PDM系统中几个关键模块实现方法的研究-PDM-机床行业-hc360慧聪网

PDM系统中几个关键模块实现方法的研究 2008/5/26/10:11

产品数据管理(Product Data Management，简称PDM)是80年代后期才发展起来的一项新的管理思想和IT技术。它是以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业生产 过程中所有与产品相关的信息和与产品相关过程以及相关资源进行集成化管理的技术。它是企业实现信息集成的桥梁和纽带，也是企业设计、工艺和制造部门的数据 管理中心和流程管理中心。   PDM系统能够很好地促进企业提高其产品质量，缩短研制周期，提高工作效率，加快产品投放市场速度，从而提高产品的竞争能力。因此，近年 来，PDM系统在国内外制造企业中都取得广泛的应用。而且，由于PDM系统能够处理大量异构数据，故也在医疗保健、保险、建筑、电子、通讯、航空/航天等 其他领域得到了广泛的应用，并正逐步成为支持企业过程重组(BFR)、实施并行工程(CE)、CIMS工程和 ISO9000质量体系认证等系统工程的使能技术。 1 PDM系统的功能与结构 PDM系统的基本功能 PDM 系统为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制。一般说来，一个集成的企业级应用的PDM系统应具有以下几个基本功能：①电子资料库和文 档管理功能：②工作流和设计过程管理功能：③产品结构和配置管理功能：④查看和圈阅功能：⑤设计检索和零件库功能：⑥项目管理功能：⑦电子化协作功能：⑧ 工具和“集成件”功能：⑨扫描和成像服务功能。 以上这些功能可以概括为PDM的两大方面的功能：一是产品数据生成过程的管理，即管理企业从下达新产品研发任务书到所有与该产品相关的图文档全部 生成的全过程：二是图文档生成后，如何进行有效的存储和管理，实现图文档的保密、共享、查询、汇总、统计等，以便为今后的设计工作提供便利。 PDM的开放式体系结构 图1 PDM的开放式体系结构 一个优秀的PDM系统，必须具有良好的底层体系结构。PDM系统的开放式体系结构(如图1)以网络环境下分布式数据库技术为支撑，采用C/S(客 户机/服务器)体系结构和面向对象的方法，实现产品全生命周期的信息管理，协调控制工作流程和项目进展，在企业范围内建立一个并行化的产品开发协作环境， 其开放性主要体现在： 支持多种硬件平台——如UNIX、Windows、Macitosh等： 支持多种数据库系统——如Oracle、Sybase、MicrosoftSQLServer等： 支持多种网络协议——包括TCP/IP、NetBIOS、HTTP等： 采用了Client/Server、Web/Internet、Object-Orient等先进技术： 具有友好的用户界面和多语种支持。 2 PDM中几个关键模块的实现方法 企业应用PDM系统，能为企业的工程数据管理与过程的自动化控制提供统一的支持环境，并以它作为工程部门的集成框架，支持各类异构式计算机系统的要求，以便满足不同企业或用户的需求。 因此，在PDM系统开发过程中，必须充分考虑PDM系统的各功能模块的实现方法。限于篇幅，本文主要对工作流管理、权限管理和BOM汇总等关键模块的实现方法做重点探讨。 图2 任务单元模型 图3 PDM过程结构模型 工作流程管理的设计和实现 在产品设计过程中，工程设计活动一般表现为创建、发放及更改设计数据。作为PDM系统的重要组成部分，工作流程管理的任务是对产品的整个形成过程进行控制，并使该过程在任何时候都可追溯。 为了有效的进行工作流程的管理，必须建立一个包括产品形成过程中所有重要特性的结构化的过程模型，该过程模型描述了构成工作流的各过程步骤在逻辑 上的串/并行关系。为此，首先必须确定所有有关的过程步骤，通过对过程步骤的分析，将它们抽象成一些构成产品开发过程的基本的任务单元(Unit of Task)，通过对这些基本的任务单元的有机链接来构造不同的产品开发过程，如工程图发放、产品数据的更改过程等。每一个基本任务单元都有至少一个入口和 至少两个出口(如图2所示)。在任务入口部分需要给出任务的完成模式、任务参与人员列表以及任务的工作对象等：在任务出口部分需要提供任务活动的成功和失 败等出口。 过程模型确定以后，则可以将过程模型中的每一个过程步骤与功能对象相关联，并通过功能对象来对工作流中的各过程步骤进行控制。同时，每个功能对象也需要同能执行或接受这项任务的系统用户、用户组或角色等相关联(如图3所示)。 通过PDM系统的工作流管理功能，用户可以对产品形成过程中各种复杂的设计、更改和发放过程进管理。图4显示了一个典型的更改管理的处理过程。在 该工作流程中，更改过程的发起者如某个个人、某个小组或某个部门发出更改申请书，工作流管理模块将更改申请书发送给有关的PDM用户，进行更改批准的过 程。假如更改申请没有获得批准，工作流管理模块将会向更改过程的发起者发送有关信息，整个过程就此结束。如果更改申请得到有关人员批准后，工作流管理模块 将会向经授权的更改执行者发送更改任务单。接下来更改执行者根据更改任务单对需要更改的对象进行修改。更改过程结束后，再经过产品检验的过程，如果检验得 到通过，工作流管理模块修改被更改对象的相关属性，重新存入档案库，同时向可能使用该对象的所有用户发放更改通知书，若检验失败，工作流管理模块将向更改 执行者反馈有关信息。 图4 更改管理工作流 图5 层次式角色结构 同时，在工作流管理模块中运用并行工程的思想，通过分析和修改传统的串行工作流程方式，并对产品形成过程中的各个工作步骤进行更改有效控制，可以使一些复杂工作过程得以并行执行，从而大幅度缩短产品开发或设计周期，提高工作效率和企业竞争能力。 权限的设置和管理 企业运用PDM的一个重要理由就是企业图文档的安全。同时，从组织产品设计过程和系统管理的角度出发，要保持产品数据的完整性、有效性、一致性和安全性，要求PDM系统中应该包含强大的权限管理功能，以实现对参与设计过程的人员进行适当的权限设置和管理。 首先，要求在构造PDM系统时，需将有关人员组织结构进行重组划分，使每个合法用户分属于不同的用户组。一个用户组可以包含多个不同的用户，而一 个用户也可以属于多个不同的用户组。此外，可以通过角色定义的方法来为不同的用户指定不同的角色，并使他们与项目关联起来。同样，不同的用户可以属于不同 的角色，同一角色类型也可以包括不同的用户。所以，我们可以根据各个成员所属用户、用户组或角色的不同，来规定其在PDM系统中所享有不同的数据操作权限 和范围。典型制造企业的人员角色包括总工程师、主任设计师、设计员、主任工艺师、工艺员、标审员等。 在角色定义时，为了便于角色的管理，可以采取一种层次式的角色结构。即将具有最少权限的角色置于角色结构的最底层，从它们开始通过逐层赋予新的用 户以新的权限，从而派生出处于不同层次并具有不同权限的新角色。同时，处于更高层次的角色将自然继承了更低层次角色的所有权限(如图5所示)。 图6 规则处理过程 权限管理通常是通过为用户、用户组或角色定义不同的规则来实现的。规则是用户执行某项活动必须满足的一个或多个简单的或组合的条件的逻辑集合。多 种规则可以组成规则库。用户在请求执行某项活动开始后，首先需要检查该活动的执行者是否具有执行此项活动的权限(如图6所示)。只有当用户权限检验获得通 过，PDM 系统才能进行下一步的操作，否则，用户请求将被拒绝，系统将通知用户其无权进行该项活动，活动同时也将会终止。 此外，因为在产品设计过程中，图文档的会签是一个不可少的工作，这就要求PDM系统还要能够实现动态权限的管理。如在设计过程中，该文档的设计者 拥有对图文档的修改权限，但到了签审阶段，设计者就只能拥有对其设计的图文档的浏览权限。动态权限管理的实现，能够更加有利于保证数据的一致性和安全性。 BOM汇总功能 企业在组织生产时，需要精确的产品结构信息，分类清单和工艺路线、工艺装备、工时定额和材料定额等信息，BOM(BillO-Material)就是描述企业的产品和工艺信息的各类清单和报表。它是联系企业技术部门、生产部门、采购部门和销售部门的重要纽带。 在一个良好的PDM产品中，PDM系统本身不是孤立存在的，它必须能够与CAD、 CAPP、CAM等各类应用软件实现无缝集成。PDM系统中的BOM汇总功能，是PDM中的一个相对独立的子模块，承担着从CAD、CAPP中汇总信息， 并生成各类汇总表的工作，如CAD软件生成的产品结构信息，必须能够在 PDM中进行汇总、分类，形成标准件、外购件，自制件、借用件、外协件等汇总表和铸件、锻件、焊接件等分类汇总清单，生成面向企业采购和生产计划管理系统 的基础数据：而CAPP软件生成的工艺信息，也要在PDM系统中进行工时定额、材料定额、工艺装备等汇总工作，生成面向企业车间管理系统的基础数据。而 PDM中的相关设置决定了这些汇总信息的存储方式和流向。 图7 某产品物料清单结构图 PDM 系统中的产品结构与配置管理是实现BOM汇总功能的基础。在PDM系统中，通过把产品分解为部件和零件，部件又可分成可分解的和不可分解的，可分解部件进 一步分解成子部件和零件，子部件又可进一步分解，从而逻辑地描述了一个产品的组成关系。零部件按照它们之间的装配关系被组织起来，用户可以将各种产品定义 数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完整描述。并且，由于PDM系统数据库系统中记录了产品结构中所有零件的基本记录之间的联系，所以用户可以根 据不同的需要生成各种不同层次的物料清单，如可以生成一个部件或几个部件甚至整个产品的物料清单(如图7所示)，以及面向不同对象的物料清单，如面向功能 的、面向装配的甚至面向销售的物料清单等。 因此，通过产品结构与配置管理功能，PDM系统可自动生成各类产品明细表和汇总清单，使用户可以利用PDM的图形化界面来对产品结构进行查看和编辑，从而有效的提高工作效率、产品质量和企业竞争能力。 3 结束语 产品数据管理是一门用来管理所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术。本文的阐述PDM概念、系统功能和结构的基础上，重点讨论了在PDM 系统中的工作流程管理、权限设置与管理及BOM汇总等几个关键模块，并对这些模块的实现方法进行了详细讨论。这些关键模块的有效实现将能为PDM系统的成 功开发和实施提供重要的基础保证。