PDM系统在企业中的实施和应用-李春亭

PDM在企业信息化建设中的应用和实施李春亭白岩吕宏大连重工.起重集团有限公司PDM在企业信息化建设中的应用和实施李春亭白岩吕宏大连重工.起重集团有限公司摘要：本文对PDM系统在企业的实施和应用进行较详细的分析和研究，阐述了PDM 系统的功能模型和相关的关键技术，提出了企业在实施和推广使用PDM时应注意的问题关键词：PDM 功能模型关键技术应用实施1.概述大连重工.起重集团有限公司的PDM项目一期实施工作自2003年12月开始，至2004年6月15日止，经过项目组全体成员的共同努力，已基本完成合同约定的内容，2004年6月16日开始上线推广使用。

截至2007年4月30日，共有2510个产品在PDM平台上开展设计，累计生成了72万个物料，包括产品、部件、零件、外购件、外购标准件、通用部件等；实现了设计、审查、批准和归档发布异地完成；达到了PDM系统与CAPP/ERP系统的有效集成；PDM客户端覆盖了公司18个部门，450个节点。

经过3年的运行，目前PDM系统电子仓库中已经积累了设计文档64万个电子文件，包括图纸、明细表，设计文件和文档资料等；为企业三化设计和重用奠定了坚实的基础。

我们愿意把PDM在企业信息化建设中的应用和实施的经验和体会奉献出来与同仁们共享。

随着市场全球化竞争的加剧以及计算机网络技术的发展和普及，企业越来越多的开始采用计算机来进行企业管理、产品研发以及加工制造等活动，以力求达到企业对外部市场的快速响应之目的。

虽然计算机的应用加快了企业产品的开发速度，缩短了产品开发周期，但传统的管理方式，已经不能适应由于计算机的应用给企业带来的种种变化，尤其是制造企业在计算机应用积累到一定阶段或一定的信息量以后，这种变化尤为突出。

主要表现在：1．1在设计图纸和文档的管理方面，计算机产生的大量电子文档和信息没有得到有效和系统的管理，使设计人员难以快速和准确地获得所需资料，反而降低了查询速度和效率。

1．2在产品结构的获取方面，产品设计资料的成套性难于把握，而且不易直观准确地获取所需的产品结构，并对其进行有效地配置。

1．3在设计过程管理方面，从任务的分解，图纸的形成，到图纸审查、批准发布和归档，以及图纸版本修订等，全靠人工来完成，中间传递的也是纸质介质。

图纸的流动过程无法跟踪和监控，由于整个产品开发过程没有协调一致的管理机制，不同部门使用不同版本的设计图纸时有发生，导致于同一问题多次出现。

1．4在产品设计的组织实施方面，下游人员和上游人员没有进行充分的信息交流从而使设计阶段难于发现后续阶段可能出现不足，使得工程更改次数增多，工作效率降低。

1．5随着设计周期的越来越短，设计和工艺过程并行进行则显得尤为重要。

1．6在设计软件的集成方面，缺乏一个软件集成框架和一个统一的产品数据模型，各设计软件之间还没有得到有机的集成，没有实现产品数据共享。

1．7企业搬迁以后，如何实现异地设计、审查、归档和制造管理等问题。

1．8在社会化大生产的今天，如何实现跨地区，跨国界的设计和制造协同问题。

由此可见，在企业信息化建设中，产品的数据管理，产生数据的过程管理以及应用软件的管理，包括数据流和工作流的管理已经成为企业整个活动过程的瓶颈，亟需一个集成管理系统来管理和控制企业中的各种数据和数据流及工作流，以充分发挥计算机系统的作用，保证企业产品开发过程的快速和高效进行。

而PDM技术就是在这种需求下产生的，它提供了一个数据管理的集成框架，功能已从最初的电子文档管理逐渐扩展到包括企业过程管理在内的各个方面，为企业信息化提供了可靠的保证。

2.PDM的定义和功能模型PDM的英文全称是 Product Data Management，中文含义是产品数据管理。

综合各个方面， PDM系统应该包含以下功能：¾ PDM系统管理了与产品相关的所有数据——任何描述产品结构的数据，包括零部件数据、配置数据、文档数据、CAD文件数据、权限信息数据等¾ PDM系统管理了产生上述数据的所有过程——包括过程的定义和过程数据¾ PDM系统提供了CAX和ERP软件接口和集成平台（X－指D,E,M,PP等）PDM的定义有狭义和广义之分。

从狭义上讲，PDM仅仅针对工程设计过程中的数据：从广义上讲，PDM可以管理产品整个生命周期中，从需求、开发、设计、制造、销售到服务的全部数据。

从功能上讲，PDM主要由三个层面组成：支撑层、维护层和核心层。

如图1所示：图1 功能模型支撑层为PDM实施的基础，主要包括数据库管理系统和网络，这里不仅包括软件，如操作系统等，还包括计算机硬件，这些为PDM的实施提供了物质和技术上的支持。

维护层则是PDM系统的维护工作，包括数据集的维护，部门和用户的管理，项目创建以及项目中角色的定义。

这些模块主要完成PDM系统的控制和管理，保证PDM系统的顺畅推广使用。

核心层则是PDM实施的核心部分，也是用户主要面对的模块。

核心层包括文档管理、产品结构管理、流程管理、电子数据仓库管理、CAX/ERP应用软件集成以及接口管理系统等。

其中文档结构化管理为产品结构管理和流程管理的支撑，后两者所产生的文档由文档管理来控制。

而PDM系统和企业中其它系统的联系则主要通过应用软件集成和接口管理系统以及数据仓库来完成，这样才能实现企业中各个部分的有机集成，达到数据最大限度共享。

而PDM系统通过对数据以及数据流的管理和控制，将企业中的各个系统有机地组织在一起，实现了企业中信息的集成、过程的集成和人的集成，这对于企业的信息化建设过程来说，是非常重要的。

3. PDM在企业信息化建设中实施的关键技术3.1PDM在企业中的实施模型PDM系统在企业中的实施模型可以用金字塔来表示，如图2所示。

任何PDM实施过程中的活动都可以纳入到该模型的某一层面上。

图2 PDM实施模型企业的业务需求要求PDM项目的实施一定要面向用户解决实际问题，这是项目实施成功的关键。

在概念层我们把企业对产品数据管理的各种需求抽象为诸多个不同的概念，而不同概念的组合就形成了PDM系统的核心功能层面。

譬如，业务项的概念用于文档的管理，版本、状态的概念用于工作流的管理等等。

系统集成层则使得PDM系统与其它的应用系统共享同一数据或数据链，保证数据源的唯一性，准确性和完整性。

扩展应用层使得整个企业在PDM系统框架的支撑下，实现诸如并行工程、协同设计和制造、全面质量管理等先进的管理理念。

在金字塔模型中，层次越低，其集成度则越低，层次越高，其集成度也就越高。

而随着层次的升高，信息的粒度也就越高。

信息粒度主要指所含的信息量。

在最低层的概念层上，业务项、状态等所含的信息量少，而在扩展应用层的并行工程一级上，所要处理的信息量就大得多。

3.2 PDM实施的关键技术3.2.1部门和用户管理和其他信息系统一样，角色（Role）管理是PDM管理部门和用户的重要组成部分，使用PDM系统的用户，必须具有某种角色，才能登陆到系统中，获得系统赋予的与角色相对应的权限，通过角色的管理来保证数据库中资料的安全性，有效地防止越权操作，使得文档资料更加安全可靠。

主要功能应该包括：¾角色管理¾工部门和用户的增加¾部门和用户的删除¾部门和用户的查询¾用户向部门中的指定¾用户的有效和无效3.2.2文档管理文档是PDM系统管理的基本对象，所有操作最终都几乎可以归结到对一个具体文档的操作，所以文档管理是PDM系统核心层中的核心。

文档管理的作用域主要在产品的开发过程中，而当产品的开发工作全部结束时，相关文档就应当提交给工程数据库管理模块来管理了。

文档管理的主要功能应该包括：¾文档的建立和属性的定义；¾文档的查询和浏览；¾文档的保存和入库；¾文档的更改。

3.2.3产品结构管理PDM系统以树状结构来表达产品零部件之间的层次（隶属）关系。

一个具体的产品结构树对象包括了对象属性数据，对象结构（关系）数据，描述文档，属性文档等。

在属性文档下，又包括了具有版本属性的所有文档。

由不同层次的装配关系对应的不同层次的BOM 而组成的树状结构称之为产品结构树。

有了产品结构，PDM系统提供给用户的功能应该包括：¾自动生成单层BOM和多层BOM¾自动生成所有设计报表并进行汇总统计¾可以自动输出任意查询3.2.4流程管理流程管理的载体是数据包，主要实现对物料、描述文档的提交、审查、批准、发布归档等过程进行有效管理；同时实现产品设计过程中的各种描述文档进行相关任务的确定和版本变更的维护等，来保证设计过程中任务的完整性和数据的一致性。

其主要功能包括：¾业务流程的定义和提交¾部门判断¾流程分解¾各任务并行处理¾发布归档处理串行的产品开发模式形成了从产品设计到生产制造，现场服务等大的循环，容易造成产品开发周期长，设计质量差，工作效率低等缺陷。

要克服这些缺陷，就要建立并行的产品开发流程。

而并行设计强调上游设计信息的及时预发布和下游评价信息的及时反馈，为此，产品开发过程中的各个阶段必须达到数据共享和有机的集成。

只有PDM系统才能够做到这一点。

3.2.5项目管理和角色分配PDM系统下的业务项操作与系统中项目的定义密切相关。

项目的创建除了要按照规范进行以外，还要及时掌握项目中各种审查、审批角色的定义和分配，包括机械设计流程角色分配，电气一次设计流程角色分配，电气二次设计流程角色分配，液压设计流程角色分配，减速机设计流程角色分配等等。

PDM系统在项目管理上的主要功能主要有：¾项目的创建，其中包括项目名称和项目代号的映射关系的建立，以及项目的其它属性¾项目的删除¾项目属性的更改¾项目进度的监控¾项目中成员角色定义3.2.6电子数据仓库管理PDM系统可以根据部门业务性质划分为不同的数据仓库以利于用户或部门权限安全可靠方便地管理。

因此就需要利用网络/数据库技术对电子化后的大量文档进行有效的组织和管理，在安全有序的控制下为设计人员提供便捷的参考，使工程技术人员可按多种查询方式，及时、准确、迅速查询到所需要的资料，以重用已有的设计成果，缩短产品开发时间，提高效率。

电子数据仓库的管理主要应包括的功能：¾快速查询管理¾浏览显示管理¾数据安全控制¾系统维护3.2.7 CAX/ERP软件集成和接口管理为了将现有的CAX/ERP软件和PDM的软件组成一个集成系统，PDM系统必须具有软件集成管理的功能，能将企业的各种软件进行有机的集成，实现PDM与其它软件之间的双向操作。

对于其它系统和PDM系统的数据传输，一般采用一个共享数据库来保存交换的数据，由各个系统对其进行分享。