基于PDM系统的柴油机协同设计

黄有华，赖 云

（1.江西机电职业技术学院，江西 南昌 330013；2.南昌凯马柴油机有限公司技术中心，江西 南昌 330013）

产品数据管理PDM（ProducTData Management）系统是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM的核心思想，是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。PDM系统提供产品全生命周期的信息管理，并在企业范围内，为产品设计与制造建立一个并行化的协作环境，是企业信息集成和协同产品开发的平台。

1 PDM信息系统建立及应用

在企业中建立实用的PDM管理系统，重在实施。PDM的实施，并不是简单地把购买的一些硬件和软件产品互相连接起来就可以实现的，PDM软件只是提供一个平合框架及工具，PDM的实施过程，要结合企业的实际需求，确定各种管理对象及其属性和关联关系。

本文采用武汉开目公司的PDM软件KM PDM 3.4.0（以下简称为KMPDM），以凯马南柴的柴油机产品设计为样本，建立合理的PDM模型并进行有效的实施，以提高设计品质与效率。在项目实施过程中，主要面向设计环节，解决人员组织、产品数据组织和数据传递等问题。图1为KMPDM在产品设计、制造中的地位示意图。

PDM系统的核心任务，就是对产品数据进行科学有效的管理。为了保证产品数据的完整性、一致性和安全性，需要建立人员管理模型；为了描述产品对象及其结构信息，需要建立产品对象及产品结构模型；为了记录产品数据产生及修改的历史和过程，需要建立工作流程模型。PDM系统在企业能否成功实施的关键，在于建立的信息模型是否适合该企业。

图1 PDM在产品设计、制造中的地位

2 人员组织管理

由于PDM系统管理的产品数据经过多个阶段，被不同部门、不同人员访问和操作，具有不同的版本状态。人员组织管理模型也称为组织—角色—权限模型，是对企业的人员组织方式、角色分配以及操作权限设置的描述，实现产品数据被适当的人在允许的权限范围内进行有效的访问，确保产品数据管理的安全性和保密性。

图文档审核入库后，PDM系统按照本企业规范，对文档的查询浏览、提档、归档、复制进行有效管理，并通过权限设置，限制各级人员对图档的共享权利，达到安全管理目的。图2为在KMPDM中建立人员组织—角色—权限图。

图2 KMPDM中建立的人员组织—角色—权限图

3 产品结构数据管理

通常使用产品结构树的方式，表示产品零组件之间的层次与隶属关系。可以对产品结构树进行任何层次的展开，树中的节点表示部件或组件，叶节点则表示零件；产品结构树上的节点有属性，可对结构树上的节点通过关系进行查询，比如零部件的名称、材料、品质、类型（外购件、自制件）等，还可以对任意设定层次的BOM表进行输出。

图3 产品结构树

通过电子仓库，使描述零部件的文件信息与节点上的相数据进行管理，形成完整的产品结构化信息树。有了产品结构树，管理者即可分层展开走不同分支的方法，直观地找到自己所需的数据，而不必考虑其物理位置。产品结构管理的表现形式，是产品结构树。产品结构树是产品的虚拟体，也即是产品结构的视图。建立产品结构树，设置“系列→机型→结合组→结合部→结合件→零件”六级树型目录，使电子图档与产品之间建立对应关系，便于直接浏览相应科目。通过图纸导入自动生成与交互式两种方式，建立图3所示产品结构树模型。

4 产品数据归档管理

产品试制成功后，所有相关的数据、文档、图纸，都将流转到归档管理模块，归档人员对其进行归档处理，可以通过自动或手动两种归档方式。以产品为中心的所有经由流程产生的的CAD、BOM、CAPP各种信息和过程，都将作为正式有效的数据集成于PDM系统中。与产品对象相关的信息，还包括产品对象的版本信息。

5 产品与工艺信息汇总

KMBOM模块集成于KMPDM系统中，当产品结构树已经建立，CAPP文档完成归档，就可以对某一机型进行：产品零件明细表、标准件明细表、外协件明细表、工艺路线卡、材料定额卡、专用、通用工艺装配明细表等各种设计、工艺信息汇总，由工艺成本汇总功能汇总成企业需控制的各种工艺成本，实现产品工艺设计时的工艺成本的审核。同时这些汇总信息被广泛用于生产、供应、财务、销售等部门。PDM环境下对产品、工艺信息进行汇总见图4。

图4 在PDM中对X4105B型柴油机进行产品、工艺信息汇总

6 工作流程管理

工作流程管理是指某对象在一定的规则约束下，从一种状态向另一种状态转化的过程。KMPDM工作流程，对项目实施过程的管理，记录着各种文档信息从创建、审批、到归档乃至修改的每一步历程。

在流程管理的实施中，首先要对流程进行详细分析，建立合理的数据发放模型，实现对数据的提交与修改、管理和监督，以及对文档的分布控制启动通知等，还要对已有流程进行评估优化，剔除其中的不增值环节，确保数据流向的正确性和高效性。图5为某零件的设计文件流程。

图5 某零件的设计文件流程

7 结束语

一个成功的PDM系统的实施，需要与用户的实际应用背景进行紧密结合。在实施PDM过程中，当信息模型的创建不能解决实际问题时，可以考虑通过PDM提供的接口函数进行二次开发工作。KMPDM的成功实施，使得更加有效地管理新产品的开发成为可能，同时提高了变型产品的设计品质与效率。在PDM管理系统环境下集成CAPP、CAD系统，从而建立协同式产品开发环境，提高了生产效率与品质。

[1]葛江华，等.产品数据管理（PDM）技术及应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.

[2]方明伦.PDM原理及应用[M].上海：上海大学出版社，1998.

[3]王丙义.信息分类与编码[M].北京：国防工业出版社，2003.