1 引言
企業(yè)如何管理大量電子化數(shù)據(jù)并從中迅速查找、訪問到所需的信息,是企業(yè)要解決的一個重要問題。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理( ProductDataManagement, PDM)的出現(xiàn)為此提供了一種可靠的途徑。國外PDM技術(shù)的推廣應用明顯提高了制造業(yè)產(chǎn)品的競爭力,獲得了十分顯著的經(jīng)濟效益。近年來我國企業(yè)實施PDM的效果并不理想,對PDM理念的認識及其應用仍存在一些誤區(qū)。
2 PDM的基本概念
PDM技術(shù)最早出現(xiàn)在20 世紀80 年代。其初衷是為了解決大量工程圖樣文檔的管理問題,然后逐漸擴展到產(chǎn)品開發(fā)過程的三個領(lǐng)域: 1)設(shè)計圖樣和電子文檔的管理; 2)自動化工程更改單的管理;3)材料清單(BOM)的管理。到目前為止,對PDM尚無一個完整確切的定義。D1Burdick在《C IM策略分析報告》中把PDM定義為:“PDM是為企業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)構(gòu)筑一個并行產(chǎn)品藝術(shù)環(huán)境(由供應、工程設(shè)計、制造、采購、銷售與市場、客戶構(gòu)成)的關(guān)鍵技術(shù)。
一個成熟的PDM系統(tǒng)能夠使所有參與創(chuàng)建、交流、維護設(shè)計意圖的人在整個信息生命周期中自由共享和傳遞與產(chǎn)品相關(guān)的所有動態(tài)數(shù)據(jù)”。
PDM是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ),以產(chǎn)品為核心,實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。PDM明確定位為面向制造企業(yè),以產(chǎn)品為管理的核心,以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。
PDM進行信息管理的兩條主線是靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計流程,所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計展開的,這也是PDM系統(tǒng)有別于其他的信息管理系統(tǒng),如管理信息系統(tǒng)(M IS) 、物料管理系統(tǒng)(MRP) 、項目管理系統(tǒng)( ProjectManagement)的關(guān)鍵所在。PDM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)、過程、資源和產(chǎn)品之間的關(guān)系如圖1所示。
3 PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
PDM系統(tǒng)是一個管理軟件系統(tǒng),面向產(chǎn)品全生命周期,以產(chǎn)品為核心,將產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)計活動、人員組織以及相關(guān)的設(shè)計環(huán)境統(tǒng)一組織起來。
PDM原型系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)為支撐,采用客戶機/服務器(Client/Server)體系結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο?Object Oriented)的設(shè)計方法,為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)操作接口模塊提供底層服務與支持,并提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織與管理功能及用戶前端軟件工具集,實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的信息管理,協(xié)調(diào)控制工作流程和項目進展,在企業(yè)范圍內(nèi)建立一個并行化的產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作環(huán)境。PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
PDM體系結(jié)構(gòu)分為四層:
第一層是用戶界面層:向用戶提供交互圖形界面,包括圖示化的瀏覽器、各種菜單、對話框等,用于支持命令的操作與信息的輸入輸出。
第二層是核心功能層:涉及PDM系統(tǒng)軟件的核心功能(文檔管理功能、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理功能、零件分類管理與檢索功能、工作流管理功能、用戶管理功能以及系統(tǒng)集成功能) 。
第三層是框架核心層:實現(xiàn)PDM各種功能的核心結(jié)構(gòu)與架構(gòu),由于PDM系統(tǒng)的對象管理框架具有屏蔽異構(gòu)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的特性,用戶在應用PDM系統(tǒng)的各種功能時,實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的透明化操作、應用的透明化調(diào)用和過程的透明化管理等。
第四層是系統(tǒng)支持層:以目前流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為PDM的支持平臺,通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)操作功能支持PDM系統(tǒng)對象在底層數(shù)據(jù)庫的管理。
4 PDM的功能
目前,各種商品化的PDM軟件產(chǎn)品大同小異,大體具有以下主要功能(如圖3所示) 。
4-1 電子倉庫和文檔管理
對于大多數(shù)企業(yè)來說,需要使用許多不同的計算機系統(tǒng)和不同的計算機軟件來產(chǎn)生產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)所需的各種數(shù)據(jù),而這些計算機系統(tǒng)和軟件還有可能建立在不同的網(wǎng)絡(luò)體系上。在這種情況下,如何確保這些數(shù)據(jù)的及時性和正確性,并且使這些數(shù)據(jù)能在整個企業(yè)內(nèi)得到充分的共享,同時還要保證數(shù)據(jù)免遭有意或無意的破壞,這些都是迫切需要解決的問題。
PDM的電子倉庫和文檔管理提供了對分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲、檢索和管理功能。在PDM中,數(shù)據(jù)的訪問對用戶來說是完全透明的,用戶無需關(guān)心電子數(shù)據(jù)存放的具體位置。電子倉庫的安全機制使管理員可以定義不同的角色并賦予這些角色不同的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限和范圍,通過給用戶分配相應的角色使數(shù)據(jù)只能被已授權(quán)的用戶獲取或修改。同時,在PDM中電子數(shù)據(jù)的發(fā)布和變更必須經(jīng)過事先定義的審批流程后才能生效,這樣就使用戶得到的總是經(jīng)過審批的正確信息。
4-2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理是PDM的核心功能之一,利用此功能可以實現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置信息和物料清單(Bill ofMaterial, BOM)的管理。用戶可以利用PDM提供的圖形化界面來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)查看和編輯。
在PDM系統(tǒng)中,零、部件按照它們之間的裝配關(guān)系被組織起來,用戶可以將各種產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)與零、部件關(guān)聯(lián)起來,最終形成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整描述,傳統(tǒng)的BOM也可以利用PDM自動生成。在企業(yè)內(nèi),同一產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式在不同的部門并不相同,因此PDM系統(tǒng)還提供了按產(chǎn)
品視圖來組織產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的功能。通過建立相應的產(chǎn)品視圖,企業(yè)的不同部門可以按其需要的形式來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行組織。而當產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生更改時,可以通過網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖來分析和控制更改對整個企業(yè)的影響。
4-3 生命周期(工作流)管理
PDM的生命周期管理模塊管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)的動態(tài)定義過程,其中包括宏觀過程(產(chǎn)品生命周期)和各種微觀過程(如圖樣的審批流程) 。對產(chǎn)品生命周期的管理包括保留和跟蹤產(chǎn)品從概念設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制造直到停止生產(chǎn)的整個過程中的所有歷史記錄,以及定義產(chǎn)品從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)時必須經(jīng)過的處理步驟。
管理員可以通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的各基本處理步驟的組合來構(gòu)造產(chǎn)品設(shè)計或更改流程,這些基本的處理步驟包括指定任務、審批和通知相關(guān)人員等。流程的構(gòu)造是建立在對企業(yè)中各種業(yè)務流程的分析結(jié)果上的。
4-4 集成開發(fā)接口
各企業(yè)的情況千差萬別,用戶的需求也是多種多樣的,沒有哪一種PDM系統(tǒng)可以適應所有企業(yè)的情況,這就要求PDM系統(tǒng)必須具有強大的客戶化和二次開發(fā)能力?，F(xiàn)在許多PDM產(chǎn)品提供了二次開發(fā)工具包, PDM實施人員或用戶可以利用這類工具包來進行針對企業(yè)具體情況的定制工作。
5 汽車制造業(yè)中的PDM
汽車制造企業(yè)是綜合性企業(yè),對汽車產(chǎn)品各類數(shù)據(jù)進行有效的管理,提高汽車生產(chǎn)廠家的信息管理水平,從而實現(xiàn)汽車設(shè)計和制造的并行工程,這是目前汽車制造企業(yè)的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)從以下幾方面說明。
5-1 零件加工管理
明確整車與零、部件之間的對應關(guān)系是生產(chǎn)管理的基礎(chǔ)。掌握最新的加工情況并按需要,及時向有關(guān)部門傳遞信息。為此,可編制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹,樹的層次結(jié)構(gòu)表示零件的裝配順序,相應的結(jié)點為零件、組合件或總成,通過結(jié)點可以表達零、部件的有關(guān)信息。
5-2 設(shè)備管理
汽車制造業(yè)所用設(shè)備與工裝的投資額隨企業(yè)規(guī)模的擴大而急劇增加,品種也日益繁多。隨著設(shè)備趨向大型化、組合化與自動化,在制造過程中所采用的工藝裝備也趨向大型化、多樣化、復雜化與高效化,設(shè)備與工裝的價格也明顯增加。與此同時,運輸設(shè)備與檢驗設(shè)備所占比例不斷增高,設(shè)備管理的重要性更加受到重視。以工具管理為例,每當車輛改型或工藝變動時,都應和工藝計劃、設(shè)備計劃緊密配合,制定出詳細的工具計劃,并開展工具設(shè)計、購進、庫存管理、制造、修補等一系列日常管理的業(yè)務活動。
5-3 質(zhì)量管理
在許多生產(chǎn)條件下可能生產(chǎn)出大量的不合格產(chǎn)品,對此必須采取預防措施。在產(chǎn)品的計劃階段和制造階段認真分析影響質(zhì)量的各種因素,例如,車身在線檢測數(shù)據(jù)的處理、監(jiān)測,離線監(jiān)測數(shù)據(jù)的控制圖處理分析,以確定工序狀態(tài)是否正常。
5-4 工程更改
工程更改是汽車制造企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務活動中一項十分重要的業(yè)務。當用戶需求更改、供應商發(fā)生變化時、產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題以及在產(chǎn)品生產(chǎn)制造進程中出現(xiàn)偏差時,都可能提出工程更改的需求。一般首先由技術(shù)管理人員發(fā)出工程更改命令,設(shè)定更改權(quán)限,指派設(shè)計人員、工藝人員修改相應的圖樣、文檔、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等。每次更改的更改人和更改時間由系統(tǒng)自動生成并填寫到更改標記欄中,超過一定的更改次數(shù),系統(tǒng)報警提示重新出圖。工藝路線的更改將在BOM的屬性中體現(xiàn)。然后,設(shè)計員通過填寫更改單,下發(fā)更改數(shù)據(jù),填寫配布欄信息,進入更改審批階段。接著,進入生產(chǎn)管理部門,指定生產(chǎn)批次號和使用時間,進入采購部門提供原材料、零、部件的供貨信息。最后,根據(jù)配布信息發(fā)放相應圖紙、文檔、BOM到各執(zhí)行部門和外協(xié)廠,由各部門打印執(zhí)行。
5-5 綜合信息管理
通過在PDM中建立產(chǎn)品綜合信息反饋單,各部門可以實時提供產(chǎn)品各階段的執(zhí)行情況、設(shè)計和質(zhì)量問題、解決方案和合理化建議,充分發(fā)揮電子信息并行、高速、多媒體的傳遞特點,使PDM系統(tǒng)成為信息交流平臺,從而實現(xiàn)市場、設(shè)計、工藝、制造、生產(chǎn)管理、采購、售后服務、質(zhì)檢、財務、綜合等部門在PDM環(huán)境中進行協(xié)同工作。
在汽車制造企業(yè)實施PDM,既要了解一般PDM系統(tǒng)實施的注意事項,又要結(jié)合汽車行業(yè)的特點。
在PDM的選型上,由于PDM是需要有針對性實施的企業(yè)級管理軟件,企業(yè)要根據(jù)自身的需求和所要達到的具體目標,按自身所需功能的優(yōu)先級排定軟件必備和可選的功能,尋找合適的供應商,用來提供較強的技術(shù)支持與服務能力。同時,需要注意企業(yè)內(nèi)部實施隊伍的行業(yè)背景和實施能力。
在企業(yè)范圍實施PDM需要有整體和集成意識,實施PDM之前,企業(yè)一定要制定相應的規(guī)章制度,并對所有相關(guān)人員進行認真培訓。
在產(chǎn)品數(shù)據(jù)及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的管理上, PDM應提供分類管理等支持設(shè)計重用功能,必須能夠充分集成或者繼承企業(yè)的歷史數(shù)據(jù)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)主要以電子介質(zhì)(供設(shè)計用)和紙介質(zhì)(主要供指導生產(chǎn)用)存在,企業(yè)要制定相應的制度來確保紙質(zhì)文檔和電子文檔的一致性。對于產(chǎn)品開發(fā)模式,需要從集中開發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)楫悩?gòu)和分布環(huán)境下的協(xié)同產(chǎn)品開發(fā),從部門、企業(yè)級的產(chǎn)品數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展為產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)。
（轉(zhuǎn)載）
