基于PDM零件族的企业标准体系的建立-王艳秋 付长虹

基于PDM零件族的企业标准体系的建立王艳秋 付长虹哈尔滨电机厂有限责任公司基于PDM零件族的企业标准体系的建立王艳秋 付长虹哈尔滨电机厂有限责任公司摘 要：针对国内企业标准体系的建立与实施缺乏有效技术手段的问题，通过剖析PDM 系统中零件族管理思想，结合企业标准体系的要求，提出了通过客户化开发扩展PDM零件族建立企业标准体系的方法，并给出了利用该方法建立企业标准体系过程的实例，证实了PDM 零件族管理技术为企业标准体系的建立提供了行之有效的技术手段。

关键词：PDM 零件族 标准体系 客户化开发引言自国家标准委组织制（修）订了GB/T15496—2003《企业标准体系要求》、GB/T15497—2003《企业标准体系技术标准体系》、GB/T15498—2003《企业标准体系管理标准和工作标准体系》和GB/T19273—2003《企业标准体系评价与改进》四项国家标准，并于2003年10月1日起正式实施以来，国内各大企业对企业标准体系的认识逐步加深，重视程度也越来越高。

多数企业正在逐步完善自己的标准体系，有的企业着手建立全新的企业标准体系。

然而，虽然有了建立标准体系的文本规范，但由于没有切实有效的关于企业标准体系建立和实施的技术手段，加上多数企业以往对标准体系不够重视，致使企业内专业从事标准化工作的人员普遍不足，并且专业技术力量较为薄弱，因而多数企业标准体系的建立工作仍然进展缓慢，效果不佳。

有的企业尽管已经建立了比较完善的标准体系，但大多是以纸质形式存在的，查询和引用标准费时且繁琐，企业对标准电子化的需求日渐紧迫。

与此同时，随着企业信息化的不断深入，一些企业已经实施或正在实施产品数据管理（Product Data Managemen t —PDM）系统，而PDM系统中的零件族管理模块（如UGS公司的Teamcenter Enterprise产品中的PFM模块）所提供类的层次结构框架以及其管理模式，为我们将企业标准体系嵌入在其框架之中提供了可能，为将企业标准电子化并集成于企业信息系统平台之中提供了技术手段。

一 企业标准体系概述1.1.企业标准体系概念企业标准体系是企业内的标准按其内在的联系形成的科学的有机整体。

企业标准化工作用技术标准、管理标准和工作标准覆盖了企业所有管理工作[1]。

其中，技术标准（Technical Standard）是对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制定的标准，也是企业标准化工作的重点。

对企业而言，企业技术标准包括生产对象、生产条件、生产方法以及包装贮运等技术要求。

企业技术标准的存在形式可以是标准、规范、规程、守则、操作卡、作业指导书等。

企业技术标准的表现形式可以是纸张、电子文档、光盘或其他电子媒体、照片、标准样品或它们的组合。

标准体系包括现有的标准和预计应发展的标准。

现有标准体系反映出当前的生产、科技水平，生产社会化、专业化和现代化程度，经济效益，产业和产品结构，经济政策，市场需求，资源条件等；标准体系中也展示出规划应制定标准的发展蓝图。

企业标准体系的建立和实施必须紧密围绕实现企业的总方针总目标的要求，特别是国家有关标准化的法律法规和国家、行业、地方的有关企业生产、经营、管理和服务的强制性标准的规定。

1.2.企业标准体系的功能企业标准体系是促进企业内的标准组成达到科学合理、完整有序的基础。

有了企业标准体系，就有了一个眉目清晰的整体性标准化工作蓝图，它使我们对本企业的标准构成以及相互之间的内在联系一目了然，这不仅为编制和修订标准计划提供依据，而且也为企业内各个部门提供了一套必须遵循的层次清楚的企业标准目录；而且，企业标准体系的建立还会为企业信息化奠定坚实的基础，使企业标准化系统发挥更大的功能，更有效地满足生产、经营和管理对标准化和信息化的需要，从而提高企业运行的整体效益。

二 PDM的零件族管理2.1零件族管理思想零件族就是具有相同或相似事物特性[2]的一组零件。

零件族管理就是根据零件的事物特性，如结构特征、材料特征、工艺特征等不同分类标准来统一管理产品的零件，并可对零件族进行各种管理操作，如移动、添加、删除及修改零件族特征值等。

零件族分类管理的主要目的是对已有的设计信息进行归类，最大限度地发挥已有设计成果，为开发新产品提供技术支持。

PDM零件族分类管理提供如下基本功能：1)基于属性的相似零件和文档对象来进行检索的功能。

在这一功能的支持下，用户可以按照零件族所有特征参数来进行检索或查询，同时也可以按单个特定参数或几个属性组进行检索。

2)建立零件、文档对象与零件族的关系，同时对零件、零件族关系还具有编辑修改的功能。

3)定义和维护分类模式。

由于企业的分类模式不尽相同，PDM不能提供满足所有企业需求的零件分类模式，但它提供标准接口，允许用户使用该接口开发符合企业自身情况的分类模式。

2.2零件族类层次框架国内外的PDM产品，大多含有零件族管理模块，尽管各个产品管理形式各异，但它们的功能基本一致[3]。

我们以UGS公司的Teamcenter Enterprise产品为例，它的各个功能模块以OMF（Object Management Frame）模块为核心，不仅实现了从宏观上对产品相关信息的管理与控制，其中PFM(Part Family Management)模块还把PDM的管理范围扩展到零件的特性信息。

PFM模块以OMF为底层支持，按照面向对象的方法,为用户提供在特定企业内进行零件分类的机制, 并对每类零件的特性进行描述与管理。

PFM 提供了标准的族对象类和族关系类,如图1所示:图1 零件族类结构可见，PFM 模块是一个开放而又容易扩展的零件族管理模块。

如果将企业标准体系的层次结构关系视为族结构关系，将上层指导性标准视为枝类（BrnchFam），将最底层具体标准视为叶类（LeafFam），将标准的具体表现载体（电子文档）视为关联信息类（PartMstr），我们即可方便地在PDM平台上建立起电子化的企业标准体系。

三 企业标准体系的建立过程建立企业标准体系必须坚持以科学性、合理性和可操作性为主要原则；同时要紧密结合本企业的产品规模、组织结构和管理体制等实际情况，突出重点；并且以技术标准体系为主体,以管理标准体系为支撑，以工作标准体系为保障。

下面以采用UGS公司Teamcenter Enterprise产品成功实施了PDM系统的某电机制造企业为例，介绍借助PDM零件族管理技术建立企业标准体系的步骤：3.确定标准体系结构建立企业标准体系，首先就要确定标准体系结构框图。

从标准化专业角度来说，有了标准体系框图，企业标准化工作者头脑中才能拥有一幅整体的、层次清晰的企业标准化工作蓝图。

从软件开发专业角度来说，有了标准体系框图，软件开发人员也就确定了符合PDM零件族的类层次关系。

我们将这家企业近千个标准元素划归为三大系列（技术标准系列、管理标准系列和工作标准系列）和三大层次（基础标准、通用标准和专业标准），如图2所示。

为不失扩展性，每个层次又分成若干子层，如图3所示。

限于篇幅，只给出技术标准体系框图，管理标准和工作标准体系框图可类似技术标准划分。

为适应标准的信息化，我们对整个标准体系设计了一套编码规则。

用相应的英文字母区分标准系列，技术标准系列用字母T(Technology)表示，管理标准系列用字母M(Management)表示，工作标准系列用W(Work)表示；体系层次采用数字分类码和点隔分类码相结合的编码方法，用两位数字(如01，02，03)区分基础标准、通用标准和专业标准，用点隔码(如T01.01，T01.02)在基础标准层范围内进行横向分类，再增加一个点隔便可实现层内纵向分类。

此编码规则不仅提高了标准体系的延展性，而且利于标准的信息化，为在PDM系统下的信息集成奠定了基础。

图3 企业技术标准体系框图依据标准体系框图，先从纵向逐层提取各级标准(枝族)的公共属性特征进行归类，直到最低层的具体标准(叶族)的特有属性特征为止，再从横向对每一层内标准的属性特征进行提取归类。

归类好的各级标准的属性特征即作为零件族客户化代码中相应关系类的类属性。

族特征提取示例如图4所示。

(说明：带下划线的属性为从上层继承而来的公共属性)标准件 (T02.01){编码；企标代号；国标代号}螺钉 (T02.01.01){编码；企标代号；国标代号；螺纹规格d;千件重量}8EA.293.01H-2000 吊环螺钉 (T02.01.01.01){ 编码；企标代号；国标代号；螺纹规格d;千件重量；单螺钉最大起吊重量t } 8EA.903.03H-2000 内六角圆柱头螺钉 (T02.01.01.02){编码；企标代号；国标代号；螺纹规格d;千件重量；表面处理}8EA.904.01H-2000 开槽沉头螺钉 (T02.01.01.03){编码；企标代号；国标代号；螺纹规格d;千件重量；性能等级}螺母(T02.01.02){编码；企标代号；国标代号；螺纹规格d; 千件重量；表面处理}图4 族特征提取3.3零件族客户化开发依据企业标准体系框架，我们就可以将各级标准映射成零件族的关系类；依据整理好的族特征，我们就可以定义族关系类的属性。

进而，我们需要做以下零件族的客户化开发工作：1)在同一层级范围内，将标准体系中各级标准视作零件族的关系类，用Teamcenter Enterprise提供的MODeL(Metaphase Object Definition Language)语言描述出来。

在此过程中，应将中间各层标准定义成抽象关系类，将该层最低层标准定义成具体关系类；将各层公共属性特征定义在相应的抽象关系类上，将个性特征定义在相应的具体关系类上。

代码经编译后，族关系中抽象类虽然不能实例化，但系统利用族关系类定义中的抽象类信息实例化相应的枝标准族类（BrnchFam）；并且不仅将具体类一一实例化，还用族关系类定义中的具体类信息实例化相应的叶标准族类（LeafFam）。

在定义零件族中，PFM规定：不能创建叶族类的子类；不能把枝族改换成叶族，也不能把叶族改换成枝族；如需要变换时，必须先从数据库中删除，然后再重新定义。

2)完成零件族及其相互关系的定义之后，还要对界面进行客户化定义，即用MODeL语言来定义每个族的属性在对话窗口中的显示形式，用户正是通过对话窗口对属性进行赋值、修改、查询以及显示关系的。

通过以上步骤，便可以在PDM中建立起基于零件族体系框架下的企业技术标准体系，管理标准体系和工作标准体系可类似建立。

普通用户在PDM环境下，借助于系统提供的查询功能,可以很方便地查询出全部标准族、枝标准族和叶标准族，还可以以结构树的图形化形式显示出标准体系的层次,从而快速地检索出任意层次的标准中的全部相关信息。