PDM系统关键技术研究及在动力总成研发领域内的应用

1 引言

       PDM是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关过程的技术，本文根据动力总成开发设计过程的特点和系统本身的功能[1]，建立了PDM系统的体系结构。此系统由与设计制造相关的各种技术信息数据的底层服务器、Windchill基础构架、PDM应用组件、应用系统和统一的用户界面组成[2]。

       根据企业实际，本文介绍并总结PDM系统关键技术以及相应的模块功能在动力总成企业的实施方法与应用情况。

2 PDM系统关键技术及体系结构

       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。

       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。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)，从而对用户的需求作出快速反应。比如本系统中所建立的几大发动机系列产品库和变速器库以及标准件库等。

       2.2 客户化技术

       PDM最初具备OOTB功能，但是要跟据企业的不同情况进行客户化配置才能进行有效的使用，它是一种使能技术。目前解决方案常用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。组件技术是在系统中构造一些基本功能模块和过程模块，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”。

       2.3 流程设计方法

       PDM中的流程设计方法有两种：一种是预置式流程设计；另一种是采用可视化设计方法，本系统采用的就是此方法，该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。目前本系统使用的是第三方加密软件以对系统数据进行加密管理，实现了与PDM系统借口的有效连接。

       此外，现行PDM系统的数据管理形式是基于关系型数据库的。

       2.5 网络技术

       PDM系统的环境，是一种多介质数据载体和多类型硬件系统形成的异构分布环境，这种环境下的Intranet网络结构有两种方案：一种是两层网络模型即C/S模型，它采用Client与Server实现用户界面处理、业务功能处理、数据处理等功能。一种是三层网络模型即C/NS，它是将用户界面处理、业务功能处理、数据处理这三个子模型相互独立，分别由不同资源代码实现。

       基于C/S模式的FTP文件传输方式是解决网络环境下，产品数据文件安全的一种机制。当PDM系统中需要归档的文件通过FTP(File Transfer Protocol)方式存放到数据服务器上后，客户端只能通过查询Web服务器上的FTP站点才能找到数据文件，数据文件对用户是屏蔽的。

       2.6 系统集成

       PDM系统的集成主要包括运行环境集成、信息集成、功能集成、技术集成以及人员和组织的集成。系统集成的核心是信息集成，关键是人和组织的集成，而运行环境的集成和技术的集成则决定了PDM系统的技术水平、运行效率以及生命周期，功能的集成将直接影响管理和生产的质量和效益。

       目前系统集成的解决方案为两个：其一是采用统一的标准对数据进行标准化处理。这种方案需要根据各个系统的数据格式开发专用的数据转换模块。其二是将各系统中的共同信息提取出来，做到各个系统在数据级上的集成，保证数据一次性输入，多次重用，以达到各应用系统集成的目的。由于目前的系统分别由不用厂家定做，各个系统的数据格式皆有不同，考虑数据转换的复杂性和维护困难性，有第二种方案是本系统后期主要考虑的方法[4]。

       2.7 PDM系统的体系结构

       根据PDM的关键技术在系统中的应用和体现，以及本企业现状，系统所构建的PDM体系结构如下图所示：

3 PDM在企业的实施与应用

       企业信息化分为四个主要的业务领域，由四种主要的IT信息系统所代表：

       ERP企业资源规划系统、SRM供应链管理系统、CRM客户关系管理系统、PDM产品数据管理系统。

       结合当前业务现状，以及PTC的产品技术，提供了PDM解决方案：

       （1）以Windchill的PDMLink为系统平台，实现产品研发数据的系统化管理，有效实现数据的信息化和系统化；

       （2）研发设计工作流的优化管理，对S、Z、B阶段产品设计流程进行优化管理，实现电子化流程审批；

       （3）对研发设计过程的产品数据及文档，实现图/文档分类管理、版本管理及流程管理；

       （4）实现工程变更管理；

       （5）基于产品容器、生命周期状态及工作流的权限管理；

       （6）实现CATIA与Windchill的集成，将产品设计图档模型集成到PDM系统平台并实现可视化管理；

       （7）实现Part/BOM的数据结构化管理；

       （8）实现对AutoCAD、Microsoft的数据结果手工上载到Windchill管理；

       （9）对于项目过程管理、试验过程管理、仿真过程管理、供应商管理、工艺过程管理、模具管理等模块将作为后期的项目规划范畴。

4 动力总成PDM实施与推广方法总结

       PDM是一个先进而复杂的数据管理系统，将其行之有效的与企业的产品结构及生产方式的进行结合，需要做到以下几点：

       首先明确企业的当前的需求以及今后可能产生的需求并分析其实现的可能性，其次改进企业管理层管理模式及制度，以及软件供应商提供强有力的技术服务，比如委派有丰富该领域经验的技术实施人员根据企业实际对系统进行客制化配置。