产品数据管理与文档管理的区别

作者：清华大学软件学院教授 莫欣农

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 摘要：CAD技术提高设计工作效率，新产品成几十倍的增加，要求管理系统适应设计成果的重用和一致性保证。产品数据管理提出完全不同于文档管理的产品数据模型和面向产品对象的管理方法。目前很多PDM系统实施没有达到BOM正确性的目标，主要原因就是把PDM当作文档管理系统来使用。 在计算机辅助设计(CAD)技术出现以前，产品定义主要依靠常规的工程语言－工程制图。人们用约定标准的二维视图描述产品的几何形状、表面要求、加工方法、装配关系等定义信息。工程图纸是最重要的产品技术文档，甚至有人讲“没有图纸，哪来的产品？”。 在CAD技术的广泛使用中，人们以为只要管好CAD软件产生的电子文件就等于把产品最重要的文档管好，确保产品开发顺利进行。事实却出乎意料，CAD技术的推广造成越来越严重的文档混乱，主要表现为： ◆车间用的纸质图纸和计算机内的电子文档不一致； ◆几经变形设计后，不知道正确的电子文档是哪个； ◆被借用的设计发生变更，无法保持所有借用数据的一致性。 面对上述困难，原先把电子文档打印成纸质文档，沿用档案管理方法无法解决不一致问题。电子文档快速传递和重复利用远远胜过纸质文档。因此人们开始从纸质文档为依据逐步转移到以电子文档为标准的道路上来，产生电子文档管理系统。 在电子文档管理系统中继续沿用纸质档案管理的逻辑，每个电子图形文档代表一个产品对象(产品、部件或零件)，文档编号等价于物料号。在设计、工艺和制造等阶段，由于改错、改进或改变都会生成电子文档的一个新的小版本，以便追溯该文档的变化历史。直接采用电子文档有效后，进一步发挥CAD的能力，新产品和变形产品的设计能力提高几十倍。然而随着产品种类急剧增加，新的混乱又暴露出来： ◆同一个零件在不同批次中不完全相同，即产品对象有多个版本同时有效； ◆带有原创型号标志的图档编码被借用到其它产品，日久后其含义发生混淆； ◆一个系列产品的不同配置对应的产品结构和物料清单不一样； ◆同一个产品在不同部门制造时，加工和装配工艺不一样。 文档管理系统无法解决上述问题，于是诞生面向产品对象的产品数据管理(PDM)新系统。PDM系统核心是产品数据模型，其中包括产品对象和文档对象。 产品对象： 凡是组成产品或为了制造而准备的各种实体均称为产品对象。如零件、部件、硬件、软件、成品、包装、工装、刀量夹具、机床、工作台等。 文档对象： 文档对象不是具体的一个电子数据文件，而是一个集合，包含描述产品对象的一个或一组电子数据文件。如可行性报告、总体方案、设计图纸、分析计算报告、测试结果、变更通知、电原理图、软件开发文档和执行代码、数控程序、工艺文件等属于不同类的文档对象。 对象要素： 产品对象和文档对象均具有以下五个要素 ◆标识－ 唯一标识该对象的代码 ◆属性－ 对象的分类、检索/查询和统计的特征参数 ◆阶段－ 区分预研、样机、小批、定型等研制阶段中的对象 ◆状态－ 区分该对象处于工作、审批(临时冻结)、发布、归档等工作状态 ◆关联－ 描述对象和对象之间的关系(产品对象之间、产品对象和文档对象、文档对象之间) 对象实例： 在产品生命周期中产品对象和文档对象均会发生变化。每一个实例代表具有阶段性的变化，用不同的版本加以区别。在同一个版本中由于各种原因进行的非本质的修改用不同的版次进行区别，以便保留变化的历史。同一个版本中不同版次的有效性在工作状态可以按照需要设定一个或多个，但最终发布时只能有一个。 产品实例： 代表产品对象的某一个实例，除了上述五个对象要素外还包含以下内容 ●每个产品对象缺省就有第一个版本的产品实例(A版本)和第一个版次(01) ●对产品实例每进行一次检出/检入(Check out/Chick in)系统自动生成同一个版本下的下一个版次。如A01被检后自动生成A02产品实例，同时保留A01和文档对象相同的关系。在A02重新检入时，则根据用户操作的内容，重新修改A02与文档对象的关系 ●产品实例中部分文档实例提交审批后，审批的文档实例冻结为版本。全部文档实例审批后产品实例才能提交审批和冻结为版本。直接提交产品实例到审批流程则意味着同时审批全部文档实例 ●不同版本的产品实例完全由人工创建和组织不同数量或内容的文档对象 ●产品实例与文档对象的关系可以是描述性、参考性、备注性等不同类型。其中只有描述性的文档实例才是需要进行审批的对象 ●产品实例之间的关系就是产品的结构(制造、装配、采购、维修等)关系，全部关系构成产品结构树 ●产品对象包含的不同实例(版本)可以同时有效，须说明各自有效的相应条件 文档实例： 代表具体的一个电子文件，除了上述五个对象要素外，还有以下特点： ●文件在每次检入/检出时用不同的版次(小版本)来区分该文档对象的不同实例。通过审批入库的电子文件，代表该文档对象(大版本)对应的有效版次 ●通常规定文档对象允许包含有限个文档实例，后产生的推出限额外先产生的。文档对象必须有一个，且只有一个电子文件(实例)代表有效，其余实例均用于追溯该文档对象的变化历史 ●一个文档实例可以和一个或多个产品实例相关联，用于定义产品对象。文档实例之间也可以互相关联，用于建立需求约束关系 ●每个文档实例必须包含唯一的指针指向具体的电子文件存放的物理地址 电子数据： 真正的设计、分析、加工等电子数据文件是存放在文件系统中，而上述的对象和实例数据则存放在关系型数据库中。 由上可见产品数据管理和文档管理的主要区别在于： 1)产品数据管理的主要对象是产品结构。每个产品实例与唯一有效的一套文档实例一一对应。文档的查询和审批都是先经过产品实例，后关联到文档实例，最后在文档实例的指针指引下获得具体的电子数据； 2)产品对象有效性表示有没有该产品对象。产品实例有效性表示那个版本中指定版次的产品实例有效； 3)文档对象从各个方面描述产品对象。相同文档对象中不同的有效实例(文件的版次)必然对应不同的产品实例。这种产品数据模型可以解决多品种系列产品的定义； 4)其他有关产品配置、业务流程、可视化协同等方面的区别另行讨论。 随着社会经济的发展，物质供应的充足，制造业为了满足最大范围的用户需求，必须加大创新的能力，加快新产品上市的速度，降低产品的成本，提高产品质量和完善售后服务。因此，小批量、多品种的生产模式已经成为当代制造业的主流。CAx等计算机辅助手段明显地提高产品设计能力，产品变形速度大大增加。但是采用面向电子文档的管理系统，无法管理一个型号产品中各种各样的变型，再加上不同供应商提供的零部件，还有集团中不同生产部门采用不同的生产工艺，特别是同一个零件被借用到不同型号、不同批次等情况，就文档而文档的管理办法已经失去意义。 面向产品数据的管理方法是集中精力管理产品的各种变型，做到任何时候，无论是设计、工艺、采购、加工、装配、发货、维修等均能够获得准确的产品结构，即每一个产品的设计BOM、工艺BOM、采购BOM、制造BOM、实建BOM、备件BOM和维修BOM等。至于各种BOM中任一个产品实例均对应一套唯一的文档实例。这些文档实例从产品的需求、定义、制造、变更、维修等各个角度进行描述，保证在任何时间、任何地点均可以得到每一个产品及其零部件的准确的完整的信息。 绿色环保对制造业日益提出越来越高的要求。因此，像飞机、汽车、电子/电力、船舶、机床、动力等各种装备，还有各种家用电器等行业都面临市场和环保的压力。如果不能及时调整创新的手段和创新的管理，在当今创新的时代就会落伍。 根据上述分析不难看出，PDM技术采用一种完全不同于习惯的管理方法。保证PDM项目成功的首要条件就是把全部产品的结构搞清楚，再把描述每个产品对象的文档理清楚。在此基础上才能够考虑PDM的人员及其权限管理、工作流程管理、可视化异地协同管理、变更管理、与其他信息系统集成管理等等。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/31/2007)