企业实施PDM能解决这些问题

摘要：当前，企业在设计和生产过程中大量使用信息技术，对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但都自成体系，彼此之间缺少有效的信息共享和利用，形成所谓的“信息孤岛”。作为军工企业，数据安全问题显得更加突出。PDM作为围绕产品数据管理的信息技术，可以很好的解决“信息孤岛”问题，保证数据安全，同时帮助企业实现产品生命周期的管理。

本文根据某航空企业实际情况，归纳出若干制约该企业产品开发水平发研制过程的影响，以及产生这些问题的根源。解决这些问题，既需要引入先进的信息化工具，即PDM产品数据管理系统，依据该企业的要求，提出该企业PDM需求分析研究报告。

概述

随着航空工业的不断发展，产品结构越来越复杂，产品的生命周期愈来愈短，新产品投放市场的时间越来越短，市场竞争也在不断加剧。航空制造企业要想提高自身市场响应速度，必须缩短产品开发和生产周期，然而企业内部的信息提取和管理已经严重阻碍产品开发周期的缩短，所有这些都迫切需要企业实施有效的产品数据管理系统。

某航空产业下属多个厂所。在多个飞机型号研制中，基本全部采用数字样机技术，完成几何样机的数字化定义，设计上取得了明显的效果和技术进步。在产品数据管理方面，该企业设计单位率先采用法国达索公司的SMARTEAM作为平台，实现了型号设计的产品数据管理(PDM)。该企业飞机制造厂作为国内飞机部件专业制造厂，通过与国内外飞机项目的合作，在数字化制造协作方面积累比较丰富的经验。

2009年，以SMARTEAM作为平台成功实施了型号设计的产品数据管理(PDM)，为飞机制造数字化协同奠定了坚实的基础，通过某机型项目技术改造已解决了SMARTERM与TIPLM平台直接数据交换与对接的问题，SMARTERM与TIPLM的有序衔接在该项目中得到了充分体现。

虽然该航空企业已经在企业内部各别单位使用了PDM系统，但由于该企业下属各单位以前都是由企业单独拨款进行各自的数字化项目建设，且各自的PDM系统较为分散，所使用的PDM数据管理平台也不统一，还有很多单位未引进PDM产品数据管理系统，所以整个企业还没有形成一个统一的数字化顶层支撑体系，整个企业的数字化统筹管理也不能有序进行。

1企业产品数据化管理现存问题

1.1PDM产品数据管理软件使用问题

由于该企业下属某些单位的产品数据管理系统采用的是面向中小企业的SMARTEAM平台，虽然这些单位拥有较为丰富的信息化管理经验和多年扎实的技术基础，但该管理软件却不能满足复杂的管理要求，且由于该企业整个数字化管理体系较为复杂，所以SMARTEAM管理软件较为局限化的管理方式不足以支撑该企业整个数字化体系的顶层管理。

1.2产品数据的一致性管理问题

该企业产品的研发设计、生产工作在企业经营活动中占有很重要的地位，设计复用率高，工程更改频繁，而且参加产品开发人员较多。由于目前该企业还未统筹规划其下属厂、所信息系统，没有构建统一的数据库来清晰的描述产品的结构以及相关的零部件，现实使用中纸质或电子文件双轨并行，从而不能保证产品数据的一致性。

1.3信息文档管理存在的问题

1.3.1管理手段落后，安全性管理需加强

该企业在文档资料的管理方面，有相应的标准，但是管理的手段仍然以传统模式的手工管理为主。在产品开发、生产过程中，产品相关数据文件大多存放于员工个人计算机中，产品数据得不到及时共享，很难保持数据文件的一致，同时数据的安全性也得不到可靠的保证。数据的安全保密性对于航空军工企业来讲尤为重要。因此，该企业迫切需要对文档资料进行安全性管理，保证它们避免有意无意的破坏、丢失。

1.3.2文档管理分散，查询困难

由于该企业各种文档资料零零星星分布在企业的不同角落，一些资料以纸质形式存放于档案室或部门的资料柜中，而另一些资料则可能存放在CD盘等计算机的外部存储器中。产品开发人员需要花费大量的时间通过资料室查询所需的文档资料，这样严重地影响了产品开发效率和产品开发质量。

由于大量历史文档（尤其是设计图纸）手工、分散管理，在设计过程中设计员需要查找正确的文件、正确的版本相当困难，有时查了文件却不知道是不是终版本，若其中有错误，就导致后来不得不返工、更改。再加上产品设计借用，尤其是跨项目的设计借用有很大难度，因此有的设计人员宁可自己从头来做也不愿利用企业内已有的历史积累。由此可见，该企业迫切需要使用先进的管理方法和管理工具来对数据文件进行有效的管理，需要采用支持多种查询方式的查询工具，来辅助查询相关文档，从而提高工作效率。

1.3.3审批、浏览、圈阅麻烦，打印浪费

对于该企业许多管理人员来说，在大多数情况下，并不需要打开编辑文档，也没有在自己的个人终端电脑上安装相应的编辑软件，而只是需要浏览和圈阅一下电子文档的内容，以前的做法是当遇到需要领导审批、圈阅或浏览的情况，就必须把电子介质的图纸打印出来，领导圈阅之后若有要修改的地方，再由设计人员操作把这些修改意见在安装了相应编辑软件（CAD）的机器上付诸实现。

但是由于企业设计生产的产品结构较复杂，有时一个产品包含大量的图纸，大批量打印既浪费又影响工作效率，因此，该企业需要通过PDM系统来实现文档的浏览和圈阅功能。同时，PDM产品数据管理系统统一的打印管理也将为企业节省资源，减少浪费。

1.3.4文档历史回溯难，更改机制不完善

因为每一个文档资料都会其形成历史，所以需要对文档所形成的历史追溯其形成原因、结果及相关信息。目前该企业关于各种图纸更改控制机制还不够完善，电子数据的有效性难以得到保障，未做到完善的产品数据生命周期管理，这种状态给企业管理带来了很大的不便。

1.4缺乏零部件借用关系管理

该企业存在大量的设计图纸借用情况，在借用过程中设计人员不对所借用的零部件图纸进行任何改动，并且大部分情况下均借用定型产品来保证零部件的有效性。由于在借用过程缺少有效的管理，所以哪些零部件被借用过、被谁借用过、借用修改后的处理等，这些信息在企业没有被有效的管理起来，导致许多借用是盲目的、无序的，这些给企业带来巨大的隐患。

产生这种情况的原因主要是由于目前设计文档的存档方式主要是分散的、纸介质存储，没有方便的设计借用手段，相应的设计借用关系管理也很困难，因此在大多数项目中，设计人员的设计借用都只局限于定型产品或自身设计的产品。这样大大降低了企业自身知识复用的程度，使产品设计周期长，设计人员能投入创新的精力少，创新空间小。

1.5缺乏一套高效的电子化的设计流程管理机制

目前，企业中运行着多种流程，比如：项目立项流程、设计审批流程、转阶段审批流程、更改申请流程等。在这些流程中产生的文档和信息，只能以纸质和手工的方式在各部门间流转，这样就不可避免的产生各种问题。

比如：设计的纸质归档，在工程变更时无法实现自动查找相关文档并进行批量替换更改，设计文档的管理人员使用手工查找工作量大、效率低下，准确性差；变更结果以纸质的方式，手工发送到相应部门，无法避免发送遗漏，并且工程变更的管理部门无法追踪变更过程和变更状态；不能针对不同重要级别和优先要求的工程变更，灵活地设计变更修改流程，来提高对变更管理的效率和变更设计的质量；更改流程的相关过程资料和文档，不能被完整的记录和归档来作为工程可靠性的依据，并作为以后类似更改问题的参考，为知识重用提供便利，增加工程重复更改的工作量；缺少变更权限的管理和控制，不能限制不同部门对不同产品系列的变更控制，导致系列变型产品设计时，基于类型的数据一致性差；不能有效地控制文档变更历史，为变型产品设计提供溯源查询等。

1.6缺乏一套统一的企业标准电子信息库

目前，企业内部拥有一套标准，其中包含：基础标准、设计标准、产品标准、通用零部件标准、原材料标准、其他标准等，该标准已经被广泛使用，发挥了很好的作用。但是企业的发展，目录内容越来越多，一方面设计人员查找起来速度变慢，另一方面标准化人员维护起来也越发感觉吃力。目录需要每年进行一次更新，每次更新量大概20%左右，工作量巨大。并且目录中只表明了标准号，而没有标准的具体内容，设计人员在使用时仍需要花大量的时间进行翻阅，随着标准目录的增加，这一问题将突显出来。由此看来，企业目前急需一个包含标准具体内容的电子化标准目录，来方便设计人员快速查询、引用，同时减少标准化人员的更新工作量。

2企业产品数据管理系统需求分析

针对目前现状及该企业今后的发展规划，建议引进以TIPLM为平台的PLM产品全生命周期数据管理系统。该管理平台可以满足复杂的管理要求，对今后该企业信息化建设的长远发展较为有利。并且，该系统已成为国内航空制造业的主流产品数据管理平台，从国内其它航空院所传来的数据信息特别是管理信息可以无需进行转换直接利用。

利用TIPLM建立覆盖企业下属各单位的数字化协同工作平台，数字化协同研制模式流程（见图1），该企业各下属单位建立统一的TIPLM PDM终端，通过统一的产品数据管理协同平台各下属单位异地协同办公，从而可大大提高办事效率。

图1产品数据管理平台异地协同办公

2.1项目总体目标

项目实施总体目标如下：

1)以该企业及下属单位为主体建立各自统一的产品数据库，实现企业级的产品数据和资源共享；

2)以TIPLMPLM平台为核心，实现有效的软件集成，包括CAD设计软件（CATIA、UG、

AUTOCAD等）、办公软件（OA、OFFICE等）、企业其它管理类软件等；

3）实现对产品整个生命周期所有文档和数据的安全管理和版本管理，保证设计数据的准确性和完整性。增加产品零部件的重用与借用，缩短产品的设计周期；

4）实现零部件借用关系管理，建立完整的零部件关联关系，保证借用的有效性；

5）建立企业统一的企业标准电子信息库；

2.2PDM系统架构

根据该企业目前的网络现状和在系统应用方面的需求，提出将PDM系统设计为C/S和B/S均可支持的体系结构（见图2），即：既能在下属单位内部使用C/S结构的服务器客户端系统（数据传输速度快，易于管理）访问数据库，也能实现通过WEB访问数据库的B/S模式，为异地的办公协同工作奠定基础。

图2PDM系统体系结构

系统体系结构说明：

1）PDMServer建立在一台Windows服务器上，Lisence在整个网上浮动，用户在网络中

的任何一台工作站都能运行PDM客户端（B/S，C/S两种结构都支持）；

2）PDM的电子仓库建立在一台服务器上，可根据需要在网络中的任何一台服务器或工作站上建立电子仓库；

3）可支持多种网络协议，包括TCP/IP、NetBIOS、HTTP以及IPX等。

3PDM体系结构环境应达到的要求

该企业对PDM的需要必须建立符合各种要求的软硬件环境，作为该企业的PDM管理工具应对产品开发有关过程和数据进行有效管理，体系结构必须开放、灵活。根据实际需求，应构建三层PDM体系结构，即系统支撑层、PDM核心层和应用层。

系统支撑层主要是PDM系统的运行环境和支持平台，包括操作系统、网络和数据库，操作系统选择目前应用比较稳定的Windows2003Server，数据库以目前流行的关系数据库系统SQLSERVER、Oracle管理底层数据，网络以支持TCP/IP协议为基础。

PDM核心层提供实现PDM各种功能，由于PDM系统的对象管理框架具有屏蔽异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用PDM系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的透明化管理等，除了系统管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有数据模型定义、电子仓库与文档管理、工作流程管理、项目管理、产品结构与配置管理、集成工具等功能。

应用层向用户提供交互式的图形界面，包括图形化的浏览器、各种菜单、命令按钮、对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。通过PDM提供的图形化用户界面，用户可以直观方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。它是实现PDM各种功能的手段、媒介，处于上层。

4系统网络体系结构

以TIPLM为核心，采用如图3的体系结构，文档的容量和电子仓库的数量应没有限制，

具体的硬盘与内存的配置要求也应根据实际工作环境中的产品数据量及企业应用规模来确定，并支持逐步扩展的模式。

图3系统网络拓扑图

数据库服务器：存放产品数据的特征数据、人员数据、工作流程等，该系统只需一个数据库服务器。电子仓库：存放产品与文档数据的地方。根据不同部门对数据管理的具体要求设定不同的电子仓库，因此可以是分布式的电子仓库配置。Web服务器：企业Web服务器，实现Web方式协同设计与工作。

5建立协同设计平台，形成团队内设计数据的共享

实现产品协同设计、生产，满足自顶向下的新的产品开发模式（见图4）。

PDM建立的协同设计环境模块满足该企业内部团队之间，不同部门之间以及不同单位之间的产品协同开发及生产。

不同专业的设计工程师在共享的工作空间进行协同设计：

1）总体设计师-建立顶层的产品概念设计-产品结构树，在共享的工作空间分配不同专业的设计任务。

2）团队成员（各专业设计师）–其他零部件等的人员获取设计任务，在共享的设计空间进行设计，并与其他的零部件进行集成装配与协调。

3）面向零部件、技术文件对象的授权体制，保证团队队员之间实时共享设计数据，并可进行参考与借用。

4）设计完成到一定状态时执行审批与发放流程，形成正式设计数据。

6结束语

在PDM实施过程中，根据企业实际情况建立信息模型是系统设计的关键内容，只有以科学的方法，根据企业的实际情况，建立相应的信息模型，才能成功地实施PDM系统，达到预期的目的。本文章来自御云清软英泰，更多详细信息请点击：www.plmpdm.cn

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