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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品數(shù)據(jù)生成過程的管理，即管理企業(yè)從下達新產(chǎn)品研發(fā)任務書到所有與該產(chǎn)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(wǎng)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(chǎn)品全生命周期的信息管理，協(xié)調(diào)控制工作流程和項目進展，在企業(yè)范圍內(nèi)建立一個并行化的產(chǎn)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(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品開發(fā)過程，如工程圖發(fā)放、產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)過產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品設計過程和系統(tǒng)管理的角度出發(fā)，要保持產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)時，需要精確的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)部門、采購部門和銷售部門的重要紐帶。
   在一個良好的PDM產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品物料清單結構圖

   PDM 系統(tǒng)中的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品定義 數(shù)據(jù)與零部件關聯(lián)起來，最終形成對產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品結構與配置管理功能，PDM系統(tǒng)可自動生成各類產(chǎn)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(chǎn)品結構進行查看和編輯，從而有效的提高工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭能力。

3 結束語