用PDM系统开拓哈电企业信息化之路

1用PDM系统开拓哈电企业信息化之路哈尔滨电机厂有限责任公司计算中心王艳秋李宝江一、概述哈尔滨电机厂有限责任公司（简称“哈电”）是50年代建厂的国有大型制造企业。主要承揽国内外大型水电和火电机组设计和制造任务。经过半个世纪的不断发展，哈电产品设计手段已由过去的人人“趴图板”转变成现在人手一台电脑的电子化绘图，生产销售管理已由过去的电话、传真以及纸制通知单等方式变为现在的Intranet和Internet网络沟通方式。尤其是在近几年三峡项目的承建过程中，原有的设计和管理模式逐渐显露出诸多不适合国际市场需求的弊端，主要表现在：1、图纸及文档存储分散且版本控制容易混乱，不易查询和管理，时有丢失现象；2、产品结构缺乏成套性，相似产品结构重新配置重复工作多；3、产品的设计过程管理没有实现电子化，因图纸传递的时间长，会签和审批（审核）效率低，图纸的流动过程无法跟踪和监控，易造成责任不明确，互相推委现象；4、在设计软件及其信息的集成方面，各软件之间没有实现功能集成，不同部门之间产品数据得不到有机的共享。这些弊端无疑会阻碍企业发展。残酷的国内外市场竞争以及与国际技术接轨的紧迫形势迫使哈电下决心通过实施PDM系统开拓哈电企业信息化之路。二、三、开发与实施过程1、产品选型产品选型是否符合企业实际是实施PDM系统的关键。哈电依着“技2术成熟，定制方便，功能实用，具发展前景”的原则，在对国内外多种PDM产品进行深入调研和论证，最终将目标锁定在具有一套科学实施方法论的美国EDSPLMSolutions公司（即原SDRC）的TeamcenterEnterprise（前身为Metaphase）上。同时，为了保证严格执行EDS公司的PDM实施方法论，聘请SDRC公司中国工程师作为实施顾问。2、开发团队建设PDM系统的成功实施首先要保证开发团队具有丰富的实施经验和强大的战斗力。哈电自申请立项开始，便将技术依托单位定在具有实施经验的清华大学精密仪器系。同时，在企业内部各部门抽调以一把手挂帅的各专业业务骨干加入开发团队，形成了以PDM产品供应商为实施顾问，以名牌高等院校为技术依托，以企业内部技术骨干为后备力量的协同开发团队。这一有层次、多方位的团队的组成既保证了充分地运用原型产品核心技术的对外开放性，又保证了系统客户化内容的实用性。3、确定实施步骤哈电PDM系统开发团队建立以后，便本着“重点突破，分步实施，求精务实，立足长远”的原则，制定了系统实施步骤。哈电PDM系统实施经历了以下四个阶段：（1）、需求分析与系统设计阶段在此阶段主要完成业务需求的调研，规范编码标准，总结审批流程，系统建模与设计工作，最后生成雏形系统用以初步培训用户和与用户交互。3（2）、模拟运行阶段在此阶段哈电以实际生产项目水轮机的一个完整部套“导水机构”的设计考验哈电PDM系统。该部套共有近万个零部件组成，通过用户在客户化后的哈电PDM系统下实际应用，不仅提高了用户对PDM系统的理解和认识水平，而且还发现不少系统的不足，从而使系统得到了不断的改进和完善。（3）、全面运行阶段经过多次改进并完善了的哈电PDM系统经过国家验收后，现已进入了全面运行阶段，并且已经逐步发挥了它的作用。四、系统特色1、科学的体系结构确定科学的体系结构是成功实施PDM系统的基础。哈电在TeamcenterEnterprise软件先进科学的体系结构基础上进行了切合实际的扩充，形成独特的体系结构。如图1所示：数据库管理系统、网络、计算机硬软件项目管理对象系统管理（OMF）文档管理流程管理产品结构管理工程数据库管理系统软件集成和接口管理系统核心层维护层支撑层图1PDM的系统结构CADCAMCAPPMIS……其他系统42、严密可靠的安全体系产品数据就是企业的财富，一旦泄露，完全可能导致企业在激烈的市场竞争中遭受严重损失。哈电PDM系统有着严密可靠的安全体系。按照文档的工作状态，哈电把文档分为两类：一类是动态的工作文档；一类是静态的工程文档。对于动态的工作文档，哈电PDM系统主要依靠操作系统的权限和口令、哈电PDM系统的口令、用户在哈电PDM系统中的基本角色和在工作组中的动态角色以及文档库的访问权限机制，来层层控制对数据的访问；而对于静态的工程文档（如历史数据、已归档的文档），则通过操作系统的权限和口令、用户在哈电PDM系统中的基本角色和口令，以及工程数据库的访问审批流程，来保证工程数据库的安全。哈电PDM系统文档的安全模型如图2所示：动态工作文档操作系统口令审核PDM系统口令审核文档库访问权限审核文档密级审核操作系统口令PDM系统口令用户角色用户角色静态工程文档操作系统口令审核PDM系统口令审核工程数据库访问权限审核文档密级审核操作系统口令PDM系统口令用户角色文档访问审批结果53、丰富实用的功能（1）、通过文档管理功能，解决哈电的动态数据归档、检索问题。在数据的归档方面，对电子化的图纸和文件利用电子仓库进行有序分类和管理。在数据的检索方面，系统提供丰富的查询方式，不仅可以按照图号等传统方式查询数据，而且可以按照产品结构关系进行查询。（2）、通过实现产品结构的配置管理,解决哈电产品结构的管理问题。产品结构配置管理通过记录零部件之间的关系以及产品设计结构与产品设计文档之间联系,保证数据库中文档的成套性。同时通过记录企业人员指定的文档和具体产品装配件、零部件的关系，以树的形式将文档、装配件、零部件之间的关系表示出来，同时可以让企业人员通过扩展产品结构树来实现对产品设计文档的查询。（3）、通过流程管理使整个过程流得到有效的监控，使产品数据的形成过程得到有效的保存，避免不同部门使用不同版本的设计图纸的现象发生，以免出现产品开发过程中责任不明确而相互“推委”的现象。同时在流程管理中引入并行的产品设计思想，缩短文档的传递以及处理时间，尽量提高哈电的设计效率。图2文档安全模型图6（4）、通过项目管理功能,实现项目任务的管理与控制，并对项目信息进行维护。这样可以使项目的领导人员对整个项目的进展情况进行监控，并做出相应的调整和评价，保证产品能按时成功地开发出来，提高哈电产品开发的信誉和效率。（5）、通过建立工程数据库，实现对工程数据的管理功能。哈电PDM系统实现对哈电的历史数据以及归档后数据的管理，相当于实现哈电档案馆的作用。在工程数据库管理系统的安全控制机制的监控下，使企业人员通过方便灵活的查询方式，能尽快查找到所需要的历史数据和文档，使哈电传统的设计经验在计算机化的设计过程中得到有效的利用和发挥。这对于帮助没有经验的设计人员尽快掌握设计思路和方法来说，是非常重要和必须的。（6）、由于哈电的各软件之间没有实现信息共享，不同部门之间产品数据得不到有机的共享，形成了一个个“数据孤岛”，无法满足集成化管理系统对设计数据的需求。哈电PDM系统中的接口管理系统就是用以解决这些“数据孤岛”，将各种需要共享的数据有效地组织和管理起来，真正实现哈电内部各个部门、各种软件之间信息的共享，提高产品开发的效率，缩短开发时间。4、紧密畅通的功能及信息集成PDM系统作为企业的一种集成框架，是企业其它系统的“数据枢纽”。各系统以设计数据源头BOM表作为“数据纽带”在PDM系统的协调控制下实现数据共享与统一。哈电PDM系统与CAD以及CAPP系7统达到了系统底层集成，实现了CAD/CAPP与PDM之间数据的双向流动以及用户操作环境的实时切换；与水轮机方案系统实现了功能集成；与管理信息系统通过接口和中间数据库实现数据集成。如图3所示：EBOM信息EBOM信息EBOM信息方案设计结果文档公共数据库管理系统CAD系统CAPP系统方案设计系统设计信息共享信息PBOM信息全局数据库设计信息管理信息全局数据库管理系统CAM系统三维造型NC代码文件PDM底层数据库历史数据管理信息PDM系统PDM系统工程系统EBOM信息EBOM信息EBOM信息方案设计结果文档公共数据库管理系统CAD系统CAPP系统方案设计系统设计信息共享信息PBOM信息全局数据库设计信息管理信息全局数据库管理系统CAM系统三维造型NC代码文件PDM底层数据库历史数据管理信息PDM系统PDM系统工程系统图3系统集成图85、PDM与CAPP独具匠心的完美整合多数企业实施PDM在处理与CAPP集成关系的做法往往都是另购商品化CAPP产品，再通过中间接口实现与PDM集成。而哈电将CAPP系统所处理的主要业务逻辑抽象成对一些类的操作，并通过PDM系统将这些类定义成系统底层的类（如v1Gxgs，v1UsTime类），由PDM统一管理，从而可以实现PDM对工艺数据的实时控制，CAPP系统也可实时共享PDM数据资源。类结构如图4所示：部套准备计划类工序工时类工艺工具类项目任务类参考文件工序工时工具工装关系类9五、实施效果哈电PDM系统从论证、模拟运行到全面推广应用经历了多次磨难和考验，亦得到不断的改进和完善，现已进入企业内全面推广应用阶段，并已在哈电设计过程中发挥了巨大作用。到目前为止，哈电已用PDM系统先后完成“650MW秦山核电项目”、“QFSN-350-2辽电汽发项目”和“空冷150MW汽轮发电机项目”三个项目共4个产品的设计任务。尤其是其产品结构配置功能使用户在设计“空冷150MW汽轮发电机项目”中结构关系有大部分相似的二个产品时，通过不到半小时轻松的配置，就完成了以往要3至5天的工作。以往要耗费一周时间绘制的零件明细表通过哈电PDM系统的报表导出工具只需3至4小时即可打印完成。用户心理上由原来消极被动地应用也转变为现在主动要求安装使用。在过程控制方面，用户将图纸通过流程走下来既节省了拿着图纸到各个部门会签审批的时间，又可使工艺反馈信息提前介入，方便交流，而且责任明确。在项目管理方面，项目负责人随时都可监控项目进展情况。另外，从应用范围看，哈电PDM系统在横向和纵向都得到广泛应用。系统以BOM表、电子图档、工艺文件和通知单等横向上贯穿公司设计部、工艺部直至生产计划部等处室，纵向上从公司延伸到分厂以及车间技术组。图4工艺类结构图10总的看来，哈电已形成一种和谐统一的技术管理模式，就是利用PDM集成环境使设计部进行设计开发，使工艺部进行工艺编制，使分厂车间进行材料定额和工序工时制定，使生产计划部进行生产计划和调度。可以说，哈电PDM系统已经为哈电拓开了企业信息化的高速之路。六、实施后的启示哈电PDM系统的成功实施并不是一帆风顺的。作为典型的国有大型制造企业，有必要也有责任总结一下实施经验和启示：1、慎重选型要选择适合企业实际的PDM产品。哈电作为万人大厂，数据量大，涉及部门多，管理模式复杂，一般的PDM产品无法满足哈电需求。而TeamcenterEnterprise是国际具有PDM行业标准的产品，能以其强大的技术支持力量适应各种需求，哈电作为TeamcenterEnterprise国内第一家用户取得成功也证明了这一点。2、深入调研调研不细致，需求不明确都将使系统偏离实际。作为哈电PDM系统实施技术依托单位清华大学秉着严谨求精的态度积极与哈电内部开发人员配合，多次共同与最终用户交流，保证系统的实用性。3、分层次对员工培训重点要对企业内部系统管理维护人员进行深层次培训。因为系统交付使用后，系统管理维护人员起者承上启下的作用，既要指导用户应用，还要针对用户提出的具体要求对系统进行调整。其次要对系统的最终用11户进行普及培训，如果最终用户对系统不了解，操作不熟练，产生抵触心里势必阻碍实施进度。4、获得企业领导支持通过讲座等形式使企业领导层真正了解PDM给企业带来的好处，坚定其实施信心，从而可以借助企业领导的组织调动能力推动实施。