PDM企業(yè)信息的集成(doc)
1. PDM與企業(yè)信息集成 一、企業(yè)對PDM的需求 　　目前，廣大CAD用戶一方面從CAD等技術的推廣應用中明顯地提高了設計能力和圖紙 質(zhì)量，特別是采用三維模型設計、有限元分析驗證、機構運動仿真等手段、大大地減少 了差錯、提高了設計質(zhì)量、降低了返工率；另一方面，由于CAD技術的全面推廣，一系列 問題又擺在了企業(yè)的面前。 　　1.資料管理 　　過去手工設計時，全部圖紙資料均由資料室統(tǒng)一管理，自從采用CAD技術以后，大部 分資料都存在計算機內(nèi)，部分工程圖紙存放在資料室中。隨著CAD技術的不斷進步，原有 的管理體系代表的生產(chǎn)關系無法適應新的技術的要求，因此給資料管理帶來以下問題。 　　(1) 文件查詢 設計一個產(chǎn)品會產(chǎn)生出大量的文件和圖紙。如設計一架波音737飛機要出46萬張圖，設計 一條萬噸輪船要出150萬張圖，文件量很大。另外，一個系列的新產(chǎn)品必然承老產(chǎn)品中約 80%的成果，所以，需經(jīng)常查閱老產(chǎn)品的設計圖紙。大量的設計信息以計算機文件形式存 在，這些圖紙或文本文件有可能存放在某一設計部門的計算機的某一目錄下。用戶要查 詢有關的資料，如果缺乏查找文件的輔助工具，往往要花費大量的精力，浪費寶貴的時 間，因而文件的查詢成為十分頭痛的事情。所以，必須采用計算機查詢，能根據(jù)項目、 設計人、工作階段、審批狀態(tài)、日期、類型以及預先定義的各種參數(shù)，如材料、重量、 加工方法等進行查詢，不僅可以查到當前的資料，還可以查到過去的或者類似項目的相 應資料。 　　(2) 版本管理 CAD技術使各種資料的修改變得非常方便，但不同的版本為數(shù)據(jù)的一致性和有效性帶來麻 煩，如何保證最終使用的是正確版本的圖形或圖紙就成為至關重要的問題。這就要求計 算機詳細記錄設計、加工過程中原始資料及相應的更改信息，用不同版本描述當前的有 效資料，確保正確的人在正確的地方獲得正確的信息。 　(3) 安全保密 產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)存放在計算機內(nèi)，這些數(shù)據(jù)易受到非法調(diào)用、修改和泄密，所以，迫切 需要解決數(shù)據(jù)的安全保存和保密問題，以免發(fā)生不可挽回的損失，這已成為資料管理中 的核心問題。它要求根據(jù)計算機系統(tǒng)中各類人員按其擔任的不同職責，分別賦予不同的 權力，處理不同范圍的資料。同樣，對資料也設置不同的密級，以保證各類資料不被非 法修改和盜用。 　　(4) 數(shù)據(jù)共享 原來的資料借閱制度已不適應CAD技術的發(fā)展，必須解決信息傳遞和數(shù)據(jù)共享的問題，以 便設計人員充分利用原有的設計成果，使產(chǎn)品標準化、系列化，降低設計、加工成本， 提高競爭能力。現(xiàn)在，要實現(xiàn)全部數(shù)據(jù)以電子文件形式在計算機網(wǎng)絡上交流，就要保證 數(shù)據(jù)在權限控制范圍內(nèi)隨時可以送到需要該資料的人手中，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 　　2.計劃管理 　　(1) 審批發(fā)放 CAD技術給原來的計劃管理帶來了很大的沖擊。如：計算機文件無法沿用手工簽字的方法 來進行校對、審批級控制文件的發(fā)放。現(xiàn)有的手工審批制度在CAD設計的圖形和圖紙面前 ，變得毫無辦法，人們不得不把計算機中的二維工程圖繪制成圖紙，然后再去審批，這 就大大抵消了計算機的優(yōu)勢。這是迫切需要解決的問題。 　　(2) 狀態(tài)標志和信息傳遞 全部設計工作都在計算機上進行，在計算機外則無法了解各項任務的具體狀況以及各項 任務的完成狀況。出現(xiàn)的問題、相互協(xié)調(diào)工作等都離不開計算機內(nèi)的信息。 　　(3) 記錄備案 各種審批記錄、重要的操作、關鍵性的決策都需要長期保存，以備查詢。 　　3.產(chǎn)品配置管理 　　每一個新產(chǎn)品既承襲了老產(chǎn)品的部分成果，同時，新產(chǎn)品本身又由若干分系統(tǒng)組成 ，相互之間有一定的約束關系。如何從宏觀上把握一個大型復雜產(chǎn)品的整體結(jié)構，也是 擺在CAD技術應用面前的重大課題。把一個產(chǎn)品或一個組件，按照內(nèi)部所有零件的數(shù)量、 性質(zhì)及相互關系編組，稱為配置。產(chǎn)品配置存在如下問題： 　(1) 結(jié)構關聯(lián) 產(chǎn)品由很多零部件組成。如一輛汽車約有10萬個零件，一架飛機由20～100萬個零件組成 。面對數(shù)量如此之多的零件，企業(yè)各類人員要查詢有關產(chǎn)品的資料，需花費大量的時間 ；需要形象地描述產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的相互關系，使產(chǎn)品各分系統(tǒng)之間、分系統(tǒng)內(nèi)各部件之 間的約束關系一目了然。 　　(2) 統(tǒng)一的材料清單 不同部門有不同形的BOM表，企業(yè)要花費大量時間和成本才能完成這些報表，而要保證B OM的一致性，則需要投入相當多的人力。如果設計和制造的材料清單不一致，就會造成 返工和浪費。在計算機中要隨時最新的設計更改狀態(tài)，自動生成最新的各類材料定單。 　　(3) 系列產(chǎn)品 承襲老產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品，構造新的約束關系。同一個零件可以有不同的版本保存在計 算機內(nèi)，分別對應系統(tǒng)產(chǎn)品中的不同型號。例如，不同發(fā)電機組在結(jié)構樹上用不同版本 的圖紙來代替，就可組成不同容量的電站系統(tǒng)。 　　4.更改管理 　　傳統(tǒng)的更改系統(tǒng)完全依靠人工管理，難免發(fā)生各種各樣的差錯。計算機技術應在以 下幾方面改善更改管理水平。 　　(1) 更改程序 要求制定嚴格的更改管理制度，避免發(fā)生紕漏。 　　(2) 更改影響 要求自動搜索某項更改所涉及的范圍，及時給有關人員發(fā)送電子郵件，請關注某項更改 可能會引起的影響。 　　(3) 自動更改 一旦更改申請得到批準，有關信息將無遺漏地全部得到修改。確保數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)改變之 后，其相關引用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也自動更改。 　　(4) 材料統(tǒng)計 保證統(tǒng)計工作得到最新結(jié)果。 　　二、PDM在企業(yè)中的地位 　　1.PDM是CAD/CAPP/CAM的集成平臺 目前，已有許多性能優(yōu)良的商品化的CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)。這些獨立的系統(tǒng)分別在產(chǎn)品 設計自動化、工藝過程設計自動化和數(shù)據(jù)編程自動化方面起到了重要的作用。但是，采 用這些各自獨立的系統(tǒng)，不能實現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動化傳遞和交換。用CAD系統(tǒng)進行產(chǎn) 品設計的結(jié)果是只能輸出圖紙和有關的技術文檔。這些信息，不能直接為CAPP系統(tǒng)所按 收，進行工藝過程設計時，還須由人工將這些圖樣、文檔等紙面上的文件轉(zhuǎn)換成CAPP系 統(tǒng)所需的輸入數(shù)據(jù)，并通過人機交互方式輸入給CAPP系統(tǒng)進行處理，處理后的結(jié)果輸出 成加工工藝規(guī)程。 　　而當使用CAM系統(tǒng)進行計算機輔助數(shù)控編程時，同樣需要人工將CAPP系統(tǒng)輸出的紙面 文件轉(zhuǎn)換成CAM系統(tǒng)所需的輸入文件和數(shù)據(jù)，然后再輸入到CAM系統(tǒng)中。由于各自獨立的 系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息需經(jīng)人工轉(zhuǎn)換，這不但影響工程設計效率的進一步提高，而且，在人 工轉(zhuǎn)換過程中，難免發(fā)生錯誤并給生產(chǎn)帶來很大的危害。即使是采用IGES或STEP標準進 行數(shù)據(jù)交換，依然無法自動從CAD中抽取CAPP所必需的全部信息。對于不同的CAM系統(tǒng)， 也很難實現(xiàn)從CAPP到CAM通用的信息傳遞。 CAD系統(tǒng)無法把產(chǎn)品加工信息傳遞到后續(xù)環(huán)節(jié)，阻礙了計算機應用技術的進一步發(fā)展。目 前，只有把CAD和生產(chǎn)制造結(jié)合成一體，才能進一步提高生產(chǎn)力和加工精度。隨著計算機 應用的日益廣泛和深入，人們很快發(fā)現(xiàn)，只有當CAD系統(tǒng)一次性輸入的信息能在后續(xù)環(huán)節(jié) (如CAPP、CAM中)一再被應用，才是最經(jīng)濟的。所以，人們首先致力于把已經(jīng)存在的CAD 、CAPP、CAM系統(tǒng)通過工程數(shù)據(jù)庫及有關應用接口，實現(xiàn)CAD/CAM/CAPP的集成，才能實現(xiàn) 設計生產(chǎn)的自動化。 　　自70年代起，人們就開始研究CAD、CAPP、CAM之間數(shù)據(jù)和信息的自動化傳遞與轉(zhuǎn)換 問題，即3C集成技術。目前，PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺。它可以把與產(chǎn)品有關的信息 統(tǒng)一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進行有條不紊的管理。不同的CAD/CA PP/CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需要的信息，再把結(jié)果放回PDM中，從而真正實現(xiàn) 3C集成。 　　2.PDM是產(chǎn)品信息傳遞的橋梁 　　人、財、物、產(chǎn)、供、銷六大部門是企業(yè)的經(jīng)營管理與決策部門。目前，人們已將 信息管理系統(tǒng)MIS和制造資源規(guī)劃MRPⅡ集成在一起，成為企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)。 PDM作為3C的集成平臺，用計算機技術完整地描述了產(chǎn)品整個生命周期的數(shù)據(jù)和模型，是 ERP中有關產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的來源。PDM是溝通產(chǎn)品設計工藝部部門和管理信息系統(tǒng)及制造 資源系統(tǒng)之間信息傳遞的橋梁，使MIS和MRPⅡ從PDM集成平臺自動得到所需的產(chǎn)品信息， 如材料清單BOM等，而無需再用人工從鍵盤一一敲入。ERP也可通過PDM這一橋梁將有關信 息自動傳遞或交換給3C系統(tǒng)。 　　3.PDM支持并行工程與協(xié)同工作 　　并行工程以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量為目標，把先進的管理思想和 先進的自動化技術結(jié)合起來，采用集成化和并行化的思想設計產(chǎn)品及其相關過程，在產(chǎn) 品開發(fā)的早期就充分考慮產(chǎn)品生命周期中相關環(huán)節(jié)的影響，力爭設計一次完成，并且將 產(chǎn)品開發(fā)過程的其它階段盡量提前。它在優(yōu)化的重組產(chǎn)品開發(fā)過程的同時，不僅要實現(xiàn) 多學科領域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，而且要求把產(chǎn)品信息和開發(fā)過程有機地集成起來，做到 把正確的信息、在正確時間、以正確的方式、傳遞給正確的人。這是目前最高層次的信 息管理要求。 PDM作為支持協(xié)同工作的使能技術，首先能支持異構計算機環(huán)境，包括不同的網(wǎng)絡與數(shù)據(jù) 庫；其次，能實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享，提供單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源；第三，PDM能方 便地實現(xiàn)對應用工具的封裝，便于有效地管理全部應用工具產(chǎn)生的信息，提供應用系統(tǒng) 之間的信息傳遞與交換平臺；最后，它可以提供過程管理與監(jiān)控，為協(xié)同工作中的過程 集成提供必要的支持。綜合上述四個方式，PDM在突出產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎上，正逐步完 善其作為制造業(yè)領域集成框的功能，為協(xié)同工作實施提供更強有力的自動化環(huán)境。 　　4.PDM是CIMS的集成框架 　　所謂“集成框架”，是在異構、分布式計算機環(huán)境中能使企業(yè)內(nèi)各類應用系統(tǒng)實現(xiàn)信 息集成、功能集成和過程集成的軟件系統(tǒng)。 信息集成平臺的發(fā)展經(jīng)歷了計算機通信、局域網(wǎng)絡、集中式數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫等階 段。隨著CIMS技術的不斷深入發(fā)展和應用規(guī)模的不斷擴大，企業(yè)集成信息模型越來越復 雜，對信息控制和維護的有效性、可靠性和實時性要求越來越高，迫切需要尋求更高層 次上的集成技術，提供高層信息集成管理機制，提高運作效率。 目前，國內(nèi)外的技術人員對新一代信息集成平臺做了大量的研究開發(fā)工作，也推出了多 種平臺，典型的是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫及面向?qū)ο蠊こ虜?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。雖然這此面向?qū)ο?技術已部分商品化，但還沒有在企業(yè)中得到全面應用和成功實施，技術仍不成熟。具有 對象特性的數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)環(huán)境，由于其開放性、可靠性等方面明顯不足，無法勝行CI MS大規(guī)模實施應用的需求。而在關系數(shù)據(jù)庫基礎上開發(fā)的具有對象特性的PDM系統(tǒng)由于其 技術的先進性和合理性，近年來得到了飛速發(fā)展和應用，成為新一代信息集成平臺中最 為成熟的技術，是支持并行工程領域的框架系統(tǒng)。 PDM不僅向ERP自動傳遞所需的全部產(chǎn)品信息，而且ERP中生成的與產(chǎn)品有關的生產(chǎn)計劃、 材料、維修服務等信息，也可由PDM系統(tǒng)統(tǒng)一管理和傳遞。因此，PDM是企業(yè)的集成框架 。 　　三、PDM的集成 　　(1) CAD/CAPP/CAM的集成 　　從CAD、CAPP、CAM發(fā)展來看，他們首先是各自獨立發(fā)展，然后又彼此靠攏，并試圖 集成在一起，80年代以后，由于生成發(fā)展的需要，集成技術的研究已成為一個突出的問 題。能否實現(xiàn)系統(tǒng)之間有效、可靠的集成，所涉及的因素很多。 　　(2) PDM與ERP的集成 　　有關人、財、物、產(chǎn)、供、銷的管理信息主要包括管理信息系統(tǒng)MIS和制造資源計劃 系統(tǒng)MERⅡ。目前，MIS和MRPⅡ以集成在一起，成為ERP。 MIS具有企業(yè)經(jīng)營規(guī)劃、生產(chǎn)預測、生產(chǎn)成本核算、財務管理、人事管理、車間作業(yè)控制 和設備管理等功能。制造資源計劃系統(tǒng)MRPⅡ包括銷售管理、主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃 MRP、生產(chǎn)作業(yè)計劃、采購管理、能力需求計劃、數(shù)據(jù)管理和庫存管理等模塊。 　　ERP中的許多信息來自CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)，除了圖形數(shù)據(jù)外，還應包括：任務進度數(shù) 據(jù)、估計成本、技術指標參數(shù)、加工方法、工裝、設備需求、能力數(shù)據(jù)、BOM、工藝定額 等。另外，ERP還有來自管理部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、開工數(shù)據(jù)、變更數(shù)據(jù)、變更原 因、庫存信息、物料信息、產(chǎn)品測試結(jié)果、在制品狀態(tài)、設備狀態(tài)信息、加工能力信息 。 ERP到CAD/CAPP/CAM之間傳遞的數(shù)據(jù)應含有：開發(fā)任務書、技術指標、時間要求、修改任 務書、任務書審核、計劃日期、產(chǎn)品接收報告。 　　從計算機輔助質(zhì)量管理CAQ到ERP的數(shù)據(jù)應含有：質(zhì)量統(tǒng)計、質(zhì)量檢驗信息、產(chǎn)品零 件報廢信息、產(chǎn)品質(zhì)量報告。 從ERP到CAQ的數(shù)據(jù)應含有：質(zhì)量目標、次品報告、用戶質(zhì)量信息、質(zhì)量處理信息、質(zhì)量 成本信息、生產(chǎn)作業(yè)計劃、進貨計劃、工裝設備及加工人員情況及各項成本。 　　要保證企業(yè)內(nèi)的全部信息完整、統(tǒng)一，必須將產(chǎn)品信息與MIS和MRPⅡ集成在一起。P DM就是企業(yè)全局信息集成框架。 　　2.PDM信息集成模式 　　(1) 封裝模式 產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成就是...
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