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基于PDM的并行设计技术

2009-08-13 09:34:10  来源:e-works

摘要:本文介绍了产品数据管理(PDM)的概念;结合实例,说明了基于PDM的并行设计技术。
关键词: PDM

  1. 产品数据管理(PDM)的概念

  1.1 概述

  随着市场经济的发展和全球经济一体化时代的到来,各国制造企业都面临着一个同样的紧迫问题,那就是企业生存与发展问题。为此,就必须努力去满足日益激烈的产品市场竞争需要,而且基本上都要走一条相同的道路,即通过缩短产品的研制开发和生产制造周期,降低成本、提高质量,改善产品性能,使新产品尽早和尽快地进入市场,从而赢得竞争的主动权和优势。要实现这一目的,必须加强企业的信息化建设,建立企业范围内的计算机集成环境。

  产品数据管理(PDM)是在企业的信息化建设需求和现代产品开发环境中成长发展起来的一项管理数据的新技术,它有力地促进新产品的设计与开发,缩短产品上市时间,增强企业的竞争力。

  1.2 PDM的定义

  产品数据管理(PDM)以先进的软件技术和网络通讯技术为基础,是一门管理所有与产品相关的产品数据和所有与产品相关的过程数据的技术。

  产品数据是指与产品开发、制造和维护有关的以及支持产品开发、制造和维护的一切信息,这些信息包含图纸、技术规范、试验分析、成本展开表格(spreadsheet)等。过程数据则是指工程发布、工程变更管理和其他与工作流有关的数据。

  PDM环境是一套结构化的面向对象的数据集成系统的基础。以产品数据对象来实现用户间的数据对象管理。

  PDM系统可以自动跟踪产品的设计过程,管理工程文档资料、监视版本变化、控制检入/检出权限等。同时设置用户权限,设置项目管理和参加人员,设置发放、校对的控制并指定审批步骤和版本控制原则等,使设计人员能够高效准确地建立与使用产品数据、相互默契地协同工作。

  PDM技术是一项使能技术,对于提高产品全生命周期的异构数据管理效率、提高产品质量、完善售后服务、降低成本、提高企业竞争力等,将发挥重要作用。它有助于工作小组、部门、科室或企业在整个产品生命周期内对产品数据和开发过程实施管理,可在企业范围内为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境。

  1.3 PDM的功能

  1)数据仓库和文档管理

  包括文件的检入(check-in)和检出(check-out),分布式文件管理/分布式仓库管理,动态浏览,安全机制等

  2)工作流程/过程管理

  包括面向任务的工作流、触发提醒和报警、灵活的工作流设计工具、流程痕迹管理

  3)产品结构/配置管理

  包括版本修改/版本控制、材料清单(BOM)的生成、规则驱动配置

  4)查看和圈阅

  包括对多种流行的文件的浏览、标注、圈阅

  5)设计检索和零件库

  包括良好的检索数据能力、零件数据库接口、零件编码功能

  6)项目管理

  对产品开发、设计的项目管理

  7)工具和集成

  对不同应用系统之间共享信息和对其产生的数据进行统一管理

  2. 企业产品开发存在的问题

  2.1 信息管理机构及企业发展的障碍

  从企业信息化的角度来看,企业缺乏一个专门的信息管理机构去组织企业内部信息资源管理及使用,无法有效的对产品开发过程进行合理的统一规划和内部协调,并保证产品数据的共享性和完整性。

  2.2 产品设计手段落后,产品设计和生产周期长

  企业未建立或不具备完善的CAD/CAPP/CAM网络环境,缺乏数据库和产品数据管理系统,未能形成从产品设计到工艺设计、从工艺设计到工装设计,以及由制造向产品设计和工艺设计的信息反馈的信息集成,整个新产品开发周期慢长,影响了产品生产和交货期。

  1)版本无法管理,设计人员难以分清哪个文件是新版本,哪个文件是旧版本,每张图纸都以档案底图为准,在网络上,产品的唯一性和相关性差;

  2)产品结构管理混乱,无法有效的管理产品借用件;

  3)对企业发展过程中积累下来的大量产品图纸和产品资料无法进行方便、快捷的管理;

  4)文件查询很困难;

  5)文件易丢失,安全性差;

  6)资源利用率低,重复劳动很多,尤其在人员变动时更为重要;

  7)管理信息和CAD/CAM分离,存在重复数据,从而造成数据不统一,降低设计和管理效率;

  8)文件管理无法对产品的造型、工艺信息等进行管理,更不具备图纸审批、进度监控、版本自动跟踪、技术文档、产品结构信息等的操作,难以纳入计算机集成系统的轨道,为此必须采用PDM进行产品数据管理。

  2.3 建立PDM平台的必要性与可行性

  1)采用高层次的信息集成,提高信息集成度和运行效率;

  2)采用新一代信息集成平台,少走弯路,适应发展;

  3)采用PDM集成平台建立计算机集成系统企业数据管理环境,有利于全局信息模型的建立和应用以及企业产品的设计与管理;

  4)对CAD/CAPP/CAM/CAQ/MAS各子系统,通过PDM数据库接口对数据库进行操作,技术内容不变,只影响数据的输入输出;

  5)对于图纸信息管理系统,采用PDM的文档及版本管理功能实现图纸信息的分类管理;

  6)工程数据从原来的文件管理环境转向NET、PDM、DB。

  2.4 PDM实施的目标

  1)保证各种产品数据的一致性和完整性

  2)产品开发过程的规范和标准性

  3)管理制度科学化

  4)为企业通过ISO9000系列认证打下基础

  3 应用实例

  以航天二院和齐齐哈尔车辆厂的并行工程作为背景,以商用PDM系统(Metaphase)和(Windchill)支撑框架,研究并实施了并行工程中产品、过程、组织、资源的集成化管理方法与技术,提供并行设计的运行支撑环境,实现并行化产品设计,主要工作包括:

  1)集成化产品开发的管理;

  2)文档分类管理;

  3)零部件分类管理

  4)产品结构;

  5)配置管理;

  6)产品开发过程管理;

  7)工程变更管理;

  8)CAd/DFx与PDM系统的应用集成。

  并行工程作为提高产品设计能力的新方法,已经在国内外受到广泛重视,并行工程要求对产品信息做统一管理与控制、要求能支持多学科领域专家的协同工作,并且要求把产品信息和开发过程有机地集成起来,作到把正确的信息在正确的时间以正确的方式传递给正确的人。由于工程数据量性、多介质性、定义的不确定性、版本的多样性、关系的复杂性和用户的分散性等特点,因此一般信息管理技术很难管理工程数据和其传输过程。PDM把数据库的数据管理能力、网络的通讯能力、文件系统的文件管理能力以及其自身的数据控制能力结合在一起,通过有效的管理和控制所有与产品相关的信息,可以满足企业对信息管理的较高要求。


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