1 概述

    PDM（產品數據管理）系統是目前相當熱門且快速成長的技術，國內的PDM研究與應用還處于實驗階段，企業級的PDM應用在國際上也尚在開發之中。國內早期實施CIMS的企業，由于PDM尚未提出，皆存在CAD設計與MIS等系統脫節問題，特別是“九五”期間863/CIMS示范工程中，國產化的PDM技術開發成了主要瓶頸”之一。

    PDM是CIMS框架中一個重要系統。PDM系統以CAD/CAE/CAM/CAPP技術為核心，其本身又是CIMS系統的一個重要組成部分。目前CAD技術處于應用推廣階段，它既給企業帶來了效益，也存在著數據爆炸和數據混亂的問題，設計資源、CAD軟件設計標準不統一，缺少產品開發項目進度控制和工作監控，沒有統一的工作流環境，難以做到設計面向工藝，設計面向成本，做不到產品級的借用設計。從總體上來看，CAD單項技術效率更高，終究是串形設計方式，只有并行方式或無紙化方式才能顯著提高產品開發速度。

    企業的生存和發展都是圍繞著產品而進行的，產品是企業的數據源。任何解決MIS系統、MAS系統、CAQ系統、CAD系統相互集成的瓶頸，就成為當前企業必須重視的問題。

2 PDM系統的結構與功能

    結構是系統中各種聯系和關系的總和，它是系統內諸元素之間的結合方式。PDM系統結構是以CAD、CAM、CAE、CAPP 4個模塊為核心，而這4個模塊各自產生傳送的大量數據形成數據倉庫，以網絡作為傳輸媒介，加上權限規則進行數據通訊。現以某PDM產品為例，其系統結構如圖1所示。

圖l 產品的PDM系統結構

    系統的結構使它成為一個有特定功能的整體。PDM的基本功能是將產品從設計到消亡的整個生命周期內的數據，按照一定的數學模式加以定義、組織和管理，使產品數據在其整個生命周期內保持一致、最新、共享和安全；而產品的生命周期包括產品從概念設計、計算分析、詳細設計、工藝流程設計、加工制造、銷售維護至產品消亡的各個階段的相關數據。基于對PDM的理解和我們在制造企業的CAD項目實施以及現代企業對產品數據管理提出的要求，PDM系統的主要功能有：

    1）電子倉庫功能（Electronic Valut），它是PDM最基本的功能。Valut提供生成、存儲、查尋、控制存取、恢復、編輯、電子檢查和記錄、電子對象的歷史及通用文件的能力。它為PDM控制環境和外部世界（為用戶和應用之間的數據傳遞提供一種安全的手段；并允許用戶迅速地訪問全企業的產品消息，而不必考慮用戶和數據的物理位置）。

    2）過程和過程控制功能（Process或Process Control），它對任何工作流的形成進行過程控制或在過程開始后的任務控制。它用來定義和控制人們創建和修改數據的方法。它提供了路線、驅動事件的動作、查尋、檢查、存取控制、恢復和對象的編輯等。這一功能為產品開發過程的自動管理提供了必要的支持。

    3）構造功能（Structure），它允許生成、命名、導航和多級的編輯一對一的關系以及控制基于關系的對象。這種能力通常是通過一個或多個公司可制造的產品結構項實現的。

    4）配置管理功能（Configuration Management），它是以電子倉庫為底層支持，以系列化產品的相關數據作為其管理對象，以材料清單（BOM）為其組織核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來，實現產品數據的組織、控制和管理，并在一定目標或規則約束下向用戶或應用系統提供產品結構的不同視圖和描述。它不僅僅是簡單的版本控制和材料清單的創建。

    5）查看和圈閱功能（View&Markup），它為計算機化的審批過程提供支持。利用該功能用戶可以查看電子倉庫中存儲的數據內容。如果需要的話，用戶還可利用圖形覆蓋技術對文件進行圈點和注釋。

    6）掃描成像功能（Scanning&Image），它完成把圖紙掃描轉化成數字化圖象，并把它們置于PDM系統的控制管理之下。

    7）設計的檢索和零件庫功能Desigm Retrieva/Component），它可按零件的屬性分類與組織企業已有零件信息，為最大限度地利用現有設計成果，創建新的產品提供支持。

    8）項目管理功能（Project Management），一個功能很強的項目管理能夠為管理者提供每分鐘項目和活動的狀態信息，通過PDM與流行的項目管理軟件包括接口還可獲得資源和規劃及重要路徑報告能力。但是，目前在PDM系統中項目管理考慮較少，許多PDM系統只能提供工作流活動的信息。

    9）電子協作功能（Electronic Collaboration），它主要實現人與PDM數據之間高速、實時的交互功能，包括設計審查時的在線操縱、電子會議等。

    10）工具和”集成件”功能（Tolls&Integration），為了使不同的應用之間能夠共享信息以及對應用系統所產生的數據進行統一管理，就必須把外部應用系統“封裝”到PDM環境下運行，這部分功能對應用工具集成提供支持。

3 PDM技術的實施與發展趨勢

    計算機輔助設計雖然可使產品的設計、工藝和經營管理過程中涉及到的各類圖紙、技術文檔、工藝卡片、生產單、更改單、采購單、成本核算和材料清單等與產品有關的信息都變成了電子信息，但是這種簡單地采用計算機技術模擬原來人工管理資料的方法，往往不能從根本上解決先進的設計制造手段與落后的資料管理之間的矛盾，要解決這個矛盾，必須采用PDM技術。PDM是從管理CAD/CAM系統的高度上誕生的先進的計算機管理系統軟件，它管理的是產品整個生產周期，乃至產品消亡的各個階段的全部數據。也就是說，PDM系統還要對相關的市場需求、分析、設計與制造過程的全部更改歷程、用戶使用說明及售后服務等數據進行統一有效的管理。由此可見，PDM系統管理的產品信息將涉及到企業的產品設計、工藝制造、經營和服務等部門，因此，系統的實施具有面廣、信息量大等特點。

    無庸置疑，PDM的研究與應用對企業發展將有明顯的效果，它可以大幅度縮短產品的開發周期，提高產品質量。隨著我國CAD/CAE/CAM乃至CIMS的發展，應用PDM的要求越來越迫切，國家CIMS中心于90年代中期開始了PDM的框架研究，國內PDM的應用剛起步，要真正保障企業產品多快好省地投入市場，參與國際競爭，在進行PDM研究與應用時，必須綜合考慮項目、人的因素及資源的集成，將CAD、CAE、CAM、CAPP等孤島技術提高到一個新的高度，使之形成一個大系統。

    如前所述，PDM技術在我國剛剛起步，其發展趨勢將表現在：

1）網絡技術在PDM系統中的應用越來越深入

    基于網絡平臺和Java語言開發的結構靈活、用戶界面友好的PDM系統已成為一種趨勢。在PDM系統中通過Web實現全球化的信息查詢、瀏覽、創建與更新己逐漸成為現實，并以此來支持全球化的虛擬企業的信息管理。

2）面向對象技術的應用及信息模型的標準化

    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，采用O-O方法建立系統管理模型與信息模型，并提供面向對象的建模工具與開發工具，支持用戶的二次開發。另一方面，由于各系統功能不一樣，其信息模型也不一樣，即使是相同的功能，不同系統信息模型差別也很大，如何實現PDM系統信息模型的標準化，為不同系統之間提供信息交換帶來方便成為當務之急。

3）PDM與MRP的功能滲透

    一方面，PDM與MRP分別服務于工程設計與生產制造。PDM系統源于CAD/CAM應用與工程設計的需要，所以它管理的重點為工程信息。而MRP系統源于制造業的經營與生產活動的管理，包括經營、生產、物料需求的計劃與制造資源的需求計劃的管理。兩者的橋梁紐帶為BOM表。目前，二者之間通過相互集成，互為補充，構成完整的企業信息系統。另一方面二者之間互相滲透。PDM廠商首先將工程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，而MRP系統也在設法把PDM系統的功能歸入其中。

4）過程管理與配置管理功能的強化

    為適應產品設計與制造中復雜過程的變化需要，各廠商競相開發出獨立的工作流程管理塊，且功能不斷變強，以滿足工程更改、并行化產品設計所必需過程管理的需要。以配置管理為核心，將數據管理、工作流程管理與變更控制集于一體，形成更為強大的PDM系統。
 

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本文標題：產品數據管理系統的功能分析與技術實施

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