PDM應用模塊設計

3． 1 清軟英泰 PDM系統設計思想

清軟英泰 PDM 系統幫助企業在可擴展和開放式的網絡環境下，獲取并管理多樣化的產品開發與管理知識。企業根據自身需求，在標準化流程的驅動下，訪問并利用這些知識，以使企業從容應對市場競爭，改善產品創新體系，提高產品創新能力，縮短產品上市時間，降低產品制造成本，增加其利潤。 PDM 系統的設計思想主要從以下幾個方面來體現。

(1) 保障產品數據的唯一性、完整性、準確性、及時性

在網絡化環境下，企業進入了數字化經濟。為了使企業或部門之間暢通無阻地合作，有效協調他們之間的協同工作，必須保障在生命周期內各階段的產品數據的唯一性、完整性、準確性、及時性。

(2) “以產品主模型為核心，面向過程的”數據模型的管理知識積累少，產品創新能力低是我國企業的瓶頸。

因此， PDM 系統在對產品全生命周期數據組織的管理上，提出了 “以產品主模型為核心，面向過程”的數據模型。其管理核心是包含產品各種知識的產品模型、產品模型間的協同知識以及基于業務協作知識的業務過程模型。

(3) 建立符合 ISO 要求的研發體系，規范、控制產品研發的全過程。

科學的管理需要規范的體系才能運作，而我國企業研發體系的不規范化也是制約企業自身發展的一大重要因素。

PDM 系統利用信息技術，指導企業建立一個規范化、合乎要求的研發體系。在這個體系中，企業可以按照 ISO 的要求，合理規劃產品生命周期全過程的數據流、人力資源的分配、開發進度等，并在整個開發過程中充分發揮質量體系的保障作用，控制開發質量。還可以通過直接管理各階段的設計數據，實時了解開發進度，并根據情況做出適當、及時的調整。從系統積累的原始數據中，可以對每個人的工作情況進行統計，做出客觀的、量化的評價，保證開發團隊工作的積極性。

(4) 以項目管理為中心的流程管理。

目前，世界一流公司由于都擁有其先進、完整的項目管理及設計開發方法，有著嚴格的工作步驟及流程，所以其產品的開發周期不斷縮短，開發質量不斷提高，開發資金和人力資源的投人得到有效節省與合理利用。反觀我國企業的管理卻比較落后。因此，要學習它們管理優秀的地方，即先進的項目管理，才能使我們的企業加快創新步伐，而流程管理又是實現企業持續創新的重要部分。 PDM 系統將指導企業實施以項目管理為中心的流程管理。它主要包括：

1) 引導企業建立標準化的工作流程。

制造業的產品開發是一個很復雜、高難度的過程。而我國企業知識積累雖然達到了一定的程度，但產品創新能力并不高，又缺乏先進的管理制度。因此， PDM 系統將指引企業改變傳統的不規范的工作流程，實施以項目管理為中心的標準化和制度化的工作流程。通過實施標準化的工作流程，企業相關部門可以及時得到完整、準確的知識信息，縮短產品上市周期，提高效率。基于統一的標準工作流程， PDM 系統可以使企業或部門之間的相關人員參與進來，及時有效地響應產品的不斷改進，以優化數據，改進工作流程。

2) 確保變更管理有效、及時響應到各相關部門。

變更管理在任何企業中都是一個重要的流程。面對我國制造業的現狀，工程變更管理尤其顯得重要，這也是經驗數據、知識積累的一個重要過程。 PDM 系統支持的工程變更流程，將確保工程變更所涉及到的產品和業務領域都能得到有效規劃、溝通、審查、批準、執行和發放，最大限度地降低變更所帶的影響。無論變更開始于哪個部門， PDM 系統提供的變更流程都將把該變更的信息，及時地傳遞給所涉及到的部門和人員。

(5) 知識的管理及重復性利用

我國制造業要堅持自主創新，擁有自主的知識產權，那么對企業產品開發過程中的知識庫的管理非常重要。這包括設計人員自身的經驗知識、產品各階段的數據對象、市場需求分析等。 PDM 系統對企業的知識庫進行有效的儲存管理，并跨越組織界限及專業領域，通過標準化和規范化的工作流程，在適當時候把有效的知識傳遞給相關的人，以達到知識的重復性利用，提高企業的創造力，縮短產品的上市時間及制造成本，改善其創新體系。

(6) 協同化的工作環境

通過實施 PDM 系統，企業可建立一個數字化的協同工作環境。在這種工作環境下，分散的團隊能同時參與進來，洞悉產品的全部關鍵信息，在產品開始生產之前，就做出關鍵決策。基于這種工作環境，企業可以協調產品生命周期各階段的數據，并把數據及其所在的工作環境的信息，傳遞給企業各部門有權限的人員。基于協同化的工作環境，各參與者通過基于自己的權限查看最新的數據，并對數據快速地響應。

3 ． 2 基于 PDM 系統的 產品數據管理 業務流程

清軟英泰 的 PDM 系統產品數據管理的業務流程見下圖 3 ． 1 所示，以 PDM 系統為中心，通過和設計工具的集成，實現對產品設計數據如產品 BOM 、零部件及其結構圖紙 ( 包含二維工程圖、三維數模等 ) ；同時系統提供基于 PDM 的工藝設計平臺，將產品工藝數據集中管理到 PDM 系統；通過和 ERP 的集成將產品的設計數據及工藝數據傳輸到 ERP 系統。

圖 3 ． 1 清軟英泰 PDM 系統產品數據管理業務流程框圖

3 ． 3 清軟英泰 的 PDM 系統部署方案

清軟英泰 PDM 系統的部署方案見下圖 3 ． 2 所示，為了滿足 清軟英泰 集團管控，集中研發，異地制造的戰略規劃，又要考慮到總公司的各子公司獨立運營現狀，因此 清軟英泰 PDM 系統采用 PDM 群部署方式，在總公司和各子公司都部署相同的 PDM 系統，各系統和總公司的 PDM 系統建立業務共享，滿足子公司產品數據上傳到總公司 PDM 系統，也滿足總公司產品設計數據分發到各子系統。這樣，既滿足了集團公司的集中管理需求，也滿足了將來集團公司的集中研發管理需求，同時也滿足過渡階段各自研發統一管理的需求。整個系統基于 Internet 實現信息互聯。

圖 3 ． 2 清軟英泰 PDM 部署方案

3 ． 4 清軟英泰 的 PDM 系統功能框架

圖 3 ． 3 清軟英泰 PDM 系統功能框架

圖 3 ． 3 為 清軟英泰 PDM 系統功能框架，系統以數據庫系統及文件數據倉為數據存儲平臺，基于用戶管理、屬性集管理、參數管理、 權限管理 、郵件管理、日志管理以及系統管理等基礎組件，在項目管理及工作流管理的控制下，以運行于版本管理、生命周期管理、有效性管理等方面的管理機制之上的工程更改發放管理方式，最終向用戶提供個 CAD 集成以及 SAP 系統集成接口、個人桌面管理、文檔管理、產品零部件管理、 工藝數據管理 、打印管理等具體應用功能。

3 ． 5 清軟英泰 PDM 的主要功能

在 3 ． 4 節 清軟英泰 PDM 系統功能框架的前提下，本章針對 清軟英泰 PDM 系統的具體功能模塊的具體實現方案進行詳細描述：

3 ． 5 ． 1 產品結構管理

產品結構用來反映一個產品由哪些零部件構成以及這些零部件之間的構成關系。產品結構管理以數據庫為底層支持，以 BOM 為其組織核心，把所有工程數據和文檔與定義的最終產品聯系起來，并在一定約束條件下，向用戶或應用系統提供產品結構不同維度的視圖和描述，如設計視圖、工藝視圖、制造視圖、管理視圖、采購視圖等，實現產品數據的組織、管理與控制。

在設計視圖的基礎上進行調整形成工藝視圖和管理視圖，工藝視圖主要包含自制件信息，管理視圖主要針對系列產品，在管理視圖的基礎上進行配置就可以得到制造視圖。

此外，從工藝視圖和工藝路線中也可以提取非系列產品的制造視圖。制造視圖、工藝文件、技術準備文件等是 PDM 系統與 SAP 集成的主要內容。 BOM 多視圖的主要功能如下：設計人員、工藝人員及相關人員通過產品結構可快速查看當前產品的構成，產品的狀態及相關信息 ( 如圖 3 ． 4 所示 ) 。

圖 3 ． 4 產品結構管理

在 清軟英泰 PDM 系統中提供產品結構的管理功能，使用人員可以進行產品的產品結構維護，同時可以按照產品設計結構逐層顯示產品及下屬零件的詳細信息，并可以瀏覽到產品、零件關聯的文件和圖形。也可根據工藝加工及制造、采購等分解成不同的產品結構視圖，并向下游采購、制造部門提供采購清單、制造清單等。

產品結構管理主要功能：

(1) 產品結構自動生成；

(2)BOM 多試圖管理；

(3)BOM 編輯功能；

(4)BOM 的輸出；

(5)BOM 的版本管理；

(6)BOM 的有效性管理；

(7)BOM 基線管理

3 ． 5 ． 2 零部件管理

零部件管理的目的是提供基于零件相似性的零件分類管理 ( 如圖 3 ． 5 所示 ) 。它為設計人員提供強大而有用的設計環境，使得他們可以很方便的使用零部件分類查詢功能，隨時參考已有設計數據。

清軟英泰 TI PDM 系統提供了通用的零件分類管理框架，在 清軟英泰 PDM 系統的實施過程中，可以根據產品零件的特點分別建立標準件庫、通用件庫和自制件庫等。零部件管理能有效提高零部件的通用化、標準化程度，從而有利于企業減少重復設計、縮短產品開發周期和降低生產成本。

圖 3 ． 5 零部件庫管理

零部件管理的主要功能如下：

(1) 物料編碼管理

(2) 零部件分類管理

(3) 標準件庫管理

(4) 零部件發布管理

(5) 零部件變更管理

(6) 零部件引用管理

(7) 版本管理

3 ． 5 ． 3 圖文檔管理

系統支持管理 清軟英泰 所有與產品相關的圖文檔對象，如產品設計圖紙、三維模型、各類作業指導書、質量檢驗文件等 ( 如圖 3 ． 6 所示 ) 。

圖 3 ． 6PDM 系統管理的文檔范圍

文檔的分類采用文檔庫的方式體現，文檔庫的管理模式類似于 Windows 操作系統的資源管理器，左邊是采用樹形結構來展示文檔庫的所有存放目錄文件夾的路徑，右邊顯示區域則列出當前目錄下所存儲的所有的電子文檔。所有正式發布生效的文檔都將通過流程自動發布歸檔到文檔庫的相應的目錄中。

清軟英泰 可以按照自身企業習慣的方式 ( 如：按項目或者按產品 ) 進行分類存放。文檔的分類采用文檔庫的方式體現，文檔庫的管理模式類似于 windows 操作系統的資源管理器，左邊是采用樹形結構來展示文檔庫的所有存放目錄文件夾的路徑，右邊顯示區域則列出當前目錄下所存儲的所有的電子文檔。所有正式發布生效的文檔都將通過流程自動發布歸檔到文檔庫的相應的目錄中。

系統支持按照文檔類型、采用精確或模糊的多條件組合方式進行查詢，分頁或全部顯示查詢結果。系統提供圖文檔的版本管理功能，對每次圖紙變更系統自動升級圖文檔的大版本，期間每次改動系統自動保存一個小版本。

系統提供嚴密的權限管理機制，支持多維度的權限管控，提供可靠安全的策略保證系統內部文檔的安全。系統主要采取直接授權和規則授權兩種方式實現文檔的權限管控。圖文檔管理的主要功能有：

  (1) 文檔分類管理

  (2) 版本管理

  (3) 有效性管理

  (4) 文檔編輯、預覽、下載、打印

  (5) 文檔的批注圈閱功能

3 ． 5 ． 4 工作流管理

工作流管理就是對圖文檔的審批流程電子化， 清軟英泰 PDM 系統中可實現對圖文檔的電子審批管理，不需要 清軟英泰 的設計人員再手動紙質圖紙審批，可在技術部實現無圖紙化辦公。系統支持復雜、嵌套流程，流程支持可編程，自定義控件并支持擴展。工作流管理包括工作流模板管理、生命周期模板管理、流程任務管理、流程實例管理。

工作流模板 ( 如圖 3 ． 7 示 ) 的作用是定義企業各種流程，如設計審批流程、變更流程、出圖流程等業務流程。能以圖形拖拽的方式方便快捷的定義流程模板，用戶可以根據需要在前臺 ( 而不是二次開發程序 ) 自定義活動、路由、活動執行人。實例化 ( 即啟動流程 ) 必須要模板啟用，其中活動節點為實例后生成流程任務，模板啟用后修改模板，不會影響已啟動流程。流程模板中各步驟節點可以根據需求自定義流程代碼以實現流程中的特殊功能。

圖 3 ． 7 工作流模板

流程任務管理包括了的工作表、任務查詢、任務執行等功能。用戶可以使用 “我的工作表”界面查看當前需要完成的任務；系統管理員或項目經理可以通過任務查詢界面，查詢其他人員的任務完成情況；用戶可以通過任務執行界面打開任務對應的文檔查看流程實例。考慮到實際使用需要 ( 如任務執行人出差或任務過多 ) ，系統提供了任務指派和工作委派的功能，實現將某個人的任務分派給其他人。

流程實例管理為系統管理員及流程監控人員提供了對當前正在運行的流程的查詢和監控的功能。系統管理人員可以根據當前的實際情況將流程終止、暫停等操作。

清軟英泰 的消息通知分為兩種類型，一類為用戶自定義消息，用戶可以寫消息給他人、也可以接收他人發給自己的消息，類似于 Foxmail 、 Outlookexpress 功能；另一類為系統消息，當用戶有新的流程或者項目任務時，系統自動發消息通知相關責任人。下圖 3 ． 8 所示的是有新任務過來時，消息系統自動通知用戶進行任務查收工作。

圖 3 ． 8 消息中心

3 ． 5 ． 5 變更管理

工程變更管理的主要作用是管理已定型產品數據的更改，確保更改的正確性、更改消息傳播的及時性，即與該變更相關的所有部門和人員都及時得到變更消息，以確保相關的產品數據能夠及時得到更改。 清軟英泰 PDM 系統中的工程變更與發布管理由相互關聯的四個步驟組成：變更申請、變更批準、變更執行和變更發布。

通過 清軟英泰 PDM 系統中的變更管理和流程管理來實現。 清軟英泰 PDM 系統的變更管理根據變更類型關聯不同的變更流程。需要發生文檔零部件變更時，由相關人員創建變更單，把需要變更的文檔零部件添加到變更單中，然后啟動流程。進行評審、批準、變更、驗證、確認、發布的變更流程。

3 ． 5 ． 6 工藝管理

基于 TIPDM 的工藝設計管理流程見下圖 3 ． 9 所示。企業產品工藝設計本身是一個比較復雜的過程，主要包括產品材料定額、工時定額、工藝編制、工藝方案設計、工程 BOM(EBOM) 設計、工藝路線規劃、統計匯總、工藝數據發布輸出和工藝更改；是一個鏈接 PDM 與 ERP 的中間環節，從生產部門獲取生產設備等資源數據以及從設計部門獲取產品設計數據。

產品工藝設計過程是工藝管理系統的核心， PDM 系統傳遞產品設計結構等信息給工藝管理系統，填寫工藝過程卡、作業指導卡、工藝路線編制等工藝卡片并與產品結構相關聯；工藝數據的電子簽審流程通過 PDM 系統的流程引擎實現；采用系統消息通訊功能，及時將工藝相關數據通知到個人；能夠對單個產品的材料定額、工時定額進行統計匯總：通過工藝數據發布引擎，向下游信息系統輸出工藝數據。

圖 3 ． 9 基于 PDM 的工藝設計管理

3 ． 5 ． 6 ． 1 工藝路線管理

工藝路線是聯系零部件與工藝規程的紐帶、工藝專業分工的依據、零部件在車間流轉的指導。路線編制人員基于工藝 BOM 視圖進行產品工藝路線編制。零部件的工藝路線與零部件在工藝 BOM 上的位置相關。同一個零件如果處在工藝 BOM 的不同位置，可以編制不同的工藝路線。

編制工藝路線的同時需要選擇各個零件的工藝視圖，缺省為 “默認視圖”，零部件在當前產品下的工藝路線、工藝信息均保存在選中的視圖下，不同視圖下的工藝信息保持獨立。默認視圖下的工藝數據可作為公共資源，當其他產品編制工藝時，相同零部件自動引用默認視圖下的工藝數據。

圖 3 ． 10 工藝路線編制

3 ． 5 ． 6 ． 2 工藝過程管理

系統提供所見即所得的圖文混排式工藝卡片編輯工具 ( 如圖 3 ． 11 、 3 ． 12 所示 ) ，方便 清軟英泰 工藝設計人員編制工藝卡片。工藝卡片編輯工具，既有表格文字處理功能，又有圖形編輯，操作更加方便快捷。它提供功能強大的工藝卡片設計工具，融數據庫、圖形、圖像、表格、文字編輯于一體，圖文并茂，提供可視化的工藝設計環境。以類似 wbrd 表格填寫方式填寫，“所見即所得”卡片填寫，字體、格式、排版可自動也可手動調整，各填寫格式可以修改，壓縮及自動換行，提供格式刷格式更改。

3 ． 5 ． 6 ． 3 定額管理

工時定額是基于工藝過程及其工序進行編制，選擇工藝路線的不同節點加載相應的工藝過程內容 ( 工藝路線 ) 。

圖 3 ． 11 所見即所得的工藝填寫

3 ． 12 直接從瀏覽器中復制 CAD 圖形

圖 3 ． 13 工時定額管理

當工藝員完成工藝過程的編制后，工時核定人員對每道工序編制單件工時、輔助工時、單價信息，其他屬性項無權修改。可瀏覽工序卡來輔助編制工時。若工藝過程編制員和工時核定員為同一人，可在工藝過程編制界面一次性完成全部信息的編制。工時定額管理見圖 3 ． 13 所示。

(1) 材料消耗定額明細表按照產品或部件組織數據的輸出，明細表列出各個零件所采用的材料名稱、牌號、規格、凈重、毛重、定額重、利用率等。示例如下圖 3 ． 14 所示。

圖 3 ． 14 材料消耗定額明細表

(2) 材料消耗定額匯總表

材料消耗定額匯總表是對一個產品中所有材料消耗定額進行匯總，按照材料名稱、牌號、規格進行匯總，將凈重、毛重、定額重、利用率進行累加總計。示例如下圖 3 ． 15 所示。

圖 3 ． 15 材料消耗定額匯總表

3 ． 5 ． 6 ． 4 工藝資源管理

系統提供工藝資源用戶自定義的建模管理，以屬性集方式為各個資源節點建立后臺數據的存儲。見下圖 3 ． 16 所示。

圖 3 ． 16 工藝資源管理

3 ． 5 ． 7 系統集成

清軟英泰 PDM 項目中需要集成的應用軟件包括：二維 CAD 系統、

加密系統及 ERP 系統等。以下將詳細介紹 清軟英泰 PDM 和各應用及

管理系統的集成。

[ 與 AutoCAD 集成管理 ]

PDM 系統能夠通過批量錄入功能從 AutoCAD 產品圖中自動提取標題欄和明細表信息，并在 PDM 系統中建立相應的零部件和產品結構信息；設計人員能在權限控制下從 PDM 系統中查詢圖紙文檔數據并自動激活 AutoCAD 進行編輯。

[ 與 ERP 系統的集成 ]

清軟英泰 PDM 系統需要和企業的 ERP 系統實現緊密集成，集成示意圖見下圖 3 ． 17 所示。能將 清軟英泰 PDM 系統中將 ERP 需要的產品及工藝相關數據等信息傳輸給 ERP 。

圖 3 ． 17PDM 系統與 ERP 數據交換示意圖

3 ． 5 ． 8 編碼管理

清軟英泰 產品信息編碼工作涉及兩方面的問題：一是企業分類編碼總體設計，包括信息分類與編碼的規范、原則、方法，這建立在對企業信息的充分分析與科學歸納的基礎之上；二是支持企業管理編碼規則并能根據定義的編碼規則自動取碼的軟件支持工具。

各種產品圖號及物料等的編碼規則由 清軟英泰 自己制定，可以根據自己的企業零部件行業信息化經驗提供一定的咨詢服務。編碼管理模塊，分為編碼規則定義、編碼管理及編碼申請及審批、廢碼回收、編碼與 CAD 集成等功能模塊。可以滿足 清軟英泰 實現編碼規則管理及自動取號的功能需求。 清軟英泰 PDM 系統編碼管理功能框架見下圖 3 ． 18 所示。

圖 3 ． 18 清軟英泰 PDM 系統編碼管理功能結構

見下圖 3 ． 19 所示， 清軟英泰 是屬于集團型企業，公司分為若干個子公司，其分布于國內不同地域。為了 清軟英泰 統一管理物料， 清軟英泰 的 PDM 系統編碼管理支持分布式部署，物料編碼的申請權各子公司都可擁有，物料編碼的審批發放權限則集中由 清軟英泰 統一管控，既滿足各子公司申請物料編碼的同時，也滿足 清軟英泰 統一管理物料。

3 ． 5 ． 9 協同工作區管理

協同工作區中主要包括 “當前任務”、“工作對象”和“文檔追蹤”等。

協同工作區是用戶對私有文檔進行工作的用戶區。當這些文檔處于工作狀態，用戶可以對文檔進行任何操作，這些文檔都是未經正式發布的，若要發布至文檔庫，則需經過一定的審批流程。文檔在個人工作區中的操作同在文檔庫中的操作有許多相同之處。最大不同之處在于個人工作區中可新建文檔。網上工作區是其他用戶共享給您的資源，還包括本人共享給其他用戶的資源，這與 Windows 的風格相似，以便于本人對共享出的資源進行很好的管理。

協同工作區窗口中的 “當前任務”界面主要是用來顯示用戶接到的變更任務，方便用戶查看和操作。協同工作區窗口中的“文檔追蹤”界面主要是用來查找當前用戶提交的文檔現位于流程中的哪個步驟、何人在執行以及執行時間等等。

圖 3 ． 19 清軟英泰 物料編碼申請流程圖

3 ． 6 本章小結

按照所設計的總體框架，根據 清軟英泰 的各下屬公司的物理位置分布，設計了 PDM 群部署方案，以滿足 清軟英泰 集團總體管控要求和各子公司獨立運營的戰略目標。結合 清軟英泰 的實際業務需求設計了 PDM 系統的產品結構、零部件、圖文檔、工作流程、變更、工藝、系統集成、編碼、協同工作區管理等應用功能模塊，在設計過程中重點考慮了應用人員的使用體驗、方便性及應用頻率等情況，通過 PDM 系統實現了數字化管理。