產品數據管理PDM(Product Data Management)以軟件技術為基礎。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。提供產品全生命周期的信息管理，并可以在企業范圍內為產品設計與工藝制造建立一個并行化的協作環境。PDM的基本原理是在邏輯上將各個CAX信息化孤島集成起來，利用計算機系統控制整個產品的開發設計過程，通過逐步建立虛擬的產品模型，最終形成完整的產品描述、生產過程描述以及生產過程控制數據。技術信息系統和管理信息系統的有機集成，構成了支持整個產品形成過程的信息系統，企業可以利用PDM系統將以往的知識加以累積儲存，以備重復運用，讓本系統的使用者可以立即共享最新的知識。
南車石家莊車輛有限公司是一家主要從事鐵路貨車車輛的檢修和特種貨車的開發、設計、制造的公司，先后開發出自翻車系列、特種凹底平車系列、西礦渣車、底開門敞車等特種車輛。其新造貨車產品特征：品種多、結構復雜、批量少、定單式生產。為了使公司產品能在軌道市場更具競爭力，公司在2007年進行了基于PDM系統管理、三維CAD產品設計的調研工作。最后選中了西門子公司的PDM軟件TC2005及主流三維CAD軟件NX5作為管理研發設計平臺。
1 PDM系統管理
TC2005系統主要包括產品結構和配置管理、圖文檔管理、工作流程審批管理、項目管理、組織機構管理、系統二次開發、應用系統集成管理等功能模塊。
1.1 PDM管理的必要性
南車公司產品數據品種繁多，包含二維的CAD圖紙、三維的NX數據、PDF格式的數據，有些數據是紙質的。現有的產品數據歸檔是以紙質形式存放在檔案館，未歸檔的以電子數據格式存在于各個設計人員的微機里，這都體現了企業產品數據保存格式雜亂，存放地分散、凌亂、安全性差，缺乏BOM的自動提取功能，人工提取困難且易出錯，電子圖檔和紙質圖紙內容有時不統一，信息一致性差，工程變更慢，產品圖紙的版本管理不規范以及協同設計無法實現，設計數據不能夠被其他部門所共享。隨著公司三維模型的創建和積累以及ERP系統的上線，現有管理方法不能夠滿足需要，迫切需要新的管理方法。
1.2 產品信息集成
PDM系統管理所有與產品相關的數據，而這些產品數據是由不同的系統產生的，數據模型、類型不同，只有把這些系統集成到PDM系統中才能由PDM系統對數據進行統一管理和控制。PDM系統是連接CAD/CAPP/CAM/ERP等系統的橋梁和紐帶。南車公司的PDM系統集成，包括TC2005與NX5，InteCAD，TYCAD，CAXA，word，excel，ACDSee，PDF Reader的集成，其中NX5中還集成了OpenDraft。
1.3 TC2005主要模塊的實施
在西門子公司的支持下，成功開發了PDM系統(即TC2005)。由于公司集中辦公，用戶全部在本地對產品數據進行操作，為了充分利用系統相對開放的功能，充分利用公司的l000 M局域網資源，搭建了二層平臺結構，即客戶機-服務器結構。
1.3.1 系統二次開發(定制開發)
系統二次開發是實施的難點之一，它主要根據公司的實際產品設計、管理需要進行定制開發，是沒法移植的。
1)自動編號功能 通過二次開發增加一個指派按鈕，可以為新建不同類型的Item對象如零部件、標準件，更改通知單、技術文件等自動產生申請編碼，并且保證申請編碼的唯一性。例如：在新建更改通知單時，通過指派系統可以自動生成如下編碼：技開更改[2012]l號，技開更改[2012]2號，技開更改[2012]3號……。如果沒有自動編號功能，就必須先查找技開更改[2012]文件字編到了多少號，然后再手工接著往下編，顯然通過使用自動編號功能，提高了工作效率和工作質量。自動編號部分代碼見圖1。
圖1 自動編號部分代碼
2)屬性雙向映射和二維CAD的電子簽名 通過二次開發實現Item屬性在TC2005和NX5之間的雙向映射，用戶首先登錄TC2005，在TC2005中創建零部件并填寫相關屬性，啟動NX5創建零部件三維模型，零部件三維模型創建好后，創建二維工程圖，用OpenDraft進行標注、創建標題欄、自動填寫相關屬性等，完成三維轉二維工作，通過走流程(如圖紙審批流程)，實現二維CAD的電子簽名。
3)word文檔保護和水印功能 通過二次開發實現技術文件、更改通知單等word文檔保護；并在流程走完后打上水印。
word文檔走完流程后會自動加上保護，即不允許編輯、復制。創建pwdtext數據集用于記錄word文檔保護密碼，用戶需要輸入密碼才能解除保護，此密碼的相關信息保存在一個文件中，但該文件中的密碼不是真正的密碼，它經過換算過后形成真正的密碼用于加密，管理員可以通過登錄TC2005，選擇菜單命令“word保護密碼->>word密碼”即可顯示出真正的密碼。真正的密碼用于解密，用“命名抑制”使非管理員看不到相應的菜單。
1.3.2 組織結構管理
TC2005組織結構由組、角色、用戶、人員、站點、卷組成。對于公司單位分散的可能需要多服務器協同工作，需要設置多站點、多個卷，對于公司單位集中的一般是1個站點1個卷就行了。站點和卷是安裝系統時自動生成的，每個站點至少1個卷；卷包含的內容如：卷名、服務器名、服務器操作系統名稱、卷路徑和訪問者列表設置要正確，一般不要改動；人員所包含信息如：姓名、員工編碼、組織等；用戶所包含信息如：人員姓名、用戶ID、操作系統名稱、密碼、默認組、默認卷、用戶狀態等，其中用戶必須是活動狀態才能使用該系統；角色只包含角色名稱和2條描述信息；組所包含信息如：組織名稱、父組織名稱、默認卷、定義角色列表和選定的角色列表等，只有選定的角色才能在該組織中使用。
根據公司部門設置情況建立組織架構，每個人員只允許有一個用戶名，一個用戶可有多個角色，一個組織可以有多個角色。例如：某人參與這個項目設計同時是另一個項目經理，那么他既是設計師(即創造數據角色)又是主管審核(即審查數據角色)。
1.3.3 數據管理
TC2005數據管理是以產品對象為中心進行組織的。通過各種類型的數據對象以及數據對象之間的關系(引用和使用關系)將各種數據結構化，并建立數據之間的關系，該模塊是實施重點，不是難點。
1) 產品結構樹管理產品結構樹可根據CAD系統中的產品結構信息來建立，按照部件一子部件一零件(標準件)的順序將產品進行分解，根節點代表產品或部件，枝節點代表部件或子部件，葉節點代表零件或標準件，由此形成的分層樹狀結構稱為產品結構樹。在產品結構樹中，每個節點不僅包括了該部件或零件的CAD信息，而且還可以通過引用或鏈接等方式建立與其他相關節點的聯系，這樣就可以以產品為核心，按照產品組成的結構形式把相關的技術文檔以及與產品相關的管理文件等有序地組織起來。TC2005提供了創建和維護產品結構管理的強大工具——產品結構編輯器PSE(Product Structure Editor)。PSE的主要功能有建立和編輯產品結構、產品結構查詢和更改的比較、產品結構的瀏覽、產品的配置規則等。
2) 產品版本管理通過零組件可以管理對象的版本，每個對象在創建時都產生一個版本。產品的版本用于保存對象的多次修改。每個對象的多個版本之間都有聯系，并且每個版本都有自己的有效條件。一個產品對象在設計的過程中可能會不斷地被修改，因此會產生不同的版本。每個版本部件包括了該產品對象此時的全部信息，并且包括了該版本與其他版本之間的關聯，如零組件對象的版本與文檔版本的關聯性等。產品版本管理功能把所有產品各階段各個狀態的相關信息集中在一起，方便各類人員的使用，把數據的管理統一起來，保證了系統的整體性。
3) 產品文檔關系管理通過零組件、文件夾等把產品對象(如部件、子部件、零件、標準件等)與文檔(如任務書、設計報告等)鏈接起來。通過在導航器面板中對零組件、文件夾等的管理實現對產品結構的管理。
1.3.4 流程管理
每個企業都有自己特定的流程，所以需要制定適合企業的模板流程，好的流程模板有利于跟蹤數據狀態和歷史。TC2005提供了一種可視化的過程編輯器來定義工作流程，使流程設計過程直觀、靈活、易于表達。在發現某些流程不適合本企業時，可以按照客戶的需求很方便地對自身系統進行裁減、修改和增加功能。在工作流程管理系統中采用電子周轉文件夾將有關的工作文檔和信息傳送到各個用戶，所有與工作過程有關的用戶都可以通過計算機網絡從工作流程管理模塊中得到自己的任務清單，其中包括電子周轉文件夾中的所有文檔和所規定的需要執行的活動。工作流程管理模塊將屬于不同部門的員工聯系起來，只有被授權的人員才能訪問工作流中的有關文檔。
根據公司情況主要分為2類流程：1)部門內流程，如設計→校對→審核→發布；2)部門間流程，既可以是部門1→部門2→部門3，也可以同時向多個部門發布信息，如設計→校對→主管審核→工藝→標準化→審核→批準→發布，該流程經過開發、工藝、技術管理等部門。該模塊是實施重點，不是難點。
1.3.5 報表統計
經過二次開發可以方便地創建各種統計報表，隨時統計產品所有相關各類數據，不再由技術人員手工編制報表，大大提高了技術人員的工作效率，節省了工作時間，報表中數據來自數據庫，避免人為統計輸入的錯誤，提高了工作質量。例如，按公司要求輸出下列報表：圖樣目錄、零部件明細表、標準件明細表。在PSE(產品結構編輯器)里添加菜單“設計報表輸出”，并且列出子菜單“圖樣目錄／零部件明細表／標準件明細表”等，見圖2。
圖2 輸出報表
技術人員將產品BOM發送到PSE里，當選擇“設計報表輸出”菜單下的子菜單后，系統自動將PSE當前會話中的產品結構以相應的excel格式輸出。
2 結語
總體來看，南車公司的PDM系統實施還是成功的，實施后開發人員和工藝人員實現了協同設計，PDM這個信息集成平臺將有限的資源實現了最大化的共享，基本上實現了電子產品的圖文檔管理，解決了版本控制問題，實現了工程圖、技術文件、更改通知單的電子簽名。通過組織機構管理，對結構人員權限進行了有效控制，保證了數據安全；通過產品結構管理，明晰了結構關系，便于查找和生成BOM；通過流程管理，固化和規范了審批流程；報表統計可以準確快速地生成各種技術和工藝報表，通過給企業量身定制的二次開發，方便了操作，縮短了產品開發周期，給公司的技術開發和管理帶來了革命性的變革。
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本文標題：PDM在鐵路貨車企業中的應用
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