PDM在机械制造企业技术管理中的应用

作者：张永红 高晓梅

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 1 产品数据管理（PDM）概述 对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术CAD（Computer Aided Design，即计算机辅助设计）、CAM（Computer Aided Manufacturing，即计算机辅助制造）等技术已经比较成熟，但这些技术之间不能进行有效的信息资源共享，形成“ 信息孤岛”。对此，很多制造企业已经意识到实现信息的有序管理和共享非常重要，选择使用PDM（Product Data Management，即产品数据管理）系统。PDM是一门管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文档数据库记录等）和所有与产品相关的过程（包括审批/发放、工程更改、一般流程、配置管理等）的技术。 就PDM系统的实施情况和实施中的相关问题，笔者在使用PDM系统的某企业做了调研和分析。该制造企业的PDM开发构想始于1998年。最初是为了改变生产、工艺等诸方面的计划管理繁冗的状况。同时，随着绘图工具软件（CAD，Pro/E等）技术的不断进步，原有的生产关系已无法适应新技术的要求。要实现全部数据的电子化管理，保证数据在网络交流中，在权限控制范围内，可以及时、安全地将生产信息送达需要该资料的设计人员处，从而真正实现信息资源共享，该企业软件开发人员开发了ETPDM（Engineer Tool PDM，PDM工程师前端产品数据管理工具，简称为“PDM工程师前端工具”）。ETPDM工具能针对设计图纸自动生成规范的图框以及实现无纸化办公。 近几年，该企业的年产值增加的幅度越来越大。2006年产值已突破百亿大关。2008年，该企业新扩建后，在装备水平、工艺流程、厂房安全性等方面都有很大提升。到2010年，其年产值已提升到200亿元。随着产值的增加，产出周期的缩短，企业对产品设计单位的技术准备工作提出了新的要求。一方面，产品图纸和技术文件的出图时间要尽量短；另一方面，图纸及技术文件的更改也要求准确及时。 对于部套目录，如果按照传统方式，用纸介质进行编制、校审、会签及入库，至少要一个月的时间才可完成；由于企业在产品设计过程中与设计院配合得越来越密切，部套目录的修改也变得非常频繁，而由于传统的改图方式平均需要45天才能处理完一张涉及到整个企业主要单位的改图单，这就会给企业的生产造成一定的影响。如果将部套目录处理成脱离纸介质的全电子方式，借助企业内部网络系统，从编制、校审到会签和发布，以及以后的查阅和升级换版也都在网络上进行，这将使部套目录的出图速度和出图质量及使用质量大大提高，从而为高效地完成企业的生产任务打下坚实基础。 FitPDM（即适用于PDM管理的系统平台）是该企业自主研发的应用软件，主要适用于搭建BOM（Bill of Material，物料清单）并进行无纸化校审。研制该软件，旨在通过对部套目录的无纸化来为工厂图纸技术文件的出图方式探明一条新路。 2 PDM在某制造企业技术管理的应用 2.1 该制造企业技术管理现状 作为大型国企，该企业产品种类多、产品系列多、产品研制的阶段多、与每个阶段相关的产品设计数据多、设计图档多。这些因素导致技术管理和生产管理困难，稍有疏忽便会造成工艺文件数据和设计文件数据不一致，从而造成返工。 另外，研制阶段中，有时会进行产品设计数据更改，这些更改可能涉及到本企业中的很多部门(例如：设计、工艺、加工、装配、物管等部门)，这些部门中相应的技术文件也随即需要同步更改；另外，研制阶段中还会产生很多临时性设计文件，造成产品数据的频繁更改。 2.2 PDM在该制造企业技术管理中的作用 PDM提供了一个集成化、网络化的产品设计与管理环境，为产品的开发和制造提供了一个并行的协作环境主要功能有：产品结构管理、图文档和版本管理、分类和查询管理、项日和工作流管理、系统安全和数据备份管理等，另外，PDM还可以方便地与CAD、CAM等系统进行集成。 2.2.1 产品结构管理 PDM系统中，用树形结构来描述零部件间的装配关系。其中，树根结点表不产品，分支结点表不部件(或组件)，叶子结点表不零件。结构树反映了产品、部件(组件)间的层次关系。设计人员可沿树形结构中不同的分支，快捷地搜索到所需产品数据。此外，在产品结构树上，也可以清楚地看到每个零部件的属性和与之相关的文档。 产品结构信息是PDM的基础信息。以产品结构信息为基础，用户可以进行产品配置、报表统计等工作。 2.2.2 图文档和版本管理 设计过程中，图文档管理的数据包括生产中产生的产品数据信息和电子文档信息。 PDM管理产品整个生命周期中所有信息和过程。相关信息有：CAD/CAM/CAPP文件、工艺表格、产品配置、技术文件、物料清单等；相关过程有：审批、标准、方法、使用权、工作流程、机构关系等过程处理程序和各类文献。另外，PDM的图文档管理也提供刘一图形、文档状态的控制，实现文档档案管理的功能。 存储于计算机中的图文档多次被修改后会产生多个版本，给后期的产品数据维护带来很多不便。针刘一这种版本管理混乱现象，PDM提供了版本管理功能，有效进行图纸的版本控制及状态维护。系统刘一图文档的每一次出/入库进行的修改都进行记录，并用一个新的工作版本来表不，以保证数据的完整性。版本由若十个工作版本组成，用户有权指定哪个工作版本为有效版本。 2.2.3 分类和查询管理 PDM将有相似特性的数据和过程分为一类，同一类的数据和过程被赋子相同的属性和方法用户可以通过网络环境高效地查询到所需数据和文档 2.2.4 项目和工作流管理 PDM功能的另一个重要方面是工作流管理，它能够跟踪和控制产品设计和修改过程。 PDM以项日方式进行数据管理，提供了项日属性、资源及人员等方面的管理功能在项日实施过程中，项日管理实现项日计划、项日组织、项日人员等的管理与配置，并进行项日运行状态的监视和计划的反馈。 2.2.5 系统安全和数据备份管理 PDM提供全方位的系统安全控制手段。它能为属于不同组织和角色的人员以及处于不同状态和位置的刘一象，分别分配不同的权限。 此外，拥有权限的系统管理员有权刘一数据库的数据和有关的电子文档进行备份。当出现异常或需要审核的时候，系统能够通过备份文件实现数据恢复，从而避免数据丢失或异常。 2.2.6 与“3C(CAD，CAM，CAPP)”系统的集成 PDM能将各类CAX(CAD，CAM，CAPP等各项技术的综合叫法)系统中的数据进行有效的管理，它是一个理想的“3C”集成平台。 CAPP可以将CAD系统的二维工程视图和三维造型等图形文件，以及多种与设计、生产、经营有关的属性信息存入PDM系统。PDM也可以从CAD图纸的标题栏和明细栏中自动提取信息，并把提取到的信息保存到数据结构中，以创建产品结构树。CAPP可以从PDM系统中获得正确的信息，生成工艺文件。 同样，CAM也可直接从PDM系统中获得零部件的几何形状、工艺要求及加工属性，产生正确的工艺文件，丙安全地保存到PDM系统中，确保了CAD，CAPP和CAM数据安全可靠、管理方便，从而实现了“3C”系统的集成。 2.3 实施目标与效益分析 2.3.1 实施目标 PDM在企业实施的日标是利用一个集成系统来管理生产过程中生成的各种信息，在企业内建立起所有产品完整的设计、工艺、管理数据模型，并在此基础上搭建企业级的数据信息共享平台，从而提高开发设计效率、缩短产出周期。 可分阶段来完成总体日标：①建立完整的产品数据管理模型；②应用PDM系统建立部门级的并行工作环境。 2.3.2 效益分析 (1)直接效益。该企业使用PDM系统后，从产品结构管理、图文档和版本管理、分类和查询管理、项日和工作流管理、系统安全和数据备份管理等5个方面提升了企业的技术管理水平具体表现为：缩短了产出周期，减少了废品和返工量，提高了产品质量，方便开发系列产品。 (2)间接效益除了产生的直接效益外，PDM的使用也产生多方面的间接效益例如，提高了企业的管理形象和信誉度，使企业内各个部门使用的“3C”系统数据可以方便地进行共享。 这都为企业随时迎接新的挑战以及与国际接轨打下良好的基础。 3 结论 目前，PDM已在该企业各主要技术单位和分厂全面推广应用。实践证明，PDM在降低产品成本、减少废品和返工量等方面有很大的优势，且不影响计划调度的作业过程。主要优势有：方便进行成本估算和顾客问题同答，而且精确度高；易于改进产品的质量和性能，以适应市场新的要求和市场范围的迅速改变。这些都进一步方便了使用，提高了生产效率；在企业不同部门各种应用软件之间，预定义数据转换接口，保证了数据的标准性，方便不同系统的数据共享；工程产品的结构从批准到技术更改得到了真正的控制；专门定义的相关关系，加速了产品设计的开发；其数据备份、安全控制、使用权限和存档都易于进行，从而保证了数据和过程的一致性。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/24/2012)