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PDM-CAD/CAM集成与工程数据

2016/12/14    来源:互联网    作者:李建明  许隆文  李和良      
关键字:产品数据管理  配置管理  CIMS  
产品数据管理(Product Data Management,PDM)是基于分布式网络,主从结构、图形化用户接口及数据库管理四方面技术发展起来框架。本文介绍了PDM技术的应用背景、基本慨念、开放式体系结构及其基本功能(Vault、面向用户的使用功能、实用功能), 阐述了它在企业信息管理中的角色及与CAD/CAM、CIMS之间的关系。

引言 

    随着企业自动化程度的提高,有效地管理好企业中的各种信息变得日益重要和迫切。目前,由于各企业自动化水平的不同,对信息管理的要求也不一样。大致有下面四种不同的情况和要求:

    (1)大量工程图纸和技术文档的计算机化管理。一个企业经过长期的发展,积累了大量的、丰富的图纸、文档等技术资料,这些资料的管理和维护占用了大量的空间资源和人力资源,人们希望借助计算机将它们有效地管理起来、在节省存储空间和人力资源的同时,能够很好地满足在用户需要时可方便、快捷地查询与获取所需文档的要求,这是目前一些大中型企业普遍需要解决的问题。  

    (2)企业已有一定的自动化基础,已经实施了CIMS的部分单元技术,如辅助设计(CAD)、工程分析(CAE)、NC编程(CAM)、工艺规划(CAPP)、制造资源规划(MRPII)等,计算机分布在企业的各个部门,并通过网络联系在一起。但由于各部门所采用的硬件平台、支撑软件与应用软件的不同,而产生了大量的分布式异构数据。如何对这些种类繁多的,不同部门之间共享的异地异构数据进行管理是目前自动化程度较高的企业亟待解决的问题。

    (3)在某些大型产品开发的过程中,如在飞机设计与制造中,涉及分布在不同地区的多个企业及各个企业不同部门之间的协同工作问题,如何以先进的信息管理手段支持异地设计,保证产品数据的安全、可控以及数据的频繁修改,而不至于造成数据混乱和形成许多冗余甚至是无用的“信息垃圾”,这也是我国当前新的大、中型产品设计中面临的急待解决的技术难题。

    (4)许多企业为了使自己在竞争中立于不败之地、积极寻求能够缩短产品上市时间、提高产品质量、降低产品成本的途径。并行工程(CE)作为一种提高产品设计能力的新方法,已在国内外受到广泛重视。它把先进的管理思想和先进的自动化技术结合起来,采用集成化和并行化的思想设计产品及其相关过程,在产品开发阶段就充分考虑到产品生命周期中各个环节的影响,力争设计一次成功,并在设计的同时,尽可能将产品开发过程中的其它阶段往前提。

    CE对信息管理技术提出了更高要求,不仅要求对产品信息作统一管理与控制,而且要求能支持多学科领域专家群体的协同工作(Teamwork),并要求把产品信息与开发过程有机地集成起米,做到把正确的信息在正确的时间以正确的方式传递给正确的人。目前,基于网络与数据库的一般信息管理技术满足不了上述要求。它存在以下不足:

    ①面向记录,不能很好地管理文档与文件等;

    ②不支持过程管理与控制;

    ③缺乏协同工作支持机制等。

    这些缺点导致它们在处理非结构化数据(如图形、图像、文档等)时显得力不从心;数据误置;结构化数据与非结构化数据管理的不统一。设计人员已经对数据作了修改却无法通知后续人员,造成后续人员在旧的数据版本上浪费大量的时间,甚至造成不可估量的经济损失。PDM技术是用于解决产品数据管理问题的一门新技术,它把数据库的数据管理能力、网络的通讯能力、文件系统的文件管理能力以及其自身的数据控制能力结合在一起,通过有效地管理和控制所有与产品相关的信息,可以满足企业对信息管理较高层次的需求。

1 PDM的开发

    PDM技术出现在80年代初期,目的是为了解决大量工程图低、文档的计算机化管理问题,而后逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领域,即:

    (1)设计图纸和电子文档的管理;

    (2)材料报表(BOM)与产品结构的管理;

    (3)工程更改单(Engineering Change Orker,ECO)的跟踪与管理。

    随着网络、数据库技术的发展,以及主从结构(Client Server)与面向对象(O-O)技术的使用,最近两年,PDM技术产生了突飞猛进的发展,在国外企业中得到越来越多的应用,在国内企业中也受到广泛关注。但是,迄今人们还未能给它一个确切的定义。1995年,主要致力于PDM技术和计算机集成技术研究与咨询的国际咨询公司,CIMdata公司总裁的Ed Miller给出了PDM的简单定义:“PDM是一门管理所有与产品相关的信息(包括产品规范、电子文挡、CAD文件、产品结构、存取权限等)和所有与产品相关的过程(包括工作流程的定义与管理等)的技术”。而Gartner Group公司的Burdick D,则把PDM定义为:“PDM是在企业范围内为设计与制造构筑一个并行化产品协作环境(ConcurrentArt-to-Product Environment-CAPE,由供应、工程设计、制造、采购、市场与销售、客户等构成)的关键使能器。一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人们在整个信息生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据,包括图纸与数字化文档、CAD文件和产品结构等。”从上面两个定义可以看出,PDM可以是狭义上的,也可以是广义上的。从狭义上讲,PDM仅管理与工程制造相关的领域内的信息,而从广义上讲,它可以覆盖到整个企业中从产品的需求、研究与开发、产品设计、工程制造、销售、服务与维护等各十领域、全生命周期中的信息。

2 PDM的开放式体系结构

    由于PDM技术在企业的实施,将为企业的工程数据管理与过程的自动化管理提供统一的支持环境,并以它作为工程部门的集成框架,支持下同计算机硬件、系统软件和应用软件的集成、以便能满足不同企业的不同用户的需求,所以PDM系统必须有很好的开放性(如图1所示的企业层PDM框架)。PDM的开放性体现在三个方面:

图1 企业层PDM框架

图1 企业层PDM框架

责任编辑:马倩
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