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基于Windchill的产品数据管理系统的研究与应用

2020-06-22马锦波

数字技术与应用 2020年4期

摘要:对于研发制造型企业来说,提升数字化设计与制造水平、缩短研制和生产周期、增强企业的应变和快速反应能力,这种需求变得越来越迫切。因此,通过对产品数据管理系统的研究,本文提出了一个支撑产品协同设计与研制的解决方案。

关键词:Windchill;PDM;产品数据管理

中图分类号:TP315   文献标识码:A    文章编号:1007-9416(2020)04-0000-00

1引言

PDM的中文名称是产品数据管理(Product Data Management)。PDM是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零部件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术[1]。通过实施PDM,可以提高生产效率,有利于对产品的全生命周期进行管理,加强对于文档、图纸、数据的高效利用,使工作流程规范化。国内外公司都有诸多成熟的PDM产品,国内的公司有清软英泰、北京CAXA、深圳金蝶,国外的公司有美国PTC公司的Windchill、德国西门子公司的TeamCenter、法国达索公司的SmarTeam,本文选用美国参数技术公司Windchill 11.0版本的系统作为研究对象。

2企业面临的问题

传统的研发制造型企业,产品研发和技术状态管理的信息手段还没有建立起来,更谈不上通过信息管控手段与其它应用系统的集成来打通研发生产各环节的壁垒,消除各环节信息孤岛和管控数据流程。数字化产品研制管理平台是一个高度共享的虚拟化工作环境,支持企业各级管理人员和研制人员基于该环境协同开展研制和管理工作。为了保证协同研制和管理工作在平台环境中能够顺畅地开展,必须统一企业的业务流程,将数据和流程进行标准化、规范化。这就需要建立一套新运作模式下的数字化标准规范运作体系,做到有章可循,提高数字化条件下的管理规范化和精细化水平。

3方案规划

PDM方案的功能模块主要包括技术文档管理、技术状态管理、电子签审流程管理、工程BOM管理、设计数据可视化、结构设计数据管理(MCAD工具集成)、电路设计数据管理(与ECAD工具集成)和零部件分类管理。此方案中主要用到Windchill 11.0版本中的两个核心功能模块Windchill PDMLink和Windchill PartsLink。

Windchill PDMLink是Windchill的基础模块,主要提供文档管理、产品结构管理、工程变更管理、产品配置管理、生命周期管理、工作流管理、Windchill联邦架构、业务和系统管理、Office集成等功能[2]。

Windchill PartsLink是Windchill的零部件分类管理模块,主要通对零部件(元器件)的分类库的建立,提高零部件的标准化、模块化、通用化,最大限度地提高设计重用,降低设计风险和产品全生命周期内的成本。

Windchill系统采用Oracle 11G数据库,基于B/S模式架构,建立在J2EE架构平台上,厂商推荐使用谷歌浏览器访问该系统,通常采用一台数据库服务器和一台应用服务器部署该系统。

3.1技术文档管理

技术文档管理主要是基于产品结构的机械、电气设计文件管理,从而实现多专业的设计文档集中管理控制。利用分类管理,用户能够分类、定位并重用产品开发过程之中用到的零部件、产品、文档和工程知识。通过简单的配置方式,Windchill系统可以灵活地创建新的文档类型和参数。能够按照不同型号的管理要求,Windchill系统生成唯一的图文档编码。文件的检入(Check in)和检出(Check out)操作和版本修订操作,以控制签署过程中的驳回修改和更改换版。支持文档的状态显示,如工作中、审阅中、已发布等,使得用户能看到文档当前的有效状态。能够通过策略配置的方式,实现静态权限控制,并通过动态授权的方式,实现临时动态权限控制,来满足安全保密的要求。系统还支持文档可视化浏览,在不需要安装专业工具的情况下在Windchill系统中就能对图纸文档浏览的要求,比如查看AutoCAD的设计文件,审核人员不用在电脑上安装专门的AutoCAD软件就可以在Windchill系统中浏览该文件。

3.2 技术状态管理

Windchill作为技术状态管理的平台,通过对研发数据的标识、控制、审计和纪实,实现对产品的技术状态管理。能够建立满足质量体系要求的功能基线、分配基线、产品基线和批次基线的管理,从而实现产品研制各阶段技术状态的冻结控制。系统提供论证、方案、初样、正样、定型、批产等转阶段过程中,转阶段审核和冻结流程管理,以及各阶段标示定义和管理。系统能够提供企业级更改流程管理,通过预先配置的、最佳实践工作流控制,以实现问题提出、更改分析、更改执行和更改闭环的完整流程控制。更改管理支持不同类型的更改流程设置,如支持临时偏离和更改的不同流程,如临时偏离支持不同角色人员发起,而不需要每次由设计人员发起,如复杂更改可以执行完整的更改流程管理,简单更改可以执行简单的更改流程管理。更改流程支持企业专人建立和维护,研发人员仅能按照更改流程执行设计更改,无权改变更改流程。利用产品BOM反查,用户可以了解零部件所属产品,并支持向设计师发起可否更改咨询,进而决策更改模式(如换版/换号)。提供设计变更的问题报告、变更申请、更改单的查询。提供变更统计报告功能,完成/未完成数量比例报告等,以协助质量部门进行更改闭环监控。能够实现新旧版本与更改单的关联,以支持基于更改单的新版本生效控制。

3.3电子化签审管理

可建立图纸、技术文件签审流程的流程模板,根据不同类型可以定义关键件、一般件流程等。对于多个文档或图纸可以实现批量审批。可按产品对象种类、属性自动选取流程。允许用户通过自定义方式实现签署授权,支持出差代理的机制,防止人员出差带来的流程停滞。流程中的个人任务可以自动推到用户界面,用户可以在个人任务栏中或通过邮件获得任务并管理自己的任务。流程中的个人任务还可以推送到门户等平台,用户可以通过消息及时了解任务,执行任务。支持流程嵌套、流程条件分支。能够支持流程定义和维护,即支持指定专人进行流程建立、修改和废止。能够提供相应的输入区域保存流程执行过程中的人员的处理信息(意见、时间、人员等)。提供直观的图形化的流程进度监控器,管理者能够直观地查看某一流程的進展状况。能够实现流程自动执行后台任务,如流程自动检查文档交付列表的完整性。

3.4設计变更管理

产品版本的变更一直是困扰很多研发企业的问题,为规范数据变更流程,避免人为因素错误,Windchill系统提供了工程变更管理功能,该模块功能符合国际工程变更流程CMII的模式,从工程变更请求ECR(Engineer Change Request)、工程变更通告ECN(Engineer Change Notice、工程变更任务ECA(Engineer Change Assignment)这三个流程来规范设计变更,每个流程都要经过多级审批,严格把关,前一个变更流程结束后才能开始下一个流程。

3.5产品结构管理

Windchill的产品结构库中不仅有结构BOM清单,也有电气设计BOM清单,还有BOM与文档的链接。打开BOM单时,只需要点击相关的标签栏,就可以查看其对应的图纸,并可看到该零部件的用途及使用情况[3]。在Windchill里通过图纸直接生成BOM,更加提高了工作的效率与数据的准确性。产品变更后,该产品发生了哪些ECN,发布了多少份ECN,都显示在产品的变更信息里,查找时一目了然。

3.6系统集成管理

(1)与设计工具集成:提供和电气设计软件Cadence、机械结构设计软件CAXA的集成接口。

(2)与Office办公软件集成:提供与Office2007/2010版本的集成接口,满足在Office环境实现文档的检入/检出操作。

(3)与Outlook集成,文档签审过程中,审批节点流转到审批人到Outlook中,会发送提醒邮件。

3.7安全管理

安全保密要求高的企业,Windchil系统提供支持三员分立的权限控制模式,分别设置了系统管理员、安全保密管理员和安全审计员,并赋予三种管理员不同的管理权限。

系统管理员负责管理用户及用户组、用户新增、变更、删除、Windchill系统的系统日志管理和维护等。安全保密管理员负责设置用户口令管理、用户和用户组的权限分配、普通用户的登录、操作和退出的日志审计。安全审计员负责对系统管理员和安全保密管理员的操作日志进行审计,查看用户的权限分配报告,对二员进行监督管理。

4结语

现有多数企业生产模式向小批量、多品种发展,多样式和定制式的产品代替了标准产品,研发制造型企业要满足客户个性化需求,就需要大大缩短产品开发周期,在原有企业应用了CAD、Cadence等设计软件的基础上,再实施一套 PDM系统,对产品整个研发过程和信息进行规范化管理,充分地利用现有的信息资源,大大提高了产品的开发效率和质量。

参考文献

[1]朱战备,韩孝君,刘军.产品生命周期管理-PLM的理论与实务[M].北京:电子工业出版社,2004.

[2]杨旭.PDM协同研制平台在军工电子企业的运用[J].数字通信,2013(4):81-86.

[3]范文辉,葛正宇,何山,等,基于Windchill的PDM系统的研究与实现[J].计算机集成制造系统,2002(9):715-719.

收稿日期:2020-03-24

作者简介:马锦波(1976—),男,湖南石门人,硕士,研究方向:企业信息化,信息安全。

Research and Application of Product Data Management System Base on Windchill

MA Jin-bo

(China Electronics Technology Group Corporation No.34 Research Institute,Guilin Guangxi  541004)

Abstract: For the R&D manufacturing enterprises, it is becoming more and more urgent to improve the level of digital design and manufacture, shorten the development and production cycle, and enhance the adaptability and rapid respond capability of enterprise. Therefore, we research the product data management system and present a solution to support the collaborative design and development of products.

Key  Words:Windchill;PDM;product data management