1 PDM系統(tǒng)的功能與結構

1. PDM系統(tǒng)的基本功能
   PDM 系統(tǒng)為企業(yè)提供了一種宏觀管理和控制所有與產品相關的信息的機制。一般說來，一個集成的企業(yè)級應用的PDM系統(tǒng)應具有以下幾個基本功能：①電子資料庫和文 檔管理功能：②工作流和設計過程管理功能：③產品結構和配置管理功能：④查看和圈閱功能：⑤設計檢索和零件庫功能：⑥項目管理功能：⑦電子化協(xié)作功能：⑧ 工具和“集成件”功能：⑨掃描和成像服務功能。
   以上這些功能可以概括為PDM的兩大方面的功能：一是產品數(shù)據(jù)生成過程的管理，即管理企業(yè)從下達新產品研發(fā)任務書到所有與該產品相關的圖文檔全部 生成的全過程：二是圖文檔生成后，如何進行有效的存儲和管理，實現(xiàn)圖文檔的保密、共享、查詢、匯總、統(tǒng)計等，以便為今后的設計工作提供便利。
2. PDM的開放式體系結構
   

   圖1 PDM的開放式體系結構

   一個優(yōu)秀的PDM系統(tǒng)，必須具有良好的底層體系結構。PDM系統(tǒng)的開放式體系結構(如圖1)以網絡環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)庫技術為支撐，采用C/S(客 戶機/服務器)體系結構和面向對象的方法，實現(xiàn)產品全生命周期的信息管理，協(xié)調控制工作流程和項目進展，在企業(yè)范圍內建立一個并行化的產品開發(fā)協(xié)作環(huán)境， 其開放性主要體現(xiàn)在：

   1. 支持多種硬件平臺——如UNIX、Windows、Macitosh等：
   2. 支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——如Oracle、Sybase、MicrosoftSQLServer等：
   3. 支持多種網絡協(xié)議——包括TCP/IP、NetBIOS、HTTP等：
   4. 采用了Client/Server、Web/Internet、Object-Orient等先進技術：
   5. 具有友好的用戶界面和多語種支持。

2 PDM中幾個關鍵模塊的實現(xiàn)方法

圖2 任務單元模型

圖3 PDM過程結構模型

1. 工作流程管理的設計和實現(xiàn)
   在產品設計過程中，工程設計活動一般表現(xiàn)為創(chuàng)建、發(fā)放及更改設計數(shù)據(jù)。作為PDM系統(tǒng)的重要組成部分，工作流程管理的任務是對產品的整個形成過程進行控制，并使該過程在任何時候都可追溯。
   為了有效的進行工作流程的管理，必須建立一個包括產品形成過程中所有重要特性的結構化的過程模型，該過程模型描述了構成工作流的各過程步驟在邏輯 上的串/并行關系。為此，首先必須確定所有有關的過程步驟，通過對過程步驟的分析，將它們抽象成一些構成產品開發(fā)過程的基本的任務單元(Unit of Task)，通過對這些基本的任務單元的有機鏈接來構造不同的產品開發(fā)過程，如工程圖發(fā)放、產品數(shù)據(jù)的更改過程等。每一個基本任務單元都有至少一個入口和 至少兩個出口(如圖2所示)。在任務入口部分需要給出任務的完成模式、任務參與人員列表以及任務的工作對象等：在任務出口部分需要提供任務活動的成功和失 敗等出口。
   過程模型確定以后，則可以將過程模型中的每一個過程步驟與功能對象相關聯(lián)，并通過功能對象來對工作流中的各過程步驟進行控制。同時，每個功能對象也需要同能執(zhí)行或接受這項任務的系統(tǒng)用戶、用戶組或角色等相關聯(lián)(如圖3所示)。
   通過PDM系統(tǒng)的工作流管理功能，用戶可以對產品形成過程中各種復雜的設計、更改和發(fā)放過程進管理。圖4顯示了一個典型的更改管理的處理過程。在 該工作流程中，更改過程的發(fā)起者如某個個人、某個小組或某個部門發(fā)出更改申請書，工作流管理模塊將更改申請書發(fā)送給有關的PDM用戶，進行更改批準的過 程。假如更改申請沒有獲得批準，工作流管理模塊將會向更改過程的發(fā)起者發(fā)送有關信息，整個過程就此結束。如果更改申請得到有關人員批準后，工作流管理模塊 將會向經授權的更改執(zhí)行者發(fā)送更改任務單。接下來更改執(zhí)行者根據(jù)更改任務單對需要更改的對象進行修改。更改過程結束后，再經過產品檢驗的過程，如果檢驗得 到通過，工作流管理模塊修改被更改對象的相關屬性，重新存入檔案庫，同時向可能使用該對象的所有用戶發(fā)放更改通知書，若檢驗失敗，工作流管理模塊將向更改 執(zhí)行者反饋有關信息。
   

   圖4 更改管理工作流

   圖5 層次式角色結構

   同時，在工作流管理模塊中運用并行工程的思想，通過分析和修改傳統(tǒng)的串行工作流程方式，并對產品形成過程中的各個工作步驟進行更改有效控制，可以使一些復雜工作過程得以并行執(zhí)行，從而大幅度縮短產品開發(fā)或設計周期，提高工作效率和企業(yè)競爭能力。
2. 權限的設置和管理
   企業(yè)運用PDM的一個重要理由就是企業(yè)圖文檔的安全。同時，從組織產品設計過程和系統(tǒng)管理的角度出發(fā)，要保持產品數(shù)據(jù)的完整性、有效性、一致性和安全性，要求PDM系統(tǒng)中應該包含強大的權限管理功能，以實現(xiàn)對參與設計過程的人員進行適當?shù)臋嘞拊O置和管理。
   首先，要求在構造PDM系統(tǒng)時，需將有關人員組織結構進行重組劃分，使每個合法用戶分屬于不同的用戶組。一個用戶組可以包含多個不同的用戶，而一 個用戶也可以屬于多個不同的用戶組。此外，可以通過角色定義的方法來為不同的用戶指定不同的角色，并使他們與項目關聯(lián)起來。同樣，不同的用戶可以屬于不同 的角色，同一角色類型也可以包括不同的用戶。所以，我們可以根據(jù)各個成員所屬用戶、用戶組或角色的不同，來規(guī)定其在PDM系統(tǒng)中所享有不同的數(shù)據(jù)操作權限 和范圍。典型制造企業(yè)的人員角色包括總工程師、主任設計師、設計員、主任工藝師、工藝員、標審員等。
   在角色定義時，為了便于角色的管理，可以采取一種層次式的角色結構。即將具有最少權限的角色置于角色結構的最底層，從它們開始通過逐層賦予新的用 戶以新的權限，從而派生出處于不同層次并具有不同權限的新角色。同時，處于更高層次的角色將自然繼承了更低層次角色的所有權限(如圖5所示)。
   

   圖6 規(guī)則處理過程

   權限管理通常是通過為用戶、用戶組或角色定義不同的規(guī)則來實現(xiàn)的。規(guī)則是用戶執(zhí)行某項活動必須滿足的一個或多個簡單的或組合的條件的邏輯集合。多 種規(guī)則可以組成規(guī)則庫。用戶在請求執(zhí)行某項活動開始后，首先需要檢查該活動的執(zhí)行者是否具有執(zhí)行此項活動的權限(如圖6所示)。只有當用戶權限檢驗獲得通 過，PDM 系統(tǒng)才能進行下一步的操作，否則，用戶請求將被拒絕，系統(tǒng)將通知用戶其無權進行該項活動，活動同時也將會終止。
   此外，因為在產品設計過程中，圖文檔的會簽是一個不可少的工作，這就要求PDM系統(tǒng)還要能夠實現(xiàn)動態(tài)權限的管理。如在設計過程中，該文檔的設計者 擁有對圖文檔的修改權限，但到了簽審階段，設計者就只能擁有對其設計的圖文檔的瀏覽權限。動態(tài)權限管理的實現(xiàn)，能夠更加有利于保證數(shù)據(jù)的一致性和安全性。
3. BOM匯總功能
   企業(yè)在組織生產時，需要精確的產品結構信息，分類清單和工藝路線、工藝裝備、工時定額和材料定額等信息，BOM(BillO-Material)就是描述企業(yè)的產品和工藝信息的各類清單和報表。它是聯(lián)系企業(yè)技術部門、生產部門、采購部門和銷售部門的重要紐帶。
   在一個良好的PDM產品中，PDM系統(tǒng)本身不是孤立存在的，它必須能夠與CAD、 CAPP、CAM等各類應用軟件實現(xiàn)無縫集成。PDM系統(tǒng)中的BOM匯總功能，是PDM中的一個相對獨立的子模塊，承擔著從CAD、CAPP中匯總信息， 并生成各類匯總表的工作，如CAD軟件生成的產品結構信息，必須能夠在 PDM中進行匯總、分類，形成標準件、外購件，自制件、借用件、外協(xié)件等匯總表和鑄件、鍛件、焊接件等分類匯總清單，生成面向企業(yè)采購和生產計劃管理系統(tǒng) 的基礎數(shù)據(jù)：而CAPP軟件生成的工藝信息，也要在PDM系統(tǒng)中進行工時定額、材料定額、工藝裝備等匯總工作，生成面向企業(yè)車間管理系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)。而 PDM中的相關設置決定了這些匯總信息的存儲方式和流向。
   

   圖7 某產品物料清單結構圖

   PDM 系統(tǒng)中的產品結構與配置管理是實現(xiàn)BOM匯總功能的基礎。在PDM系統(tǒng)中，通過把產品分解為部件和零件，部件又可分成可分解的和不可分解的，可分解部件進 一步分解成子部件和零件，子部件又可進一步分解，從而邏輯地描述了一個產品的組成關系。零部件按照它們之間的裝配關系被組織起來，用戶可以將各種產品定義 數(shù)據(jù)與零部件關聯(lián)起來，最終形成對產品結構的完整描述。并且，由于PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中記錄了產品結構中所有零件的基本記錄之間的聯(lián)系，所以用戶可以根 據(jù)不同的需要生成各種不同層次的物料清單，如可以生成一個部件或幾個部件甚至整個產品的物料清單(如圖7所示)，以及面向不同對象的物料清單，如面向功能 的、面向裝配的甚至面向銷售的物料清單等。
   因此，通過產品結構與配置管理功能，PDM系統(tǒng)可自動生成各類產品明細表和匯總清單，使用戶可以利用PDM的圖形化界面來對產品結構進行查看和編輯，從而有效的提高工作效率、產品質量和企業(yè)競爭能力。

3 結束語