MasterPDM系方案
我国已经加入WTO，企业的市场竞争越来越激烈,产品的个性化需求也越来越多。在这巨大的变革之中，传统的生产管理方式、企业组织结构和决策准则，已不能适应日趋激烈的全球市场竞争。当前我国的众多企业，特别是大中型企业存在着生存困境和竞争能力低的严重局面。企业要想在竞争激烈的国际环境中求生存、求发展，就要面对瞬息万变的市场变化，及时开发出满足用户需求的新产品，即缩短新产品的上市时间（T）；提高产品的质量（Q）；降低产品的成本（C），使价格具有竞争力；并提供优质的售后服务（S），在用户中享有极高的信誉。
企业目前普遍应用了CAD技术。计算机技术在制造业中的应用可以分为两大类。一类是在产品设计与工艺等工程部门用计算机数字化模型来定义和制造产品。另一类在企业的生产、采购和销售等部门，用计算机数字化技术进行统一管理。在工程部门中，计算机技术经历了CAD、CAE、CAPP、CAT等软件的独立发展和集成阶段，建立统一的产品定义，将设计、工艺、制造的软件孤岛集成到产品数据管理（PDM）系统。
近几年，CAD／CAM技术为企业创造出了一年开发几十个新产品的效益。但随着新技术的发展，它们也带来了新的问题。当CAD技术推广开后，企业出现了设计意图和工艺要求数据及产品整个生命周期中各个过程的数据等等，它们的管理以及不同的CAD应用平台之间数据的传递、共享由于没有一个系统工具而显得极为混乱且极为不便。这于企业“想方设法缩短企业中产品的研制开发和生产制造周期，降低成本，提高质量，改善产品性能，使新产品尽快和尽早地进入市场，以赢得竞争的主动权和优势”的宗旨大大不利。为了完全解决企业在研制开发和生产过程中信息共享程度低、数据传递速度慢、业务数据难以集成、管理水平落后等问题，PDM（Product Data Management，产品数据管理）技术应运而生，从而找到了一条能够真正集成化地管理产品数据和过程，有效地提高企业市场竞争能力的技术道路。
PDM是以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，为工程技术人员提供一个协同工作的环境，从而缩短产品研发周期、降低成本、提高质量，为企业赢得竞争优势。一般而言，与产品相关的信息包括项目计划、设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、工艺资料等等；与产品相关的过程包括工作流程、机构关系等过程处理程序。PDM技术就是将它们集成并管理起来，使企业的并行工程能够真正发挥效益。
PDM系统起源于管理计算和软件产生的大量文档。由于电子文档与纸质文档在产生方式，存储手段，查询工具，传递渠道及复制，修改等方面存在巨大的差异，因此模仿纸质文档管理的PDM很快被面向产品数据对象进行管理的PDM系统所替代。随着网络的不断发展，人们很自然地把开发全过程的管理也纳入到计算机管理范畴。PDM正是面向产品整个开发过程进行有效的管理系统。特别是在互联网迅速发展的今天，地域间的区别变得越来越小。各种信息，除了产品开发部门自己的数据，还有零部件供应商的信息，市场对产品的反馈信息，财务部门对产品成本的跟踪，销售部门对产品的配置，采购部门对原材料的统计，生产车间对设计意图的理解与计划的安排等等，都希望PDM能够及时准确地提供产品在各个方面的信息，以便各部门及时作出正确的决策。

二．产品数据管理的几个基本概念

产品数据管理的对象是产品数据及其相关过程的数据，是企业支持并行工程的框架技术。首先来明晰它的几个基本概念。这些基本概念有助于我们理解PDM所涉及的范围，更好地理解PDM的核心功能。
 产品数据：在PDM中的产品数据是指与产品相关的数字化信息。按照其存储形式大致分为两类：一类是与产品相关的数据，如合同文本、CAD设计图、FEM分析结果报告、CAM编制的NC程序、材料清单以及与产品相关的财务、人事、情报、质量等数据；另一类是与过程相关的数据如审批单、批准通知书、开工通知书等。并行工程下的数据管理应能对产品开发过程中的所有数据、文档进行管理，是个全集。
 项目：项目一般是指产品从抽象的概念到详细的方案直到最终产形成的过程中所进行的一系列活动的总称。在这里我们把项目的概念作延伸，项目也可看作是在并行环境下产品开发生命周期内的有关部门进行某一方面工作的不同的产品开发过程。
 版本：当产品设计完成以后，由于种种原因，我们不得不在原有的图纸上，进行修改，形成图纸的新版本。图纸的版本分为：1、2、3……等。
 生命周期：任何事物都有它产生、发展、消亡的过程。产品也不例外，它也有产生、发展、消亡的过程，这就是产品的概念形成、详细设计、样品试制、批量生产、回收、报废这样一个整个流程，我们把它称为产品的生命周期。
 编码：对一个企业来说，图纸的编号是一个十分复杂的事情，任何一个零件必须有一个零件号，每一个零件都必须有一个根据企业的规定的一个编码，一个零件可能有几张图纸对应。每一张图纸可能对应几个零件。
三．PDM基本结构：

PDM作为支持并行工程的框架技术，必须要求具有集成性、开放性和相对独立性，它有着自身的体系结构。
服务层是指异构的计算机平台、网络和数据库，主要为上三层提供支持，数据库主要对元数据（Metadata）进行管理，而网络主要为该框架的客户/服务器的体系结构提供支持。数据库我们根据企业的大小和实力一般选用关系数据库Oracle和 SQL SERVER。
核心功能层：这是数据库管理的核心层，利用面向对象的思想对产品数据集中、统一管理，是支持扩展应用层的运行基础，它把服务层（网络、操作系统、数据库进行屏蔽。利用图形化的对象浏览器（Object Brower）进行管理，用户可以方便地进行增、删、查询等操作。对象管理思想的引入方便了查询，建立数据对象之间的联系。它主要有以下几个部分组成：项目管理、图文档管理、产品结构和配置管理、工作流管理、PDM的其他功能。
扩展应用层：扩展应用层构筑在核心功能层之上，提供着与应用集成接口，最终形成企业级的PDM，它分为三个层次：工具封装、信息集成和应用集成。工具封装指通过开发接口将应用工具作为一个整体PDM体系，如各种软件的内嵌。信息集成是指PDM和应用系统在统一规划的数据结构共享信息。应用集成是指实现应用系统和PDM系统之间双向操作。

四．MasterPDM系统的主要思路：
PDM系统主要是管理技术开发过程的软件。许多的国内的PDM系统主要从图纸入手，根据图纸的标题栏的信息，来提取归纳出产品的结构树。但主要存在以下几个问题：
 图纸中的标题栏并不能包括所有的零部件，有的零件如：螺钉、螺母等不一定出现的图纸的标题栏中。
 只能处理二维的CAD软件，如AUTOCAD，不能处理三维软件 ，如PRO/E、UG、CIMTRAN等软件。因为三维软件中，并不能根据实体造型读出结构装配体。
 对已经完成的旧产品，用这种方式处理比较方便。但对新产品的开发不能进行并行处理。
…….等等许多问题很难处理。
MasterPDM系统以产品BOM为基础。参加该项目的设计人员，都在同时构造产品的结构树，任何一个设计人员新加的图形，其他设计人员都可以看到该设计人员的图纸。可以浏览该图纸。工艺设计人员可以根据产品BOM表进行工艺路线的设计。具有简单并行设计的思路。MasterPDM系统主要以产品的设计BOM为主线，任何一个产品的设计BOM必须是完整的。
这种思路有以下的好处：
 可以直接构造出完整的产品的设计BOM。
 对老产品可以直接读取图纸的标题栏，形成产品的设计BOM。
 设计人员可以同时构造一个产品结构树，具有并行设计的思想。
 可以方便构造零部件的一些属性：如单选件、复选件、描述件等
 产品的零件图号（或零件编号）作为PDM系统的主线。随时可以增加各种视图。

五．PDM核心功能：
核心功能层是PDM最重要的一个层次，该层次的强弱直接关系到PDM系统的管理范围和实现程度。它主要包括：基础数据管理、项目管理、图文档管理、产品结构与配置管理、集成管理系统、工作流管理、零件库管理、标准件管理、材料价格管理、目标成本核算、工艺BOM管理、工艺路线管理等，它们互为补充、相互配合，驱动着产品数据管理的有效的进行。
5.1 基础数据管理
 系统参数设置系统
设置企业的一些基本的参数，如：公司名称、文件柜等等。
 CAD软件的设定
PDM管理以下软件产生的图纸：AutoCad、Pro/E、UG、SolidEdge、SolidWorks等
 用户和组织结构的设定
根据企业的实际情况建立企业组织结构和人员情况.同时设计每一个角色的权限。
 厂标件、国标件、外购件管理系统
由企业的标准化室，建立厂的厂标件、国标件以及外购件的数据库。设计人员，在设计时，只能从这些标准件库中选取。不仅加快了设计人员设计产品的速度，降低了企业的成本

5.2项目管理

项目管理是PDM的核心功能之一。由于并行工程环境下产品开发任务多，交货期通常很短，多功能开发小组协同工作时，没有一个合理、有效的项目管理进行监控，将很难及时、优质的完成开发任务。
项目管理有如下几个功能：
 组成团队：从各部门组织力量构成协同开发产品团队，并行工程需要企业的各部门甚至客户的参与，需要从相关部门合理的组织人力并赋予相应的权限和职责；
 进行任务分解：将父任务分解成子任务，通过任务逐层分派，有效的明确了权利和责任，监控小组成员完成相应的任务；
 项目资源的分配：协同工作小组进行工作时需要相应的工作条件和一定的设备，在任务分解的同时要分配一定的资源，确保协同工作小组顺利的开展工作；
 发生冲突时进行协调、仲裁：协同工作小组工作的特点是并行性和开发周期短，开发过程中总会产生矛盾和冲突，项目管理要能提供有效的协调和仲裁机制，保证项目顺利的进行；
在我们开发的PDM软件中，首先要进行项目设置，要输入它的项目名称、项目代号、负责人、项目路径、类型、开始日期、结束日期等信息，进行项目初始化
项目初始化之后，要进行项目资源的分配，将符合条件的人从各部门调出来参加该项目，同时对参加项目的人员进行角色分配。我们将参加项目的人员划分为以下不同的角色：项目负责人、设计人员、校对、审核、工艺、标准化、审定.不同的角色在 PDM系统中的具有不同的权限。如只有设计人员才能改动图纸，并且只能改动自己设计的图纸，校对、工艺等角色只有浏览的权限，不能改动。
5.3图文档管理

PDM是从图文档管理中发展起来的，工程文档管理是PDM的核心功能之一，它的主要任务是管理和产品相关的数据，并提供各种手段便于各项操作。具体的说它管理的文档有以下类别：实体模型（PRT_of_UG、PRT _of_PRO/E、ASM、DRW、SC01、PCB、DRF、NC、ISO、STEP、VML等）和有限元分析文件，DWG、DXF格式的文件，IGES标准格式的图形文件，BMP、TIF、PCX、TCA、GIF格式的图象文件，TXT、DOC格式的文本文件。
图文档管理的主要功能如下：
 图文档的游览、检索、编辑、删除：打开PDM系统后要能够方便地浏览图纸，在系统内激活应用软件，根据相应的权限进行编辑、删除等操作，能够根据图档的有关属性进行检索。我们的PDM软件可以浏览PRO_E、UG、DWG、DXF等多种类型的图形文件，能够根据有关属性进行查询，并根据权限决定用户是否有编辑、删除等操作权限，权限不够的提醒用户申请权限。
 图文档的入库出库：设计者完成工作后，可以进行入库操作。所谓“入库”就是指把本地的文件复制一份存储到服务器上，同时文件状态改为入库状态。出库是入库的逆过程，是把文件从服务器中复制一份到本地，同时文件状态改为出库状态。文档出入库期间，其他用户只能浏览不能修改。在我们的软件中称之为锁定状态。
 零件、标准件管理：企业进行产品设计时，因为产品的开发通常有一定的继承性，零件的设计往往有它的原型，稍加改动或根本不改动就可以应用，所以零部件的管理相当重要，我们根据产品的系列分为大类，每一大类再根据功能、结构的不同再划分成中类，逐层分类，从而 使企业所有零部件的加工材料按照一种易跟踪的分层网络结构进行组织安排。对经常引用的零部件我们把它划为厂标件、外购件一起进行管理。
 工程文档的分类管理。产品数据包括的范围十分广泛，不仅要有图纸管理，并且还有大量的文档信息需要管理，它们和图纸信息一起构成整个生命周期的完整数据。在我们的PDM软件中文档信息包括会议纪要、通知、交流文件、技术资料、出厂文件、明细信息、制造信息，能较为完整地表达产品全生命周期的数据，支持的文件类型有AutoCAD文件、Word文档、Text文件、Excel文件、Power Point文件

5.4产品结构与配置管理

一个产品所包含的数据可能有几十万条之多如飞机的零部件，产品数据的管理、浏览很难有序的进行，在几万个数据中寻找一个零件的数据宛如大海中捞针一样的困难。产品结构管理以树型结构的方式对产品相关的数据进行管理，能够清晰、明了的进行查询、浏览等操作，并且能够实现相似的产品和零部件的筛选和组装实现一类或一个产品系列的管理，它的主要功能如下：
 产品结构的生成和维护：设计工程师根据设计的要求，不断编制部件、零件、厂标件、国标件、外购件、借用件等，形成产品的设计BOM。这个过程属于多个工程师并行设计过程。对部件、零件等节点工程师可以选择相应的CAD软件进行图纸绘制工作。在此基础上，我们又进一步开发，研究它的逆过程，即从CAD的装配图上读出明细栏信息，并将其存入PDM的数据库中，形成结构树，保证PDM系统中非图形数据与CAD图形数据库数据的一致性
 产品结构浏览和BOM的生成：树型结构的产品数据管理十分便于浏览和检索。BOM（Bill of material）即材料清单，它是所有产成品、半成品、在制品和原材料的总称，是企业组织生产管理的重要依据。在我们的PDM软件里，产品结构树能够自动生成设计BOM表，并在此基础上形成工艺BOM、计划BOM。
 产品结构的变化管理：包括产品版本管理、产品变更管理、产品单选件、复选件、配件等的管理。在产品的生命周期中，产品的结构可能要根据各种需要经过不同程度的变化达到不同的效果，对变化前后的产品数据的有效的管理使设计者能够快速的浏览、追踪所需的数据，以支持后续的生产、销售等不同流程。
产品配置管理的目的是在产品结构管理的基础上，对单一的产品定义从不同方面进行管理和配置以满足不同特性的要求。在个性化生产的今天，客户的需求越来越具体和个性化，大批量的设计生产模式已不再适应新的市场需求了。产品配置管理可以通过有效的配置，达到最大限度的满足客户的需求。在我们的PDM 软件中，根据工厂变型产品多，但变化小，交货期短的特点，设计了一个变型产品快速配置模块。在产品开发活动之初，由项目负责人根据变型原型进行结构和零部件的完整继承，然后根据需要进行零部件的删除，进行项目的配置和分配。

5.5 工作流管理

工作流管理是对项目实施过程的管理，对项目的实施情况进行监控，主要表现在产品图文档的设计、校对、工艺、标准化、批准等，并记录文档从创建到归档的每一步骤。企业的工作流程管理通常按功能分为几个类型：任务流程、审批流程、项目流程、更改流程。
主要有以下几方面功能：
 流程类型的定义
根据工厂的实际情况多种类型的流程，如：图纸审批流程、变形产品图纸审批流程、更改流程、项目流程等。
 流程单元的定义
根据工厂的实际情况。要定义实用的流程单元。流程单元主要包括：流程类型、流程单元、责任流程、图形信息等。
例如：我们可以对每一个类型的工作流程定义不同的流程单元：图纸审批流程的单元的定义如下：
设计、校对、工艺、标准化、批准等
 项目流程类的单元定义可以如下：
项目立项、可行性分析、初步设计、详细设计、产品试制、小批量试制、批量生产。
 定义流程
根据定义好的流程类型来定义特殊的流程，例如审批流程的流程如下：
 审批流程一：
设计—>校对—>工艺—>标准化—>批准
 审批流程二：
设计—>批准
因为在实际过程中，经常需要的特殊流程来进行来产品的设计。
 工作流程管理

前述简单的审批流程在PDM系统中的实现方式如下：
. 首先，在任务管理项目中，分配一个预先定义好的流程。
 产品部某设计员需将其设计的某产品图纸提交审批；
 填写有关意见后，输出一个可以“圈阅”格式文件，并且启动该流程；
 相应的校对人员会在其邮件箱中看到某图纸需要校对，同时可以察看相应的“圈阅”文件；
 校对人员用相应的应用程序打开该图纸“圈阅”文件，并作校对；
 若校对无误，则校对人员填写意见，并在界面上按下“同意”开关；
 该图纸将流到下一级，由标准化人员作标准化检查；
 若校对有错，则校对人员填写错误情况，并在界面上按下“退回”开关；
 此时，该设计员会在其邮件箱中发现图纸被退回，需要做必要的修改；
 设计员完成修改后，再次提交审批；
 以下由此类推，直至总工程师审定通过；
 一旦该图纸被审定通过，它就被自动设定为批准状态；


企业的工程更改需要严格控制，故而其管理流程一般也较为复杂。工程更改管理可用下述方式进行：

 某工艺员提出更改某设计图纸；
 该工艺员提出更改申请，填写更改单，并提交有关人员审批；
 有关人员进行更改影响分析，包括费用、工艺、其它受影响的图纸等；
 有关人员批准更改单，并授权设计员进行更改；
 设计员更改图纸，并按审批流程提交审批；
 新图纸审批通过后，归档成为一个新版本；
 系统自动向有关部门发出图纸已更改和启用新版本的通知。
 将此更改单随电子邮件发送给档案管理员，说明需要更改图纸。
















需要说明的是，上述各流程只是一个示例。工作流程的具体内容还应在详细设计阶段进一步细化。工作流程的设置是很灵活的，用户可以根据实际需要随时设置企业和部门级的流程。

5.6设计变更管理
一个产品的设计需要经过许多的工程更改，需要制定严格的更改程序，通过预先规定的工作程序，完成对设计结果的更改工作，能够自动搜索某项更改所涉及的范围，及时给有关人员发送电子邮件，使其关注某项更改可能会引起的影响。工程更改将与产品零部件的版本管理与产品结构配置管理结合起来，提供一个完整的产品信息管理解决方案。在PDM中工程变更的实现需要变更管理器、生命周期和工作流管理器相互结合起来共同完成上述工程变更过程。工作内容包括如下：
 确定变更管理的深度，即管理到变更内容的详细程度。简单变更管理模式要求记录：变更请求、变更通知单、所有执行的变更活动；复杂变更管理模式要求记录：变更问题、变更请求、变更论证、变更论证分析、变更建议、变更建议分析、变更通知单、所有执行的变更活动。
 确定变更对象的生命周期和审批执行流程。
 执行变更活动过程中，被变更对象的版本历史和有效性确定和控制。
 不同历史时期的相同产品、部件的构成差异比较和报告。
下面给出了一个简单的工程更改执行过程：设计部门、生产计划与控制部门、供应商等根据各种业务背景提出更改请求；主管业务部门对该更改请求进行审批，并根据审批意见组织更改单及受其影响的对象，以及实现更改单的更改活动，对更改后的对象的有效性进行控制和管理；更改活动完成后，更改通知的下达，通知相关的部门。
5.7产品零件浏览与标注系统
利用外来的软件来进行系统的审批和标注。选择了3Dview Ver4.0系统进行零部件的标注和批注.该系统不仅可以标注和批注二维图形，还可以批注三维系统具体支持的系统有:
 VDA-FS
 IGES
 STL (ASCII and binary)
 Pro/E
 CATIA
 SDRC WebAccess
 SolidWorks
 DXF/DWG
 Parasolid
 ACIS-SAT
 3DStudio
 ISO G-Code
 VRML
 Raw Triangles
 3D View
 UG
 STEP
3D View 具有以下的功能:
 以不同的截面查看零件的状态，支持四个视图浏览
 支持任意形式的旋转方式
 查看零部件的截面，支持两点、三顶点、X轴、Y轴、Z轴、任意平面等方式截取截面。
 支持零部件的批注。批注点的指定可以是，任意的点、线、面。批注可以任意的短信息，或者超文本连接的对象。
 系统测量和标注系统。测量的对象可以是：点的坐标、线的长度、角度、弧度等
 可以输出统一的.3D格式的文件。
5.8产品数据的检索和查询
通过PDM可以获取并管理与产品整个生命周期相关的所有信息，形成了丰富的产品信息资源库。使用基于属性的查询机制和基于内容的查询机制，企业内部和外部的成员在给定的权限内可以在需要时方便地检索和查询到他们的所需的信息。另外，由于PDM提供了一个相互关联的数据模型，因此，可以围绕产品结构获得产品零部件相关的所有信息，如三维模型、二维图纸、工艺文件、设计任务书、BOM文件等。

5.9 扩展应用层
PDM作为一种框架技术，支持并行工程，要能和不同的应用系统共享、交换信息，以及实现对各种应用系统产生的数据集中统一管理，保证数据的唯一性。为此，PDM 应能和应用系统实现高层次的集成，具体的说PDM应能和应用系统实现下面两个层次的结合：
 工具的封装：PDM应具备将应用系统作为一个整体嵌入PDM的功能，能在PDM中激活应用系统的能力，由此产生的数据应归入PDM的管理之中。如在PDM中打开CAD文档激活相应的应用程序，由此产生的改动数据直接归入PDM数据库中。
 信息的集成：PDM与应用系统之间应能在数据库层次、数据转换层次上实现深度集成，PDM的数据可直接倒入应用系统，应用系统的数据可直接采集到PDM中。如PDM和MRPII、CAD之间的BOM 关系就充分体现这一点。

5.9.1 PDM系统与AUTOCAD系统的集成
在国内，许多企业在AUTOCAD系统的基础上，开发了许多的国产的CAD系统，如InteCAD、XT CAD、PICAD、清华天河CAD等系统。这些系统在AUTOCAD系统上进行了二次开发。但基本上是基于AUTOCAD系统。完成了AUTOCAD系统的开发，其他系统也就开发完成。
PDM系统可以与AUTOCAD系列的软件可以无缝集成，设计人员在进入AUTOCAD系统时候，系统自动进入到PDM系统.主要有以下功能:
 在AUTOCAD中嵌入PDM的菜单
 PDM与AUTOCAD的双向启动.
 图纸的标题栏读入到PDM系统.
 图纸的检出和入库.
 图纸检出时系统文件的锁定
 图纸的浏览和批注
支持的文件格式如下：
DWG
DXF

5.9.2. PDM系统与PRO/E的集成
PDM系统可以与PRO/E系列的软件可以无缝集成，设计人员在进入PRO/E系统时候，系统自动进入到PDM系统.主要有以下功能:
 在PRO/E中嵌入PDM的菜单
 PDM与PRO/E的双向启动.
 PRO/E的装配信息直接到PDM系统.

MasterPDM系方案