PDM领域呈现出的重大“突破”

作者：武汉开目信息技术有限责任公司 肖骏

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 产品数据管理（Product Data Management，PDM）是企业信息化的重要组成部分，它集成了现代设计过程中的多项先进技术和管理哲理，为企业实施新的战略手段提供强有力的支撑。近几年，PDM市场增长势头强劲、应用研究逐步深入广泛、内涵日益丰富，呈现出以下几大突破。 随着全球市场竞争的日益激烈，计算机技术不断发展，企业在工业生产中不断采用先进的信息化手段来提高产品研发能力和市场竞争力，“信息化”已经成为显著时代的技术特征。产品数据管理（Product Data Management，PDM）是企业信息化的重要组成部分，它集成了现代设计过程中的多项先进技术和管理哲理，为企业实施新的战略手段提供强有力的支撑。近几年，PDM市场增长势头强劲、应用研究逐步深入广泛、内涵日益丰富，呈现出以下几大突破。 1、提供3D集成设计环境 产品设计是一个复杂的系统工程，需要综合运用设计绘图、分析仿真、工艺设计和制造等知识和工具。以绘图功能为主2D CAD已经无法满足现代产品设计需求。3D CAD为产品设计创造了一个新的空间，提供了丰富的特征/曲面造型、装配仿真、多体动力学分析等工具，支持“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，使设计更加智能化、可视化。为设计者提供了一个更加符合实际设计过程的虚拟环境。据国外有关调查报告分析，应用3D CAD设计可使企业生产力提高46%。 我国许多制造业企业在成功利用2D CAD甩掉图板后，已经逐步采用3D CAD系统来实现产品创新设计、表达几何形状复杂关键零部件。例如汽轮机叶片、汽缸、车身覆盖件等都具有复杂的空间曲面结构，采用2D CAD系统无法精确描述其结构特征，必须采用3D CAD系统。 因此，国内外PDM厂商纷纷从提供2D集成设计环境转变为提供3D集成设计环境，实现PDM与3D CAD的无缝集成。如建立基于3D的统一产品信息模型，使得产品信息在产品生命周期的各个阶段、不同的应用系统之间方便地交换和演化；在PDM系统与3D CAD系统之间建立底层数据通讯机制，支持PDM与3D CAD系统的实时通讯，维护基于3D的产品数据模型的一致性；通过对约束模型和几何模型的远程操作，实现在PDM中进行基于3D模型模块化设计和快速产品变型设计；管理3D模型的全生命周期，在3D模型的生命周期操作中保持模型之间装配、参考关系的一致性；提供基于3D的PDM功能插件，支持直接在3D CAD软件中进行产品设计，并使设计过程和信息在PDM管理之下，将PDM系统的数据管理、设计过程管理和3D CAD系统的设计造型、分析仿真融为一体。 2、支持并行工程 并行工程以缩短产品开发周期、降低成本、提高质量为目标，把先进的管理思想和先进的自动化技术结合起来，采用集成化、并行化和协同化的思想设计产品及其相关过程，在产品开发的早期就充分考虑产品生命周期中所有环节的影响因素。PDM作为支持并行工程的重要使能技术，主要从以下方面很好的帮助企业实施并行工程。 首先实现对各个单元应用系统的集成，有效管理应用系统产生的信息，提供应用系统之间的信息传递和交换的平台。图1所示为PDM的集成框架图，它采用通用组件技术，以企业应用集成平台为支撑，提供开放式的通用集成工具集（如工作流引擎、二次开发平台、知识管理器等），将产品设计、分析、制造、工艺规划和质量管理等方面的信息孤岛集成在一起，形成贯穿企业全局的信息流。CAD/CAPP/CAM/CAE系统从PDM中提取各自所需的信息（如组织、产品数据、过程信息等），也可以将设计结果存储到PDM中。ERP借助PDM的信息桥梁作用疏通与4C的信息梗阻。PDM把设计所产生的EBOM（设计物流清单）、PBOM（制造物流清单）、Routing（工艺路线）等信息传递给ERP系统；而ERP系统中生成的与产品有关的生产计划、材料、维修服务等信息，也可被PDM管理、利用、传递。 其次，构建一个面向多功能设计团队的协同工作环境。PDM利用3D可视化技术、远程异构平台环境下的通信机制、数据保密技术、数据一致性检查和冲突消解等技术，实现跨地域、跨部门、跨平台的用户在产品的开发过程中进行基于3D产品模型的协同产品开发，就产品设计问题实时沟通，消除产品设计信息的沟通障碍，检查和评估产品信息，共同探讨问题并找出解决问题的方法。 第三，提供并行化设计过程的管理。在PDM的项目管理中组建由多学科人员组成的动态产品开发团队；进行企业过程的改进与重构，将传统的串行产品开发流程转变为集成的、并行的产品开发流程；利用PDM集成、协同开发环境，使下游过程人员在产品开发早期参与进来，提高信息流动与共享的效率，达到提高产品设计、制造的一次成功率。 3、面向集团型企业的全面解决方案 随着全球经济的发展，企业重组，形成了跨地区跨国的大型企业。另外，由于全球竞争的需要，企业联盟已是必然的发展趋势，形成了“广义企业”。因此，需要用于产品全过程的生命周期管理的整体化解决方案，把PDM软件的功能扩展到广义企业的信息、过程和管理集成平台的高度，提供面向集团型企业的全面解决方案。纵向上，对产品从需求、概念设计、初步设计、详细设计到产品制造、维护直至产品退出市场的全生命周期中的产品信息资源和过程进行管理。横向上充分利用Internet技术，把产品设计、工程、原料选用（包括制造和采购）、销售、营销（及其它职能部门）、现场服务以及客户紧密地联系在一起，把产品知识财富提升到工程部门之外，在协作过程中寻求新的商业机会。 面向集团型企业的全面解决方案中，PDM不只强调企业内部信息、功能和过程的集成，更加注重企业间集成，集成的方式和内容也更加灵活。如供应链上供应商和集成商所采用不同的PDM之间的集成、不同CAD之间的集成等等。美国国防航空企业RAYTHEON采用基于STEP标准的集成技术实现了其整个供应链上的不同PDM系统之间的数据交换，获得巨大经济效益。开目PDM与windchill的集成为大型军工集团企业提供了完整解决方案。 4、支持大规模定制 市场竞争的愈演愈烈，促进客户需求的多样化。为了满足客户需求和占领细分的市场，企业不得不生产定制化、个性化的产品并提供相应的服务。大规模定制试图把大规模生产和定制生产两种生产模式的优势有机地结合起来，在满足客户个性化需求的同时又满足上市快、低成本和高质量的要求。 大规模定制下的PDM通过提高零部件的标准化、通用化和模块化，以尽量少的零部件品种组成尽可能多的产品品种，实现产品定制点的后移。PDM采用完全面向对象技术建立零部件信息模型，使得每个零部件都是一个独立对象，方便零部件之间的借用、共用；利用成组技术进行零件分类，为零件的通用化提供参考；使用统计汇总工具统计零部件的使用频率，建立通用件、标准件库，消除不必要的零部件。 大规模定制下的PDM以产品族为管理核心进行数据管理，实现从用户需求到产品交付整个产品过程的信息集成和过程集成，提高订单响应能力。PDM中以产品族为开发过程组织单元，面向产品族开发，对产品结构的建立、零部件的选择、特征的确定以及供应商的选择等都从系列产品的角度出发，建立产品族模型。产品族模型是一个动态变化的通用结构模型，其中若干节点和因素并不确定。在产品族模型的通用结构的基础上，定义变量、参数以及配置规则。配置规则是参数、变量取值与产品结构可变因素取值之间的映射关系。在响应客户订单时，通过选择各种配置变量的取值和设定具体的时间及序列数来得到同一产品的不同配置，实现快速产品配置设计。 5、规范化、标准化 随着计算机技术发展、PDM内涵的不断丰富，企业需求的不断变化，不同软件厂商在PDM基本功能基础上进行不同扩充和丰富，形成功能多样化、实现技术多样化的PDM平台。此外，PDM实施也是一项复杂的系统工程，它不仅涉及技术，而且涉及企业管理业务、组织和行为。因此，为了更加有效的实现企业信息集成，以及为PDM软件评测、选型、实施与服务提供指导和参考依据，国际上各大软件厂商、学会、组织都积极推动PDM向标准化、规范化的方向发展。 l997年7月，OMG、Digital Equipment Corporation等组织与IBM、EDS、Matrix One等组织联合公布了第一个PDM标准－PDM Enabler草案。PDM Enabler基于CORBA技术，就PDM的系统功能、PDM的逻辑模型和多个PDM系统间的互操作提出了一个标准。此后，众多的PDM软件厂商都将其PDM系统向此标准上靠。 我国PDM软件厂商在国家863技术委员会组织与指导下，也积极开展了PDM技术及其集成标准的研究探讨。开目根据丰富的实施经验以及与用户的广泛探讨，研究并提出了一套PDM实施的价值论、方法论，用来指导以及标准化软件实施行为，缩短实施周期，降低实施成本。经过在多家企业的实践，表明其能够使得PDM软件系统迅速发挥效益和推广。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/7/2004)