基于SolidWorks EPDM 的产品数字化管理系统建设★

丁胜 ， 江志炜 ， 谢晨浩 ， 罗勇 ， 郑昆 ， 樊文琪

（1.工业和信息化部电子第五研究所， 广东 广州 511370；2.广州五所环境仪器有限公司， 广东 广州 511370）

0 引言

信息技术的大力发展， 促使更多的企业引进先进的信息技术以应对愈加复杂的市场竞争环境。 原有的以手工操作管理为主的设计图纸、 工艺文件和工装文件等产品的管理系统存在数据分散、 产品数据升级变更追溯困难和产品标准化程度低等问题，已无法满足企业高质量发展要求[1-2]。 现代企业有必要做好产品全生命周期数字化有序管理来提升企业核心竞争力、 提高生产效率和管理水平。 本文结合国内某多品种小批量的环境试验设备制造离散型企业的产品数字化管理系统建设需求， 利用SolidWorks EPDM 技术对其进行改造。

1 SolidWorks EPDM 概述

产品数据管理（PDM： Product Data Management） 技术产生于20 世纪80 年代， 前期的主要目的是解决大量图纸文档的管理问题， 但随着全球信息网络技术的飞速发展， 目前PDM 通过集成CAD/CAM/ CAPP/CRM/ERP 等多种系统中的数据， 可解决产品全生命周期中数据的管理， 实现企业内部的信息集成， 从而可达到在正确的时间内给正确的人传递正确的数据的运行效果[3-4]。

SolidWorks EPDM （ Enterprise Product Data Management） 作为一种软件平台， 其以企业产品数据为中心， 结合计算机网络、 数据库等技术， 将企业产品全生命周期内所有与产品相关的数据集成统一管理， 确保产品数据在其生命周期内一致、 安全， 可为企业人员提供一个协同工作的环境。 基于SolidWorks EPDM 平台开发产品数字化管理系统，可明显地提高企业设计资源的重用度， 缩短产品的上市时间， 提高工作效率[5-7]。

2 企业面临的产品管理问题

该企业一直从事环境试验仪器设备的研发、 生产、 销售和服务等业务， 是典型的多品种小批量离散制造型企业。 该企业产品的典型特征是种类多、批量小， 客户的个性化、 定制化需求多。 随着企业规模的不断扩大及市场环境日益复杂， 该企业亟需建立高效的产品数字化管理系统。

该企业在产品数字化管理系统改造前面临的产品管理问题主要有： 1） 产品设计、 审批和变更等工作流程模糊、 不清晰； 2） 产品共用的零部件无法借用， 没有形成标准规范， 设计重用率低； 3）产品设计资料没有有效的版本控制， 新旧版本经常错用； 4） 产品图纸及生产BOM 清单由人工统计、编制， 效率较低且出错风险较高。

3 产品数字化管理系统架构

为了解决上述问题， 该企业基于SolidWorks EPDM 建立了产品数字化管理系统， 系统架构如图1 所示。 为了保证产品数据的安全性， 将产品数字化管理系统建立在企业内网上， 产品数字化管理系统与企业资源管理系统（ERP 系统） 之间可进行数据交换， 并有产品分类管理、 设计库管理、 图文档管理、 工作流程管理、 权限管理和BOM 管理等功能， 实现产品分类管理、 研发过程管理、 图纸的关联管理和版本管理、 标准库的管理、 自动输出BOM 和管理， 以及规范的流程管理等目标。

图1 产品数字化管理系统架构

4 产品数字化管理系统实现

4.1 产品分类管理

经调研分析， 该企业的图纸主要由标准产品、非标产品、 其他文件和设计库等组成。 产品数字化管理系统利用SolidWorks EPDM 的Windows 的管理思想， 所有的文件可以按照不同的分类放在不同的文件夹下进行分类管理， 因此根据上述的分类，在该产品数字化管理系统中建立不同的文件夹， 并在父文件夹下创建子文件夹， 在子文件夹中可再建文件夹， 实现对产品的分类管理， 如图2 所示。

图2 SolidWorks EPDM 产品分类管理示例

4.2 设计库管理

产品数字化管理系统 利 用 SolidWorks EPDM 分布式异构数据的存储、 检索和管理的电子资料库和文档管理功能， 与Windows 的文件夹的管理模式一样，建立模板库、 注释库和型材库等各种文件库（夹）， 从而可对模板、 标准件和原材料的选用进行集中管理。 设计库建立起来后， 其维护和操作应由特定、 具有相应权限的人员按相应的管理规则进行。 同时， 设计库管理还应与企业的ERP 系统中的管理进行关联， 如库中零部件的最新物料信息等。 设计库基本框架如图3 所示。

图3 设计库基本框架（示例）

4.3 图文档管理

在企业的实际业务中， 产品文件需要按一定的组织结构进行存放， 以便查找和存取。 本产品数字化管理系统利用SolidWorks EPDM 实现的图文档管理功能包括： 文件版本管理（1.0、 2.0…）、 文件状态管理（设计、 审批、 发布等）、 文件安全管理（不同类型的文件可以进行不同的授权等） 和文件浏览（多方式检索， 如图4 所示） 等功能。 同时根据需要， 利用SolidWorks 对文件设计属性卡（如图5 所示）， 以方便管理。

图4 文件检索界面

图5 文件属性信息卡

4.4 工作流程管理

在企业项目业务流程中主要有新产品设计流程、 图纸变更流程等。 本产品数字化管理系统利用SolidWorks EPDM 定义了企业在指定开发过程中各个阶段的产品设计、 相关信息变更必须遵循的流程， 同时还指定了与之对应的责任人， 以及他们执行自己特定工作职能所需的数据访问权限（如读取、 修改和审批权限）； 同时应确保相关部门能够并行工作， 以及跨部门之间的信息流转自动化，满足产品设计过程中不断进行的工程更改的要求。产品设计流程（示例） 如图6 所示。

图6 产品设计流程（示例）

4.5 权限管理

产品数据管理系统应确保企业的工程图和文档等技术数据的安全， 利用SolidWorks EPDM 电子仓库服务器为管理的所有文档提供安全保护和控制机制， 并通过检入和检出（Check In/Check Out） 的生命周期管理来实现对产品相关文档的安全性和版本的控制。 通过用户分组、 文件夹权限和工作流程权限等划分， 可为企业不同的人员指定相关产品数据管理系统的管理权限和每一个文件的访问权限，确保未授权的用户无法修改或者删除甚至无法看到其他用户的文档。 用户登录界面如图7 所示。

图7 用户登录界面

4.6 BOM 管理

企业物料清单（BOM： Bill of Material） 中包含物料编码、 零件代号、 物料名称、 物料描述、 类型、 数量、 单位和备注等信息。 本产品数据管理系统利用SolidWorks EPDM 自动地从结构规范的2D/3D CAD 数据中提取完整的BOM 表， 支持导出零件、 部件及组件的BOM， 导出的BOM 表以Excel的格式存储在数据管理系统中。 同时利用SolidWorks EPDM 提 供 的ERP 接 口， PDM 中 的BOM 数据也可以输出到ERP 系统中， 方便仓库采购等部门及时地了解相关信息。 BOM 表的内容示例如表1 所示。

表1 BOM 表的内容示例

5 结束语

结合SolidWorks EPDM 系统， 企业建立了符合多批量小品种离散制造型企业要求的产品数字化管理系统， 提高了企业设计标准化程度， 规范了产品的工作流程， 解决了产品全生命周期内数据无法共享， 以及与产品相关的各种信息之间相互孤立的问题， 由此降低了产品的研制时间及成本， 提升了企业的工作效率， 为企业高质量发展提供了强有力的支撑。