中石化集團江漢石油管理局第四機械廠(四機廠)是國內生產大型石油鉆采設備的主要生產廠家之一，產品主要有鉆井工程裝備、采油及井下作業設備、海洋鉆采設備、高壓流體控制元件等共分為五大類十六個系列，兩百多種型號。目前信息化建設資源情況為：主干光纖(1000M)網絡帶寬，桌面帶寬為100M；網絡交換機 46臺；網絡節點：1104個；各種應用服務器18臺；計算機(PC)總量800多臺；產品數據管理系統 (TIPDM 2007)；工藝設計系統(KMCAPP 6.0)；企業資源計劃系統(MYSAP/ERP.ECC5.0)；DNC網絡連接設備達65臺；人事考勤管理系統、安防系統、管理局公文辦公處理系統、固定資產設備管理系統、桌面安全管理系統等。
一、產品數據管理系統實施背景
進入二十一世紀后，隨著市場化進程的加快，以及石油競爭的加劇，石油機械市場需求旺盛，四機廠面對新的機遇和挑戰，提出了當時的企業發展目標。在經濟快速發展的情況下，生產規模迅速擴大，各種供需矛盾也日益突出，給企業管理帶來了很大的難度，而要想解決這些問題，僅靠手工管理和增加人力是不夠的。必須引入信息化管理的手段，開展集成應用希望通過信息化先進的思想理念、工具手段進行優化管理。
PDM(Product Data Management)即為產品數據管理，PDM系統是幫助管理人員、工程技術人員以及其他人員管理產品與開發步驟的一種軟件系統。PDM系統幫助管理及工程人員追蹤在設計、制造、銷售以及售后服務與維修過程中所需求的大量信息。在有些地方又可被稱為工程數據管理、產品信息管理、技術數據管理或是技術信息管理等。正是PDM系統的出現，使企業快速響應客戶需求，跟蹤管理客戶訂單的能力得到提升。PDM技術管理所有與產品相關的信息和過程，其核心在于能夠使所有與項目相關的人在整個信息生命周期中自由共享于產品相關的異構數據。
PDM技術在九十年代得到迅猛的發展，PDM可看作是一個企業信息的集成框架(Framework)。各種應用程序諸如CAD、CAM、CAE、EDA、OA、CAPP、MRP……等將通過各種各樣的方式，如應用接口、開發(封裝)等，直接作為一個個“對象(Object)”而被集成進來，使得分布在企業各個地方、在各個應用中使用的所有產品數據得以高度集成、協調、共享，所有產品研發過程得以高度優化或重組。目前國際上許多大企業正逐漸將它作為支持經營過程重組、并行工程、ISO9000質量認證，從而保證企業競爭力的關鍵技術。
在企業管理流程上，四機廠技術部門體系由科技辦、鉆修產品研究所、固壓產品研究所、自動控制研究所、材料工藝研究所及各分廠、車間的技術組構成。它們承擔著全廠的項目管理、產品開發、設計、工藝等技術及管理工作，在企業經營發展中占據舉足輕重的地位。但是部分技術工作流程缺乏規范性、科學性，相互間信息流通不暢，中間環節和重復勞動多，造成工作效率低，技術工作質量達不到保證，結果影響產品質量，造成浪費，影響生產周期。
在產品的數據管理和傳遞上，隨著CAD技術在廠技術部門的普及應用，產品的設計周期顯著縮短，設計質量大為提高，經濟效益顯著。但帶來了信息安全、管理等諸方面的新問題，具體如：大量舊資料的無序管理；單機、目錄文件級的管理存在諸多問題；對產品變更及版本管理缺乏有效的手段；電子資料的查詢、借用問題；缺乏安全管理手段；缺乏有效的信息共享機制完整性；物料清單信息的集成化管理；無法展開標準化的運作方式；無法具備對復雜零部件的裝配結構及運動機構的分析……在訂單配套和發運管理上，設備更加趨向于整體配套化，這樣導致的直接結果是客戶的訂單項目復雜、多變，同一訂單中的項目會在不同的時間、不同的地點進行組裝發運。單純的手工報表來管理客戶訂單項目，容易造成項目的缺失和不準確，出現配錯、發錯的現象，給客戶和企業帶來損失。在企業生產趨于裝備化、復雜化的情況下，針對產品數據、客戶訂單的信息管理顯得日益重要。企業內部各部門要有統一的數據源，建立一個公共的數據信息平臺，對客戶的訂單管理要詳細準確，能夠為設計、銷售、制造、服務提供數據支持。
二、系統概況
四機廠產品數據管理融合了國際上先進的PDM技術原理，可以支持先進設計制造技術的應用于推廣，基于面向對象技術，發揮集成框架作用，能夠支持信息、業務過程集成，數據完整性與安全性控制，能夠支持CIM(Computer Integrated Manufacturing)和CE(Concurrent Engineering)等技術的應用，通過CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)集成，將企業中不同部門所使用的軟件如CAD、CAPP等生成的數據集成在一起，形成完整的產品數據管理系統，使所有與項目相關的人在整個信息生命周期中自由共享于產品相關的異構數據。它的應用已超出了工程設計領域，延伸到生產計劃、物資供應等管理部門，同時為銷售及售后服務提供數據支持。硬件系統方面，采用HP ML370D3高性能服務器，配備了雙至強超線程CPU，1.5G DDR ECC內存，280G SCSI高速硬盤，采用RAID5磁盤陣列。采用硬件防火墻實現內外網隔離。軟件方面，采用了Windows 2000 Advance Server操作系統和Microsoft SQL Server 2000 EntERPrise Edition數據庫，并安裝了企業版防病毒軟件。
主要實現的功能：靈活的圖文當管理、產品配置功能、權限管理功能、支持企業動態模型及動態演化、工程圖檔信息提取、內嵌多格式圖文當瀏覽器、統一的編碼方案、靈活的用戶自定義管理機制。經過系統的推廣使用，SJPDM已在設計、工藝、生產、采購、倉儲、銷售、質量等相關過程得到廣泛應用，系統用戶達到200個，已有14大類152種產品及部件進入了系統，零件119160個，各類圖檔103290份，圖檔每月以2400張的速度遞增，各類文檔以4000余份的速度增長。通過廣泛使用、全員參與SJPDM系統，配合遵守相應的各類技術規范、工程流程、技術標準，系統提供了一個通用的數據平臺，有效公用了企業內部的各種技術資源，提高了工作效率，為快速響應客戶訂單提供了保障，為企業創造了價值。
三、產品數據管理系統實施的主要內容與做法
SJPDM系統實施的過程為：需求分析和總體規劃→系統客戶化定制和典型應用→二次開發和功能改進→系統聯調與驗收→運行維護階段共五個遞進層次。
1 以零部件為核心的產品數據管理：從產品數據管理的發展歷程來看，PDM系統經歷了以文檔為核心和以零部件(物料)為核心兩大階段；以文檔為核心組織產品數據“真實”反映了企業技術部門的實際業務，成為PDM的初級階段和EDM產品，國外早期產品和目前國內大部分PDM產品均處于這種水平或偏上水平，典型特征：借用概念根深蒂固。以零部件(物料)為核心是基于企業數據管理全局化考慮，在將來就會很好的支持產品生命周期管理，達到企業信息化長遠目標。以產品結構為主線組織產品數據是經過對產品設計過程和設計理念進行深化，并經過和其它應用系統集成、融合而形成能夠(也是唯一)反映產品數據管理特點的數據結構，在這種描述中，包括文檔在內的所有產品數據均是對零件對象的描述，通過這種方法才能使得產品文檔有效的以產品結構為主線起來(以文檔為核心的無論如何也不能流暢的做到這一點，同時無法支持計算機行業模塊化設計特征明顯業務)。SJPDM系統可以將與該零件相關的所有文檔(產品圖、工藝圖、工藝文件、其它相關文檔等)管理起來。解決了企業中一圖多件或一件多圖的問題，清理了零件、圖紙、工藝文件之間的版本關系這也是從企業全局考慮，為整個企業信息化做好基礎工作，便于將來與其它軟件進行有效集成。
2 有效的數據錄入工作：只有規范的產品數據才是企業真正意義上的財富。SJPDM具有從圖檔文件批量創建零件和自動匹配產品結構的功能，即數據錄入工具INPUT。要使數據規范，也必須從開始截止垃圾數據流入。經過對技術人員使用計算機和繪圖軟件的習慣的深入研究，全面貫徹執行企業的制圖規范，雙方對INPUT工具進行了大量的個性化開發，從而使系統具有強大的錯誤攔截功能，涉及到設計人員可能出錯而導致垃圾數據流入的各種情況。如零件圖紙初始化時選擇了明晰欄、圖紙標題欄編碼項為空、零件名稱為空、明晰欄圖號為空、重量和數量欄有非數值型字符、多列明晰欄圖號相同、明晰欄有空行等。為了確保圖檔部件明晰欄中的圖號與零件圖檔標題欄圖號一致，程序一旦發現有圖檔沒有關聯上，數據錄入按鈕即自動關閉。整個入庫數據的詳細情況在線自動生成一個文本文件存放在一個特定文件夾中，設計人員打開這個文件便能知道整批圖紙的相關信息，極大地方便了設計人員發現并改正圖紙中不符合制圖規范的信息，提高了設計人員規范圖紙的效率，同時有效執行了企業的CAD制圖規范。
3 強大的查詢、統計功能方便信息使用和管理：信息化的程度高低在于使用信息手段的人對信息的利用程度的高低。大量的產品信息存在于PDM系統中，要使它們真正成為企業實實在在的財富則必須依靠各種查詢、統計、輸出功能來實現。零件查詢功能模塊中，查詢條件可以為零件代號、名稱、類型、創建人、創建時間、編碼、種類、備注、材料、重量、安全級別、設計人、產品型號中的任意一項或多項的組合，同時，具有非條件，可以對結果進行更加嚴格的篩選和界定。選擇對零件的當前版本、歷史版本進行查詢。對于采用成組分類技術對零件編碼后，統計結果直接顯示出同類零件的詳細情況。具備零件單層和多層使用情況功能，用于檢查零件的通用性，為設計和更改提供參考。在瀏覽產品結構樹時，系統隨著光標的位置實時顯示當前節點下的一級子件個數，有圖檔的子件個數等相關信息。圖文檔查詢可以根據文檔分類進行查詢，在瀏覽產品結構時，可以指定任意節點對產品結構進行匯總，并可以選擇不同的報表樣式，設定復雜匯總條件，制定匯總曾數，得出各種BOM清單，通過集成的Office軟件導出，直接打印或用作數據庫記錄為生產計劃、采購等部門使用。在圖文檔分類輸出打印功能模塊中，匯總條件可多重定義，匯總結果有相關統計結果，便于使用者核對輸出結果正確與否。
4 以產品結構實現對客戶訂單管理：產品結構是支持企業管理復雜產品數據的核心。目前PDM系統支持由圖檔構建產品結構和采取配置變量運算的方式進行產品結構配置兩種方法，產品結構中可選件較少的企業適用于由圖檔構建產品結構的方法，反之選用配置變量運算的方式進行產品結構配置。四機廠產品有五大類，十六個系列，生產零件達幾十萬個，屬于面向訂單的制造企業。針對企業狀況和系統功能，我們提出了產品設計結構和產品客戶化結構的理念，將涵蓋各種待選零件綜合而成的產品結構稱之產品設計結構，該產品結構會隨著企業的發展和產品不斷成熟而得到擴充。在得到客戶詳細需求后，設計人員以產品設計結構為基礎，對各待選件一一確認生成產品客戶化結構，該產品結構可轉化為客戶的設備生產和配套BOM，也為售后服務提供依據。
5 流程管理保證技術數據的規范：寫入圖檔中，并打上各項工作完成的日期，無需人為干預，保證圖紙數據的正確性，省去了審批人員再簽字的種種麻煩提高工作效率。
6 系統集成和可擴展性促進廣泛應用：隨著PDM系統得實施和應用，散布在企業中的各個信息孤島被連成一體，在設計、工藝、制造、財務、銷售、質量管理、售后等部門間建立了一條完整的信息鏈，形成了一動全動、一有全有的協同工作環境，逐步建立起敏捷制造、快速響應的企業網絡。在CAD界面中集成PDM的零件、圖檔、結構查詢功能，在設計的同時，可在線查看已有的設計信息，同時提供圖檔的復制功能，借鑒成熟技術，極大提高設計效率。通過和CAPP的集成，在產品結構樹建立后，融合零件相關工藝信息，進行工藝信息匯總，產生加工路線、加工設備、工時花費、材料消耗、成本計價等一系列統計信息，為上游生產計劃和下游加工制造、財務核算提供數據。PDM系統在這個過程中起著將雜亂無章的信息串聯起來的作用。SJPDM和主流三維軟件如Pro/e的集成就尤為重要了，與裝配件ASM已經形成了結構關系，PDM只需將其讀入，對于采用TOP—DOWN設計的工程，PDM則需管理骨架、布局等要素，為實現運動仿真、結構分析、力學分析、模擬裝配、數字樣機等高端應用。SJPDM數據庫已能與ERP進行良好地集成和應用。
SJPDM系統的成功實施與應用可歸納為如下六點體會：
1 取得了企業決策者的高度重視和全力支持；
2 充分的明確了PDM的定位和所要達到的目標；
3 制定了可行有效的實施策略；
4 重視實施隊伍建設，選擇技術力量雄厚，經驗豐富的合作伙伴；
5 重視培訓工作；
6 充分重視產品數據的標準化和流程的規范化。
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