浅议PDM在企业中的应用和作用

treelab 发布于 2023-04-13 14:29

  浅议PDM在企业中的应用和作用

       摘要:企业中的产品数据分别存放于CAD、CAPP、CAM、CAE、CAT等应用系统中,简称CAX。首先CAX技术是各自独立发展起来的,它们在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要的作用,但是系统之间的信息不能进行自动传送和交换,使信息技术不可能在统一的规划下实施:不同的软件之间无法实施信息的传输;不同的数据库之间无法实现数据的共享;不同的通信协议,无法实现设备之间的信息交换,需经人工转换。这不但限制


  企业中的产品数据分别存放于CAD、CAPP、CAM、CAE、CAT等应用系统中,简称CAX。首先CAX技术是各自独立发展起来的,它们在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要的作用,但是系统之间的信息不能进行自动传送和交换,使信息技术不可能在统一的规划下实施:不同的软件之间无法实施信息的传输;不同的数据库之间无法实现数据的共享;不同的通信协议,无法实现设备之间的信息交换,需经人工转换。这不但限制了CAX生产率的进一步提高,而且难免出错,给生产带来极大的危害。人们很快发现,只有当CAD系统一次性输入的信息能在后续环节(如CAPP、CAM中)一再被应用才是最经济的,因此要将CAD、CAPP、CAM等自动化孤岛集成。


  一、前言


  企业中的产品数据分别存放于CAD、CAPP、CAM、CAE、CAT等应用系统中,简称CAX。首先CAX技术是各自独立发展起来的,它们在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要的作用,但是系统之间的信息不能进行自动传送和交换,使信息技术不可能在统一的规划下实施:不同的软件之间无法实施信息的传输;不同的数据库之间无法实现数据的共享;不同的通信协议,无法实现设备之间的信息交换,需经人工转换。这不但限制了CAX生产率的进一步提高,而且难免出错,给生产带来极大的危害。人们很快发现,只有当CAD系统一次性输入的信息能在后续环节(如CAPP、CAM中)一再被应用才是最经济的,因此要将CAD、CAPP、CAM等自动化孤岛集成。自70年代以来人们开始研究CAD/CAPP/CAM(3C)集成技术,目前一致认为产品数据管理(ProductDataManagement,PDM)系统是新一代信息集成平台中最为成熟的技术,PDM是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。与产品相关的信息,包括零部件信息、结构配置、技术文件、CAD图档和审批信息等;与产品相关的所有过程,包括对这些过程的定义和管理,信息的审批和发放,因此PDM成为CAD/CAPP/CAM的集成平台。


  二、企业实施PDM的关键技术


  1数据库管理系统


  目前应用最广泛、技术最成熟的是关系型数据库。它们一般具有相对稳定的数据结构,在商业领域非常适用。但在工程设计领域,数据类型多样,结构复杂,信息多变,传统数据库不能完全适应这一领域的需要。面向对象的数据库是面向对象技术和数据库技术相结合的产物,具有抽象性、封装性、继承性、多态性的特性,可满足工程应用的需要,而且易于系统的扩展和维护,具有广泛的应用前景。现有的PDM系统大都建立在关系型数据库系统之上,再加上一层面向对象的层而成。


  2并行工程技术


  并行工程强调产品开发过程中的不同人员的协同工作,集成企业的所有资源,在进一步重组优化的基础上把产品信息和过程有机结合起来,并使设计过程可控,使所有开发人员的工作协调一致,在产品设计初期既考虑与产品相关的所有因素,提高设计速度与质量。


  3产品建模


  产品模型是指在给定产品的整个生命周期内,与该产品有关的所有信息的逻辑集成。产品数据模型是产品所有信息经抽象整理后建立的数据集合。产品数据建模的关键在于系统一致地表达数据间的相互联系。目前,这一领域的研究方向有基于特征、基于装配及基于STEP的产品模型。


  4成组技术


  成组技术把相似的问题归成组,寻求解决这一组问题的统一的最佳方案。在机械制造方面,既为将多种零件按工艺的相似性分类,形成零件族,以期将小批量生产汇集成较大的成组生产量,获得接近大批量生产的经济效益。采用成组技术的关键问题是把各个零件分成族。nextpage


  三、企业实施PDM的优点


  1可以缩短上市时间


  在需要数据的时候立即得到这些数据,加快任务的完成;支持并行工程;允许授权的小组成员随时访问所有相关的数据,并保证这些数据总是属于最新的版本。


  2提高设计效率和生产效益


  从传统上看,设计人员在处理信息上就花费了约25~30%的时间,如寻找信息、检索信息、等待图纸的复制件、新数据的存档等。PDM几乎完全避免了这种空载时间,PDM向工程师提供正确适当的工具,使设计人员不再需要知道到什么地方去寻找发布的设计或其它数据,只要一经要求就能得到这些设计或数据,大大地缩短设计过程,提高设计效率和生产效率。


  3提高设计与制造的准确性


  凡是参加同一项目的每一个人都能用同一数据来工作,并且一直保持最新的数据,甚至当人们在并行工作的时候也是这样,使工程变更单越少。


  4保护数据完整性


  PDM系统可以确保全部的主文件和历史变化的记录能够绝对保持准确和安全。


  5更好地利用富有创造力的团队精神


  采用PDM系统后,可以很方便地跟踪与某一产品变化有关的所有文件和试验结果,这样将减少设计返工和潜在的设计错误;其次通过与其它人共享风险,能很快地将数据提供给需要它的人来使用,这样将减少失败的风险;再有通过允许人们互相交流想法,并利用用户包传递工具来传递这些想法,这样能够促进通过协作方式解决问题。


  6更好地控制项目


  PDM系统能确保牢牢地控制相关数据,使项目的进展得到控制,产品结构、变更管理、配置管理和可跟踪性都是PDM的主要优点,它还能通过自动数据发布和电子签发程序来加强控制。这样,一项规定好进度的任务就不会被忽略、掩盖或遗忘。


  7更好地管理工程变更


  PDM系统必须允许在数据库里生成和保存任一设计的多个修订版本和改型,而且每个版本和修订版都要"签字"和"标注日期",消除对现有设计的任何有关分歧,提供完整的变更审查线索。


  8向全面质量管理迈进的重要一步


  PDM系统可以建立适应ISO9000系列验证和全面质量管理(TQM)的环境。TQM的很多基本原理,如通过"个人授权"来识别和解决问题都是PDM结构中所固有的、正规的控制、检查、变更管理过程和规定责任,也将有助于保证用户所选择的PDM系统能够与国际质量标准保持一致。


  9使用舒适


  PDM系统以更加面向用户的方式来完成任务。


  PDM技术是企业重构和发展的一项必不可少的重大基础结构技术,企业各项先进管理计划的实施都离不开PDM,PDM是推动当今企业重构或改革的一项主要使能技术,是企业提高自身竞争力必须具备的手段。目前许多企业都把PDM作为贯穿整个企业的骨架,这是企业保持竞争力的战略决策。


  四、实施PDM可以优化企业信息


  1多层客户/服务器+浏览器


  基于对企业面临的问题和现有硬件条件的分析,我们认为企业级的、开放的产品数据管理系统应采用多层次结构Client/Server体系结构,它是Internet/Intranet采用的一种先进的系统结构。在传统的Client/Server结构中,客户机应用程序对在局域网上的共享文件服务器和数据库服务器发出数据请求,由客户机对得到的数据进行随后的分析、处理和显示,系统运行后的效果和桌面数据库几乎一样,这种模式反映了这样一个事实,即:只牵扯到两个参与者-客户端应用程序和数据服务器。然而,随着企业业务的发展,这种组织结构会产生严重的不利后果。一方面,一个典型的单独的事务处理过程中可能要处理30个或更多的数据请求,每个数据请求只存取一个或很少几个数据记录,把每个请求送给服务器自然会产生大量网络通讯,这些网络通讯就成了系统运行的限制因素;另一方面,对频繁存取的表格和记录的争用,也会限制共享数据库服务器的性能。更为重要的是,这种系统结构的PDM系统需要安装、配置到每个客户端,再加上系统升级、维护和培训,必将需要投入大量时间、精力和资金。nextpage


  采用多层结构的Client/Server方式将减轻企业和PDM软件提供商所头痛的问题,这种结构的思想从Internet技术发展而来,它的中心特征是每个应用程序的主要部分在一共享的应用程序服务器上执行,而不是分散在每个客户机上运行,这种结构由三个逻辑独立的系统服务构成,它们分别是:用户服务-完成描述逻辑、应用服务-完成业务处理逻辑和数据服务-完成数据存取逻辑,由它们实现灵活的分布式计算环境。


  这一系统框架建立在我们对一些Internet技术理解的基础上,随着Internet网络技术的发展,国内外许多计算机企业开始推出自己的新的大型分布式计算环境解决方案,如:IBM的SAN、微软的DNA、Sybase的ACA。


  2组件技术


  PDM软件系统的规模比较大,采用传统的开发技术代码重用率低,稳定性差,开发成本高。而在多层Client/Server结构中,每个服务由一个或多个组件组成,它们建立在对象模型基础上,每个组件被作为一个对象描述,封装它具有的属性和能提供的操作,建立在其上的用户服务和应用服务只处理自己模块的功能逻辑。这样整个系统被划分成为各个功能化组件,然后通过组件开发技术进行独立开发,尽可能地保证组件的可靠性,又因为组件之间遵循统一的对象标准,因此各个组件之间可以方便地进行数据沟通,从而使PDM系统也就成为各种组件的一种有机结合,即实现了一种类似“堆积木”的方式,其中的“积木”就是组件。建立在这种系统结构上的应用服务可分散在多个物理设备上,充分发挥分布式计算环境的优势。同时,经过合理划分的组件模块可以提高代码的重用性和软件质量,降低开发周期,对软件开发产业化能起到积极的推动作用。


  为了实现PDM系统内部的各个软件组件之间的数据交换与方法调用(数据与方法可能分布在不同地域的不同机器上),需要在系统内部遵循统一的分布式对象标准,目前常用的对象标准是DCOM和CORBA两种,通过遵循这些标准并使用它们所提供的开发技术,可以使用户执行和操纵远程系统上的组件,实现分布式计算与对通用对象的共享存取。如果遵循这些软件标准,在客户端与服务器之间还可以使用由第三方开发的各种中间件,从而降低系统开发的复杂程度。


  五、企业实施PDM必须加强协作


  我们知道,传统的软件开发模型是:不同的小组参与不同的研发阶段,需求、系统分析、系统设计、开发、测试,自上而下相互独立。为了衔接各个阶段,每个成员必须完成和阅读理解大量的文档,其中的偏差会随着项目进行积累,相互的沟通比较少,范围窄。项目完成后用户常不满意。


  造成项目失败的主要原因是项目成员之间、项目成员与用户之间沟通少,缺乏好的沟通机制和管理方法。PDM作为一个复杂的信息系统,在实施时应遵照工程化的管理方法来组织人员、落实责任。项目小组从项目立项到结束成员基本固定,而且尽可能参与项目进行的各个阶段。小组中应该有产品负责人负责与客户打交道,参与需求调研,他们控制客户的期望值,可参与系统的安装、调试;项目负责人参与需求调研,对系统要实现的功能进行取舍,加以分析,并与开发人员讨论,进行总体设计,同时在项目的开张过程中进行协调,控制项目进度;开发人员对计算机多个领域有专长的人,在进行系统设计时能给出咨询建议,同时对需求进行了解,一旦设计开放,就可立即编程;测试、文档准备人员在项目开始时参与文档的编写,同时准备测试方案和数据,随着项目进行开始测试;项目小组中应该包括用户方代表,随时与项目成员交流。产品数据管理系统的实施是一项系统工程,需要企业从上到下的配合,它的实施需要科学地规划,认真地贯彻。


  总之,应该本着效益驱动、分步实施的原则,采取“一个网络、一体采集、集中管理、综合服务”的技术方针来指导我们的工作。系统开发采用快速原型法与结构化设计相结合,分阶段进行,同时通过与企业建立良好的合作伙伴关系降低实施风险。

      上海企兰科技有限公司(Treelab),成立于 2020 年,我们的使命将智能和互联的供应链带给所有客户。Treelab 专注于无代码、跟单系统,协同SCMSCM系统管理、低代码在企业数字转型的创新与实践。通过利用最领先的产品和技术,为复杂的供应链流程提供简单易懂的数字化体验,让供应链中的每个角色都可以从中受益。



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