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PDM中的关键技术
发表时间:2006-9-22 葛友华;廖文和;周儒荣   来源:机械设计与制造工程
关键字:PDM 集成框架 使能技术 管理模式 
PDM是有效利用和共享企业信息资源的最佳方案。目前PDM的实施是一个Case-by-Case工程。叙述了PDM系统从开发、实施到在企业中全面运行过程中,所涉及到的网络技术、成组技术、数据库技术、组件技术等相关技术的现状、作用和实现方法。提出了方便用户操作的“零输入”方案和加快PDM实施的“零编程”方案。认为PDM成功实施的关键在于系统与企业现状的匹配程度。并预测PDM必然向系统的柔性化和通用化方向发展。

  PDM(Product Data Management)是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术信息管理、图像管理及其它产品定义信息规律的一种扩展与集成。它能有效地集成设计和制造系统,同时支持并行工程的实施。

  PDM经历了一个CAD数据管理、产品配档管理以及对所有产品相关数据管理的过程。目前的PDM可以对产品从开始到最终消亡整个生命周期中相关数据和相关过程进行系统计划、管理和控制。使产品数据始终保持一致、最新、共享和安全。PDM追求的是在正确的时间,把正确的信息,以正确的形式,传递给正确的人,完成正确的任务,使产品数据得到最优配置和最佳应用。使企业能提高产品质量,缩短研制周期,提高企业的创新能力和市场竞争力。

    1 PDM系统框架

  PDM是一种软件框架系统,它提供了在产品开发、生产、销售等各个环节中数据管理、流程管理与控制的集成环境。如图1所示,PDM借助于网络平台,将企业中所有的应用系统置于其框架之中,实现数据上的集成,功能上的控制,给用户提供了统一的操作界面。
 

图1 PDM系统框架示意图

  PDM要实现上述的集成与控制,需要解决一些关键技术,如网络技术、数据库技术、与应用软件的接口技术、功能扩充和更新技术等,使PDM能满足目前企业中现有的应用系统和产品数据的需求,并能适应企业管理模式不断变化,应用系统不断扩充和更新的要求,让企业在一个相对固定的工作环境中处理不断变化的对象和事务。

    2 PDM中的关键技术

    2.1 成组技术

  成组技术(GT:Group Technology)是在零件设计和制造中充分利用相似性原理的方法。PDM系统中,GT技术主要体现在信息的编码管理和产品族管理。信息分类编码是企业信息化的基础,是企业实现计算机集成的基本条件之一。PDM中的编码方案应根据企业的需求,与企业的产品紧密结合在一起,充分考虑企业产品的更新换代和生产过程中信息的表示,使编码简洁、实用,起到组织和协调企业内部生产的作用。因此,编码的优劣成为企业能否接受PDM系统的关键性指标。

  产品族管理是支持目前企业中“小批量、多品种”生产方式的有效工具。PDM系统中,将具有同类性能特征的产品、相似结构的部件和零件进行统一管理,提供符合国标的基本零件族定义和一套定制属性及继承关系的方法,能有效提高企业零部件的重用水平,使设计人员可以根据用户的需求迅速生成产品结构树、物料清单(BOM:Bill of Materials),从而对用户的需求作出快速反应。

    2.2 客户化技术

  PDM是一种使能技术,需要根据企业的不同情况进行实施。客户化工作包括为企业定制设计工作流程、项目管理方式、编码规则、版本控制方法、各种信息的利用方式以及企业提出的各种需求。客户化的目的是缩短PDM的实施周期,增加PDM系统的柔性,在客户化过程中最终实现“零编程”。目前比较好的解决方案有模板技术和组件技术。

  模板技术是将各功能模块中的条件参数化。在PDM系统中建立适合于各种功能的模板库,客户化过程中,根据不同的需求调用不同的模板,即可在短时间内建立系统所需求的功能模块。模板技术适用于相对独立的功能模块,如果用户提出超出模板功能的要求时,系统需要另配开发工具,利用定制函数或描述语言进行简单的编程来实现。

  组件技术是在系统中构造一些基本功能模块和过程模块(称为组件Component),这些模块具有开放的接口和良好的可组合性,并可实现“即插即用”。当系统需要实现某种功能时,可以将这些基本模块进行组合,定义相应的属性即可。组件技术使得PDM的客户化工作变得十分简单,只需要搞清企业的具体需求,学会组件的重构方法即可构造出企业所要求的PDM系统。组件技术是软件设计的方向,尤其适用于Case-by-Case工程,企业可根据管理模式的变化自主调整系统的功能,减少对开发商的依赖。

    2.3 流程的设计方法

  PDM中的流程设计是确定产品设计中各个环节和路径的过程,具体包括设计人员工作职责的制订、审批人员权限的划分等。现行企业中各部门的工作流程具有相似性,实施方案需要根据企业的现行管理模式确定,这就给流程设计方法提出了能不断适应企业经营管理模式变化而重新组合的功能要求。

  PDM中的流程设计方法有两种:一种是预置式流程设计,该方法将企业中的流程模式预制在一个模块中,制定流程时只需要对流程进行选择即可达到设计的要求;另一种是采用可视化设计方法,用图框表示节点,有向线段表示信息的流向,用属性来定义节点和流程的相互关系,如将节点定义为设计人员、校对人员、审批人员等,将流程定义为提交、返回修改等。可视化设计流程的方法比较直观,易于表达,具有较大的灵活性,企业也容易接受。

    2.4 数据存储与管理

  PDM系统中的数据管理包括数据的存取方式、数据的安全性和数据的管理模式等。目前的PDM系统中大多数采用Oracle、SyBase、SQL Server等流行的商用数据库,数据是以记录形式存放在数据库中,这种存放方式可以保证数据在物理上和逻辑上的独立性,有效地控制对数据的使用,允许不同需求的用户共享数据。但目前计算机应用系统都是基于文件的自动化孤岛,如CAD/CAPP/CAM等系统,在产品开发过程中生成的大部分数据属于工程数据,其形式多样,结构复杂,很难用一般的商用数据库来进行管理。目前采用了变通的方法,即允许数据存放在各自的文件中,数据库中只存放文件的元数据或路径数据,如文件的存放路径、文件名等相关的属性。

  数据的加密措施有3种。一种是所谓伪加密,即将数据库中的元数据进行加密处理,原数据文件隐式无序存放,一般情况下很难在浩瀚的文件中理出成套技术文档。第二种方法是采用部分加密方案,将数据文件中的属性描述字节取出或加密处理,破坏了原文件的存贮结构,即使将其文件拷出也无法打开。这种方法数据的处理量小,基本上不影响系统的运行效率。第三种方法是设计一种算法,将文件整体加密处理,只要算法不被破译,文件就无法重现,但工程图形的数据量大,会影响系统的运行速度。

  现行PDM系统的数据管理形式是基于关系型数据库的。数据之间关系通常是静态的、明确的、简单的,而产品设计过程中的数据往往是动态的、不明确的,结构也是复杂的,而且具有较高的相关性。人们希望对数据库的操作能实现“零输入”,即仅使用鼠标就可实现PDM系统中编码管理、流程管理、产品配置管理等功能。实现的方法是建立与产品数据库相对应的动态操作数据库,将系统所要实现的操作均存放在该操作库中,该库可动态的进行更新,它记录了需要实现的和已经实现的各类操作,供使用人员在操作时参考和选择。

 
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责任编辑:陈沁