PDM技术在煤机产品设计制造中的应用探讨

作者：刘文涛 赵自凯

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 一、企业信息化管理现状分析 随着这几年CAD 软件应用的普及和发展，山西煤机装备有限公司已由二维经验设计全面过渡到三维精准设计，基本具备了先进的产品设计制造手段。但是又带来了设计数据和技术文档的管理以及查询、设计制造的审批和更改控制等问题，主要表现在以下几个方面。 (1) 数据分散、零乱， 共享程度低。该公司的计算机辅助工具都是一些零散孤立的系统，主要包括有：Pro/ENGINEER、SolidWorks和CAXA等。这些互不兼容的系统所产生的数据常常以不同的格式和介质储存于不同的计算机环境中，无法在设计、工艺和生产制造部门间有效地实现共享。 (2)产品研发方式陈旧。长期以来，该公司的产品设计沿用传统的串行思路。该方法在产品研发早期不可能全面考虑设计下游的制造性、可装配性和质量保证等多种因素，使制造出来的产品存在许多缺陷，这些缺陷必然要求设计进行更改，从而构成从方案设计到设计修改的循环。甚至这种循环会周期性、往复性重复，造成设计更改量大、管理流程交叉重复、产品研发周期长或成本高等不良状况。 (3)协同设计方式落后。尽管全面采用三维设计手段，一定程度上实现了绘图和设计的可视化，但产品研发制造过程中的数据依然采用手工管理方式。在产品协同设计过程中，三维软件多样化及设计师个人喜好等原因导致图样格式不统一，查阅和共享数据极不方便，同时对文件缺乏有效的版本管理，往往造成不必要的重复设计。 (4)数据信息安全性差。设计数据和技术文档分散储存在每个设计者的计算机内，没有保密措施，容易被拷贝或打印，一旦硬盘损坏或是数据丢失都会给公司造成巨大损失。 (5)图档中的数据不能自动提取，不能生成BOM表。电子图档中已经存在的大量的设计数据信息，并不能直接被生产管理信息系统所利用。如统计各类报表时需要人工再次录入，耗费大量人力资源，同时还可能输错，造成信息不准确。 (6)电子图档更改缺乏审批手段。纸质图档的更改有严格的体系制度控制，但是电子图档本身是图形文件，无法记载归档时的审批记录，随意更改可能性较大。 二、企业PDM技术实施流程 PDM（Product Data Management）是产品数据管理的缩写，是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。从产品来看，PDM系统可帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。从过程来看，PDM系统可协调组织整个产品生命周期内（设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等）的过程事件。PDM技术为企业提供了管理和控制与产品相关的信息，以及相关过程的机制与功能，主要有：电子仓库与图文档管理、产品结构与配置管理、产品流程及设计过程管理、产品生命周期管理、产品零部件分类及检索、开放的二次开发接口API和工具。 面对笔者所在公司遇到的情况，PDM技术是解决目前存在问题的最佳途径，它以软件技术为基础，实现产品设计制造过程的数据管理，就是要以一定的规则，将所有与产品相关的信息和设计过程进行统一管理，形成以产品为核心的、包含设计过程的数据库，并提供相关的信息处理服务。产品有关的信息包括属性数据，如CAD以及其他绘图文件、图样目录、材料明细表、产品配置、事务过程文件（信息联络单）和质量控制文件等。一般来说，企业实施PDM需遵循以下几个步骤。 1. 制定具体的实现目标 实施PDM的根本目标就是要缩短产品设计制造周期，降低产品设计制造成本，提高产品质量及竞争力。结合山西煤机装备有限公司的产品设计流程，对涉及到煤机产品的类型和属性进行整理收集，制订以下具体实现目标。①产品设计电子图文档的统一安全管理，实现产品的历史数据管理，产品数据统一存放，而不依赖于个人计算机。②用户权限管理。③设计流程管理，从产品设计到更改的工作流程管理。在员工之间、部门之间和企业之间自动地实现工作的流动、任务的流动以及文档的流动，实现设计流程、更改流程的高效管理。④产品结构定制管理，提供对产品结构、视图、BOM表和技术状态进行管理的工具，包括产品结构管理、流程管理、配置项管理、关联管理、送审管理、借用管理、安全管理、零件库维护、BOM表管理、文件查询管理和CAD信息提取等。⑤有丰富的数据接口，能兼容SolidWorks、AutoCAD、Pro/ENGINEER和Inventor等常用CAD软件。 2.选用合适的PDM软件系统 作为产品数据的管理系统，在研发设计产品的过程中，能自动完成产品数据管理和过程控制。因此，选用嵌入CAD平台更便捷、稳定、易用的PDM软件能大大提高PDM系统实施的成功率。 3.完善与PDM系统配套的实施制度与观念 经过近几年的发展，CAD的应用日趋成熟，应用环境已经不是问题。相比之下，信息化管理的相关制度建设却相对落后。主要表现在思想观念上存在着松懈、放松的心态。因此需要制定相关的实施制度。信息化的建设是一个长期的过程，PDM的应用也需要“整体规划、循序渐进、分步实施”。 4.PDM系统的定制及二次开发 根据实施目标，制定具体的实施方案。在实施方案中，应定义：PDM系统中人员、产品和工作三类模型，各职能部门在PDM系统中的职责和任务，各类人员的分工和权限，各类工作流程及各阶段任务完成的标志，制定各类电子文档的规范。结合企业的具体要求，利用PDM系统提供的开发工具，通过二次开发，定制具有该企业特色的PDM系统。 5.人员培训及试运行 在实施的各个不同阶段，都要对不同范围的相关人员进行不同程度的培训。在正式运行前，要对PDM系统所涉及的企业管理功能，经过严格的测试和试验。只有全面系统地完成各阶段试验后，才能用PDM系统来替代原来的管理办法。 作为一项庞大的系统工程，实施PDM系统的上述步骤，是相辅相成的，每一个阶段的每一处细节都直接关系到PDM系统的成败。因此，实施PDM系统成功的关键在于组织管理工作。 三、实施过程中的几个技术难点攻关 PDM是一项具有系统复杂、实施难度大和推广应用周期长等特点的企业管理系统工程。处理好实施过程中的几个关键技术，有助于PDM系统的顺利推进。 1.产品对象定义及编码系统 信息编码是对信息进行分类，制定信息代码编制标准(编码标准)，并根据编码标准对信息赋予代码的过程。信息的有效分类和信息的有序编码是实施信息化的基础工作。然而PDM在实施过程中，面临着产品数据信息多样分类的问题。 2.产品结构与配置管理 利用PDM系统的产品结构管理功能可以实现对产品结构与配置信息和物料清单（BOM）的管理，而设计人员也可以利用PDM提供的图形化界面来对产品结构进行查看和编辑。PDM系统通过有效性和配置规则来对系列化产品进行管理。产品定义的全部数据，包括产品的三维模型、二维图样、分析数据、技术说明和工艺文件等，均与产品结构建立了联系，使设计和审核人员能同步看到某一项具体变化。 3.基于并行工程的设计流程管理 严格规范设计发布及流程变更，避免发生错误，同时强调节约成本。根据企业的产品设计规范建立管理模型和设计流程。主要在审批管理和更改管理两个方面，通过PDM系统提交任务给设计人员，完成开发、编辑、审核或批准工作，对流程进行控制。PDM流程管理对产生产品数据的过程进行协调和控制，建立并行的工作流程，使工程技术人员并行地协调工作。当用户打开自己的任务箱时，就可以看到最新的工作任务清单和相应文档，然后通过集成的应用程序进行相应的工作。 4 . 集成封装常用应用软件CAD /CAE/CAPP PDM封装技术是以产品数据管理为核心，通过计算机网络和数据库技术，把产品设计全过程中所有与产品相关的信息和过程集成管理的技术。与产品相关的信息包括研发计划、产品模型、工程图样、技术规范和工艺文件等，与产品相关的过程包括设计、加工制造、装配、检测和售后等工作流程。基于PDM的系统集成是将多种功能软件集成在一个统一的平台上，实现分布式环境中产品数据的统一管理。PDM为并行工程提供了一个信息集成的工作环境，开发人员在产品生命周期的任何阶段都可访问到最新的产品信息，并能保证所有数据的完整性和安全性。 在系统模型中，PDM是CAD/CAE/CAPP等软件数据的容器，提供统一的用户使用界面，确定使用该系统的用户权限。CAD系统所产生的各种信息是其他系统运行的重要基础，其产生的主要数据信息有二维图形、三维模型以及零部件的属性、拓扑关系等多种类型。 四、结束语 本文针对山西煤机装备有限公司的信息管理现状，应用并行工作思想的产品数据管理软件，来解决因CAD/CAE/CAM/CAPP的不断深入应用而出现的复杂状况，构建起以产品结构为核心的、集中统一的产品数据管控和协同平台，实现权限控制范围内的产品数据共享。应用实践表明，在煤机产品设计开发过程中灵活应用PDM技术，可以实现产品信息的高效管理，推动产品开发设计的标准化和自动化，提高产品设计效率和设计质量，增强核心竞争力，推进煤机企业信息化进程。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/31/2011)