對于制造企業而言，雖然各單元的計算機輔助技術CAD（Computer Aided Design，即計算機輔助設計）、CAM（Computer Aided Manufacturing，即計算機輔助制造）等技術已經比較成熟，但這些技術之間不能進行有效的信息資源共享，形成“ 信息孤島”。對此，很多制造企業已經意識到實現信息的有序管理和共享非常重要，選擇使用PDM（Product Data Management，即產品數據管理）系統。PDM是一門管理所有與產品相關的信息（包括電子文檔、數字化文檔數據庫記錄等）和所有與產品相關的過程（包括審批/發放、工程更改、一般流程、配置管理等）的技術。
就PDM系統的實施情況和實施中的相關問題，筆者在使用PDM系統的某企業做了調研和分析。該制造企業的PDM開發構想始于1998年。最初是為了改變生產、工藝等諸方面的計劃管理繁冗的狀況。同時，隨著繪圖工具軟件（CAD，Pro/E等）技術的不斷進步，原有的生產關系已無法適應新技術的要求。要實現全部數據的電子化管理，保證數據在網絡交流中，在權限控制范圍內，可以及時、安全地將生產信息送達需要該資料的設計人員處，從而真正實現信息資源共享，該企業軟件開發人員開發了ETPDM（Engineer Tool PDM，PDM工程師前端產品數據管理工具，簡稱為“PDM工程師前端工具”）。ETPDM工具能針對設計圖紙自動生成規范的圖框以及實現無紙化辦公，其操作界面如圖1所示。
圖1 “PDM工程師前端工具”操作界面
近幾年，該企業的年產值增加的幅度越來越大。2006年產值已突破百億大關。2008年，該企業新擴建后，在裝備水平、工藝流程、廠房安全性等方面都有很大提升。到2010年，其年產值已提升到200億元。隨著產值的增加，產出周期的縮短，企業對產品設計單位的技術準備工作提出了新的要求。一方面，產品圖紙和技術文件的出圖時間要盡量短；另一方面，圖紙及技術文件的更改也要求準確及時。
對于部套目錄，如果按照傳統方式，用紙介質進行編制、校審、會簽及入庫，至少要一個月的時間才可完成；由于企業在產品設計過程中與設計院配合得越來越密切，部套目錄的修改也變得非常頻繁，而由于傳統的改圖方式平均需要45天才能處理完一張涉及到整個企業主要單位的改圖單，這就會給企業的生產造成一定的影響。如果將部套目錄處理成脫離紙介質的全電子方式，借助企業內部網絡系統，從編制、校審到會簽和發布，以及以后的查閱和升級換版也都在網絡上進行，這將使部套目錄的出圖速度和出圖質量及使用質量大大提高，從而為高效地完成企業的生產任務打下堅實基礎。
FitPDM（即適用于PDM管理的系統平臺）是該企業自主研發的應用軟件，主要適用于搭建BOM（Bill of Material，物料清單）并進行無紙化校審。研制該軟件，旨在通過對部套目錄的無紙化來為工廠圖紙技術文件的出圖方式探明一條新路。FitPDM的操作界面如圖2所示。
圖2 “FitPDM”操作界面
2 PDM在某制造企業技術管理的應用
2.1 該制造企業技術管理現狀
作為大型國企，該企業產品種類多、產品系列多、產品研制的階段多、與每個階段相關的產品設計數據多、設計圖檔多。這些因素導致技術管理和生產管理困難，稍有疏忽便會造成工藝文件數據和設計文件數據不一致，從而造成返工。
另外，研制階段中，有時會進行產品設計數據更改，這些更改可能涉及到本企業中的很多部門(例如：設計、工藝、加工、裝配、物管等部門)，這些部門中相應的技術文件也隨即需要同步更改；另外，研制階段中還會產生很多臨時性設計文件，造成產品數據的頻繁更改。
2.2 PDM在該制造企業技術管理中的作用
PDM提供了一個集成化、網絡化的產品設計與管理環境，為產品的開發和制造提供了一個并行的協作環境主要功能有：產品結構管理、圖文檔和版本管理、分類和查詢管理、項日和工作流管理、系統安全和數據備份管理等，另外，PDM還可以方便地與CAD、CAM等系統進行集成。
PDM系統結構如圖3所示。
圖3 PDM系統結構示意圖
2.2.1 產品結構管理
PDM系統中，用樹形結構來描述零部件間的裝配關系。其中，樹根結點表不產品，分支結點表不部件(或組件)，葉子結點表不零件。結構樹反映了產品、部件(組件)間的層次關系。設計人員可沿樹形結構中不同的分支，快捷地搜索到所需產品數據。此外，在產品結構樹上，也可以清楚地看到每個零部件的屬性和與之相關的文檔。
產品結構信息是PDM的基礎信息。以產品結構信息為基礎，用戶可以進行產品配置、報表統計等工作。
2.2.2 圖文檔和版本管理
設計過程中，圖文檔管理的數據包括生產中產生的產品數據信息和電子文檔信息。
PDM管理產品整個生命周期中所有信息和過程。相關信息有：CAD/CAM/CAPP文件、工藝表格、產品配置、技術文件、物料清單等；相關過程有：審批、標準、方法、使用權、工作流程、機構關系等過程處理程序和各類文獻。另外，PDM的圖文檔管理也提供劉一圖形、文檔狀態的控制，實現文檔檔案管理的功能。
存儲于計算機中的圖文檔多次被修改后會產生多個版本，給后期的產品數據維護帶來很多不便。針劉一這種版本管理混亂現象，PDM提供了版本管理功能，有效進行圖紙的版本控制及狀態維護。系統劉一圖文檔的每一次出/入庫進行的修改都進行記錄，并用一個新的工作版本來表不，以保證數據的完整性。版本由若十個工作版本組成，用戶有權指定哪個工作版本為有效版本。
2.2.3 分類和查詢管理
PDM將有相似特性的數據和過程分為一類，同一類的數據和過程被賦子相同的屬性和方法用戶可以通過網絡環境高效地查詢到所需數據和文檔
2.2.4 項目和工作流管理
PDM功能的另一個重要方面是工作流管理，它能夠跟蹤和控制產品設計和修改過程。
PDM以項日方式進行數據管理，提供了項日屬性、資源及人員等方面的管理功能在項日實施過程中，項日管理實現項日計劃、項日組織、項日人員等的管理與配置，并進行項日運行狀態的監視和計劃的反饋。
2.2.5 系統安全和數據備份管理
PDM提供全方位的系統安全控制手段。它能為屬于不同組織和角色的人員以及處于不同狀態和位置的劉一象，分別分配不同的權限。
此外，擁有權限的系統管理員有權劉一數據庫的數據和有關的電子文檔進行備份。當出現異常或需要審核的時候，系統能夠通過備份文件實現數據恢復，從而避免數據丟失或異常。
2.2.6 與“3C(CAD，CAM，CAPP)”系統的集成
PDM能將各類CAX(CAD，CAM，CAPP等各項技術的綜合叫法)系統中的數據進行有效的管理，它是一個理想的“3C”集成平臺。
CAPP可以將CAD系統的二維工程視圖和三維造型等圖形文件，以及多種與設計、生產、經營有關的屬性信息存入PDM系統。PDM也可以從CAD圖紙的標題欄和明細欄中自動提取信息，并把提取到的信息保存到數據結構中，以創建產品結構樹。CAPP可以從PDM系統中獲得正確的信息，生成工藝文件。
同樣，CAM也可直接從PDM系統中獲得零部件的幾何形狀、工藝要求及加工屬性，產生正確的工藝文件，丙安全地保存到PDM系統中，確保了CAD，CAPP和CAM數據安全可靠、管理方便，從而實現了“3C”系統的集成。
2.3 實施目標與效益分析
2.3.1 實施目標
PDM在企業實施的日標是利用一個集成系統來管理生產過程中生成的各種信息，在企業內建立起所有產品完整的設計、工藝、管理數據模型，并在此基礎上搭建企業級的數據信息共享平臺，從而提高開發設計效率、縮短產出周期。
可分階段來完成總體日標：①建立完整的產品數據管理模型；②應用PDM系統建立部門級的并行工作環境。
2.3.2 效益分析
(1)直接效益。該企業使用PDM系統后，從產品結構管理、圖文檔和版本管理、分類和查詢管理、項日和工作流管理、系統安全和數據備份管理等5個方面提升了企業的技術管理水平具體表現為：縮短了產出周期，減少了廢品和返工量，提高了產品質量，方便開發系列產品。
(2)間接效益除了產生的直接效益外，PDM的使用也產生多方面的間接效益例如，提高了企業的管理形象和信譽度，使企業內各個部門使用的“3C”系統數據可以方便地進行共享。
這都為企業隨時迎接新的挑戰以及與國際接軌打下良好的基礎。
3 結論
目前，PDM已在該企業各主要技術單位和分廠全面推廣應用。實踐證明，PDM在降低產品成本、減少廢品和返工量等方面有很大的優勢，且不影響計劃調度的作業過程。主要優勢有：方便進行成本估算和顧客問題同答，而且精確度高；易于改進產品的質量和性能，以適應市場新的要求和市場范圍的迅速改變。這些都進一步方便了使用，提高了生產效率；在企業不同部門各種應用軟件之間，預定義數據轉換接口，保證了數據的標準性，方便不同系統的數據共享；工程產品的結構從批準到技術更改得到了真正的控制；專門定義的相關關系，加速了產品設計的開發；其數據備份、安全控制、使用權限和存檔都易于進行，從而保證了數據和過程的一致性。
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本文標題：PDM在機械制造企業技術管理中的應用
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