1 PDM平臺與企業信息的集成
造船生產過程中越來越多的環節不同程度的應用了數字化造船技術，引進或研發了一些信息系統，如TRIBON、SB3DS、報價信息系統、電子圖檔管理系統、工時物量系統、MARS，這些系統在特定的階段解決了部分問題，也取得了良好的效果，但同時也遭遇以下問題：
(1)企業的傳統業務流程、運營模式在短期內難以得到徹底的變革，先進的造船理念、數字化技術并沒有得到充分的應用，在一定程度上讓數字化造船應取得的效益大打折扣。
(2)隨著系統引入的增加，系統之間的信息重用性沒有得到較好的發揮，尤其是國外系統的數據庫結構封閉，也造成了部分信息孤島，讓產品設計、制造、管理信息一體化的集成度不是非常令人滿意。
(3)跟成熟的設計系統相比，企業的制造資源優化配置技術尚處于空白或剛起步階段，適應精細化管理要求的資源管理、調度系統的應用處于初級階段，管理粗放性的現狀尤為明顯。
數字化造船是一個系統的工程，跨越多個專業，如船體、電氣、機裝等，跨越企業多個部門，如技術中心、配套部門、營業部門、制造生產部門等，協調難度大，周期較長，需要高度集中的統一規劃、領導牽頭強有力的執行力，分步進行，逐項落實推進。企業的信息集成過程中PDM系統建立起了在產品設計生產過程各個專業、各個部門協作的橋梁，管理著所有與產品相關的信息（包括電子文檔、數字化文件、，數據庫記錄等）和所有與產品相關的過程（包括工作流程和更改流程），提供了產品全生命周期的信息管理，在企業范圍內為產品設計和制造建立一個并行化的協作環境。在邏輯上將各個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制造過程，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。
我們認為物量數據管理是PDM系統的精髓，以PDM系統為依托，深度挖掘基礎物量數據供管理決策參考，所謂數據挖掘就是在數據庫中進行知識發現，在TRIBON或SB3DS系統中，檢索產品的關聯屬性。提取鋼板、型材及其派生數據、管子、舾裝件、設備、涂料油漆、工時、修改通知單等物量信息，為物料的需求計劃、采購計劃、生產物料領用、生產計劃、車間作業計劃、人力資源管理、配套物資管理、企業資源負荷等方面的應用提高數據支持。
2 PDM平臺中物量數據管理范疇
PDM數據管理范疇很寬泛，凡是最終可以轉換成計算機描述和存儲的數據，都可以納入其管理范圍，如：產品結構、設計模犁數據、CAD繪圖文件、設計規范、成本核算等其它電子數據，其中物量數據大致分為以下幾類：
(1) CAD三維幾何模型信息
PDM系統管理著設計階段以TRIBON、SB3DS為工具建立三維產品模型，重構產品基本結構，輕松實現對零部件、設備、舾裝件、電纜托架、電纜框、管路、風管等三維模型及制造工藝信息的輕量可視化。
(2) 物料信息匯總
在CAD設計的基礎上，物料信息發布到PDM系統中，物量信息主要包括鋼板、型材及其派生數據、管子、舾裝件、設備、涂料油漆、工時、修改通知單等，準確及時的物量信息直接影響到物料的計劃采購、生產準備和加工制造，一體化平臺下產品各階段的信息能夠及時、準確傳遞流通，及時為ERP系統提供準確的物料需求計劃、托盤物料清單。
(3) 生產管理信息
產品的制造活動是一個復雜的物料信息轉換過程，信息傳遞是否正確，直接影響著生產過程的正常進行。生產管理信息涵蓋了物料需求計劃、原材料采購計劃、工作包派工單的生成、標準定額工時信息的發布。PDM和ERP系統之間的生產管理信息雙向傳遞，PDM將生成圖紙文檔和BOM信息傳遞給ERP系統，并指導后者如何擴展生產管理信息和成本核算等信息，生成滿足要求的采購BOM、生產BOM，同時ERP系統將這些信息反饋到PDM系統完成產品信息的更新。
3 物量數據在設計生產過程中的應用
3.1 以分段為單位的物量數據抽取生成
TRIBON系統中的模型信息可以延伸應用到造船各個過程，如物料管理、計劃、生產、財務及船舶維修、跟蹤服務。TRIBON系統提供多種數據抽取方法，如通過基于數據提取命令幾何宏語言或調用API提取數據函數，通過報表生成器、讀取建模文件挖掘所需要的產品信息等。以分段為單位獲取分段的重量和中心，提取型材的數量及長度，以分段為單位提取分段零件表、鋼材材料表、平直型材零件表、彎曲型材零件表、通用件表、套料信息表，進行套料零件分析、套料零件檢奩、檢查板厚，獲取結構模型中焊接類型、焊角高度、焊縫長度、焊縫連接的零件等焊接信息，提供管系、電纜等進行精確干涉檢查的三維幾何模型，抽取的各類信息導入到PDM的一體化數據平臺中，重建產品結構模型，基于規則進行各種統計分析，如分段下所有焊縫長度的自動統計，指定條件查詢焊縫長度．生成焊縫長度報告、生成外板端縫、彷路、艏艉接縫、艏艉樣箱剖面線等，結構零件和外板套料、數控切割指令自動生成、動態模擬校驗，進行鋼板余料的管理，舾裝管子的自動開孔。
圖1 TRIBON船體數據處理
3.2 以管系為核心的舾裝物量數據抽取生成
以管系、管支架、風管二維建模為核心，建立舾裝產品三維模型，生成管子制作圖、安裝圖、托盤表、支架制作表、設備布置圖等施T文件，數據庫中包含中間統計數據，定制數據挖掘規則，用戶能夠再次進行“個性化”的數據分類匯總，如按施T部門、工藝階段、區域、托盤、系統或全船統計，生成其他管理信息系統識別的數據格式，如管系托盤襲、管子明細表、管子材料表、附件名細表、附件匯總表、連接件匯總表、墊片螺栓匯總表、加T安裝工時表、表面處理表、開孔清冊、復板清冊等，指導物資的預估、采購、領料、成本核算等造船階段的各個環節。
圖2 管系報表
3.3 任務包派工單的建立
生產任務包體現了船舶制造過程中的裝配關系和生產作業的描述，在生產階段、作業工序劃分的基礎上，對船舶建造工程進行全面分解，建立施工項目與施工單位、施工者的一一對應關系，其制定過程跟基礎物量數據和計劃的編制密切相關，其內涵包括了任務包的名稱、作業階段、作業內容、作業部門、物最工時。將任務包進～步分解形成更小的作業項日即派工單，是現場基本施工部門的作業依據。所有操作任務之間相互關聯，體現了造船業務流程，架起了管理計劃層和底層基礎物量數據之間的橋梁。
3.4 標準定額工時信息的發布與計劃編制的邏輯關聯
定額工時的標準化是一項重要基礎工作，工程項目的分解的確定WP/WO，工程項目是定額工時的基本單位，對于內場作業，主要按工位、設備、工種，進行單位工時能力的核定。對于外場作業，主要按工程項目、工種、標準周期，進行定額工時標準的測定。PDM系統提供定額工時的輸出接口，輸出ERP系統計劃模塊識別的定額工時信息數據。為生產管理部門快速進行生產計劃編制提供數據支持。
計劃編制涉及設計、生產和物資等多項管理，標準化的作業流程、準確全面的基礎物量數據、精準的工時定額體系是計劃編制的有力支撐。技術中心根據生產設計情況，提出物料需求，進行采購，隨著圖紙發放和多專業的BOM產生，生成WP/WO及定額工時，PDM系統的一體化數據平臺為計劃的編制提供如下數據：
工時物料定額數據：分段及總段、作業單元、零件、舾裝件和設備制作安裝等的物量和工時定額。船舶建造切割、裝配、焊接、彎管、除銹、涂裝等的物量及工時定額。
資源數據：人力、數控設備、船臺船塢、場地等資源負荷數據。
準確的物量數據解決計劃與執行能力之間的矛盾，根據基礎數據庫中的標準工時物量準確估計制造所需資源和作業時間．并通過優化資源的利用，用最優的操作方法，最佳的生產節拍，最少的人員，做小的物流制造出合格的產品，從而縮短建造周期，提高車間生產效率，實現精益生產。
3.5 實動工時與標準定額工時之間的比較分析
造船工時物量統計分析是推行精益生產，實現精細化造船的必要條件，其范圍包括船舶建造過程中鋼板切割、加工、分段小／中／大組立及各階段的預舾裝、分段總組、分段搭載、碼頭舾裝與調試等。結合我廠產品線的情況以及歷史資料，確定標準定額工時項甘清單，作為新的定額工時標準項目，對每個項目進行數據采集和測定，同時開發定額工時計算的計算機信息處理軟件，進行系統分析，以任務包和派工單為載體，每天統計所消耗的實動工時，定期分析各作業單位計劃工時與實動工時之間的差異，及時調整任務包及派工單的標準定額工時。
實時跟蹤各類設備設施的利用情況及其生產效率。如鋼材切割每噸的工時消耗、部件裝焊每噸的工時消耗、分段制造每噸的工時耗量、單位量管子加工工時耗量、單位面積分段涂裝工時耗量等，以及時調整基礎數據庫中單位物量所需作業工時。
4 物量數據可視化范例
(1) 管子加工安裝工時表
(2) 電裝車間定額物量工時工程項目
(3) 套料信息表
(4) 焊接信息
(5) 吊攀明細表
(6) 引熄弧板明細表
(7) 打磨信息匯總表
5 以物量工時為核心的項目數據管理
以幾何模型、物量工時信息、生產管理數據為基礎的一體化數據知識庫平臺上，數據瀏覽工具以層次清晰的產品結構樹形式，分門別類查看信息，如零件的幾何數據、材料數據、T藝信息，查看零件三維模型，包含圖紙、物料的對應關系，提供工具對圖紙信息、物料的屬性進行維護，建模數據修改后，物料信息自動刷新。無建模軟件的專業在圖紙修改后，將圖紙修改所導致物料變更維護到統一數據庫平臺中，同時物料屬性變更后，系統將自動刷新物料關聯圖紙上的物料清冊。
圖3 以物量工時為核心的項目數據管理
集中的數據瀏覽保證了不同部門、不同專業能夠在同一項目上進行并行協同工作，各專業的設計在任何時候對其他部門或專業都是完全可視化的，同時根據需求對物料進行查詢、統計匯總。
完善的修改單信息管理，架起圖紙修改與物料變更的橋梁．圖紙出圖及物料數據的發布之后，圖紙及物料所作的修改以修改單的形式體現。修改單記錄了更改相關的圖紙信息、更改原因及其圖紙所涉及的零件修改信息，工時修改信息、物科變更信息。
PDM系統是一個統一的BOM輸出平臺。系統支持在產品設計活動中及時方便的共享和查詢相關產品信息，信息涵蓋設計、變更以及產品數據發布等過程的各個環節，系統自動生成生產所需各種BOM，一體化基礎數據平臺保證了數據的準確性、完整性、格式的標準統一。系統根據設計人員指定的規則自動完成物料分類匯總，圖紙信息、物料、托盤、定額工時、工藝項目、修改單等的關聯使得設計人員進行各種關聯查詢成為可能。
6 PDM平臺的基礎物量致據應用到ERP系統
全球ERP實施的失敗率一直高居不下，實施常常因高投入、時間長、短期內效果不明顯且風險大等原因而半途而廢，國內企業實施ERP的成功率仍不足30%。制約ERP成功實施的因素主要有：人、數據、管理、技術。其中數據是ERP系統成功實施的核心支撐，ERP可以實現數據的全局共享，前提是必須在規范化的數據基礎上運行。所以，在實施ERP時，需要花費大量時間準備基礎數據。對于信息的收集和整理還存在不足，缺乏科學的數據標準化體系，基礎數據的缺乏、不準確、不合要求等，將使企業失去了實施ERP的前提條件。ERP系統只有在對合乎要求的數據進行處理的基礎上，才能提供企業所需的管理數據供決策參考。PDM系統一體化基礎數據平臺所提供的完整、準確的物料工時數據為企業ERP系統生產計劃編制、物料需求計劃、物料采購、物料分發提供準確及時BOM支持。
7 結束語
隨著CAD技術在造船企業中的廣泛深入應用，給船舶設計帶來了巨大的變革，設計所產生的CAD數據及文件數量、種類越來越多，版本不一，形式多樣，零散的分布在服務器及個人機各個文件下，我們不得不花費大量的時間浪費在海量數據中查找設計所需信息上，對于電子數據的存儲和獲取的新方法需求變得越來越迫切，深化PDM的開發與應用，目的是有效的解決數據文件的存儲、集中管理、網絡即時共享，意義重大而深遠。
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本文標題：PDM系統中的物量數據管理
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