CIMS组成与体系-PDM

专题二：CIMS组成与体系之PDM现代集成制造系统朱海平[e-mail]机械学院制造装备数字化国家工程中心/工业工程系产品数据管理（PDM）产品数据管理（PDM：ProductDataManagement）是指企业内分布于各种系统和介质中关于产品及产品数据的信息和应用的集成与管理。PDM集成了所有与产品相关的信息。PDM有助于企业有序和高效地设计、制造和发送产品。PDM是帮助企业、工程师和其他有关人员管理数据并支持产品开发过程的有力工具。PDM系统保存和提供产品设计、制造所需要的数据信息，并提供对产品维护的支持，即进行产品的全生命周期的管理。产品数据管理（PDM）研究背景PDM的基本概念PDM的作用PDM的主要功能PDM与企业信息集成PDM现状及发展趋势研究背景制造业面临的挑战企业信息化过程中的问题解决的对策企业对PDM的需求制造业面临的挑战市场竞争愈来愈激烈—T、Q、C、S市场需求不断变化，对产品的结构、性能的需求越来越苛刻，从而使新产品的研制变得越来越复杂。产品频繁更新给企业带来一些问题：在再设计(Redesign)、企业过程的调整(BPR)等包括设备改造及制造上不断投资。开发费用基本上与时间成正比，即开发周期越长，投资越多。这种因素也促使企业采用各种手段缩短产品开发周期。同时带来版本问题制造业面临的挑战世界各国的企业都面临着严重挑战：如何缩短日趋复杂产品的开发周期以占有市场、并降低成本？如何去适应快速变化的市场需求，对企业进行重组，以高质量、低成本、快速开发新产品？企业不断强化了在产品设计开发过程中采用计算机辅助技术的措施，由此又引发了新的问题。制造业面临的挑战企业的外部环境市场竞争与效益50－60年代70－80年代90年代竞争方式价格质量、价格、交付周期产品多样性、交付周期、质量、价格制造焦点设备效率JIT和TQM先进制造制造环境按库存生产按订单生产按订单装配\设计制造支持系统MISCAX、MRPIICAX、PDM、ERP竞争因素的变化制造业面临的挑战假期6%数据查找/发送25%休息1%其他活动5%开会13%工程设计30%重复工作20%Source:IBM企业信息化过程中的问题信息共享程度提高信息传递速度有效的信息管理要求先进的相适应的信息基础设施提高应用集成系统效率解决的对策企业对PDM的需求在开发和设计的工作中，正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方企业对PDM的需求资料管理文件查询版本管理安全保密数据共享计划管理审批发放状态标志和信息传递记录备案产品配置管理结构关联统一的材料清单系列产品更改管理更改程序更改影响自动更改材料统计企业对PDM的需求企业内部的变革市场制造分析测试分析其他产品组初始需求工程设计到下一阶段新的管理模式和企业文化新的生产组织模式并行工程ConcurrentEngineeringPDM的基本概念产品信息的产生和发展PDM的发展历史PDM的定义产品信息的产生和发展产品：人造品，产品进入市场销售而成为商品，企业通过产品的附加值经营而获取利润。信息：用以在通信中对事实、过程、概念、思想的表达或描述。数据：信息的符号化表示，这里的符号有自己的特定集合。产品信息的产生和发展产品数据：关于产品的一个或一组事实、概念、相关过程和要求的形式化描述，在产品周期内使之适合于计算机处理。产品定义数据是产品数据的一个子集。是唯一完整定义、描述产品的数据。在使用CAD/CAM系统时，产品定义数据唯一地由CAD系统产生并提供给产品全生命周期使用。PDM的发展历史产品数据管理的形成产品数据管理的发展产品数据管理的形成产品数据管理技术是从CAD/CAM和工程设计领域产生出来的。80年代中期以来，人们就已经初步认识到产品数据管理的作用。最初，是以协调制图的存储和检索的文件管理方式建立系统，来跟踪由CAD/CAM产生的绘图；接着，加进修订功能以便使用者能更好的管理设计变化；其后，又增加了将图形文件与产品结构中相关信息链接起来的能力。进入九十年代中后期，人们才逐步认识到产品数据管理的重要性。产品数据管理的发展配合CAD工具的PDM系统专业PDM系统PDM的标准化阶段产品数据管理的发展配合CAD工具的PDM系统第一代PDM产品的目标：主要是解决大量电子数据的存储和管理问题提供维护“电子绘图仓库”的功能第一代PDM产品仅在一定程度上缓解了“信息孤岛”问题，仍然普遍存在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。产品数据管理的发展专业PDM系统第二代PDM产品：对产品生命周期内各种形式的产品数据的管理能力对产品结构与配置的管理对电子数据的发布和更改的控制基于成组技术的零件分类管理与查询软件的集成能力和开放程度有较大的提高，可以真正实现企业级的信息集成和过程集成PDM开始成为一个产业，出现了许多专业开发、销售和实施PDM的公司：SDRC——MetaphaseUGS——iMAN产品数据管理的发展PDM的标准化阶段1997年2月，OMG组织公布了其PDMEnabler标准草案——PDM领域的第一个国际标准PDMEnabler的公布标志着PDM技术在标准化方面迈出了崭新的一步。PDMEnabler基于CORBA技术，就PDM的系统功能、PDM的逻辑模型和多个PDM系统间的互操作提出了一个标准。这一标准的制订为新一代标准化PDM产品的发展奠定了基础。第三代PDM产品将支持以“标准企业职能”和“动态企业”思想为中心的新的企业信息分析方法。PDM的定义产品数据管理（ProductDataManagement）直接含义：管理一切与产品相关的数据信息产品数据管理包含所有与产品设计相关的设计信息(不仅仅是工程图纸)可被所有参与产品开发的人员(不仅仅是技术人员)访问D.Burdick给出PDM定义为：PDM是在企业范围内为设计与制造构筑一个并行化产品协作环境的关键使能器。PDM功能概述PDM的定义技术软件系统(1)管理与产品相关的所有信息(2)管理与产品相关的所有过程PDM功能概述管理产品数据数据类型项目计划设计数据产品模型工程图纸技术规范工艺资料NC文件电子表格多媒体信息......存储方式图纸报告文件CAD模型电子文件......涉及的部门计划设计生产材料采购财务质量销售PDM功能概述管理产品数据之间的关系装配、引用、版本关系等在任何时刻可以访问到正确的和相关的数据产品数据或过程上任何变化对下游的影响可预见和可测量识别问题的起源及责任PDM功能概述追踪变化(动态环境，信息多向流动)使不同部门的产品信息保持一致通过产品结构或文档之间的引用关系有序地组织产品数据，方便信息的查找和分发产品记录和产品变更管理的规范化PDM功能概述产品数据管理的内涵是集成并管理与产品有关的信息与过程。产品数据管理在企业范围为设计与制造建立一个并行化产品开发协作环境。它视整个企业为一体，可跨越整个工程技术群体，是加速产品开发的使能器。产品数据管理是在分布式企业管理模式的基础上，与其它应用系统建立直接联系的重要工具。产品数据管理依据全局产品信息强调共享的观点，扩大了产品开发建模的含义。它为不同地点、不同部门的人员提供了一个协同工作环境，使其可以在同一数字化的产品模型上一起工作。在开发和设计的工作中，正确的文档应该在正确的时候送到正确的地方需求功能图计算资料产品目录标准图纸零件表准则规格说明书材料表工具单DINISO利用PDM可以大大简化开发和设计工作重要工作查找通知检查归档分类设计计算绘图建立零件表修改图纸管理文档管理零件分类产品结构管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文档保存基于PDM的系统解决方案零件管理产品数据管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系统文档PDMServerDBServer数据库利用PDM实现异地设计PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDBPDM系统中工作流管理概念设计校对部件校对部件设计项目负责人校对?零件设计零件设计修改意见文档流信息流PDM的主要功能PDM是集成并管理与产品有关的信息、过程和人与组织的软件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信息和过程的机制和构架PDM的主要功能电子数据仓库生命周期管理产品结构管理文档管理权限管理圈阅工具项目与用户管理动态编码管理海量存储管理集中输入输出通讯服务通用件管理CAX系统产品数据接口管理信息系统MRPII接口PDM的主要功能从PDM的体系结构分析，其功能主要：产品项目管理工作流程管理工程图档管理产品配置与变更管理设计检索和零件库管理集成开发接口产品数据管理软件一般功能用户功能和应用功能电子仓库产品项目管理1.项目的创建、修改、查询、审批、统计等功能；2.供项目人员组织机构定义和修改；3.在项目人员组织结构的基础上，人员角色指派对产品数据操作权限的规定项目管理在PDM系统中考虑得较少，许多PDM系统只能提供工作流活动的信息。一个功能很强的项目管理器能够为管理者提供每分钟项目和活动的状态信息。工作流程管理主要内容：面向任务或临时插入或变更的工作流管理规则驱动的结构化工作流管理触发器、提醒和报警管理电子邮件接口管理图形化工作流设计工具工作流程管理是支持工程更改必不可少的工具生命周期管理生命周期管理是管理产品数据的动态定义过程，其中包括宏观过程（产品生命周期）和各种微观过程（如图样的审批流程）。对产品生命周期的管理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。管理员可以通过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计或更改流程，这些基本的处理步骤包括指定任务、审批和通知相关人员等。电子协作主要实现人与PDM系统中数据之间高速、实时的交互功能，包括设计审查时的在线操作、电子会议等。工程图档管理工程图档管理体系结构图档信息定义与编辑模块：为用户提供图档信息的配置功能，并根据用户定义的信息项完成图档基本信息的录入与编辑图档入库与出库模块：建立图档基本信息与图档文件的连接关系，实现图档文件的批量入库和交互入库，并将指定的图档文件从数据库中释放出来，传送到客户端进行操作图档浏览模块：可以浏览和显示多种常见格式的文件图档批注模块：为用户提供快速、方便的批注功能产品配置与变更管理产品结构定义与编辑模块：提供了一种快速访问和修改BOM表的方法，用户可以定义和修改自己的产品结构，并将产品结构存入数据库中。产品结构视图管理：针对产品设计中的不同批次或同一批次的不同阶段(如设计、工艺、制造与组装等)，生成产品结构信息的不同视图，以满足对同一产品的不同BOM描述需求。产品结构查询与浏览：为用户提供多种条件查询与浏览，并用直观的图视方式显示产品零部件之间的层次关系。产品结构版本管理：产品配置与变更管理对产品的版本数据提供冻结、释放、复制等操作。设计检索和零件库管理这一功能是为最大程度地重新利用现有设计创建新的产品提供支持主要包括：零件库接口功能基于内容的而不是基于分类的检索功能构造电子仓库属性编码过滤器功能集成开发接口各企业的情况千差万别，用户的要求也是多种多样的，没有哪一种PDM系统可以适应所有企业的情况，这就要求PDM系统必须具有强大的客户化和二次开发能力。现在大多数PDM产品都提供了二次开发工具包，PDM实施人员或用户可以利用这类工具包来进行针对企业具体情况的定制工作。同时，为了使不同应用系统之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统一管理，要求把外部应用系统“封装”和集成到PD