1 前言

    PDM(Product Data Management)是一種新技術軟件產品，能有效地將整個產品生命周期內的設計、制造、工藝等產品數據進行組織、管理，并在企業內部實現管理創新。但由于它起源于CAD系統的文件管理，所以早期的PDM應用重點是工程技術變更的管理，比如各種圖紙、文件的審查批準等。目前，PDM將管理從概念設計、計算分析、詳細設計、工藝流程設計、制造加工、文檔信息、銷售維護至產品報廢的整個生命周期內及其各階段的相關數據，按照一定的數字模式加以定義、組織和管理，使產品數據在整個生命周期內保持最新、一致、共享、安全及無污染傳輸與轉換，成為真正實現并行工程、無紙化設計制造的基礎。

2 PDM在企業中的應用

    PDM系統是以軟件技術為基礎，以產品為核心，通過對產品數據結構、過程、資源的有效管理，降低成本，提高企業的研發能力，進而提高企業的核心競爭力。PDM明確定位為面向制造企業，管理的內容包括材料明細表(BOM)、產品結構、產品配置等信息。管理的BOM包括工程E-BOM、工藝BOM、制造M-BOM或P-BOM，PDM是以產品的研發為中心，加快盈利步調，并力求在產品數據結構和過程管理方面促進創新。

    2.1 文檔管理

    PDM用文檔的方式把文件及其屬性管理起來，建立了企業電子數據倉庫(Data Vault)，其中包括設計任務書、設計規范、二維圖紙、三維模型、技術文件、各種工藝數據文件、制造資源文件、合同文書、技術手冊、線路原理圖、使用手冊、維修卡等產品數據的基本信息和各類電子文檔數據。在企業中，這些文件分屬不同的部門，具有不同的動靜態特征、由不同的人員管理。PDM將以上所有文檔的內容以樹的形式存儲，并將所有文檔的屬性、對應關系等存入數據庫，形成文檔和屬性一一對應的后臺關系數據庫，使所有文檔數據始終保持最新、一致和共享，任何部門的任何人員，只要有訪問權限，都可以查閱到各種文檔資料，包括修改留痕。

    產品數據的基本信息包括數據的屬性描述信息、裝配結構樹等。文檔管理提供對文檔狀態的控制，實現檔案管理的功能。每個文檔都有對應其生命周期階段的狀態標識，如歸檔、作廢等。PDM系統可以兼容其他應用軟件，能夠實現對Auto CAD、UG等CAD軟件以及DOC、EXL、TXT、JPG、TIF等格式文件的瀏覽和應用。

    在PDM系統中，所有的文檔和數據均可被查詢、統計，并可以配置定義靈活的查詢方式。系統中不同的數據有不同的屬性定義，可用不同的查詢條件或約束條件查詢某類數據；支持精確查詢及模糊查詢方式；可以進行對象間的關系查詢從而得知企業各零部件存在的借用、參照等關系。

    2.2 無圖零部件管理

    無圖零部件管理是指對企業外購件、標準件等無圖零部件信息的管理，內容包括零部件的名稱、規格、型號、材質、尺寸等，供設計人員使用調用。

    2.3 產品結構樹管理

    PDM采用產品結構樹描述零部件之間的裝配關系，并且將描述產品和零件的各種信息關聯到產品結構樹上，樹中的根節點代表產品，各結點分別表示部件或組件，葉結點表示零件。每個零、部件都有其屬性，如零件的圖紙、版次、材料、重量、尺寸以及部件由多少零件組成等。這種視圖方式反映了產品、零、部件間層次關系。有了結構樹，設計者可分層展開，沿不同的分支，直觀地找到自己所要的數據，而不用考慮其物理位置。產品結構信息是PDM系統的基礎信息，在此基礎之上，可進行產品配置、報表輸出等工作。產品結構樹的定義應根據企業管理模式、企業特點和產品復雜程度來決定。企業可以把一個系列的產品用一棵樹表示，也可以把一個型號的產品用一棵樹表示。產品結構樹的管理使PDM從部門級應用上升到了企業級應用。

    2.4 版本與變更管理

    PDM能夠對一個文檔從創建到歸檔的整個過程進行管理，這里主要講對圖紙的版本控制和狀態維護。通常情況下，企業的圖紙分為試制、小批量、大批量階段，分別用SLAXB加兩位數字來表示版本。圖紙的狀態又分工作中、流程中、已歸檔，不同的圖紙狀態將對應不同的操作權限。如圖紙每經過審批完成后，便進入歸檔狀態，并形成一個版本，此時不允許對圖紙進行任何修改，僅有只讀權限，只能作為歷史文件保存。

    版本記錄不同工作階段的信息，保存設計的歷史記錄。當歸檔的數據需要發生修改時，則需要進行升版，PDM記錄每一次文檔的修改，以維護數據的完整性。每次修改結果可用一個工作版本來表示，多個工作版本中，只有一個是有效的，有效版本可以同滾，使數據具有可追溯性。有效版本可根據企業具體情況配置。

    工程變更管理是借助于工作流系統來實現的。工程變更的內容包括更改請求和更改數據，用來描述發起更改請求到通過后更改數據的過程。

    2.5 人員組織模型

    可以建立靜態的行政組，也可以建立動態的項目組，便于任務自頂向下組織人員、分配角色，完成不同階段、不同狀態的數據權限控制。

    2.6 數據安全及備份

    PDM能夠提供全方位安全控制手段，從不同方面對系統中的安全性加以控制。PDM在權限管理中對相關人員擔任的崗位或角色(如設計、校核、審定等)進行定義。設置每個相關人員對具體圖紙或文檔的操作權限(如圖紙或文檔的瀏覽、創建、編輯、刪除、拷貝、查詢等)，通過對用戶、角色、產品信息數據的維護實現多維權限管理。

    系統管理員通過備份工具對數據庫中的內容進行備份，備份的數據可以存在不同的存儲介質上，備份的內容包括數據庫中的數據和有關的各種電子文檔。在系統出現錯誤或需要審計時，能根據備份文件進行恢復。

    2.7 產品配置管理

    產品配置管理是PDM系統的重要功能，設計者按照訂單要求，可提供從原型產品到定制產品的參數化配置。通過節點類型定義、參數定義、條件定義等，來明確產品與零部件之間的相互關系等，產生滿足特定功能的可銷售產品。從而縮短產品設計周期，提高產品的設計質量。但該功能對產品的標準化程度要求較高。

    2.8 實現CAD-PDM-MIS的傳遞

    PDM通過與UG、Auto CAD等CAD軟件之間建立共享產品數據模型，實現互操作，保證了CAD中的修改與PDM中的修改互動性與一致性，實現了PDM和CAD的緊密集成。

    2.9 PDM的過程管理

    PDM系統的過程管理是其另一重要方面，包含工作流管理和項目管理兩個方面。PDM過程管理就是管理流程節點上的用戶對數據進行操作時會發生的影響及數據的流動，并跟蹤在項目過程中數據活動以及所發生的一切事務。

3 PDM的實施

    3.1 企業實施PDM的主要原因

    PDM系統是管理產品數據和產品研發過程的工具軟件。它在提高企業效率及競爭力方面得到了業界的一致認可，致使越來越多的企業準備實施PDM，但傳統的數據管理模式存在以下問題：1)設計部門的BOM數據，工藝及生產部門不能共享，造成人工提取困難且容易出錯。2)產品變更慢，電子圖檔和紙質圖紙內容不統一，缺乏版本控制管理。3)紙制文件會簽產生的復印、打印造成耗材的嚴重消耗。4)設計部門、工藝部門及生產部門編碼不一致，易出現重碼和錯碼。5)缺乏有效的標準化設計手段，相似的零部件無法借用或借用困難。6)缺乏有效的權限管理，不能實現各信息系統間的無縫集成。7)缺乏安全管理機制，不能有效地防止技術文件的泄密。

    3.2 PDM系統實施步驟

    1)成立項目組。成立專門的PDM項目實施組，建立一支由系統分析員、管理崗位業務員、信息技術人員組成的調研隊伍，成立一個由上級主管部門、業務經理、業務骨干和IT人員組成的PDM實施小組，明確各類人員的職責，負責系統的實施與應用推廣。

    2)建立企業標準。在PDM系統構建和實施過程中，標準化工作是最基礎的工作，也是保證系統正常運行的基礎工作。目前企業的標準化工作應體現以下幾個方面：①所有名稱標準化(如零部件名稱、規格和材料等)；②所有文檔模板格式標準化(設計文件、工藝文件和管理文件等)；③所有數據標準化(物料數據、制造信息和產品結構信息等)；④設計方法與設計工具標準化(包括設計經驗積累等)；⑤務流程標準化(研發流程、審簽流程和制造流程等)，如根據產品及零部件的結構特征、材料特征、工藝特征等不同分類標準來統一管理產品及零部件，并對產品及零部件進行各種管理操作，如移動、添加、刪除及修改零部件特征值等。

    3)改造現有的流程。流程梳理的工作是PDM實施的關鍵，通過PDM流程工具，將異地設計思想、市場調查數據、生產流程等信息資源進行整合處理，優化業務流程，對業務流程進行標準化工作，在標準的業務流程執行過程中來貫徹標準的執行。如制定適合企業特點的審批流程、版本更改流程、物料領用流程、生產流程、銷售流程等，規范企業的管理，對標準知識進行同化和積累，便于知識的重復利用，讓企業更快、更有效地改變產品創新的流程，為市場帶來更新更好的產品。

    4)制定編碼體系。就是將信息按照科學的原則方法進行分類并加以編碼，作為在一定范圍內進行信息處理與交換時共同遵守的規則。制定編碼體系應遵循唯一性、可擴展性、簡潔性、一致性、可識別性、穩定性和易用性的原則。

    5)整理并錄入原始數據。整理數據是把與產品相關的原始數據按照一定的順序和范圍進行整理，分清楚被管理的數據對象以及數據對象的組織結構。原始數據資料的錄入，必須保證其準確性，先將產品所有的技術資料、制造信息等收集完成，并建立樹型結構和具體說明文檔，最后錄入系統。在這個過程中需要各個部處的支持，如設計、工藝、生產、銷售等部門的協作方可順利完成。

    6)PDM系統的選型。PDM選型過程中，除應考慮產品的功能、系統的開放性及集成性外，還應考慮到系統必須做大量的本地化及相應的二次開發工作，同時具備較強的技術支持與服務能力。

    3.3 PDM實施的目標

    實施PDM系統，主要是達到兩個目標，一是將PDM作為集成平臺或集成框架，在CAD、CAPP、CIMS并行工程等復雜系統中，對產品設計、工藝、制造、計劃、銷售、維護等環節的相關過程進行管理，即提供對產品開發全生命周期的管理，使管理規范化、流程化；二是在產品丁程設計與工藝設計中，管理相關數據，提高產品的設計創新能力。

    1)提高管理的規范化程度和管理水平。系統的實施不僅簡化了業務流程，規范業務工作，提高了信息的規范化程度和管理的規范化程度。同時，通過信息集成與共享，提高了信息的流轉速度，使企業管理由粗放管理變為精細化管理，由定性管理變為定量管理。企業管理與決策人員能及時掌握足夠的信息進行正確的決策，提高了企業的決策水平和對市場變化的響應速度。

    2)提高設計創新能力。在CAD應用過程中，工廠編制了典型產品圖樣，規范了設計標準，減少了產品設計差錯，提高了產品的設計質量；同時通過CAX軟件的模擬和分析，材料的選配更經濟了，產品的結構更合理了，產品及零件的壽命也有了大幅度提高；再次，使用PDM技術，規范了圖檔管理，增加了零件的復用，減少了零件的種類，避免了不必要的重復工作。加快了新產品的開發，提高了企業產品的創新能力，增強了產品的競爭力。

4 PDM技術發展趨勢

    PDM作為企業信息化應用系統的集成框架，要能夠集成不同環境下的應用系統，而且隨著網絡技術的發展，PDM技術也必將向Internet/Intranet方向發展，充分利用網絡技術優勢，使它更具有擴展性和共享性。另外由于PDM系統所要管理的數據類型及數據模型的復雜性，要求系統有良好的開放性，并提供面向對象的建模工具與開發T具，支持用戶的二次開發。PDM服務于工程設計，而ERP則服務于生產制造。作為對工程設計的延續，PDM與ERP之間的滲透也將成為必然。PDM軟件首先將工程BOM與制造BOM統一到PDM系統中進行管理，同時將經營計劃、生產計劃集成于PDM系統中，以更好地發揮PDM的管理效應。

    PDM以產品為中心，通過計算機網絡和數據庫技術，把企業設計過程和生產過程中所有與產品相關的信息和過程集成起來統一管理，為工程技術人員提供一個協同工作的環境。PDM已成為制造企業不可缺少的重要工具，并將成為提升企業競爭力的重要手段。

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