武器系統的產品設計涉及總體、結構、控制、動力、保障等多個專業，包含總體、系統、分系統和部件多個層次，是一項高度復雜的系統工程。隨著信息技術和經濟全球化的發展，如何快速設計制造出滿足市場需求的新產品，成為市場競爭的核心。構型管理是研究新產品開發規律性的一門學科，致力于提升新產品開發能力，縮短產品設計周期。傳統的構型管理依靠明細表、圖樣目錄來表達產品結構，但對于產品的演變過程或新產品的產生顯得力不從心，無法適應快速的市場變化。這樣迫使現代設計制造企業必須改變設計方法，應用信息化技術包括PDM(Product Data Management，產品數據管理)系統開展產品設計，在PDM系統中實現產品構型管理，進一步提高產品研制水平，加快研制速度來應對市場挑戰。
1 PDM系統
隨著CAD的廣泛應用，PDM系統得到了長足發展。PDM是以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理的技術。PDM系統作為產品設計數據的基礎平臺，必須滿足企業產品研發過程的不斷變化，必須實現從企業內部向整個價值鏈的擴展，一個建立在分布式架構基礎之上的、基于Internet環境的、能實現本地和異地設計協同的PDM系統才能真正滿足要求。
從上世紀90年代至今，PDM領域發生多次變革，各個廠商開始形成各自的解決方案。比較典型的包括：SIEMENS PLM Software的TEAMCENTER解決方案、PTC倡導的WINDCHILL解決方案、達素的ENOVIA解決方案。
作為世界領先的PDM解決方案供應商，SIEMENS推出TEAMCENTER產品解決方案。TEAMCENTER允許企業通過web建立廣義企業，支持所有參與者共享產品信息；彼此進行實時的協作交流；連接企業異構的應用系統，并使它們的產品數據同步；支持整個生命周期的流程持續運轉。
WINDCHILL是PTC公司經過實際生產驗證的數據和流程管理軟件，涵蓋了一個企業數據管理、協同工作、流程控制所需要的全部功能。它充分利用了Internet和相關的信息技術，為系統提供了一種應用軟件基礎，從而保證能快速、高效地部署產品信息。
ENOVIA VPM解決方案是擴展企業中跨多節點的先進的虛擬產品管理方案。ENOVIA VPM強調和CAD系統以及電子樣機DMU的緊密結合，支持對帶配置的電子樣機的管理，完成對產品設計全過程中所有設計信息的管理，并深入到CAD/DMU系統內部，完成對產品構型、任務流及發布機制、人員和組織結構管理。
2 構型管理
構型是現有的或計劃中的產品的屬性，或系列化開發的產品變型中的一個。構型管理即CM(Configuration Management)，中文又稱為技術狀態管理、配置管理等，致力于在產品生命周期中，建立和維護產品需求與產品構型信息及產品屬性之間的一致性。美國空軍為了解決新型戰機采辦中的混亂狀況，提出了構型管理的概念，并最終獲得了投資收益的最大化、客戶滿意度的提高和全壽命成本的降低。鑒于此，美國軍方認為，必須依靠構型管理建立一個規范的、可靠的、科學的體系來控制產品研制。隨著構型管理在軍方的“強制性”應用，構型管理得到了普遍承認，國際標準化組織、美國國家標準協會和制造工程師學會等權威機構也相繼發布了構型管理規范，構型管理逐步從軍用領域擴展到各類產品研制領域。
數字化技術的發展使得構型管理進入了一個新的階段。在PDM系統中，根據用戶需求制定相關規則將各個階段所產生的數據進行配置，通過對更改、狀態、審核等過程的控制，集成和協調各階段產品數據，確保在產品研制的任何時刻，能夠得到需要的產品構型，并保證其正確性、可追溯性、完整性。
3 構型管理在PDM系統中的實現
3.1 PDM選型
通過對航空工業信息化建設先進單位的調研及對大量相關技術資料和報道研究發現，絕大部分國際國內先進的航空制造企業均使用了PDM平臺來提高綜合技術水平和制造水平。國內航空制造企業和研究所存在兩種不同的信息化平臺。飛機廠所主要采用CATIA進行設計；以ENOVIA VPM系統作為設計數據管理平臺，完成設計協同。發動機廠所則主要采用SIEMENS的TEAMCENTER軟件。
由于CATIA提供了完備的設計能力，更重要的是考慮到航空系統各飛機廠所的協同，某航空企業全面采用CATIA進行工程設計，ENOVIA VPM實現設計協同。
3.2 構型方法
構型管理的核心就是維護產品數據在整個生命周期不斷演變的動態結構。在VPM系統中，構型管理圍繞產品結構開展，當一個產品最初被設計出來時，該產品往往只有一個產品結構，即所謂的原型。隨著設計的改進或者客戶的需求會派生出許多新的型別，產品結構也就擴展成為一棵產品結構類樹，它包含了所有產品型別的所有組成（零部件、可選件），通過配置不同的規則將產品設計全生命周期各種形式和各種版本的數據、文檔、工作流程進行關聯并對其進行管理和控制。因此，產品結構是進行構型管理的基礎，產品結構構建的好壞將直接影響到產品構型控制的形式和過程。
基于ENOVIA VPM進行協同設計，產品數據的構型方法包括以下幾種：
全解析的方法：分別顯示地定義每一種可能的構型，將每種構型所包含的產品數據以不同的產品結構樹的形式顯示在PDM系統中。
全配置的方法：對產品的所有零部件進行規則配置，每種構型狀態的所有數據全部在一個產品類下，只有通過指定某規則才能過濾得到相應的構型。
基于模塊的方法：基于模塊的方法是將產品分解成許多不同的模塊，以模塊為管理單位。模塊內部通過配置的方法進行規則劃分。
對三種方法進行研究對比，采用全解析的方法進行產品結構定義，數據結構比較清晰，容易管理，構型獲取也相對容易，但此種方法同一個零件因參與不同的構型而出現在不同的構型樹上，造成零部件實例數量產生冗余；采用全配置的方法進行產品結構定義，實例數量相對全解析方法少，構型獲取通過指定有效過濾規則得到，但需要清楚每個零件在產品中的狀態來配置所有零部件，對構型管理要求高，增加了構型管理的復雜度和成本；為減少零部件實例的冗余，同時降低管理成本，采用基于模塊的方法組織產品結構，每種構型狀態通過過濾或選配出來，產品規劃比較清晰，管理相對容易，產品可通過選裝得到，實現了可重用設計，也便于客戶進行選型和快速適應市場需求變化組織新產品。
4 結語
現代科學技術迅猛發展，信息化技術已廣泛應用在各個領域，基于PDM系統實施產品構型管理，能很好地滿足構型標識、構型控制、構型記實、構型審核的要求，并使構型管理更加靈活方便，是產品構型管理手段的重大變革，為研制周期的縮短、研制質量的提高創造必要的條件。
構型管理是一項貫穿產品研制全生命周期的系統工程，需要進行大量的研究和應用工作，本文僅從產品數據構型方法方面對構型管理進行探索和實踐，對構型管理其他方面的實現，仍需要進一步研究和解決。
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本文標題：基于PDM系統的構型管理的研究
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