PDM应用模块设计

3． 1 清软英泰 PDM系统设计思想

 

清软英泰 PDM 系统帮助企业在可扩展和开放式的网络环境下，获取并管理多样化的产品开发与管理知识。企业根据自身需求，在标准化流程的驱动下，访问并利用这些知识，以使企业从容应对市场竞争，改善产品创新体系，提高产品创新能力，缩短产品上市时间，降低产品制造成本，增加其利润。 PDM 系统的设计思想主要从以下几个方面来体现。

 

 

(1) 保障产品数据的唯一性、完整性、准确性、及时性

在网络化环境下，企业进入了数字化经济。为了使企业或部门之间畅通无阻地合作，有效协调他们之间的协同工作，必须保障在生命周期内各阶段的产品数据的唯一性、完整性、准确性、及时性。

 

 

(2) “以产品主模型为核心，面向过程的”数据模型的管理知识积累少，产品创新能力低是我国企业的瓶颈。

因此， PDM 系统在对产品全生命周期数据组织的管理上，提出了 “以产品主模型为核心，面向过程”的数据模型。其管理核心是包含产品各种知识的产品模型、产品模型间的协同知识以及基于业务协作知识的业务过程模型。

 

 

(3) 建立符合 ISO 要求的研发体系，规范、控制产品研发的全过程。

科学的管理需要规范的体系才能运作，而我国企业研发体系的不规范化也是制约企业自身发展的一大重要因素。

 

 

PDM 系统利用信息技术，指导企业建立一个规范化、合乎要求的研发体系。在这个体系中，企业可以按照 ISO 的要求，合理规划产品生命周期全过程的数据流、人力资源的分配、开发进度等，并在整个开发过程中充分发挥质量体系的保障作用，控制开发质量。还可以通过直接管理各阶段的设计数据，实时了解开发进度，并根据情况做出适当、及时的调整。从系统积累的原始数据中，可以对每个人的工作情况进行统计，做出客观的、量化的评价，保证开发团队工作的积极性。

 

 

(4) 以项目管理为中心的流程管理。

目前，世界一流公司由于都拥有其先进、完整的项目管理及设计开发方法，有着严格的工作步骤及流程，所以其产品的开发周期不断缩短，开发质量不断提高，开发资金和人力资源的投人得到有效节省与合理利用。反观我国企业的管理却比较落后。因此，要学习它们管理优秀的地方，即先进的项目管理，才能使我们的企业加快创新步伐，而流程管理又是实现企业持续创新的重要部分。 PDM 系统将指导企业实施以项目管理为中心的流程管理。它主要包括：

 

1) 引导企业建立标准化的工作流程。

制造业的产品开发是一个很复杂、高难度的过程。而我国企业知识积累虽然达到了一定的程度，但产品创新能力并不高，又缺乏先进的管理制度。因此， PDM 系统将指引企业改变传统的不规范的工作流程，实施以项目管理为中心的标准化和制度化的工作流程。通过实施标准化的工作流程，企业相关部门可以及时得到完整、准确的知识信息，缩短产品上市周期，提高效率。基于统一的标准工作流程， PDM 系统可以使企业或部门之间的相关人员参与进来，及时有效地响应产品的不断改进，以优化数据，改进工作流程。

 

2) 确保变更管理有效、及时响应到各相关部门。

变更管理在任何企业中都是一个重要的流程。面对我国制造业的现状，工程变更管理尤其显得重要，这也是经验数据、知识积累的一个重要过程。 PDM 系统支持的工程变更流程，将确保工程变更所涉及到的产品和业务领域都能得到有效规划、沟通、审查、批准、执行和发放，最大限度地降低变更所带的影响。无论变更开始于哪个部门， PDM 系统提供的变更流程都将把该变更的信息，及时地传递给所涉及到的部门和人员。

 

(5) 知识的管理及重复性利用

我国制造业要坚持自主创新，拥有自主的知识产权，那么对企业产品开发过程中的知识库的管理非常重要。这包括设计人员自身的经验知识、产品各阶段的数据对象、市场需求分析等。 PDM 系统对企业的知识库进行有效的储存管理，并跨越组织界限及专业领域，通过标准化和规范化的工作流程，在适当时候把有效的知识传递给相关的人，以达到知识的重复性利用，提高企业的创造力，缩短产品的上市时间及制造成本，改善其创新体系。

 

(6) 协同化的工作环境

通过实施 PDM 系统，企业可建立一个数字化的协同工作环境。在这种工作环境下，分散的团队能同时参与进来，洞悉产品的全部关键信息，在产品开始生产之前，就做出关键决策。基于这种工作环境，企业可以协调产品生命周期各阶段的数据，并把数据及其所在的工作环境的信息，传递给企业各部门有权限的人员。基于协同化的工作环境，各参与者通过基于自己的权限查看最新的数据，并对数据快速地响应。

 

 

3 ． 2 基于 PDM 系统的 产品数据管理 业务流程

 

清软英泰 的 PDM 系统产品数据管理的业务流程见下图 3 ． 1 所示，以 PDM 系统为中心，通过和设计工具的集成，实现对产品设计数据如产品 BOM 、零部件及其结构图纸 ( 包含二维工程图、三维数模等 ) ；同时系统提供基于 PDM 的工艺设计平台，将产品工艺数据集中管理到 PDM 系统；通过和 ERP 的集成将产品的设计数据及工艺数据传输到 ERP 系统。

 

图 3 ． 1 清软英泰 PDM 系统产品数据管理业务流程框图

 

 

3 ． 3 清软英泰 的 PDM 系统部署方案

 

清软英泰 PDM 系统的部署方案见下图 3 ． 2 所示，为了满足 清软英泰 集团管控，集中研发，异地制造的战略规划，又要考虑到总公司的各子公司独立运营现状，因此 清软英泰 PDM 系统采用 PDM 群部署方式，在总公司和各子公司都部署相同的 PDM 系统，各系统和总公司的 PDM 系统建立业务共享，满足子公司产品数据上传到总公司 PDM 系统，也满足总公司产品设计数据分发到各子系统。这样，既满足了集团公司的集中管理需求，也满足了将来集团公司的集中研发管理需求，同时也满足过渡阶段各自研发统一管理的需求。整个系统基于 Internet 实现信息互联。

 

图 3 ． 2 清软英泰 PDM 部署方案

 

 

3 ． 4 清软英泰 的 PDM 系统功能框架

 

图 3 ． 3 清软英泰 PDM 系统功能框架

 

   

图 3 ． 3 为 清软英泰 PDM 系统功能框架，系统以数据库系统及文件数据仓为数据存储平台，基于用户管理、属性集管理、参数管理、 权限管理 、邮件管理、日志管理以及系统管理等基础组件，在项目管理及工作流管理的控制下，以运行于版本管理、生命周期管理、有效性管理等方面的管理机制之上的工程更改发放管理方式，最终向用户提供个 CAD 集成以及 SAP 系统集成接口、个人桌面管理、文档管理、产品零部件管理、 工艺数据管理 、打印管理等具体应用功能。

 

 

3 ． 5 清软英泰 PDM 的主要功能

在 3 ． 4 节 清软英泰 PDM 系统功能框架的前提下，本章针对 清软英泰 PDM 系统的具体功能模块的具体实现方案进行详细描述：

 

 

3 ． 5 ． 1 产品结构管理

产品结构用来反映一个产品由哪些零部件构成以及这些零部件之间的构成关系。产品结构管理以数据库为底层支持，以 BOM 为其组织核心，把所有工程数据和文档与定义的最终产品联系起来，并在一定约束条件下，向用户或应用系统提供产品结构不同维度的视图和描述，如设计视图、工艺视图、制造视图、管理视图、采购视图等，实现产品数据的组织、管理与控制。

 

 

在设计视图的基础上进行调整形成工艺视图和管理视图，工艺视图主要包含自制件信息，管理视图主要针对系列产品，在管理视图的基础上进行配置就可以得到制造视图。

 

 

此外，从工艺视图和工艺路线中也可以提取非系列产品的制造视图。制造视图、工艺文件、技术准备文件等是 PDM 系统与 SAP 集成的主要内容。 BOM 多视图的主要功能如下：设计人员、工艺人员及相关人员通过产品结构可快速查看当前产品的构成，产品的状态及相关信息 ( 如图 3 ． 4 所示 ) 。

 

图 3 ． 4 产品结构管理

 

 

在 清软英泰 PDM 系统中提供产品结构的管理功能，使用人员可以进行产品的产品结构维护，同时可以按照产品设计结构逐层显示产品及下属零件的详细信息，并可以浏览到产品、零件关联的文件和图形。也可根据工艺加工及制造、采购等分解成不同的产品结构视图，并向下游采购、制造部门提供采购清单、制造清单等。

 

产品结构管理主要功能：

 

(1) 产品结构自动生成；

 

(2)BOM 多试图管理；

 

(3)BOM 编辑功能；

 

(4)BOM 的输出；

 

(5)BOM 的版本管理；

 

(6)BOM 的有效性管理；

 

(7)BOM 基线管理

 

 

3 ． 5 ． 2 零部件管理

 

零部件管理的目的是提供基于零件相似性的零件分类管理 ( 如图 3 ． 5 所示 ) 。它为设计人员提供强大而有用的设计环境，使得他们可以很方便的使用零部件分类查询功能，随时参考已有设计数据。

 

 

清软英泰 TI PDM 系统提供了通用的零件分类管理框架，在 清软英泰 PDM 系统的实施过程中，可以根据产品零件的特点分别建立标准件库、通用件库和自制件库等。零部件管理能有效提高零部件的通用化、标准化程度，从而有利于企业减少重复设计、缩短产品开发周期和降低生产成本。

 

图 3 ． 5 零部件库管理

 

 

零部件管理的主要功能如下：

(1) 物料编码管理

(2) 零部件分类管理

(3) 标准件库管理

(4) 零部件发布管理

(5) 零部件变更管理

(6) 零部件引用管理

(7) 版本管理

 

 

3 ． 5 ． 3 图文档管理

 

系统支持管理 清软英泰 所有与产品相关的图文档对象，如产品设计图纸、三维模型、各类作业指导书、质量检验文件等 ( 如图 3 ． 6 所示 ) 。

 

图 3 ． 6PDM 系统管理的文档范围

 

 

文档的分类采用文档库的方式体现，文档库的管理模式类似于 Windows 操作系统的资源管理器，左边是采用树形结构来展示文档库的所有存放目录文件夹的路径，右边显示区域则列出当前目录下所存储的所有的电子文档。所有正式发布生效的文档都将通过流程自动发布归档到文档库的相应的目录中。

 

 

清软英泰 可以按照自身企业习惯的方式 ( 如：按项目或者按产品 ) 进行分类存放。文档的分类采用文档库的方式体现，文档库的管理模式类似于 windows 操作系统的资源管理器，左边是采用树形结构来展示文档库的所有存放目录文件夹的路径，右边显示区域则列出当前目录下所存储的所有的电子文档。所有正式发布生效的文档都将通过流程自动发布归档到文档库的相应的目录中。

 

 

系统支持按照文档类型、采用精确或模糊的多条件组合方式进行查询，分页或全部显示查询结果。系统提供图文档的版本管理功能，对每次图纸变更系统自动升级图文档的大版本，期间每次改动系统自动保存一个小版本。

 

 

系统提供严密的权限管理机制，支持多维度的权限管控，提供可靠安全的策略保证系统内部文档的安全。系统主要采取直接授权和规则授权两种方式实现文档的权限管控。图文档管理的主要功能有：

  (1) 文档分类管理

  (2) 版本管理

  (3) 有效性管理

  (4) 文档编辑、预览、下载、打印

  (5) 文档的批注圈阅功能

 

 

3 ． 5 ． 4 工作流管理

 

工作流管理就是对图文档的审批流程电子化， 清软英泰 PDM 系统中可实现对图文档的电子审批管理，不需要 清软英泰 的设计人员再手动纸质图纸审批，可在技术部实现无图纸化办公。系统支持复杂、嵌套流程，流程支持可编程，自定义控件并支持扩展。工作流管理包括工作流模板管理、生命周期模板管理、流程任务管理、流程实例管理。

 

 

工作流模板 ( 如图 3 ． 7 示 ) 的作用是定义企业各种流程，如设计审批流程、变更流程、出图流程等业务流程。能以图形拖拽的方式方便快捷的定义流程模板，用户可以根据需要在前台 ( 而不是二次开发程序 ) 自定义活动、路由、活动执行人。实例化 ( 即启动流程 ) 必须要模板启用，其中活动节点为实例后生成流程任务，模板启用后修改模板，不会影响已启动流程。流程模板中各步骤节点可以根据需求自定义流程代码以实现流程中的特殊功能。

 

图 3 ． 7 工作流模板

 

 

流程任务管理包括了的工作表、任务查询、任务执行等功能。用户可以使用 “我的工作表”界面查看当前需要完成的任务；系统管理员或项目经理可以通过任务查询界面，查询其他人员的任务完成情况；用户可以通过任务执行界面打开任务对应的文档查看流程实例。考虑到实际使用需要 ( 如任务执行人出差或任务过多 ) ，系统提供了任务指派和工作委派的功能，实现将某个人的任务分派给其他人。

 

 

流程实例管理为系统管理员及流程监控人员提供了对当前正在运行的流程的查询和监控的功能。系统管理人员可以根据当前的实际情况将流程终止、暂停等操作。

 

 

清软英泰 的消息通知分为两种类型，一类为用户自定义消息，用户可以写消息给他人、也可以接收他人发给自己的消息，类似于 Foxmail 、 Outlookexpress 功能；另一类为系统消息，当用户有新的流程或者项目任务时，系统自动发消息通知相关责任人。下图 3 ． 8 所示的是有新任务过来时，消息系统自动通知用户进行任务查收工作。

 

图 3 ． 8 消息中心

 

 

3 ． 5 ． 5 变更管理

工程变更管理的主要作用是管理已定型产品数据的更改，确保更改的正确性、更改消息传播的及时性，即与该变更相关的所有部门和人员都及时得到变更消息，以确保相关的产品数据能够及时得到更改。 清软英泰 PDM 系统中的工程变更与发布管理由相互关联的四个步骤组成：变更申请、变更批准、变更执行和变更发布。

 

 

通过 清软英泰 PDM 系统中的变更管理和流程管理来实现。 清软英泰 PDM 系统的变更管理根据变更类型关联不同的变更流程。需要发生文档零部件变更时，由相关人员创建变更单，把需要变更的文档零部件添加到变更单中，然后启动流程。进行评审、批准、变更、验证、确认、发布的变更流程。

 

 

3 ． 5 ． 6 工艺管理

 

基于 TIPDM 的工艺设计管理流程见下图 3 ． 9 所示。企业产品工艺设计本身是一个比较复杂的过程，主要包括产品材料定额、工时定额、工艺编制、工艺方案设计、工程 BOM(EBOM) 设计、工艺路线规划、统计汇总、工艺数据发布输出和工艺更改；是一个链接 PDM 与 ERP 的中间环节，从生产部门获取生产设备等资源数据以及从设计部门获取产品设计数据。

 

 

产品工艺设计过程是工艺管理系统的核心， PDM 系统传递产品设计结构等信息给工艺管理系统，填写工艺过程卡、作业指导卡、工艺路线编制等工艺卡片并与产品结构相关联；工艺数据的电子签审流程通过 PDM 系统的流程引擎实现；采用系统消息通讯功能，及时将工艺相关数据通知到个人；能够对单个产品的材料定额、工时定额进行统计汇总：通过工艺数据发布引擎，向下游信息系统输出工艺数据。

 

图 3 ． 9 基于 PDM 的工艺设计管理

 

 

3 ． 5 ． 6 ． 1 工艺路线管理

 

工艺路线是联系零部件与工艺规程的纽带、工艺专业分工的依据、零部件在车间流转的指导。路线编制人员基于工艺 BOM 视图进行产品工艺路线编制。零部件的工艺路线与零部件在工艺 BOM 上的位置相关。同一个零件如果处在工艺 BOM 的不同位置，可以编制不同的工艺路线。

 

 

编制工艺路线的同时需要选择各个零件的工艺视图，缺省为 “默认视图”，零部件在当前产品下的工艺路线、工艺信息均保存在选中的视图下，不同视图下的工艺信息保持独立。默认视图下的工艺数据可作为公共资源，当其他产品编制工艺时，相同零部件自动引用默认视图下的工艺数据。

 

图 3 ． 10 工艺路线编制

 

 

3 ． 5 ． 6 ． 2 工艺过程管理

 

系统提供所见即所得的图文混排式工艺卡片编辑工具 ( 如图 3 ． 11 、 3 ． 12 所示 ) ，方便 清软英泰 工艺设计人员编制工艺卡片。工艺卡片编辑工具，既有表格文字处理功能，又有图形编辑，操作更加方便快捷。它提供功能强大的工艺卡片设计工具，融数据库、图形、图像、表格、文字编辑于一体，图文并茂，提供可视化的工艺设计环境。以类似 wbrd 表格填写方式填写，“所见即所得”卡片填写，字体、格式、排版可自动也可手动调整，各填写格式可以修改，压缩及自动换行，提供格式刷格式更改。

 

 

3 ． 5 ． 6 ． 3 定额管理

 

工时定额是基于工艺过程及其工序进行编制，选择工艺路线的不同节点加载相应的工艺过程内容 ( 工艺路线 ) 。

 

图 3 ． 11 所见即所得的工艺填写

 

 

3 ． 12 直接从浏览器中复制 CAD 图形

 

图 3 ． 13 工时定额管理

 

 

当工艺员完成工艺过程的编制后，工时核定人员对每道工序编制单件工时、辅助工时、单价信息，其他属性项无权修改。可浏览工序卡来辅助编制工时。若工艺过程编制员和工时核定员为同一人，可在工艺过程编制界面一次性完成全部信息的编制。工时定额管理见图 3 ． 13 所示。

 

(1) 材料消耗定额明细表按照产品或部件组织数据的输出，明细表列出各个零件所采用的材料名称、牌号、规格、净重、毛重、定额重、利用率等。示例如下图 3 ． 14 所示。

 

图 3 ． 14 材料消耗定额明细表

 

 

(2) 材料消耗定额汇总表

材料消耗定额汇总表是对一个产品中所有材料消耗定额进行汇总，按照材料名称、牌号、规格进行汇总，将净重、毛重、定额重、利用率进行累加总计。示例如下图 3 ． 15 所示。

 

图 3 ． 15 材料消耗定额汇总表

 

 

3 ． 5 ． 6 ． 4 工艺资源管理

系统提供工艺资源用户自定义的建模管理，以属性集方式为各个资源节点建立后台数据的存储。见下图 3 ． 16 所示。

 

图 3 ． 16 工艺资源管理

 

 

3 ． 5 ． 7 系统集成

清软英泰 PDM 项目中需要集成的应用软件包括：二维 CAD 系统、

加密系统及 ERP 系统等。以下将详细介绍 清软英泰 PDM 和各应用及

管理系统的集成。

 

[ 与 AutoCAD 集成管理 ]

 

PDM 系统能够通过批量录入功能从 AutoCAD 产品图中自动提取标题栏和明细表信息，并在 PDM 系统中建立相应的零部件和产品结构信息；设计人员能在权限控制下从 PDM 系统中查询图纸文档数据并自动激活 AutoCAD 进行编辑。

 

 

[ 与 ERP 系统的集成 ]

清软英泰 PDM 系统需要和企业的 ERP 系统实现紧密集成，集成示意图见下图 3 ． 17 所示。能将 清软英泰 PDM 系统中将 ERP 需要的产品及工艺相关数据等信息传输给 ERP 。

 

图 3 ． 17PDM 系统与 ERP 数据交换示意图

 

 

3 ． 5 ． 8 编码管理

 

清软英泰 产品信息编码工作涉及两方面的问题：一是企业分类编码总体设计，包括信息分类与编码的规范、原则、方法，这建立在对企业信息的充分分析与科学归纳的基础之上；二是支持企业管理编码规则并能根据定义的编码规则自动取码的软件支持工具。

 

 

各种产品图号及物料等的编码规则由 清软英泰 自己制定，可以根据自己的企业零部件行业信息化经验提供一定的咨询服务。编码管理模块，分为编码规则定义、编码管理及编码申请及审批、废码回收、编码与 CAD 集成等功能模块。可以满足 清软英泰 实现编码规则管理及自动取号的功能需求。 清软英泰 PDM 系统编码管理功能框架见下图 3 ． 18 所示。

 

图 3 ． 18 清软英泰 PDM 系统编码管理功能结构

 

 

见下图 3 ． 19 所示， 清软英泰 是属于集团型企业，公司分为若干个子公司，其分布于国内不同地域。为了 清软英泰 统一管理物料， 清软英泰 的 PDM 系统编码管理支持分布式部署，物料编码的申请权各子公司都可拥有，物料编码的审批发放权限则集中由 清软英泰 统一管控，既满足各子公司申请物料编码的同时，也满足 清软英泰 统一管理物料。

 

 

3 ． 5 ． 9 协同工作区管理

 

协同工作区中主要包括 “当前任务”、“工作对象”和“文档追踪”等。

协同工作区是用户对私有文档进行工作的用户区。当这些文档处于工作状态，用户可以对文档进行任何操作，这些文档都是未经正式发布的，若要发布至文档库，则需经过一定的审批流程。文档在个人工作区中的操作同在文档库中的操作有许多相同之处。最大不同之处在于个人工作区中可新建文档。网上工作区是其他用户共享给您的资源，还包括本人共享给其他用户的资源，这与 Windows 的风格相似，以便于本人对共享出的资源进行很好的管理。

 

 

协同工作区窗口中的 “当前任务”界面主要是用来显示用户接到的变更任务，方便用户查看和操作。协同工作区窗口中的“文档追踪”界面主要是用来查找当前用户提交的文档现位于流程中的哪个步骤、何人在执行以及执行时间等等。

 

图 3 ． 19 清软英泰 物料编码申请流程图

 

 

3 ． 6 本章小结

 

按照所设计的总体框架，根据 清软英泰 的各下属公司的物理位置分布，设计了 PDM 群部署方案，以满足 清软英泰 集团总体管控要求和各子公司独立运营的战略目标。结合 清软英泰 的实际业务需求设计了 PDM 系统的产品结构、零部件、图文档、工作流程、变更、工艺、系统集成、编码、协同工作区管理等应用功能模块，在设计过程中重点考虑了应用人员的使用体验、方便性及应用频率等情况，通过 PDM 系统实现了数字化管理。