e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  PDM/PLM

中小型企业PDM系统设计及实现

2016/12/12    来源:互联网    作者:汪利  王石刚  邹慧君  郭为忠      
关键字:产品数据管理  信息模型  产品结构  数据库  
产品数据管理(PDM)作为CAD/CAM及并行工程的支撑技术,已逐渐体现出其重要性。给出中小型企业PDM的功能需求及体表结构,得出该系统的信息模型。在此信息模型的基础上解决了产品结构的树状表示、产品零部件的借用、各种技术文档和图形文件的统一管理以及版本管理等问题,使得PDM思想在中小型企业中得以实用化。

    PDM (Product  Data Management)是一门管理与产品相关的“信息”和与产品相关的“过程”的技术。与产品相关的信息指属于产品的数据,如CAD/CAM/CAE的文件、材科清单(BOM)、产品配置等。与产品相关的过程包括有关的加工工序、有关批准权、使用权、工作流程过程程序。

    在市场竞争日益激烈的情况下,中小型企业要想以新、快、好的产品占领市场,其突破口应在设计。这里一方面是指如何快速地利用现有设计产生变形设计,并争取一次成功;另一方面是如何将设计成果快速地为加工制造和生产计划等所使用。同时,由于中小型企业具有多品种、小批量的生产特点,产品相关的信息多而杂乱,在变形设计时如何快速地检索和利用已有的各方面知识成为了瓶颈。PDM正是充当了这样一个集成管理者的角色,它将各方面产品信息集中管理以备检索利用,同时规定过程控制以使信息安全可靠,因此PDM技术对中小型企业的发展起着至关重要的作用。

1 中小型企业PDM的体系结构

    系统体系结构的基础是其功能需求。通过对中小型制造企业的调研,我们认为PDM系统必须具备以下功能:产品结构管理、工程数据管理、设计提交管理、变动设计管理、用户授权管理和数据传输。其它功能如支持异构形式、多平台应用、分布式结构及多用户协作等虽不是中小型企业急需的功能,但在总体设计时应考虑进去,以便系统进一步扩展。这些功能主要是对网络技术的扩展,因而在中小型企业PDM的体系结构(见图1)中,着重考虑的是其开放性,即能支持各种应用软件对它的访问,为它们提供相应的接口。我们将PDM系统主要划分为3个子系统:工程数据管理系统、BOM表管理系统和版本管理系统。所有子系统的使用都由授权管理系统统一监控。

图1 中小型企业PDM的总体框架

图1 中小型企业PDM的总体框架

    工程数据管理系统负责将各种技术文档(包括图形)与BOM表中元素建立联系。版本管理系统完成设计提交管理功能。BOM表管理系统完成产品结构管理、变动设计管理等功能。根据BOM表应用场合的不同,将其分解为4方面的视图:即面向设计BOM视图、面向装配BOM视图、面向加工BOM视图和面向计划BOM视图。面向设计BOM视图以产品零件的功能分类码为基础,支持设计的派生和重用。以最大程度地重新利用现有设计加快新产品开发;面向装配BOM视图产生产品装配结构树,提供零部件装配关系。当有装配关系的零部件之一修改时,提供相关零部件的修改检查;面向加工BOM视图以产品零件的形状分类码为基础,以利于加工工艺和加工数据的查找;面向计划BOM视图提供产品需求清单,为与MRPⅡ之间的联系提供接口。

2 中小型企业PDM的信息模型

    立足于自行开发的原则,在中小型企业PDM的规划与实施过程中,重要的一环是根据其功能需求及体系结构,得出适合于中小型企业生产经营模式的系统信息模型。通过对中小型企业的调查和分析,得出企业目前最需要管理的信息有以下几类:产品结构树、产品设计过程、产品文档。

    按照以上信息的结构特征,可将它们分为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据3类。对应不同结构特性的信息采用不同的管理方式:

    ①对结构化的静态数据,如产品结构树的从属关系,系列机型及零部件信息等,可以建立关系型数据库直接进行管理;

    ②对非结构化数据,如文字型的产品说明书、使用书等,由于无法直接由数据库管理,可以建立文件共享区,对文件进行文件名和目录的存储管理;

    ③对半结构化数据,如各种分析程序、NC代码等,可以在数据库中直接运行或调用这些文件,得出所需要的结果或显示所需要的图形。

    lDEFlx图是在E-R模型的基础上,对其进行细化、科学化以更好地表示信息及其之间关系的图形化数据模型,它是建立数据库结构时的基础。中小型企业PDM的IDEFlx信息模型见图2。经细化,在信息模型中建立了13个实体。将其划分为3个部分:以系列、机型、部件、零件、标准件、外购件6个实体构成核心,提供各节点本身信息;左边部分为树状结构关系实体,提供产品的结构信息;右边部分为节点属性联系、结构化属性、半结构化属性和非结构化属性4个实体,提供各节点的属性信息,以分别管理前文提到的3种结构特征信息。将这些实体对应转化为数据库中的表,将实体联系变为表联系,即得到了关系数据库的数据模型。

图2 中小型企业PDM的信息模型

图2 中小型企业PDM的信息模型3 PDM信息处理关键问题的解决

    中小型企业PDM的实施主要有以下一些问题需要解决:产品结构的数据表示、“借用”关系的表示、相关属性的统一管理和版本管理。

    3.1 产品结构的数据表示

    产品结构是一个由系列、机型、部件及零件所组成的树状结构,其中系列为树根,零件为叶子。目前绝大多数数据库为关系型数据库,它利用数据表、表与表之间的关系构成数据管理的基础。如何用关系型数据库表示树状结构的数学模型也就成了一个问题。在本系统中,产品结构主要是通过树状结构关系表来表达的。表中,每一条记录由父节点号、于节点号和拥有数量3十字段构成。在构成产品结构树时,每加入1个零件或部件,都需要将其直接归属的父节点记入父节点号字段中,将其自身节点号记入子节点号中,同时给出一个父节点拥有于节点的数目,这样一条条记录就构成了产品的树状结构。从表1中可以看到机型l拥有零件1、2和部件1;将部件l作为父节点,通过查询又可得到其于节点为标准件l、零件3和部件2。如此递归地查询下去,即得到图3的产品树状结构。

表1 树状结构关系表

表1 树状结构关系表

图3 产品结构图

图3 产品结构图

责任编辑:马倩
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐