PDM技术的基本功能与应用

 

产品数据管理(Product Data Management，PDM)是当前国际上计算机应用领域的热门技术，本人在中已经阐述了这项技术。虽然我国对PDM技术的应用刚刚起步，但由于该项技术的强大功能与对企业产品的设计、制造及维护提供了有力的数据信息支持，使得PDM技术的实施已成为大中型企业设计过程自动化的必由之路。

 

随着计算机技术在企业中的广泛应用，必然产生大量的产品数据文件，它们分别在企业的不同部门、不同生产环节，甚至在不同的生产区域，同时这些数据的存在格式也各不相同，有文本的、数据的、图形的等等，企业在使用这些数据信息的过程中往往不能得心应手。

 

 

PDM技术正是为了解决产品数据管理中的数据管理、信息共享而产生、发展的。具体地说，PDM技术是以软件为基础，对工程数据管理(EDM)、文档管理(DM)、产品信息管理(PIM)及技术信息管理(TIM)等等产品信息管理技术的综合与扩展。作为PDM技术的应用，它主要有文档管理、配置管理、流程管理等基本功能(如图1)。

图1PDM技术的基本功能

 

 

1 PDM的文档管理与电子仓库

建立在关系数据库基础上的电子仓库是PDM的核心。它支持各种录入、修改，查询等功能。它允许用户迅速地访问企业的各种产品信息。由于使用数据库管理工程数据文档，所以保证了数据的一致性，提高了数据处理能力和安全可靠性。

 

 

在管理功能上，实现了文件查询、版本管理、安全保密、数据共享等功能。查询功能可以根据许多不同的属性和属性间的逻辑关系进行查询，并具有快捷方式查询文档的引用关系；版本管理功能解决了产品设计更改和同一产品不同型号的文档管理问题；安全保密功能具有针对不同用户、不同组、不同角色设置读、写、删除、更改、拷贝等的权限；可在权限许可的情况下供相关人员查询、参考和引用。

 

 

文档管理的数据对象为：原始文档——主要包括合同、产品任务书、需求分析、可行性论证报告和产品设计说明书等文件；设计文档——主要为设计过程中产生的数据，如产品模型数据、产品图形数据、工程分析数据、检验标准等与设计相关的文档；工艺文档——主要为各种工艺设计过程中产生的数据，如：装配工艺卡、工装工艺卡、工装设计图、特种工艺等；制造文档——主要为Nc代码、加工程序说明等与制造相关的数据；其它专用文档——还有一些如：BOM表、检验数据等在CAD/CAPP/CAM过程中产生的数据。

 

 

文档管理的主要数据类型为：图形文件、文本文件、数据文件、表格文件、多媒体文件等。文档的输入：PDM在对象清单(如图象、WORD)中选择对象，然后创建该对象的应用程序(如Auto-CAD、WORD)并自动启动它们，使用户通过AutoCAD或WORD创建或修改要插入的对象。当用户退出创建该对象的应用程序时，被修改的对象会自动出现在当前应用程序的文档中，并可以存入PDM数据库中。

 

 

企业在多年的设计过程中积累了大量的工程图纸，因此还得将这些旧图纸送入数据库中。将旧的工程图纸送入计算机的途径有如下三种：手工输入、数字化输入和扫描仪输入。今后，随着Internet/Intranet技术的发展与推广应用，还可以通过远程网来传输图纸。

 

 

文档的浏览：浏览与圈阅为计算机化的审批过程提供支持．它可以浏览检索出的图纸、相关文件，并对图纸和相关文件进行批阅。

 

 

文档的输出：图纸与文件的输出方式有生成DWG或DOC等格式的文件，利用绘图仪或打印机输出图纸或文件，利用Internet/Intranet等网络来传输等。文档管理的产品对象有：零件、装配件(部件、组件)、毛坯、工装零件、工装装配件、原材料及外购件等。

 

 

2 PDM的产品配置管理

 

产品配置管理是以产品数据库为底层支撑，以物料清单为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来。对产品对象及其它们之间的关系进行维护和管理。产品对象间的关系不仅包括产品部件、组件、零件之间的多对多的装配关系，而且包括其它的相关数据，如；制造数据、成本数据和维护数据等。

 

 

产品结构是指零部件如何定义及如何在车间内把零部件组装为产品或大部件。在PDM中，产品结构主要面向产品干什么以及怎样配置产品。在任何一个产品的过程中，其产品结构信息始终贯穿整个产品的生命周期，而且在不断地变化调整。由于产品结构在结构配置、制造、计划、采购时是主要的依据，因此产品结构信息不仅对产品描述，而且对整个产品的生产过程极其重要。

 

 

另外，产品结构是产品数据管理(PDM)和资源制造计划(MRP)的核心内容，因此，产品结构将是PDM与MRP之间集成的交汇点。

 

 

产品结构配置管理具有以下主要功能：创建产品的定义和结构；浏览和查询产品结构树；编辑产品结构树；为产品数据或文挎的变更提供自动传播与动态追踪功能；根据用户的要求设定配置规则，用户可根据不同的情况利用不同的变量选择得到产品的不同配置；具有不同产品配置表的比较功能；具有重用、替换机制等。

 

 

产品结构具有精确和非精确两种配置，精确配置是针对确定版本的固定结构，非精确配置是一种动态结构，它可以是若干个版本的组合。

 

 

3 PDM的工作流程管理

 

PDM工作流程管理的作用是实现对产品设计与修改过程的跟踪与控制。可以根据工作需要建立串行或并行的工作流程，使得审核、批准工作能够高效、协调地执行，使得审批记录能够入库保存以备查询。工作流程管理的实现手段为以电子方式实现各工程数据的提交、审批和发放。

 

 

当用户进入自己的工作主界面时，如有审批任务，系统会自动提示。审批流程为图形化界面，直观简便。工作流程管理过程具有良好的安全性，流程中的所有审批数据均在数据库的控制之下，保证了数据的安全性、一致性和完整性。

 

 

为了让计算机有效地对产品在设计和生产中进行自动管理，实现无纸化设计和并行工程，缩短产品的研制开发和生产制造周期，提高产品的性能，提出了工作流的概念。工作流可以说是一种企业文化，它将这种文化表示为计算机能认识的一种数据结构。

 

 

PDM中的流程设计方法有两种：一种是预置式流程设计，该方法将企业中的流程模式预制在一个模块中，制定流程时只需要对流程进行选择即可达到设计的要求；另一种是采用可视化设计方法，用图框表示节点，有向线段表示信息的流向，用属性来定义节点和流程的相互关系，如将节点定义为设计人员、校对人员、审批人员等，将流程定义为提交、返回修改等。可视化设计流程的方法比较直观，易于表达，具有较大的灵活性，企业也容易接受。

 

 

基于PDM技术的快速设计系统的工作流程有多种不同的设计线路与设计方法，工程设计系统主要包括虚拟制造子系统，快速成型子系统，数控加工子系统。

 

 

虚拟制造子系统借助于CAD/CAPP/CAM等计算机辅导设计工具，完成的产品设计及时送到该子系统进行产品的仿真制造，再将分析和仿真制造的结果返回到工程设计系统进行修正。

 

 

成型子系统接到工程设计系统的设计信息后，进行快速“物化”，设计出产品的模型，(象蜡芯原型，树脂原型等)。再送到工程设计系统进行分析和修正，直到设计工作完成。

 

 

数控加工子系统接到工程设计系统生成的产品设计数据代码后，便对产品进行数控加工，即进入计算机辅助制造(CAM)。PDM以产品数据管理作为应用的立足点，在此基础上来解决企业中的各系统的功能集成和过程集成，它通过网络提供了集成的工程、设计和制造环境，为产品数据的共享和保护提供了可能。

 

 

PDM系统本身并不提供计算机辅助工艺规则系统(CAPP)的功能，但是由于PDM在产品数据管理上的优势，使得基于PDM的集成化CAPP系统在实现上更容易、更有效。