集成化PDM系统的研究与开发

 一、概述

    企业数字化建设的内容主要包括设计数字化、管理数字化、生产数字化与装备数字化，其中数字化设计、数字化管理是企业的核心。产品数据管理（PDM）为整个数字化建设提供了基础平台，它以统一的数据格式和用户界面，为CAD、CAPP等不同应用系统和工具互操作提供保障，从而最大限度减少数据的重复输入，实现企业的信息共享和集成，解决企业“信息化孤岛”，为企业从设计到制造的全生命周期提供了过程控制下的数字化协同工作环境；它确保正确的人在正确的时间,以正确的方式接收正确的数据，并完成正确的任务。从而有效提高产品质量，缩短研制周期，降低成本，增强企业市场竞争力。

    二、基本原理

    企业信息化建设的关键是实现信息的共享和集成。应用系统集成的方法主要有：封装、接口与集成。封装与接口只能实现有限程度集成，而基于BOM（BillOfMateriel）的数据库集成可以实现系统间的高度无缝集成，经常使用的BOM类型包括设计BOM、工艺BOM、制造BOM等。

    CAD与CAPP等软件通常各自独立，CAD为产品结构设计提供平台；CAPP可以生成与管理各种工艺文件；PDM管理各种产品数据。CAPP是连接产品设计与制造的桥梁，它不仅需要从CAD文件获取产品设计信息，而且还为后续过程提供加工工艺信息。PDM作为CAX系统的工程信息管理框架，可以通过各种BOM实现CAX间的信息传递与系统集成。

    进行产品设计时，零部件的CAD文件在PDM中进行归档，同时生成相应的设计BOM；CAPP系统通过PDM获取设计BOM与零件的相应基本信息完成工艺设计任务，同时生成工艺BOM；ERP的基本信息一部分由设计BOM获得，一部分由工艺BOM获得。产品生命周期中的各个数据文件管理以PDM为基础平台，以产品结构树的方式进行组织。

三、系统方案实现

    在充分分析了基于BOM的系统集成方案后，我们重点开发了基础集成平台WITPDM系统。其主要包括项目管理、流程管理、产品结构与配置管理、文档管理、浏览批注、检索功能、电子协作等功能模块。
    项目管理

    项目管理是在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，进行项目运行状态的监视，完成计划的反馈。项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理。项目管理能够为管理者提供项目和活动的实时状态信息。项目管理包括项目添加、更改、删除、查询等主要功能。

   2、流程管理

    系统提供图示化流程模板定义功能，可以直观地建立流程步骤并保证步骤之间的关联关系。系统提供接受和下达任务功能，接受并显示来自上级步骤的任务，同时任务完成以后能够自动下达任务到下一级任务。可以查询任务步骤的不同状态。可以为具体工作指定审批的流程模板，并为每一步骤指定负责人、步骤计划开始及计划完成时间。当工作不能按时完成时，系统会自动报警。系统用消息驱动的方式进行审批流程的跟踪。

   3、产品结构与配置管理

    产品结构树以树状方式对产品结构关系进行描述，树中各结点表示产品部件或组件，叶结点表示零件，它可以直观反映零部件间的层次关系，便于快速查找相关数据。产品结构树的建立可根据企业的不同需求进行创建。产品结构配置原则由用户自行选择，可以根据产品的版本或工作状态决定。可以通过变量配置设计产品。配置管理以电子仓库为低层支持，以材料清单为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、控制和管理，并在一定的目标和规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述，支持规则驱动配制。

    4、文档管理

    WITPDM管理的是产品整个生命周期中所包含的全部数据，主要包括工程设计与分析数据、产品模型数据、专家知识与规则及产品的加工数据等。WITPDM把上述各种数据分成图形文件、文本文件、数据文件、表格文件、多媒体文件5种类型进行管理。WITPDM图档管理主要有以下功能：图档的录入与输出、图档预览功能、检索功能、装配检索、版本控制、图档比较、图档的检入与检出。

    5、浏览批注

    该模块为计算机化审批检查过程提供支持。系统支持多种标准文件的查看，支持目前流行CAD系统文件的浏览；支持用红线圈点和批示功能；支持第三方软件的查看封装集成。

    6、检索功能

     WITPDM的设计检索和零件库就是为最大程度地重新利用现有设计创造新的产品提供支持，主要功能包括：按照关键字、时间、状态查询，也可以利用多条件进行综合查询。

    7、电子协作功能

    电子协作主要利用共享音频、共享视频、电子白板、网络会议、协同浏览器等各种协同工作使能工具，实现同步或异步的同地或异地协同工作。

    8、封装与集成

    为了能够使不同的应用系统之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统一管理，就必须把外部应用系统“封装”到PDM系统之中，并可在PDM环境下运行。该模块的功能有：批处理语言、应用接口（API）、图形界面/客户编程能力、工具封装能力、软件集成。

    四、结束语

    本文设计了在PDM系统框架下实现CAD、CAPP等信息系统的集成方案，实现了CAD、CAPP、PDM等不同应用系统的信息集成和数据共享，为企业的“信息化孤岛”提供了解决策略。最后开发了集成化的WITPDM系统，为企业从设计到制造的全生命周期提供了过程控制下的数字化协同工作环境。