PDM企業(yè)信息的集成(doc)
1. PDM與企業(yè)信息集成 一、企業(yè)對(duì)PDM的需求 　　目前，廣大CAD用戶一方面從CAD等技術(shù)的推廣應(yīng)用中明顯地提高了設(shè)計(jì)能力和圖紙 質(zhì)量，特別是采用三維模型設(shè)計(jì)、有限元分析驗(yàn)證、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真等手段、大大地減少 了差錯(cuò)、提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低了返工率；另一方面，由于CAD技術(shù)的全面推廣，一系列 問題又?jǐn)[在了企業(yè)的面前。 　　1.資料管理 　　過去手工設(shè)計(jì)時(shí)，全部圖紙資料均由資料室統(tǒng)一管理，自從采用CAD技術(shù)以后，大部 分資料都存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，部分工程圖紙存放在資料室中。隨著CAD技術(shù)的不斷進(jìn)步，原有 的管理體系代表的生產(chǎn)關(guān)系無法適應(yīng)新的技術(shù)的要求，因此給資料管理帶來以下問題。 　　(1) 文件查詢 設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生出大量的文件和圖紙。如設(shè)計(jì)一架波音737飛機(jī)要出46萬張圖，設(shè)計(jì) 一條萬噸輪船要出150萬張圖，文件量很大。另外，一個(gè)系列的新產(chǎn)品必然承老產(chǎn)品中約 80%的成果，所以，需經(jīng)常查閱老產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙。大量的設(shè)計(jì)信息以計(jì)算機(jī)文件形式存 在，這些圖紙或文本文件有可能存放在某一設(shè)計(jì)部門的計(jì)算機(jī)的某一目錄下。用戶要查 詢有關(guān)的資料，如果缺乏查找文件的輔助工具，往往要花費(fèi)大量的精力，浪費(fèi)寶貴的時(shí) 間，因而文件的查詢成為十分頭痛的事情。所以，必須采用計(jì)算機(jī)查詢，能根據(jù)項(xiàng)目、 設(shè)計(jì)人、工作階段、審批狀態(tài)、日期、類型以及預(yù)先定義的各種參數(shù)，如材料、重量、 加工方法等進(jìn)行查詢，不僅可以查到當(dāng)前的資料，還可以查到過去的或者類似項(xiàng)目的相 應(yīng)資料。 　　(2) 版本管理 CAD技術(shù)使各種資料的修改變得非常方便，但不同的版本為數(shù)據(jù)的一致性和有效性帶來麻 煩，如何保證最終使用的是正確版本的圖形或圖紙就成為至關(guān)重要的問題。這就要求計(jì) 算機(jī)詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)、加工過程中原始資料及相應(yīng)的更改信息，用不同版本描述當(dāng)前的有 效資料，確保正確的人在正確的地方獲得正確的信息。 　(3) 安全保密 產(chǎn)品的全部數(shù)據(jù)存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)，這些數(shù)據(jù)易受到非法調(diào)用、修改和泄密，所以，迫切 需要解決數(shù)據(jù)的安全保存和保密問題，以免發(fā)生不可挽回的損失，這已成為資料管理中 的核心問題。它要求根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各類人員按其擔(dān)任的不同職責(zé)，分別賦予不同的 權(quán)力，處理不同范圍的資料。同樣，對(duì)資料也設(shè)置不同的密級(jí)，以保證各類資料不被非 法修改和盜用。 　　(4) 數(shù)據(jù)共享 原來的資料借閱制度已不適應(yīng)CAD技術(shù)的發(fā)展，必須解決信息傳遞和數(shù)據(jù)共享的問題，以 便設(shè)計(jì)人員充分利用原有的設(shè)計(jì)成果，使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，降低設(shè)計(jì)、加工成本， 提高競(jìng)爭(zhēng)能力。現(xiàn)在，要實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)以電子文件形式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上交流，就要保證 數(shù)據(jù)在權(quán)限控制范圍內(nèi)隨時(shí)可以送到需要該資料的人手中，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 　　2.計(jì)劃管理 　　(1) 審批發(fā)放 CAD技術(shù)給原來的計(jì)劃管理帶來了很大的沖擊。如：計(jì)算機(jī)文件無法沿用手工簽字的方法 來進(jìn)行校對(duì)、審批級(jí)控制文件的發(fā)放。現(xiàn)有的手工審批制度在CAD設(shè)計(jì)的圖形和圖紙面前 ，變得毫無辦法，人們不得不把計(jì)算機(jī)中的二維工程圖繪制成圖紙，然后再去審批，這 就大大抵消了計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。這是迫切需要解決的問題。 　　(2) 狀態(tài)標(biāo)志和信息傳遞 全部設(shè)計(jì)工作都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，在計(jì)算機(jī)外則無法了解各項(xiàng)任務(wù)的具體狀況以及各項(xiàng) 任務(wù)的完成狀況。出現(xiàn)的問題、相互協(xié)調(diào)工作等都離不開計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息。 　　(3) 記錄備案 各種審批記錄、重要的操作、關(guān)鍵性的決策都需要長(zhǎng)期保存，以備查詢。 　　3.產(chǎn)品配置管理 　　每一個(gè)新產(chǎn)品既承襲了老產(chǎn)品的部分成果，同時(shí)，新產(chǎn)品本身又由若干分系統(tǒng)組成 ，相互之間有一定的約束關(guān)系。如何從宏觀上把握一個(gè)大型復(fù)雜產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，也是 擺在CAD技術(shù)應(yīng)用面前的重大課題。把一個(gè)產(chǎn)品或一個(gè)組件，按照內(nèi)部所有零件的數(shù)量、 性質(zhì)及相互關(guān)系編組，稱為配置。產(chǎn)品配置存在如下問題： 　(1) 結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián) 產(chǎn)品由很多零部件組成。如一輛汽車約有10萬個(gè)零件，一架飛機(jī)由20～100萬個(gè)零件組成 。面對(duì)數(shù)量如此之多的零件，企業(yè)各類人員要查詢有關(guān)產(chǎn)品的資料，需花費(fèi)大量的時(shí)間 ；需要形象地描述產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的相互關(guān)系，使產(chǎn)品各分系統(tǒng)之間、分系統(tǒng)內(nèi)各部件之 間的約束關(guān)系一目了然。 　　(2) 統(tǒng)一的材料清單 不同部門有不同形的BOM表，企業(yè)要花費(fèi)大量時(shí)間和成本才能完成這些報(bào)表，而要保證B OM的一致性，則需要投入相當(dāng)多的人力。如果設(shè)計(jì)和制造的材料清單不一致，就會(huì)造成 返工和浪費(fèi)。在計(jì)算機(jī)中要隨時(shí)最新的設(shè)計(jì)更改狀態(tài)，自動(dòng)生成最新的各類材料定單。 　　(3) 系列產(chǎn)品 承襲老產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品，構(gòu)造新的約束關(guān)系。同一個(gè)零件可以有不同的版本保存在計(jì) 算機(jī)內(nèi)，分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)品中的不同型號(hào)。例如，不同發(fā)電機(jī)組在結(jié)構(gòu)樹上用不同版本 的圖紙來代替，就可組成不同容量的電站系統(tǒng)。 　　4.更改管理 　　傳統(tǒng)的更改系統(tǒng)完全依靠人工管理，難免發(fā)生各種各樣的差錯(cuò)。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)在以 下幾方面改善更改管理水平。 　　(1) 更改程序 要求制定嚴(yán)格的更改管理制度，避免發(fā)生紕漏。 　　(2) 更改影響 要求自動(dòng)搜索某項(xiàng)更改所涉及的范圍，及時(shí)給有關(guān)人員發(fā)送電子郵件，請(qǐng)關(guān)注某項(xiàng)更改 可能會(huì)引起的影響。 　　(3) 自動(dòng)更改 一旦更改申請(qǐng)得到批準(zhǔn)，有關(guān)信息將無遺漏地全部得到修改。確保數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)改變之 后，其相關(guān)引用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也自動(dòng)更改。 　　(4) 材料統(tǒng)計(jì) 保證統(tǒng)計(jì)工作得到最新結(jié)果。 　　二、PDM在企業(yè)中的地位 　　1.PDM是CAD/CAPP/CAM的集成平臺(tái) 目前，已有許多性能優(yōu)良的商品化的CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)。這些獨(dú)立的系統(tǒng)分別在產(chǎn)品 設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝過程設(shè)計(jì)自動(dòng)化和數(shù)據(jù)編程自動(dòng)化方面起到了重要的作用。但是，采 用這些各自獨(dú)立的系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間信息的自動(dòng)化傳遞和交換。用CAD系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn) 品設(shè)計(jì)的結(jié)果是只能輸出圖紙和有關(guān)的技術(shù)文檔。這些信息，不能直接為CAPP系統(tǒng)所按 收，進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)時(shí)，還須由人工將這些圖樣、文檔等紙面上的文件轉(zhuǎn)換成CAPP系 統(tǒng)所需的輸入數(shù)據(jù)，并通過人機(jī)交互方式輸入給CAPP系統(tǒng)進(jìn)行處理，處理后的結(jié)果輸出 成加工工藝規(guī)程。 　　而當(dāng)使用CAM系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程時(shí)，同樣需要人工將CAPP系統(tǒng)輸出的紙面 文件轉(zhuǎn)換成CAM系統(tǒng)所需的輸入文件和數(shù)據(jù)，然后再輸入到CAM系統(tǒng)中。由于各自獨(dú)立的 系統(tǒng)所產(chǎn)生的信息需經(jīng)人工轉(zhuǎn)換，這不但影響工程設(shè)計(jì)效率的進(jìn)一步提高，而且，在人 工轉(zhuǎn)換過程中，難免發(fā)生錯(cuò)誤并給生產(chǎn)帶來很大的危害。即使是采用IGES或STEP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換，依然無法自動(dòng)從CAD中抽取CAPP所必需的全部信息。對(duì)于不同的CAM系統(tǒng)， 也很難實(shí)現(xiàn)從CAPP到CAM通用的信息傳遞。 CAD系統(tǒng)無法把產(chǎn)品加工信息傳遞到后續(xù)環(huán)節(jié)，阻礙了計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。目 前，只有把CAD和生產(chǎn)制造結(jié)合成一體，才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)力和加工精度。隨著計(jì)算機(jī) 應(yīng)用的日益廣泛和深入，人們很快發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)CAD系統(tǒng)一次性輸入的信息能在后續(xù)環(huán)節(jié) (如CAPP、CAM中)一再被應(yīng)用，才是最經(jīng)濟(jì)的。所以，人們首先致力于把已經(jīng)存在的CAD 、CAPP、CAM系統(tǒng)通過工程數(shù)據(jù)庫(kù)及有關(guān)應(yīng)用接口，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAPP的集成，才能實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)生產(chǎn)的自動(dòng)化。 　　自70年代起，人們就開始研究CAD、CAPP、CAM之間數(shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化傳遞與轉(zhuǎn)換 問題，即3C集成技術(shù)。目前，PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺(tái)。它可以把與產(chǎn)品有關(guān)的信息 統(tǒng)一管理起來，并將信息按不同的用途分門別類地進(jìn)行有條不紊的管理。不同的CAD/CA PP/CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需要的信息，再把結(jié)果放回PDM中，從而真正實(shí)現(xiàn) 3C集成。 　　2.PDM是產(chǎn)品信息傳遞的橋梁 　　人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷六大部門是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理與決策部門。目前，人們已將 信息管理系統(tǒng)MIS和制造資源規(guī)劃MRPⅡ集成在一起，成為企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)(ERP)。 PDM作為3C的集成平臺(tái)，用計(jì)算機(jī)技術(shù)完整地描述了產(chǎn)品整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)和模型，是 ERP中有關(guān)產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的來源。PDM是溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝部部門和管理信息系統(tǒng)及制造 資源系統(tǒng)之間信息傳遞的橋梁，使MIS和MRPⅡ從PDM集成平臺(tái)自動(dòng)得到所需的產(chǎn)品信息， 如材料清單BOM等，而無需再用人工從鍵盤一一敲入。ERP也可通過PDM這一橋梁將有關(guān)信 息自動(dòng)傳遞或交換給3C系統(tǒng)。 　　3.PDM支持并行工程與協(xié)同工作 　　并行工程以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量為目標(biāo)，把先進(jìn)的管理思想和 先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來，采用集成化和并行化的思想設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程，在產(chǎn) 品開發(fā)的早期就充分考慮產(chǎn)品生命周期中相關(guān)環(huán)節(jié)的影響，力爭(zhēng)設(shè)計(jì)一次完成，并且將 產(chǎn)品開發(fā)過程的其它階段盡量提前。它在優(yōu)化的重組產(chǎn)品開發(fā)過程的同時(shí)，不僅要實(shí)現(xiàn) 多學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，而且要求把產(chǎn)品信息和開發(fā)過程有機(jī)地集成起來，做到 把正確的信息、在正確時(shí)間、以正確的方式、傳遞給正確的人。這是目前最高層次的信 息管理要求。 PDM作為支持協(xié)同工作的使能技術(shù)，首先能支持異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境，包括不同的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù) 庫(kù)；其次，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享，提供單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源；第三，PDM能方 便地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用工具的封裝，便于有效地管理全部應(yīng)用工具產(chǎn)生的信息，提供應(yīng)用系統(tǒng) 之間的信息傳遞與交換平臺(tái)；最后，它可以提供過程管理與監(jiān)控，為協(xié)同工作中的過程 集成提供必要的支持。綜合上述四個(gè)方式，PDM在突出產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，正逐步完 善其作為制造業(yè)領(lǐng)域集成框的功能，為協(xié)同工作實(shí)施提供更強(qiáng)有力的自動(dòng)化環(huán)境。 　　4.PDM是CIMS的集成框架 　　所謂“集成框架”，是在異構(gòu)、分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境中能使企業(yè)內(nèi)各類應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信 息集成、功能集成和過程集成的軟件系統(tǒng)。 信息集成平臺(tái)的發(fā)展經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)通信、局域網(wǎng)絡(luò)、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等階 段。隨著CIMS技術(shù)的不斷深入發(fā)展和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)集成信息模型越來越復(fù) 雜，對(duì)信息控制和維護(hù)的有效性、可靠性和實(shí)時(shí)性要求越來越高，迫切需要尋求更高層 次上的集成技術(shù)，提供高層信息集成管理機(jī)制，提高運(yùn)作效率。 目前，國(guó)內(nèi)外的技術(shù)人員對(duì)新一代信息集成平臺(tái)做了大量的研究開發(fā)工作，也推出了多 種平臺(tái)，典型的是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)及面向?qū)ο蠊こ虜?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。雖然這此面向?qū)ο?技術(shù)已部分商品化，但還沒有在企業(yè)中得到全面應(yīng)用和成功實(shí)施，技術(shù)仍不成熟。具有 對(duì)象特性的數(shù)據(jù)庫(kù)二次開發(fā)環(huán)境，由于其開放性、可靠性等方面明顯不足，無法勝行CI MS大規(guī)模實(shí)施應(yīng)用的需求。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上開發(fā)的具有對(duì)象特性的PDM系統(tǒng)由于其 技術(shù)的先進(jìn)性和合理性，近年來得到了飛速發(fā)展和應(yīng)用，成為新一代信息集成平臺(tái)中最 為成熟的技術(shù)，是支持并行工程領(lǐng)域的框架系統(tǒng)。 PDM不僅向ERP自動(dòng)傳遞所需的全部產(chǎn)品信息，而且ERP中生成的與產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃、 材料、維修服務(wù)等信息，也可由PDM系統(tǒng)統(tǒng)一管理和傳遞。因此，PDM是企業(yè)的集成框架 。 　　三、PDM的集成 　　(1) CAD/CAPP/CAM的集成 　　從CAD、CAPP、CAM發(fā)展來看，他們首先是各自獨(dú)立發(fā)展，然后又彼此靠攏，并試圖 集成在一起，80年代以后，由于生成發(fā)展的需要，集成技術(shù)的研究已成為一個(gè)突出的問 題。能否實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間有效、可靠的集成，所涉及的因素很多。 　　(2) PDM與ERP的集成 　　有關(guān)人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷的管理信息主要包括管理信息系統(tǒng)MIS和制造資源計(jì)劃 系統(tǒng)MERⅡ。目前，MIS和MRPⅡ以集成在一起，成為ERP。 MIS具有企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、生產(chǎn)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)成本核算、財(cái)務(wù)管理、人事管理、車間作業(yè)控制 和設(shè)備管理等功能。制造資源計(jì)劃系統(tǒng)MRPⅡ包括銷售管理、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃 MRP、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、采購(gòu)管理、能力需求計(jì)劃、數(shù)據(jù)管理和庫(kù)存管理等模塊。 　　ERP中的許多信息來自CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)，除了圖形數(shù)據(jù)外，還應(yīng)包括：任務(wù)進(jìn)度數(shù) 據(jù)、估計(jì)成本、技術(shù)指標(biāo)參數(shù)、加工方法、工裝、設(shè)備需求、能力數(shù)據(jù)、BOM、工藝定額 等。另外，ERP還有來自管理部門的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、開工數(shù)據(jù)、變更數(shù)據(jù)、變更原 因、庫(kù)存信息、物料信息、產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果、在制品狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)信息、加工能力信息 。 ERP到CAD/CAPP/CAM之間傳遞的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：開發(fā)任務(wù)書、技術(shù)指標(biāo)、時(shí)間要求、修改任 務(wù)書、任務(wù)書審核、計(jì)劃日期、產(chǎn)品接收?qǐng)?bào)告。 　　從計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理CAQ到ERP的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：質(zhì)量統(tǒng)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)信息、產(chǎn)品零 件報(bào)廢信息、產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)告。 從ERP到CAQ的數(shù)據(jù)應(yīng)含有：質(zhì)量目標(biāo)、次品報(bào)告、用戶質(zhì)量信息、質(zhì)量處理信息、質(zhì)量 成本信息、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)貨計(jì)劃、工裝設(shè)備及加工人員情況及各項(xiàng)成本。 　　要保證企業(yè)內(nèi)的全部信息完整、統(tǒng)一，必須將產(chǎn)品信息與MIS和MRPⅡ集成在一起。P DM就是企業(yè)全局信息集成框架。 　　2.PDM信息集成模式 　　(1) 封裝模式 產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成就是...
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