卻不知道是不是終版本，若其中有錯誤，就導致後來不得不返工、更改。再加上產品設計借用，尤其是跨專案的設計借用有很大難度，因此有的設計人員寧可自己從頭來做也不願利用企業內已有的歷史積累。由此可見，該企業迫切需要使用先進的管理方法和管理工具來對資料檔案進行有效的管理，需要採用支援多種查詢方式的查詢工具，來輔助查詢相關文件，從而提高工作效率。

 

1.3.3 審批、瀏覽、圈閱麻煩，列印浪費

對於該企業許多管理人員來說，在大多數情況下，並不需要開啟編輯文件，也沒有在自己的個人終端電腦上安裝相應的編輯軟體，而只是需要瀏覽和圈閱一下電子文件的內容，以前的做法是當遇到需要領導審批、圈閱或瀏覽的情況，就必須把電子介質的圖 紙列印出來，領導圈閱之後若有要修改的地方，再由設計人員操作把這些修改意見在安裝了相應編輯軟體（ CAD ）的機器上付諸實現。

 

但是由於企業設計生產的產品結構較複雜，有時一個產品包含大量的圖 紙，大批次列印既浪費又影響工作效率，因此，該企業需要透過 PDM 系統來實現文件的瀏覽和圈閱功能。同時 ， 產品資料管理系統統一的列印管理也將為企業節省資源，減少浪費。

 

1.3.4 文件歷史回溯難，更改機制不完善

因為每一個文件資料都會其形成歷史，所以需要對文件所形成的歷史追溯其形成原因、結果及相關資訊。目前該企業關於各種圖 紙更改控制機制還不夠完善，電子資料的有效性難以得到保障，未做到完善的產品資料生命週期管理，這種狀態給企業管理帶來了很大的不便。

 

1.4 缺乏零部件借用關係管理

該企業存在大量的設計圖 紙借用情況，在借用過程中設計人員不對所借用的零部件圖 紙進行任何改動，並且大部分情況下均借用定型產品來保證零部件的有效性。由於在借用過程缺少有效的管理，所以哪些零部件被借用過、被誰借用過、借用修改後的處理等，這些資訊在企業沒有被有效的管理起來，導致許多借用是盲目的、無序的，這些給企業帶來巨大的隱患。

 

產生這種情況的原因主要是由於目前設計文件的存檔方式主要是分散的、紙介質儲存，沒有方便的設計借用手段，相應的設計借用關係管理也很困難，因此在大多數專案中，設計人員的設計借用都只侷限於定型產品或自身設計的產品。這樣大大降低了企業自身知識複用的程度，使產品設計週期長，設計人員能投入創新的精力少，創新空間小。

 

1.5 缺乏一套高效的電子化的設計流程管理機制

目前，企業中執行著多種流程，比如：專案立項流程、設計審批流程、轉階段審批流程、更改申請流程等。在這些流程中產生的文件和資訊，只能以紙質和手工的方式在各部門間流轉，這樣就不可避免的產生各種問題。

 

比如：設計的紙質歸檔，在工程變更時無法實現自動查詢相關文件並進行批次替換更改，設計文件的管理人員使用手工查詢工作量大、效率低下，準確性差；變更結果以紙質的方式，手工傳送到相應部門，無法避免傳送遺漏，並且工程變更的管理部門無法追蹤變更過程和變更狀態；不能針對不同重要級別和優先要求的工程變更，靈活地設計變更修改流程，來提高對變更管理的效率和變更設計的質量；更改流程的相關過程資料和文件，不能被完整的記錄和歸檔來作為工程可靠性的依據，並作為以後類似更改問題的參考，為知識重用提供便利，增加工程重複更改的工作量；缺少變更許可權的管理和控制，不能限制不同部門對不同產品系列的變更控制，導致系列變型產品設計時，基於型別的資料一致性差；不能有效地控制文件變更歷史，為變型產品設計提供溯源查詢等。

 

1.6 缺乏一套統一的企業標準電子資訊庫

目前，企業內部擁有一套標準，其中包含：基礎標準、設計標準、產品標準、通用零部件標準、原材料標準、其他標準等，該標準已經被廣泛使用，發揮了很好的作用。但是企業的發展，目錄內容越來越多，一方面設計人員查詢起來速度變慢，另一方面標準化人員維護起來也越發感覺吃力。目錄需要每年進行一次更新，每次更新量大概 20% 左右，工作量巨大。並且目錄中只表明了標準號，而沒有標準的具體內容，設計人員在使用時仍需要花大量的時間進行翻閱，隨著標準目錄的增加，這一問題將突顯出來。由此看來，企業目前急需一個包含標準具體內容的電子化標準目錄，來方便設計人員快速查詢、引用，同時減少標準化人員的更新工作量。

 

2 企業產品資料管理系統需求分析

針對目前現狀及該企業今後的發展規劃，建議引進以 TIPLM 為平臺的 PLM 產品全生命週期資料管理系統。該管理平臺可以滿足複雜的管理要求，對今後該企業資訊化建設的長遠發展較為有利。並且，該系統已成為國內航空製造業的主流產品資料管理平臺 ， 從國內其它航空院所傳來的資料資訊特別是管理資訊可以無需進行轉換直接利用。

 

利用 TIPLM 建立覆蓋企業下屬各單位的數字化協同工作平臺，數字化協同研製模式流程（見圖 1 ），該企業各下屬單位建立統一的 TIPLM   PDM 終端，透過統一的產品資料管理協同平臺各下屬單位異地協同辦公，從而可大大提高辦事效率。

 

圖 1 產品資料管理平臺異地協同辦公

 

2.1 專案總體目標

專案實施總體目標如下：

1) 以該企業及下屬單位為主體建立各自統一的產品資料庫，實現企業級的產品資料和資源共享；

2) 以 TIPLM PLM 平臺為核心，實現有效的軟體整合，包括 CAD 設計軟體（ CATIA 、 UG 、

AUTOCAD 等）、辦公軟體（ OA 、 OFFICE 等）、企業其它管理類軟體等；

3 ）實現對產品整個生命週期所有文件和資料的安全管理和版本管理，保證設計資料的準確性和完整性。增加產品零部件的重用與借用，縮短產品的設計週期；

4 ）實現零部件借用關係管理，建立完整的零部件關聯關係，保證借用的有效性；

5 ）建立企業統一的企業標準電子資訊庫；

 

2.2PDM 系統架構

根據該企業目前的網路現狀和在系統應用方面的需求，提出將 PDM 系統設計為 C/S 和 B/S 均可支援的體系結構（見圖 2 ），即：既能在下屬單位內部使用 C/S 結構的伺服器客戶端系統（資料傳輸速度快，易於管理）訪問資料庫，也能實現透過 WEB 訪問資料庫的 B/S 模式，為異地的辦公協同工作奠定基礎。

 

圖 2PDM 系統體系結構

 

系統體系結構說明：

1 ） PDMServer 建立在一臺 Windows 伺服器上， Lisence 在整個網上浮動，使用者在網路中

的任何一臺工作站都能執行 PDM 客戶端（ B/S ， C/S 兩種結構都支援）；

2 ） PDM 的電子倉庫建立在一臺伺服器上，可根據需要在網路中的任何一臺伺服器或工作站上建立電子倉庫；

3 ）可支援多種網路協議，包括 TCP/IP 、 NetBIOS 、 HTTP 以及 IPX 等。

 

3PDM 體系結構環境應達到的要求

該企業對 PDM 的需要必須建立符合各種要求的軟硬體環境，作為該企業的 PDM 管理工具應對產品開發有關過程和資料進行有效管理，體系結構必須開放、靈活。根據實際需求，應構建三層 PDM 體系結構，即系統支撐層、 PDM 核心層和應用層。

 

系統支撐層主要是 PDM 系統的執行環境和支援平臺，包括作業系統、網路和資料庫，作業系統選擇目前應用比較穩定的 Windows2003Server ，資料庫以目前流行的關聯式資料庫系統 SQLSERVER 、 Oracle 管理底層資料，網路以支援 TCP/IP 協議為基礎。

 

PDM 核心層提供實現 PDM 各種功能，由於 PDM 系統的物件管理框架具有遮蔽異構作業系統、網路、資料庫的特性，使用者在應用 PDM 系統的各種功能時，實現了對資料的透明化操作、應用的透明化呼叫和過程的透明化管理等，除了系統管理外， PDM 為使用者提供的主要功能模組有資料模型定義、電子倉庫與文件管理、工作流程管理、專案管理、產品結構與配置管理、整合工具等功能。

 

應用層向使用者提供互動式的圖形介面，包括圖形化的瀏覽器、各種選單、命令按鈕、對話方塊等，用於支援命令的操作與資訊的輸入輸出。透過 PDM 提供的圖形化使用者介面，使用者可以直觀方便地完成管理整個系統中各種物件的操作。它是實現 PDM 各種功能的手段、媒介，處於上層。

 

4 系統網路體系結構

以 TIPLM 為核心，採用如圖 3 的體系結構，文件的容量和電子倉庫的數量應沒有限制，

具體的硬碟與記憶體的配置要求也應根據實際工作環境中的產品資料量及企業應用規模來確定，並支援逐步擴充套件的模式。

 

圖 3 系統網路拓撲圖

 

資料庫伺服器：存放產品資料的特徵資料、人員資料、工作流程等，該系統只需一個資料庫伺服器。電子倉庫：存放產品與文件資料的地方。根據不同部門對資料管理的具體要求設定不同的電子倉庫，因此可以是分散式的電子倉庫配置。 Web 伺服器：企業 Web 伺服器，實現 Web 方式協同設計與工作。

 

5 建立協同設計平臺，形成團隊內設計資料的共享

實現產品協同設計、生產，滿足自頂向下的新的產品開發模式（見圖 4 ）。

 

PDM 建立的協同設計環境模組滿足該企業內部團隊之間，不同部門之間以及不同單位之間的產品協同開發及生產。

 

不同專業的設計工程師在共享的工作空間進行協同設計：

1 ）總體設計師 - 建立頂層的產品概念設計 - 產品結構樹，在共享的工作空間分配不同專業的設計任務。

2 ）團隊成員（各專業設計師）–其他零部件等的人員獲取設計任務，在共享的設計空間進行設計，並與其他的零部件進行整合裝配與協調。

 

3 ）面向零部件、技術檔案物件的授權體制，保證團隊隊員之間實時共享設計資料，並可進行參考與借用。

4 ）設計完成到一定狀態時執行審批與發放流程，形成正式設計資料。

 

6 結束語

在 PDM 實施過程中，根據企業實際情況建立資訊模型是系統設計的關鍵內容，只有以科學的方法，根據企業的實際情況，建立相應的資訊模型，才能成功地實施 PDM 系統，達到預期的目的。本文章來自御雲清軟英泰，更多詳細資訊請點選：