一航涡轮院成功实施PDM二期项目

【摘要】PDM是一门用来管理与产品相关信息(如零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和过程(如业务过程定义和流程管理)的技术。它支持并行工程与协同工作，提供先进的管理体系，在突出产品数据管理的基础上，解决了对存放在计算机内的数据高效有序的进行文件查询、版本管理、安全保密、数据共享等问题。中国一航燃气涡轮研究院实施的PDM二期工程，是在一期工程的基础上，对SiemensPLMSoftware公司的Teamcenter软件进行的深化应用。通过本期项目实施，我们解决了一期的遗留问题，拓宽了业务范围，使我院的PDM应用水平跨上了新的台阶。【关键字】PDM系统，项目实施，Teamcenter，NX一航涡轮院成功实施PDM二期项目◎中国燃气涡轮研究院赵晓莉庞晓如王晓东1、引言随着我院计算机辅助设计的普及，各项目产生的电子数据越来越多，一些问题也越来越明显的暴露出来。传统的二维设计不能全面反映产品的信息，很难为CAE、CAM提供有效的实体模型，无法进行虚拟装配、干涉检查、数字样机分析等后续工作；设计信息传递和发布依靠人工，设计协同工作滞后，设计数据共享程度低，形成信息孤岛；电子图档数据和纸介质图纸内容一致性得不到有效保证；信息存储分散，数据检索极为不便，以致出现零件重复设计的现象。PDM技术是一项管理与产品相关的信息和与产品相关的过程的技术。其核心在于能够使所有与产品开发项目相关的人在整个信息生命周期中自由共享与产品相关的异构数据。PDM系统为这些问题的解决提供了有效的手段。为此，我院在SiemensPLMSoftware公司的协助下组织进行PDM项目实施，旨在突破产品数字化定义、产品数据管理、工作流程管理、协同设计、电子数据发放等技术，建立一个工程适用的数字化设计平台，为推广应用到其它科研项目、逐步建立发动机数字化工程设计体系及在发动机事业部内厂所之间开展异地协同工作奠定基础。2、PDM二期实施背景我院于2006年完成了PDM一期工程实施，根据我院科研需求，完成的主要工作包括人员组织结构管理、权限管理、产品设计数据管理、设计数据版本控制、流程管理、二次开发、相关软件的封装和集成等。一期工程的成功实施，使院相关业务得到了很快的发展，有力的保障了科研生产工作的顺利进行。为了进一步推进数字化设计和数据管理平台建设工作，促进设计管理水平的不断提高，我院决定开展PDM二期工程实施，在一期的基础上进行系统深化应用并将实施范围扩展到江油院区。3、PDM二期实施过程PDM二期项目实施从2007年3月项目组组建开始，到7月系统正式上线使用为止，历时半年，经过了以下几个阶段：3.1项目启动为了保证项目的顺利实施，我们首先成立了由我院IT部门、专业科室相关人员、标准化、档案和SiemensPLMSoftware公司PLM部门相关工程师组成的PDM二期项目实施小组，全程支持项目的实施。3.2需求分析由于我院独特的性质和地域特点，整个项目的调研工作显的尤其重要。为了确保需求调研的准确和完整性，项目组在全院范围内对各个科室就构型管理、技术文档管理、组织权限管理、流程管理、更改管理、标准件通用件管理、江油图样文档管理、江油试验工程文档管理、异地协同管理、PDM深化应用、NX推广及深化应用、数字化样机等内容进行了详细的需求调研。调研中，经过项目组和各个科室的用户代表的详细技术交流  Newsletter2交流和讨论，了解到目前困扰我院PDM应用的大问题是构型管理、更改管理、通用件标准件的快速使用和两地PDM的使用问题。1)构型管理构型管理，对我院来说就是发动机型号的技术状态管理，即全面反映出产品技术状态及其满足物理的和功能的要求的状况，保证产品技术状态的确立和变更均受控，正确无误，达到文文相符，文实一致，现行有效，使参与产品实现的人员在任何时候能够使用正确有效的文件资料，确保技术状态项目符合其技术状态文件的要求构型管理（技术状态管理）的主要组成为包括了构型标识（技术状态标识）、构型控制（技术状态控制）构型状态记实（技术状态纪实）和构型审计（技术状态审核）等活动。2)更改管理更改管理，是构型控制（技术状态控制）中的重要活动；是确保企业技术状态正确记录和可追踪的关键环节。对于企业来说，最关注更改管理执行的两大结果：更改彻底执行，形成更改闭环；更改信息可查询、可追溯、可借鉴；根据CMII的更改闭环过程，整个更改在更改控制委员会的监控下，循环执行如图3-1的五个过程：•提出更改申请，并审定更改要求，确定更改指标或目标；•更改申请通过后，编制更改单，并进行更改单的评审；•然后下发更改通知；•相关部门根据更改单进行更改；•更改完成后，总结验证更改是否达到目标；并确保实物与记录的一致性；•当进行下一轮更改时，可借鉴或优化以前的更改知识。更改验证更改单ECO更改通知ECN更改申请（ECR）更改控制委员会CCB更改执行借鉴、优化图3-1CMII更改闭环过程3)通用件标准件管理我院标准化室，已经对标准件和通用件进行了整理，形成手册，并可通过WEB系统查询，可查看其相应的二维图形（图片格式）。随着我院应用NX系统，进行三维产品设计，为了减少设计工程师的建模工作量，需要建立三维的标准件、通用件库，供设计工程师调用。在Teamcenter系统进行标准件、通用件管理，用来支持我院在系统中能够建立三维的标准件、通用件库；并方便对库的维护和扩充；提供方便快捷的手段支持设计工程师在进行产品设计时快速引用。4)异地协同受地域影响，我院分处两地，两地之间存在大量的数据交流。因此在PDM系统中实现协同是很迫切的需求。3.3详细方案设计在需求明确的基础上，项目组通过多次讨论和归纳最终确定了详细的系统设计方案，并通过我院组织的详细方案设计评审。对于几个关键模块，项目组进行了详细的分析。1）构型管理我院的版本采用“最新有效”的方式控制版本的有效性；在局部可适当局部应用“精确版本”机制，控制某些零组件的版本有效性；并配合使用“快照”技术进行技术状态基线的固化。阶段标识：按照需求分析的要求在系统中定制了阶段标识，从技术状态基线控制的角度，还可以对子阶段进行细分以满足用户需求。技术状态基线管理：对于图样文档，采用“快照”与阶段标识共同控制技术状态基线。2）更改管理更改采用Teamcenter的CMII模块，更改的管理是只对EngChange这种Item类型的数据的管理。系统通过二次开发后提供根据更改创建更改通知单的功能，由用户手动填写更改文件号、更改文件名称、更改原因和更改类型等信息，并发起更改通知单的流程，完成更改管理功能。3）通用件标准件管理标准件和通用件的管理采用“分类”和“分类管理”（In-Class）的方式实现，该方式可以避免用文件夹管理通用件、标准件时查找不方便的问题。该方式的用户的工作分为两部分。作为管理者，负责建立和维护标准件和通用件体系。作为设计人员，负责标准件通用件的建模，在设计完成后向标准化部门提交设计模型，由标准化部门的人员负责转化，分类如图3-2。图3-2通用件分类通用件0类（橡胶件、密封圈）1类（螺栓）2类（螺钉）3类（螺桩）类（螺母）类（垫圈、挡圈、卡圈）类（堵头、螺塞、丝套）类（销轴）类（管接头）类（卡箍、弹簧）Newsletter  技术交流24）异地协同为了推动异地流程，方便两地人员办公，项目组特采用两地一个数据库两地分别存放数据的原则，形式上达到两地的用户单点登陆，以确保流程的驱动，同时为了提高数据存取速度，项目组考虑数据在本地存取，即两地的用户除了登陆的时候验证用户身份以外，其他的操作跟本地使用一样，解决了带宽带来的瓶颈问题。3.二次开发由于PDM二期项目牵涉到大量二次开发，为了提高我院业务人员的二次开发水平，我们专门派人与乙方开发人员一起进行了PDM二期的二次开发，完成了属性表、模板文件和申请图号流程处理等开发工作。3.系统搭建和系统培训1）测试系统环境的搭建项目组成员齐心协力，不辞辛劳，经过三个星期的努力，在UNIX环境下成功地搭建了PDM二期测试系统，主要工作包括安装调试基于UNIX环境的Oracle数据库、Teamcenter系统，WINDOWS环境下的Web服务器，定制整个系统的组织结构、业务规则、流程、权限、模板属性、分类管理模块，修改二次开发程序等。2）系统测试测试系统搭建成功后，为了保证其运行正常，PDM项目组成员首先花了几天的时间专门对系统中的各项功能进行集成测试，即时解决暴露的问题，随后又邀请各个科室的专业人员，针对不同的模块和功能进行了UAT测试，对他们提出的问题和需求都及时的应答和解决，保障了系统测试的成功。3）正式系统环境的搭建在测试系统的基础上，项目组进行了正式系统双机安装调试，并在新系统中进行系统定制和数据移植，确保了移植后的系统没有出现数据丢失的现象。4）系统培训系统在7月23日正式上线，为了保证每个用户能够正常的使用新系统，项目组将所有客户端全部进行了更新安装，并针对ITEM对象模型的电子审批签名、新的电子审批流程、CM模块、BOM结构化输出、分类模块应用、基线管理、编号申请、文档作废、异地协同管理等新功能给相关的用户进行了上线培训。4实施PDM系统为我院带来的效益.1建立产品数据库为产品设计提供了可高效利用的共享资源原有的资料借阅制度已不适应CAD技术的发展，必须解决信息传递和数据共享的问题，以便设计人员充分利用原有的设计成果，使产品标准化、系列化，降低设计、加工成本，提高竞争能力。为此我们从基本型产品开始，整理原有产品资源，存入PDM产品数据库，使我院已有产品资源得到有效的管理。产品数据库实现了数据共享，使得数据以电子文件形式在计算机网络上交流，保证了数据在权限控制范围内随时可以送到需要的人手中。PDM数据库汇集了相当多的技术资源，避免了零部件重复设计，为设计资源再利用、降低成本带来了巨大的益处。同时PDM系统的多种查询功能，可方便快捷地查找到所需要的图纸和技术文件，充分满足了技术人员数据快速查询需求，为设计员提供了可靠的设计参考依据，节约了大量宝贵的时间。.2解决电子文档与纸质文档不一致的问题CAD技术的应用把设计人员从手工绘图中解放出来，而随着大量的电子图纸产生，个人计算机上诸多版本的电子图纸与资料室的底图不一致、刮改入库底图而造成的电子文档与入库底图的不一致等问题，令人无法鉴别。PDM解决了电子文档的版本管理问题，同时采用强有力的更改控制与管理，从制度以及管理环节上采取必要的强制性手段，保证了PDM数据库中的电子文档与资料室存档的纸质文档的一致性。所有图纸与技术文件都必须由PDM系统中具有输出权限的人员负责打印输出，从根本上保证图纸的唯一性。.3基于NX的并行设计我院目前已经具备基于NX进行3D产品设计的能力。传统的工作方式总体结构部门不能实时了解产品细化和装配的过程，各专业之间的部件模型无法进行实时的协调。为了加快数字化产品设计，快速建立数字化样机。我们在方案设计、技术设计阶段就开始进行3D建模，实现真正的3D设计，减少了工程设计阶段的工作量。方案设计、技术设计阶段在Teamcenter和NX系统的支撑下进行实时的自顶向下“Top-Down”设计。如图所示：图4-1　产品设计流程在PDM系统内部由总体组产生一级部件的ITEM，各专业主任设计师产生下一级组件的ITEM，专业设计师完成其负责的组件的ITEM生成，并使用转换控制权功能进行数据分发。通过参数化和WAVE在系统内部进行细化和装配，保证总体组设计师能实时了解产品细化和装配的过程，实时整体了解产品设计的状况，实现自顶向下并行设计。.PDM系统中的NX工程设计发挥的作用技术交流  Newsletter21）利用PDM系统集成的NX软件，完成了各专业所负责的所有零件的三维实体造型和二维工程图的设计、用三维实体投影生成二维工程图、完成了各组件的虚拟装配，形象描述了零、部件的相互关系，进行干涉检查。零件采用参数化建模使得修改更为方便，且零件实体模型的更改相应的工程图可自动更新，提高了设计效率。2）利用PDM系统中，所有零部件数据