产品数据管理(PDM)技术与应用

摘要：详细讨论了产品数据管理(PDM)产生的背景、概念、功能和系统结构，并论述了PDM的发展趋势；计算机辅助设计(CAD)。

1　引言

产品数据管理(Product Data Management简称PDM)是以产品结构为中心来组织管理CAD/CAM/CAE数据、文档、审批等产品信息，并对产品开发和工作流进行控制的系统。PDM是在20世纪90年代初才开始在国际市场上形成软件产品的一种新技术，它是在CAD/CAM/CAE和EDM的基础上逐步发展起来的，主要归因于国际上许多大型企业逐渐接受PDM并把它作为支持企业经营过程重组、并行工程，ISO9000认证等的使能技术。

1984年一些行业的领头羊如波音、休斯、奔驰、摩托罗拉等公司纷纷投入巨资实施PDM以作为保持企业竞争力的主要手段。而今，随着CAD/CAM及CIMS技术的迅速发展和应用，PDM变得越来越重要，成为当今最热门的技术之一。PDM对我国企业尤为重要。我国企业信息化过程中存在的问题有：　　

(1)信息共享程度低。企业的计算机辅助工具是一些离散孤立的系统，产品数据存储于不同的计算机系统，由于支持的文件格式和应用环境的差异，无法在设计、工艺和制造部门间有效地进行信息共享和传递。

(2)信息反馈慢。传统技术文件是纸介质且管理手工化，因此设计部门无法及时收集工艺和制造部门反馈的新信息。

(3)产品开发方式陈旧。长期以来，产品开发沿用传统的顺序工程方法，遵循“概念设计→详细设计→过程设计→加工制造→实验验证→设计修正”的流程，导致从设计到制造到设计修改的大循环，劳动量大且开发周期长，难以满足激烈的市场竞争要求。

(4)设计重用度差。对CAD、CAM、CAE数据沿用对纸质文件的管理方法，缺乏迅速有效地检索产品数据文件的手段，造成不必要的重复设计。PDM在一定程度上解决了上述问题。

2 PDM的概念

PDM技术最早出现于20世纪80年代初，目的是为解决大量工程图纸、技术文档及CAD文件的计算机化的管理问题，后来逐渐扩展到产品开发中的三个主要领域：设计图纸和电子文档的管理；材料报表(BOM)的管理及工程文档的集成；工程变更请求/指令的跟踪与管理。

PDM的内涵是集成并管理与产品有关的信息与过程。现在所指的PDM技术源于美国叫法，具体来说，PDM是对工程数据管理(EDM)、文档管理(DM)、产品信息管理(PIM)、技术数据管理(TDM)、技术信息管理(TIM)、图像管理(IM)及其它产品定义信息管理技术的一种概括和扩展。

它以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内建立一个并行化产品开发协作环境。它以企业为一体，能跨越整个工程技术群体，是促进产品快速开发和业务过程快速转化的使能器。它可依全局信息共享观点营造一个虚拟协同工作环境，使得可在同一数字化的产品模型上一起工作。

3 PDM的功能

PDM系统为企业提供了一种宏观管理和控制所有与产品相关的信息的机制和框架。从用户的角度可将PDM功能简化为用户功能和公共实用功能两部分，前者主要是指为用户提供充分利用PDM系统的能力，通过图形化的用户界面与用户进行信息交换并执行用户指定的操作。具体有：数据仓库文档管理、过程管理、配置管理、零部件分类库管理和项目管理。后者是为使用这一系统提供配套支持功能，它直接与操作环境有接口，并把它的功能和用户隔开，通过剪裁使系统工作在不同用户特定的环境中，其主要功能有：数据传输和转换、图像信息处理，系统管理。

4 PDM系统的体系结构

PDM原型系统以网络环境下的分布式数据处理技术为支撑，采用客户机/服务器(Client/Server)体系结构和面向对象(Object Oriented)的设计方法，需要有数据库技术保证数据的存储和管理，需要有网络技术提供数据的通信和传递，以实现产品全生命周期的信息管理，协调控制工作流程和项目进展，在企业范围内建立一个并行化的产品开发协作环境。系统总体结构如图1所示。

图1 PDM系统的体系结构

5　实施PDM应注意的问题及其发展趋势

PDM的概念是一个集成的概念。在它的实施过程中必须用系统工程的思想，在充分理解用户需求的基础上，通过有序的客户化步骤和不断的软件维护，实现从软件产品到软件工程应用系统的转化。由于PDM仅为企业和研究所提供产品数据定义、组织和控制的框架，所以要成功实施PDM工程，就应该注意以下几点：　　

(1)由来自不同部门的人员组成PDM领导班子，认真调研、搜集信息和分析。

(2)更新文化观念，发挥团队精神。对技术和管理人员进行培训，改变旧观念，各部门科室要互通有无。

(3)克服经费困扰，把资金用在刀刃上。投资费用中软件部分、系统集成、咨询服务和培训费用要占相当大比重。

(4)实施PDM无固定模式，要典型引路，分步实施。

PDM的发展趋势是：兼顾不同的应用系统，本身描述的语言更标准化；改善接口模式，以更充分地使用商业数据库和Internet/Intranet资源；应用程序封装技术，以使现存的应用程序较好地融入到新的集成框架中；实现PDM和MRPII的集成，满足MIS的需要。

5　结语

PDM系统是一个实现对所有与产品相关数据有序管理的工具，同时又是工程设计人员相互协作的环境。PDM在加快设计与生产信息流通、缩短新产品设计周期及架通设计过程和管理过程等方面所起的作用为越来越多的企业认同。

计算机辅助技术、数据库技术、计算机硬件技术和计算机网络技术的成熟与稳步提高，为PDM的发展奠定了扎实的基础，使其成为实行并行工程和产品无纸设计/制造的支撑技术。PDM受到系统专家和企业家的高度重视。

由于每个企业的企业文化和管理模式各不相同，实施中必须针对实际情况进行。实施过程本身就是为企业制定特定解决方案的过程且实施产品数据管理涉及到企业各个部门甚至不同企业间的协作，是较复杂的系统工程，因此必须要有正确的实施方法和步骤。

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