智能制造PDM系统先行

四川九洲电器集团有限责任公司 黎明聪

1.引言

近年来，随着信息技术、传感技术、物联网技术和赛博-物理系统等智能制造技术的兴起和逐步成熟，“智能工厂”已成为全球传统制造企业，转型升级的主要突破方向。各国为了提高产品质量、降低成本、缩短研制周期，制定了多项“智能制造”的发展战略与规划，并大力投资发展智能制造技术和“智能工厂”。

随着军事电子装备向基于信息系统的体系化、质量与可靠性大幅提升和关键装备自主可控等方向发展，这些特征都对军事电子装备研制企业提出了研制能力体系化、生产制造精准和柔性化、综合管控精益化以及装备交付周期大幅缩短、质量水平显著提高等一系列更新、更高、更严的要求。

随着计算机信息技术的发展和数字化智能制造工作的开展，产品全生命周期内的数据管理是对PDM的一个新的基本要求。从PDM系统的发展目标和要求来看，并行设计工程概念的提出，是从产品设计开发和制造的过程出发，以达到提高生产效率、降低产品成本低、保证产品质量以满足实际用户的需求。在并行设计工程中提出“项目组团队”，“项目组团队”主要强调的是小组成员在产品设计的同时进行产品相关制造过程的设计。例如：设计研发、样机试制、机械加工、整机装配、产品装调、包装售后、运输等。这样就要求项目组成员之间在产品全生命周期内的各个环节与产品相关的各个地方均能在用户权限范围内对相关数据进行同步使用，这就是产品数据管理PDM系统的功能和定义。因此，可以这样说，PDM系统是并行设计工程运行的基础，是智能制造的数据基础。

2.PDM系统运行的环境要求

PDM是利用当今最新的Web技术实现的一个协作环境，其目的是允许你更改有效地开发和管理产品。它为整个企业提供公用信息共享机制，此机制存储信息，在存储位置管理该信息，管理信息演变，控制对信息的访问权限，并且提供协作工具。

这些特征允许PDM系统控制数据，该数据驱动产品从概念到交付这一过程。PDM系统提供管理产品信息的功能。因为产品信息是复杂且多面的，并且经常包含数以百计的关系，所以PDM系统管理此产品信息以及所有这些关系。因此，要了解PDM系统的任何特定功能，还必须了解它的总体角色。

2.1 PDM系统是依托于网络的一种系统

PDM系统可以是一个公司内部搭建的网络系统，也可以是外部网络系统。它可以是本公司之间内部使用，也可以是跨区域的工厂与工厂之间的使用，信息网络是产品数据的硬件的一种载体。通过网络进行产品数据的传输和存储，为数据共享和数据保护提供了途径。计算机网络是PDM系统在空间上的扩展，使得PDM的不同用户可以在不同的地方进行产品数据的操作处理使用。

2.2 PDM系统用户界面可操作性强

PDM系统的具有良好的用户界面，较强的windows风格，操作简单。基于windchill 公司的PDM系统具有操作简单，可以根据用户的需求进行界面定制。工作总揽任务一目了然，可操作性强。

2.3 PDM系统是基于数据库的应用软件

产品全生命周期中的所有数据包含市场调研、方案论证、零件设计、仿真分析、工艺设计、NC程序设计、走刀轨迹、零件质量检验、产品装配等数据都是存储在数据库中。不同类型的用户所需求的数据类型不同，用户登陆PDM系统，根据权限控制，就可以对数据库内的相应数据的进行调用。例如：生产车间调用三维模型，数控机床调用程序，检验人员调用相应的检验工序，这样PDM系统提供给用户的所有数据不是相互孤立的零件数据，而是基于产品的层次结构的产品数据的相对引用。

2.4 PDM系统具有微机及图形工作站

针对不同的功能和使用要求，PDM系统具有微机和图形工作站两种，一种是供设计人员开发使用，一种是以存储大量的数据作服务器使用。

3.PDM系统具备的基本功能

3.1 电子库房

PDM系统的一个主要目的是存储产品信息，换句话说可以理解为“电子库房”，因为产品是复杂的，需要存储许多类型的信息，从CAD数据到用户手册到问题报告。PDM系统具有多种类型对象，以处理不同类型的信息，并且允许你构建他们之间的关系。当今传统的自底向上的产品开发方式正被自顶向下的产品开发方式所取代。企业原有的文档管理方式以无法适应新技术的发展需要。PDM系统提供的电子库房功能提供给用户一个集成的电子环境。设计开发人员首先建立BOM，搭建了骨架，设计人员在把相应的文件挂在对应的地方，走完归档流程。将数据放入电子库房。在这个环境中项目组团队的用户可以完成与产品数据相关的所有操作。包括产品数据在集成的电子环境中的生成、修改、删除存储和引用。在这个集成的电子环境中还可以定义各种访问权限。设计开发人员还可以利用电子库房中的设计成果，进行重复利用，缩短研制周期，节约生产时间，提高生产效率。

3.2 文档管理

文档管理功能允许你与组织中的其他用户共享文档。如果你将文档上载到PDM系统，文档就可以被任何有权限的人查看和修改。如果有人修改文档，修改者将被记录下来，而且先前的老版本数据仍然可以收索或查询。对于每一个文档，可以定义他的详细信息、表示方法和关系。如果装配为文档结构，即可进一步控制结构的配置。

支持上传特定格式的文档并在系统中进行展示，如PDF、WORD等。车间图文档包括各类的电子文档、扫描文件、工艺文件、图纸、质量要求、质量报告和生产过程手工文件等，这些文件如何进行有效统一的管理，方便查询和浏览。这其中包括前期设计部门完成的各类工艺文件、二维三维的数字化设计文件、作业指导书以及在现场形成的各类检测报告、作业卡片、合格证、工单等文件。

3.3 工作流程和过程管理

工作流程和过程管理是一个产品数据创建、归档、变更、发布的主动过程管理。在系统设计时，可以根据数据的类型建立串行或并行的工作流程，设计人员根据数据的类型，调用相应的流程进行审批归档。

用户登陆PDM系统时，就可以在工作任务栏中看到自己最新的工作任务清单，并对工作任务进行处理，PDM系统记录了任务的达到时间和处理时间，为事后延误工作提供了查询依据。项目经理可随时查看这个项目的工作进度。

3.3.1 工作流程管理

工作流程管理是PDM系统对产品数据的发布流程和发布数据的变更流程过程管理。根据角色和权限控制，PDM系统用户登陆自己的账号就知道要处理的事情和查看流程所在的环节，让工作流程的传递更加具有条理化。

通过定制并行或串行的工作流程，使各类电子文档的审查审批更加合理。

3.3.2 工作管理

PDM系统系统内你可能负责的所分配和对象，你可能会想知道如何完整追踪。PDM系统的工作管理模块提供了一些工具。他提供了“笔记本”和“预定”功能帮助追踪需要监视的对象，并根据需求生成报表。

当开发设计人员准备进行某项产品的设计时，首先在PDM系统中建立相应的产品库和工作空间等各类文件夹。除了必要的设计要求和初始设计思想外，与设计工作总体文件、技术协议、参数指标等重要数据，或其他设计开发人员的设计数据也需要同时放到产品库中相应的文件夹，文件夹对项目组成员权限放开可供项目人员查阅，以满足设计人员的设计需求。

可以在产品库或资源库中，创建文档，启动创建文档的过程。你选择的文档类型可能决定各种特殊功能。文档类型可能决定文档经历的生命周期过程。它还决定文档是否与特定属性相关。

3.3.3 历史数据管理

历史数据管理等同于数据版本管理，系统记录了产品全生命周期内的所有数据，帮助用户了解产品项目开发过程中的历史问题。虽然变更是不可避免的，但是正式变更过程常常会面对不同的问题，PDM变更系统创造了一种可重复流程，这种流程不是禁止变更，而是鼓励进行可控，快速的变更。在现有产品开发工作流程的基础上，制定新的数据变更工作流程，工作历史数据记录可以作为重要依据。同时对历史数据的版本做了详细的记录。另外，对工作历史数据的处理符合工厂质量体系文件和国际质量管理标准ISO9000的基本要求。

3.4 产品结构管理

PDM系统的产品结构管理功能是通过自顶向下的设计把产品分解为装配体、子装配体和零件逻辑地描述一个产品的组成关系。产品装配结构的建立，只是一种零部件与零部件之间的拓扑结构关系的确立，零部件对象中的产品数据实际上是一个数据集合。在以部件为中心的设计中，在所有CAD设计工作开始之间进行产品结构设计。创建部件然后通过工作流程，将设计CAD模型的任务分配给工程师团队。这实际上是一个由两个步骤组成的过程。首先，必须为要创建的部件和成品定义产品存储位置，然后必须创建这些部件和成品并将它们装配到产品结构中去。将产品中创建和存储成品和部件，不过也可将其存储到存储库中。产品管理员可以创建新产品，从而还将自动创建顶层成品。可通过创建文件夹进行进一步组织新部件和成品在产品中的存储位置。在PSM内通常与产品结构中的每个零件紧密相连的BOM表。在BOM中，制定产品零件在产品生命周期中的各种属性。PSM是通过BOM浏览功能进行修改和控制产品的结构。BOM表实际上描述了除几何信息以外的外部产品全部信息。

3.5 借阅管理

传统的借阅是利用者必需到档案管理部门借阅纸质的资料，办理各种借阅手续，需要跑的部门多，时间长，效率低。通过产品数据管理系统大大节省了时间，提高了工作效率，减少了资料晒发的份数，通过定制借阅流程，简化了手续，缩短了时间。有效控制了资料的使用范围，安全保密。

4.结论

PDM系统管理了产品整个生命周期内的全部数据。如技术说明、技术条件调试细则、零件图纸、工程图纸，验收标准等。还包括生产过程中的文件，如工艺文件、用户使用手册、维修说明等技术文档。凡是在操作系统中可以生成或修改的文件的数据都可以存放在PDM系统中。PDM系统是一个实现所有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工作环境。

通过PDM系统的顺利实施以实现全生命周期各应用系统的集成优化，实现计划排产、生产协同、设备互联、资源管理、质量控制、决策控制的智能化，人员高效化、设备自动化和管理信息化，全面缩短产品研制周期，提高生产效率、质量并降低运营成本。