随着中国经济的高速增长，国家确立了以信息化带动工业化的长期发展战略，制造企业信息化的浪潮方兴未艾。一方面是以计算机网络和数据库为代表的信息技术的飞速发展，一方面是现代集成制造、敏捷制造、虚拟制造、绿色制造等诸多管理理念的不断融合，制造企业信息化的框架体系不断地向前发展，产品数据管理技术也是如此。

　　产品数据是制造企业最核心的基础数据源

　　简单地概括一下，当前的制造企业信息化可以分为两条主线：一个是从生产、经营入手的ERP(企业资源规划)、CRM(客户关系管理)以及SCM(供应链管理)等系统的构建;另一个就是从产品开发、产品设计入手的数字化设计制造技术。就后者而言，已经从最初的CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)、再到后来的CAPP(计算机辅助工艺规划)、CAE(计算机辅助工程分析)、PDM(产品数据管理)、CPC(产品协同设计)，一直发展到如今的PLM(产品全生命周期管理)。

　　基础数据的管理是企业信息化的重中之重，而与产品相关的数据更是制造企业信息化中最重要的数据源头。最基础的产品数据在设计单元CAD系统中产生，然后经CAPP系统和MRPⅡ/ERP系统流入工艺和制造单元，接着又流入采购单元、销售单元和客户服务单元，而且在流动中还关联着财务、质量、办公、决策诸单元，最后就遍布于企业诸多系统中。在整个制造企业信息化体系中，PDM系统作为产品开发管理的核心平台，首先要完成产品研发过程的控制，其次还关系着分布在企业不同部门的与产品相关的数据如何保持其唯一性和同步更新。如图一所示。

　　图1. 基于PDM的应用集成框架体系 

　　产品结构数据在各个系统中传递时最常见的表现形式就是物料清单BOM(Bill of material)。一个产品要经过设计、工艺、制造三个过程才能形成。在这三个过程中，BOM表表现为不同的视图：面向设计的EBOM、面向加工和装配的PBOM和面向计划和成本的CBOM。BOM也是PDM和ERP/MRPⅡ之间进行衔接时最关键的结合点。

　　产品数据管理技术的发展历程

　　PDM是一门管理所有与产品相关的信息(包括产品配置结构、零部件信息、物料清单BOM、电子图档、数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括设计流程和更改流程)的技术。CAD/CAM/CAE/CAPP最初是各自独立发展的，而PDM则在逻辑上将这些信息孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程。而且基于PDM可以实现技术信息系统和管理信息系统的有机集成，构成支持整个产品形成过程的信息网络。

　　近二十余年来，随着管理理念和计算机网络技术的发展，PDM的应用范围逐渐加深和扩展，其概念体系也经历了几个大的发展阶段：

　　面向文档(Document)阶段：主要是配合CAD软件完成设计图纸和文档的存储管理，与其他系统的集成性较差。

　　面向数据(Data)阶段：PDM的关注对象由原来的文档上升到产品数据，增加了产品结构与配置管理、BOM管理、工作流管理、版本管理等模块。

　　面向开发(Develop)阶段：PDM开始引入部分项目管理思想，关注项目开发的过程控制与协同工作。但是PDM系统还不能实现完整的基于项目的过程管理，受制于企业组织设置和工作模式，项目组往往只存在于产品设计阶段，后续的技术改进、产品维护工作往往缺少连续性。

　　面向决策(Decision)阶段：一方面是互联网与Web技术、JAVA语言、基于网络的分布式计算等技术的影响，一方面是PDM与ERP/MRP相互渗透，与知识管理、供应链管理、电子商务、虚拟制造、协同设计等理念不断融合，在企业需求和技术发展的推动下，产生了很多新兴的产品数据管理理念，比如协同产品商务(CPC)、协同产品定义管理(cPDM)、产品全生命周期管理(PLM)等，它们在PDM核心功能的基础上做了很大扩展，强调实现企业内部和企业之间的信息集成和业务协同。经过一段时间的发展，PLM逐渐成为业界主流。

　　面向产品全生命周期的PLM

　　过去的几年，PLM已经从理论概念发展到渐趋成熟的软件产品，它在PDM的基础上进行了拓展，从产品研发延伸到工艺、制造等相关的产品生命周期阶段。PLM提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行化的协作环境。PLM从产品数据管理跃升到知识管理，它使产品的设计信息直接进入生产制造系统，与供应链上的采购、生产、销售和商务集成起来，形成一个统一的产品研发平台。如图二所示。

　　图2. PLM基本框架

　　从战略上说，PLM是一个以产品为核心的商业战略。它为产品定义信息的生成、管理、分发和使用提供了协同解决方案，从空间上横跨整个企业和供应链，沟通了供应链上的所有的供应商、合作伙伴以及客户，从时间上覆盖了从产品的概念阶段一直到产品消失的全生命周期。

　　从数据上说，PLM包含完整的产品定义信息，包括所有机械的、电子的产品数据，也包括软件和文件内容等信息。

　　从技术上说，PLM结合了产品数据管理、协作、协同产品商务、数字仿真、企业应用集成、零部件供应管理以及其他业务方案。

　　从功能单元上看，PLM包括了客户需求管理、产品开发技术及管理、产品的数据管理、制造过程管理以及产品回收管理，还关联到质量管理、项目管理和价值链管理。

　　如今，软件产业界已经用PLM代替了PDM概念，而且将传统意义上的CAD/CAPP/CAM/CAE等与产品设计和产品数据管理相关的软件统统纳入了PLM的范畴。

　　某企业PDM系统建设实践

　　A公司自1998年参加机械部组织的“CAD1550工程”开始，引入了AutoCAD和CAXA电子图板等二维CAD软件，首先实现了“甩图板”。然后，2000年又根据企业的现实条件与需求，与软件商联合开发了具有自身特点的PDM系统。2003年，A公司对该系统进行了升级和完善。其主要功能模块有：

　　用户和权限管理：实现系统用户管理和权限控制。

　　项目管理：实现简单的设计项目组成员管理及权限控制。

　　零件/标准件管理：支持标准化人员实现对厂标件、国标件和外购件的管理。

　　材料定额管理：支持工艺人员完成产品材料消耗定额的制订及汇总。

　　产品设计管理：本模块包括三部分，其一是对产品装配结构树进行构造和管理;其二是使数据库中的零件信息与设计图纸相对应，能够输出整个产品的装配总明细表以及输出当前部件的装配信息到图纸;另外系统还对图纸的校审、入库以及更改过程进行了控制。在系统中，产品数据管理采用树型结构，能够自动生成设计BOM表，也能从CAD的装配图上读出明细栏信息，并将其存入PDM的数据库中，形成结构树，从而保证PDM系统中非图形数据与CAD图形数据库数据的一致性。

　　产品配置管理：产品配置管理的目的是在产品结构管理的基础上，对单一的产品定义从不同方面进行管理和配置以满足不同特性的要求。在系统中，根据A公司变型产品多，但变化小，交货期短的特点，设计了一个变型产品快速配置模块。在开始新产品设计时，由项目负责人根据变型原型进行结构和零部件的完整继承，然后根据需要进行零部件的操作和项目的配置分配。

　　图纸借阅管理以及文档管理：对设计过程中产生的图纸和项目文档进行管理。

　　总的说来，A公司的PDM系统为产品基础数据的管理奠定了坚实的基础，并为生产管理系统和目标成本核算系统提供了有力的支撑，获得了良好的应用效益。

　　某企业PLM系统发展方向

　　从前面的叙述中，我们知道，产品数据管理在企业的应用是有不同层次的。

　　对照A公司的实际情况看，其产品数据管理虽然已经超越了简单的“部门级PDM”阶段，但是还称不上是完善的“企业级PLM”：其PDM系统在产品结构管理、产品配置管理等方面做得比较成熟，但是其产品设计过程控制、工作流管理、项目管理等功能还比较简单，产品设计、制造过程中的各部门之间的业务协同还没有实现系统支撑，还谈不上产品数据的全生命周期控制。

　　随着企业的发展，A公司逐渐感觉到原先的PDM系统已经无法满足当前的需求：

　　如今，三维CAD的普及已经成为一种趋势。2007年，A公司先后引进了Cimatron、Pro/Engineer等三维CAD软件，企业产品设计的方式也将逐步变为先用三维软件造型，而后产生二维图纸去指导生产。而旧的的PDM系统无法实现对三维设计工具的集成。

　　企业面临的各种宏观和微观挑战，已经使制造业步入微利时代，市场模式的变化使得企业必须加快市场响应速度，客户需求多样化、个性化使得多品种小批量生产模式成为主流。研发设计部门除了常规的研发项目，还要面对大量的基于订单的研发项目。研发设计部门不仅需要完成产品数据管理，还需要更进一步管理产品设计过程及设计更改过程，还需要对整个产品研发体系乃至研发人员绩效考核进行管理控制，因此，必须提供更强大的项目管理、文档管理、知识管理以及工作流管理工具，必须通过系统平台实现于基于业务过程的协同。

　　产品数据的安全问题受到更大关注。A公司所处的行业，产品同质化现象十分明显，企业只有在产品创新上做到人无我有、人有我优、人优我特，才能掌握市场竞争的主动权。而今，信息技术的普及使产品数据泄密的风险空前高涨，一个小小的U盘或者一个简单的网络传输工具都可瞬间转移成套的产品设计数据。相应的网络安全管理、数据备份措施和数据加密措施必须要加强。产品数据在流转过程中的权限控制也必须更加严谨。

　　基于上述情况，A公司按照PLM的解决方案提出了产品数据管理系统的升级方向：

　　建立具有先进平台架构的研发体系管理平台，至少要实现研发与销售、制造、采购、品保、售后服务、财务等环节基于业务数据的协同管理;

　　强化项目管理和研发流程管理，建立企业级项目监控平台;

　　规范设计更改流程，规范企业基础编码体系，保证产品数据一致性;

　　规范零部件的分类与重用，细化产品配置管理和BOM管理，实现企业级BOM管理;

　　建立基于产品数据的企业知识库，提高知识可重用性;

　　建立系统安全机制，保证产品数据的安全;

　　实现与其他信息系统的集成，包括与CAPP、CAE及ERP等应用系统集成。

　　总而言之，经济全球化和工业信息化使制造业的竞争环境和发展模式发生了深刻的变化，这些变化对制造业提出了严峻的挑战。为满足日益变化的客户需求，我们只有开展协同产品生命过程管理才能降低产品成本、提高产品质量以及缩短产品设计周期，从而赢得市场主动。

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