PDM在客车制造企业的应用规划

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欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 计算机辅助技术的发展将制造业带入一个全新的时代，CAD/ CAE/ CAM/ CAPP 技术的大规模应用在降低成本、缩短产品设计与制造周期、准确捕捉市场、提升客车满意度等方面推动了企业的进步。在客车企业，通过计算机辅助技术的应用，许多企业已经实现了整车的数字化定义、结构优化分析和功能模拟，这极大地提高了客车的设计质量和速度。 但是，在客车产品开发过程中也产生了新的问题：在整车研制开发过程中产品开发和工艺部门逐渐积累起了数量庞大的、以电子形式存在的图纸和文档，而且对这些信息的共享程度低、数据传递速度慢、业务数据难以集成、数据的管理水平落后等。这些问题直接制约了企业进一步缩短产品的研发周期，并且在研发中因为技术文件的不匹配而导致一些失误。为了解决这个问题，企业可以采用PDM来对产品信息进行有效的组织和管理，通过PDM的实施来构造一个企业信息共享的环境。 1 主要问题的分析与解决 客车产品具有结构复杂、零部件种类繁多、集成化、模块化程度更高的特点。例如汽车底盘是由发动机系统、变速及操纵系统、燃油供给系统、刹车系统等组成，汽车底盘也只是整车中的一个大部件。另外，作为与人的生命财产相关的产品，国家对客车产品也有严格的安全法规要求。 1-1 客车产品特点 (1) 零部件种类多，数量多，集成化、模块化程度高。 (2) 品种多，内部结构变化多。 (3) 大部分属于小批量生产，还有部分产品属于按照用户需求单件设计生产，设计任务繁重，设计时间紧。 (4) 技术更新快，对新技术的应用要求高，但同时它又是一种系列化的产品，可以充分利用原有的产品数据，减少新开发的工作量。 1-2 客车产品设计特点 (1) 层次性强，层次间数据交流量大。客车产品从概念设计、外形工业设计、工艺设计、零部件设计等层次分明。上一层的设计必须兼顾考虑下一层，而下一层设计完成时又需要返回上一层去检查工艺性以及匹配性。 (2) 继承性强。目前，在一个新的客车产品中，超过90 %的零件和工艺技术是通过继承和吸收以往的技术资料得到的，真正的完全创新不到10 %。 (3) 涉及学科众多。客车设计涉及汽车、机械、电气、液压和气动、动力、人机工程等，需要联合设计。 (4) 客车产品更新快，用户的需求多样化，研究开发的手段需经常更新。 2 系统功能需求分析及其模型建立 需求分析是PDM 规划实施中非常重要的阶段。需求分析的好坏直接影响系统今后运行的成败。经过比较详细的调研和与企业相关人员的反复协商，确定该企业PDM 系统具体功能需求模型如下： (1) 客车产品编码。原有的编码体系已经不能适应产品日益增多的需要。因此，需要在以CB/ T17350-1998 专用汽车和专用半挂车术语和代号的基础上建立新的一套能涵盖所有产品范围的、便于计算机查询的客车产品编码体系。 (2) 零件总库的管理。按照客车车型数据库编码属性和组件、零件数据库的零件号属性之间的函数依赖关系，实现组件、零件之间的数据重用，使用户能方便地查找到与组件、零件有关的图纸、技术文档和产品数据等。 (3) 图文档管理。建立一套图纸、文档的归档、存放和查询系统，使用户能够快速方便地查找、浏览所需的图纸和文档。 (4) 工作流程管理和项目管理。根据企业客车研发的工作流程管理模型，建立工作流程管理。主要在审批管理和更改管理两个方面，通过计算机提交一项作业或任务给相关人员，完成开发、编辑、审核或批准工作，对流程进行控制。 (5) 产品配置管理。以产品结构树的方式反映客车车型、组件、零件之间的层次关系。在结构树的基础上查询这些零部件的其它属性，如材料、重量、供应商等信息，使描述组件和零件的文件信息与树结点上相关零件有机地连接起来，实现不同车型的产品数据管理。 (6) 用户权限管理。对于各职能部门而言，不同的级别和部门的人员对PDM 系统应具有不同的使用权限，以保证数据信息的安全。根据各职能部门的组织结构图和人员职能分布表，为不同的用户设定浏览、修改权限。 3 系统数据库的规划和设计 (1) 信息量大。一个客车产品包含几千个基本零件和部件。每个部件又能由许多基本零件组成。产品信息可以是结构化的数据信息，也可以是非结构化信息。同时客车设计全过程是一个从整体细化至局部、从车身表面造型到内饰件设计的过程，包含众多的属性、材料、特征信息，包含大量的数学模型和图纸信息。 (2) 数据结构复杂。在系统中，一份工程图至少由一条工程图基本记录(元数据) 和一张图纸组成；一个用来进行数据管理的业务对象至少要有一个标识号、一个更改标记(版本号) 和一个处理状态。图号被作为标识号图号可以是一个由编码发生器生成的连续的数学编号，必要时增加前缀和后缀。版本号和处理状态通常为字符和字符串。在工程图基本记录中，版本号通常由某个初始值(为版本A) 开始计数，每一次更改后该版本号加一(如版本B) 。处理状态被用来标识该对象在发放以前的各种处理状态。因此数据库的数据结构都比较复杂。 (3) 数据类型多样。在客车设计过程中，设计信息随着进程的发展不断变化，设计数据版本也要随之更新和对以前版本进行保存。在客车产品中，一个零件可包括多个数据对象，如几张图纸、用光栅或矢量表示的图形、文本描述、图表和其它形式的文档。数据对象图纸则包括一条元数据记录和由该元数据记录管理的CAD 图或纸质工程图。零件基本记录是对零件进行管理的主要对象，那些对所有数据对象都有效的属性，如图号或名称等，被作为零件基本记录。在数据对象中，用户不得随意更改这些属性(可以采用冻结的方式) ，而数据对象的专用属性，如页号、图幅或所采用的CAD 系统等，可由用户自己输入，图纸、文档等被存放在文件系统中，而不是在数据库中。 ①数据库E2R 模型的建立和规范化： E2R (实体2关系) 模型的组件是广泛和通用的，正确建立的E2R 模型可以客观地反映其所在的业务环境，是数据库构建的基础。图1 为客车产品结构的E2R 模型。客车车型和底盘、车身内饰、配置选装等实体之间是一对多的关系，即一种车型可以装有不同底盘、车身和内饰，可以选装不同的配置。在这个模型中，首先反映了客车车型、底盘、车身附件、配置选装等实体之间的二元联系。在一个客车的产品结构中，一个客车车型必须安装有底盘、车身和内饰，但选装配置则要根据顾客的需要来决定。所以在客车产品结构E2R 模型中，通过穿过联系线的脉冲线来表示在联系中必须存在一个实体；通过穿过联系线的椭圆来表示联系中有没有一个实体。在一些实体之间还存在约束关系，如车型要和底盘长度匹配，空调系统要和发机功率匹配。 在E2R 模型建立起后，还要对这个模型进行评价，保证这个模型是和用户模型吻合的。接着对这个E2R 模型进行规范化。规范化是把有问题的关系转化为两个或多个没有这些问题的关系的过程，检查关系符合需要的程度和正确性，然后在此基础上构建数据库。 ②数据库的安全性和控制：系统提供用户名和口令级的安全。当一个用户登录时，访问被限定在产品结构树的一定范围的窗体、报表(表甚至表的某些列) 上。作为一个多用户系统，控制的关键部分是确定必须作为一单元完成的工作界限，即与事务有关的控制类型。 4 PDM实现方式 网络是PDM 实现分布处理的基础。根据企业的实际生产和办公情况，采用中央数据库，将分散在企业的各个部门的计算机作为客户机的客户机/ 服务器结构(Client/ Server) 是最适合企业分布式数据管理的模式。与传统资源共享模式相比，采用客户机/ 服务模式的PDM 系统有多个优点。 (1) 网络通信量小，响应时间短，能为用户提供更好的服务，尤其在企业网络日益庞大复杂的情况下尤其如此。 (2) 通过将PDM 分成运行在由网络互连的服务器与客户机两部分，可以充分发挥两者功能，均衡网络负荷，建立有效的分布式处理环境。 (3) 应用程序与数据隔离，使数据具有很好的独立性。 5 结束语 PDM 以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业设计过程和生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，为工程技术人员提供一个协同工作的环境。PDM 已成为制造业企业不可缺少的重要工具，将成为提升企业竞争力的重要手段。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/25/2006)