PDM進(jìn)化論
近幾年，CAD／CAM技術(shù)為企業(yè)創(chuàng)造出了一年開發(fā)幾十個新產(chǎn)品的效益。但隨著新技術(shù)的發(fā)展，它們也帶來了新的問題。當(dāng)CAD技術(shù)推廣開后，企業(yè)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)爆炸、數(shù)據(jù)混亂的問題：如各種零件信息特征（設(shè)計特征及制造特征）數(shù)據(jù)、設(shè)計意圖和工藝要求數(shù)據(jù)及產(chǎn)品整個生命周期中各個過程的數(shù)據(jù)等等，它們的管理以及不同的CAD應(yīng)用平臺之間數(shù)據(jù)的傳遞、共享由于沒有一個系統(tǒng)工具而顯得極為混亂且極為不便。這于企業(yè)“想方設(shè)法縮短企業(yè)中產(chǎn)品的研制開發(fā)和生產(chǎn)制造周期，降低成本，提高質(zhì)量，改善產(chǎn)品性能，使新產(chǎn)品盡快和盡早地進(jìn)入市場，以贏得競爭的主動權(quán)和優(yōu)勢”的宗旨大大不利。為了完全解決企業(yè)在研制開發(fā)和生產(chǎn)過程中信息共享程度低、數(shù)據(jù)傳遞速度慢、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)難以集成、管理水平落后等問題，PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）技術(shù)應(yīng)運而生，從而找到了一條能夠真正集成化地管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過程，有效地提高企業(yè)市場競爭能力的技術(shù)道路。

　　■PDM簡介

　　PDM是以產(chǎn)品為中心，通過計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成起來，統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，為工程技術(shù)人員提供一個協(xié)同工作的環(huán)境，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量，為企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢。一般而言，與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括項目計劃、設(shè)計數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型、工程圖紙、技術(shù)規(guī)范、工藝資料等等；與產(chǎn)品相關(guān)的過程包括工作流程、機構(gòu)關(guān)系等過程處理程序。PDM技術(shù)就是將它們集成并管理起來，使企業(yè)的并行工程能夠真正發(fā)揮效益。

　　PDM的基本功能包括：（1）基本信息維護(hù)：包括工藝類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型、材料類型、標(biāo)準(zhǔn)件等信息庫的維護(hù)；（2）項目管理：項目的建立、人員的組織、人員的角色指派等；（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理：建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，實現(xiàn)零部件的裝配功能；（4）多維的權(quán)限管理：不同的用戶在不同的工作組中有不同的權(quán)限；（5）圖紙和文檔管理、瀏覽批注：對各種圖紙和文檔按零件族分類管理，提供多種查詢手段和紅線批注；（6）可定制的報表生成：將結(jié)果輸出到Excel環(huán)境中，由用戶進(jìn)行格式定義；（7）可定制的工作流程：產(chǎn)品在設(shè)計過程中的流程由用戶定義。

　　PDM可以適用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，包括：（1）制造業(yè)：機械、電子、輕紡、化工、電力、航天航空；（2）設(shè)計行業(yè)：建筑、港口、服裝、美工、藝術(shù)、交通設(shè)施；（3）圖書檔案：圖書館、檔案館、出版社；（4）信息業(yè)：軟件開發(fā)?？傊?，凡是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有大量產(chǎn)品信息產(chǎn)生，都可應(yīng)用PDM的思想對這些信息加以統(tǒng)一管　理。

　　PDM作為CAD／CAM技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不僅將改善原有的企業(yè)管理體系，也將做到CAD、CAM以及CAE、CAPP的真正集成化管理，發(fā)揮并行設(shè)計模式的優(yōu)點。在我國，CAD應(yīng)用推廣正沿著“甩圖板→集成化產(chǎn)品信息管理→網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成→CIMS”的技術(shù)路徑，分階段、有步驟地全面展開。目前國內(nèi)大部分企業(yè)CAD已得到初步應(yīng)用，或已列入發(fā)展規(guī)劃，而PDM系統(tǒng)恰好滿足企業(yè)在“甩圖板”、消滅藍(lán)圖之后，規(guī)范基礎(chǔ)技術(shù)信息、發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)效益、共享工程數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)CAD應(yīng)用上層次、上臺階，為企業(yè)進(jìn)一步推廣和深化計算機信息管理打下扎實的基礎(chǔ)。PDM技術(shù)在我國的應(yīng)用剛起步，對于它的技術(shù)思想、內(nèi)涵、地位、應(yīng)用情況、發(fā)展方向，還須不斷進(jìn)行探討。

　　■PDM發(fā)展

　　隨著PDM技術(shù)的推廣應(yīng)用，它的發(fā)展也越來越為大家所關(guān)注。從目前的趨勢來看，PDM將會在以下三方面有較大的突破：
　　一、應(yīng)用系統(tǒng)的封裝

　　PDM作為CIMS應(yīng)用系統(tǒng)的集成框架，要能夠集成不同環(huán)境下的應(yīng)用系統(tǒng)。由OMG（對象管理組織）制訂的CORBA（Common Object Require BrokerAr chitecture）技術(shù)的成熟為實現(xiàn)這一要求提供了一個較好的平臺。

　　OMG目前正在制定一個規(guī)范，即“PDM使能部件（PDM Enabler）”。它是制造業(yè)的第一個規(guī)范。所謂使能部件，指的是實現(xiàn)或者支持一種特定的抽象處理過程的物理實體，它通過提供共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)的靈活方式來增強產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊的能力和效率。OMG的目標(biāo)是定義八類使能部件（工程活動需求、工程變更、制造實現(xiàn)、文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義、配置管理和測試維護(hù)等），使它們能夠支持企業(yè)在制造過程模型中的整個產(chǎn)品開發(fā)過程。

　　鑒于以上情況，通過CORBA規(guī)范以增強PDM系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和與其它系統(tǒng)的集成能力，已經(jīng)成為評定PDM系統(tǒng)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)之一。在“PDM使能部件”規(guī)范制定工作完成之后，遵循該規(guī)范中的使能部件對象界面描述和對象模型的PDM系統(tǒng)之間將能夠?qū)崿F(xiàn)：

　　1．將一個PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到另一個PDM系統(tǒng)之中；

　　2．實現(xiàn)PDM系統(tǒng)的聯(lián)邦機制，也即一個PDM系統(tǒng)能夠管理另一個PDM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。
　同時，通過該規(guī)范定義的統(tǒng)一的對象界面，其它制造系統(tǒng)中涉及的軟件系統(tǒng)（如CAD、CAM和ERP等）可以調(diào)用這些對象界面所定義的服務(wù)而不必關(guān)注所對應(yīng)的具體PDM產(chǎn)品，從而極大地方便系統(tǒng)的集成。

　　由于在目前情況下，OMG的“PDM使能部件”規(guī)范尚未最終形成，因此，PDM系統(tǒng)將實現(xiàn)基于CORBA規(guī)范的PDM服務(wù)封裝機制：一方面向用戶提供符合標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)訪問機制以利于二次開發(fā)和系統(tǒng)集成，另一方面為實現(xiàn)最終的“PDM使能部件”標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。
　　PDM系統(tǒng)對集成的支持，首先表現(xiàn)在應(yīng)具有最小集成，即集成CAD／CAM產(chǎn)品和MRPII／ERP軟件；其次在集成的深度和魯棒性上，不但能在PDM系統(tǒng)中啟動應(yīng)用軟件，而且對于完全的集成而言，應(yīng)能在PDM系統(tǒng)中直接進(jìn)行PDM操作，如Checkin、Checkout等，并能在兩系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和消息傳遞；最為重要的一點是PDM跟蹤應(yīng)用軟件的能力，這要求應(yīng)用軟件廠家對標(biāo)準(zhǔn)集成手段的在線支持。
　　二、Web使能技術(shù)

　　Internet／Intranet技術(shù)的迅速發(fā)展、日益普及已經(jīng)對企業(yè)信息化的開發(fā)和應(yīng)用產(chǎn)生巨大的沖擊。PDM技術(shù)也必將向Internet／Intranet方向發(fā)展，并充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，使它更具有擴(kuò)展性和共享性。

　　在傳統(tǒng)C／S體系結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的客戶端軟件包含兩個主要功能：一是處理數(shù)據(jù)：根據(jù)用戶的動作，向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請求，并返回處理結(jié)果；控制處理的結(jié)果顯示。因此，在客戶端的軟件中包含處理數(shù)據(jù)的邏輯和結(jié)果顯示的功能，數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果顯示緊密結(jié)合。而這種密切的聯(lián)系，使得用戶的需求的任何變化，包括處理邏輯或用戶界面，都會導(dǎo)致整個程序需要重新編譯、安裝，使得C／S數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)可維護(hù)性差。

　　而在Web系統(tǒng)中，服務(wù)器上的文件通過HTML語言決定了它在Web瀏覽器上的顯示。瀏覽器只是解釋這些HTML的標(biāo)記，使得產(chǎn)生處理的結(jié)果和結(jié)果的最終顯示分離出來，從而避免了C／S結(jié)構(gòu)的局限，盡管它本質(zhì)上也是C／S模型。導(dǎo)致截然不同結(jié)果的原因是客戶端軟件和服務(wù)器端軟件功能劃分的不同。在C／S數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，服務(wù)器不能控制它返還給客戶端的數(shù)據(jù)將被如何處理與顯示，它只管提供所需數(shù)據(jù)，對于最終用戶來說，服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)還只是中間結(jié)果；而在Web瀏覽器／服務(wù)器模式中，服務(wù)器控制返回的結(jié)果，同時控制了這些結(jié)果在瀏覽器上如何顯示。
　三層應(yīng)用模式體系結(jié)構(gòu)
　　現(xiàn)在發(fā)展的三層應(yīng)用模式（如圖2所示）則融合了Web服務(wù)和C／S數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的優(yōu)點。通過Web平臺，采用E－mail、電子公告欄、新聞組等先進(jìn)的通信手段可以迅速地在企業(yè)員工之間、企業(yè)和企業(yè)之間方便地獲取信息，節(jié)省企業(yè)開支。
Internet／Intranet在企業(yè)應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是產(chǎn)品圖形信息的傳輸，解決圖形在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸速度問題才能使Internet／Intranet在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。目前，已經(jīng)有多家CAD廠商支持適于網(wǎng)上圖形傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式CGN，前臺通過瀏覽器，采用ActiveX、Java等技術(shù)實現(xiàn)圖形在瀏覽器中的瀏覽和輸出。

　　因此，PDM向三層結(jié)構(gòu)發(fā)展將是未來必然趨勢之一。

　　三、與圖形核心系統(tǒng)的集成

　　企業(yè)引入CAD的目的不應(yīng)是只為了“甩圖版”，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型之上，進(jìn)行產(chǎn)品的外型設(shè)計、應(yīng)力分析、強度分析、有限元分析、產(chǎn)品預(yù)裝配、生成NC代碼等才是CAD應(yīng)用的真正目的。這需要從中端實體造型系統(tǒng)所用的核心系統(tǒng)中實現(xiàn)PDM集成實體造型系統(tǒng)數(shù)據(jù)。目前中端實體造型系統(tǒng)的核心系統(tǒng)不外乎兩種：parasolid、scis，把實體模型的特征和特征值提取出來，變成表格的形式，存儲在數(shù)據(jù)庫中，是實現(xiàn)PDM實體造型系統(tǒng)數(shù)據(jù)的較好途徑。對于高端的CAD產(chǎn)品，如UGII、IμDEAS等可采用同樣的技術(shù)進(jìn)行處理。這需要對核心系統(tǒng)有深入的了解，才能作到PDM在各種CAD應(yīng)用系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和交互。因此，PDM必須與圖形核心系統(tǒng)進(jìn)行集成。




PDM進(jìn)化論