PDM系统在建材装备制造企业中的运用
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摘要 pdm（产品数据管理）是整合企业技术资源的有效工具。广东科达机电股份有限公司属于离散型制造企业，产品信息量大，迫切需要借助PDM系统进行有效管理。通过PDM项目四个阶段的实施，初步实现了对企业产品、项目、文件、零部件、工艺路线、用户和流程等业务数据的整体管理，构建起企业产品数据知识库及产品协同设计平台，有效促进了企业的生产效率及提高了市场竞争力，对行业具有较强的借鉴意义。
1前 言
PDM（Product Data Management）即产品数据管理，是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理、图像管理等信息管理技术的一种概括与总称。对于机械加工制造企业，摒弃传统的自上而下的串行文件方式，而采用PDM系统，有利于对设计过程中产生的大量图纸、工艺技术文档和电子数据进行有效管理，使企业资源高效共享，避免形成“信息孤岛”的现象。
广东科达机电股份有限公司（以下简称科达机电），是一家典型的离散制造型企业，基本上是面向订单设计。而面向订单生产，产品的批量小，设计的工作量却非常大，设计变更频繁。自从企业ERP上线后，所有的BOM及工艺数据依靠手工录入，工作量大，出错的机率高。同时利用共享图纸文档的方式来管理图文档，查询困难，安全性难以保证。在此背景下，科达机电PDM项目被提上了议事日程。
科达机电在产品信息管理上主要存在以下问题：
（1） 设计平台不统一，各个事业部/子公司所用二维或三维CAD软件多样化；
（2） 设计与生产脱节，图纸等信息不能实现有效同步更新；
（3） 技术资料的安全性难以保证，有部分客户端存在多网权限；
（4） 资料查找困难，已有知识难以共享；
（5） 存在信息孤岛，数据需二次录入，工作量大，人工出错几率高；
（6） 技术统计汇总效率低，容易出错，主要指各种设计和工艺统计报表等；
（7） 工艺文件目前的编制工具不统一，需要更好的管理方法；
（8） 设计及变更过程难以控制，变更频繁，传递周期长，审核反馈慢。
综上所述，随着企业的快速发展、市场全球化竞争的加剧，以及新产品推出速度不断加快，原有的产品信息管理体制和产品研发流程已经不再能够满足现行的业务需要。希望通过企业级PDM项目的建设，利用计算机等信息化技术进行企业管理和产品研发等活动，进一步提升产品研发能力，规范和优化产品的开发流程，缩短产品研发周期，降低产品研发和维护成本，从而提高企业的核心竞争力。
2PDM项目的实施过程
PDM系统的的实施是一个较大的工程，必须按照系统工程方法进行，前期一定要制定详细的计划，并且严格遵循。科达机电选用以SmarTeam软件构建产品数据管理平台的解决方案，以四个阶段进行实施。
2.1 项目前期准备
项目前期准备主要包括队伍组建和人员培训。
在PDM项目实施过程中，各部门抽调一名关键用户代表负责本部门的项目实施、沟通及协调，确保能随时提供数据、掌握进度及上线后的日常维护等，并且要配备技术支持人员，项目顾问公司及科达机电分别委任一位项目经理。
人员培训包括系统导航培训、定制培训及开发培训。系统导航培训内容为PDM基础知识。定制培训内容为数据结构相关功能和卡片编码设计等。开发培训包括系统管理、VB程序设计语言基础培训及SmarTeam软件二次开发。通过培训，使项目组人员对SmarTeam软件及系统管理等功能建立起较全面的了解。
2.2 现状调研
现状调研，也即需求分析，它决定了实施PDM系统的最终目标，是项目成功与否的关键。现状调研主要包括各事业部的技术组织架构调研、IT环境调研、产品分类调研、工作流程调研、编码调研、零部件分类及属性调研、二次开发调研及现场调研。通过该阶段的调研，摸清了公司产品的管理现状，为下一步的系统定义打下了良好及坚实的基础。
2.3 系统设计
根据需求调研结果，有针对性地制定具体的实施方案并进行实施。主要过程是进行软件结构设计及后台程序代码编写，编写Projects、Documents、Parts、Routings、PMS、Users及SmatBox等菜单模块，提供属性卡片定义及流程定义功能，实现与Office、CAD、ERP和CAPP的集成。该阶段内产生的过程文档有：实施方案编写（实施方案、ERP集成方案、服务器安装方案、域管理、打印中心方案、文档管理方案）、属性卡片定义及填写规范、CAD文件格式及项目文件夹规范、脚本设置、流程定义及使用说明、测试数据整理、报表开发、功能测试、权限管理、PDM规范制度、业务测试及用户手册编写等。
2.4 上线试运行
PDM系统管理是企业最核心的信息，在全面正式使用前，必须进行严格的测试，即试运行。
在系统设计完成后，结合不同的权限设置，首先对人员进行分别培训，继而进行上线试运行。
2007年11月1日之前，科达机电PDM系统进行了两个月的内部测试运行，效果较好。当然，试运行中也发现了较多的问题，一般首先由关键用户进行解决，其次是技术支持及项目顾问。通过这个阶段，解决掉遗留问题，为2007年11月1日顺利正式上线运行总结了宝贵的经验。
3企业PDM系统主要实现的功能
科达PDM主要管理产品、项目、文件、零部件、工艺路线、用户和流程等业务数据，完成了与CAD、Office、CAPP及ERP系统的整合，如图1所示，确保了整体系统中数据的唯一性，大大提高了工作效率和准确性。图2所示为PDM系统内部所有信息运行的流程。
3.1 产品、项目及企业管理
科达机电的产品按照类型主要分为4种：标准产品、订单产品、工程项目和客户维修项目。如图3所示，对于标准及订单产品，PDM主要管理其相关的所有产出文件，包括图纸、设计文件、技术资料、工艺标准及质量检验等。工程项目是生产线整线项目或部分产品集成项目，其典型特点是需要将多个事业部的产品进行集成设计，由此在PDM系统中设置及完成了多个事业部之间的信息共享，使项目计划的下达和反馈较为顺利。对于客户维修项目，PDM系统主要管理待维修或改装设备的历史数据记录，便于快速查询。
3.2 图文档管理
科达机电将其产品在整个生命周期中产生的所有文档都纳入SmarTeam的管理范畴。SmarTeam管理的数据包括从产品开发决策阶段到正式生产及发运的全过程的数据，包括决策、初步设计、技术设计、工作图设计、工艺设计、样机试制、正式生产及装箱发运等阶段(随机技术文件)的所有设计输入/输出文件，这些文件可按事业部、产品及项目进行分类保存，如图4所示。
文档管理的主要功能包括：
（1） 文档结构管理，利用结构树对文档进行分类管理。
（2） 文档、数据的查询和检索，系统提供属性查询、组合查询、模板和文字4种查询方式并支持模糊查询，方便用户根据不同的需求进行快速查询。
（3） 文档生命周期和版本管理。
1） SmarTeam通过检入/检出//新版本/废止(Check In/Check Out /Release/New Release/Obsolete)等一系列操作来实现生命周期管理，如图5所示。当对每一个文档进行修改时，SmarTeam就自动地产生一个新的版本，见图6，此版本的转化有效地避免了设计错误或由于误操作而造成的文档删除和修改。
2） 版本管理功能：装配体的管理会直接引用其子装配和零件的不同版本；零部件/文档之间的逻辑关系、组成关系会自动拷贝到新的版本；最新版本的切换可自由选择也可以用最新的版本来替换当前版本。
（4） 文档的安全性管理
1） 企业的工程图和文档等技术数据的安全，是一个在项目开发过程中动态管理的问题。SmarTeam通过系统电子仓库为SmarTeam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，来实现对文档的安全性和版本控制。
2） SmartVault电子仓库服务器作为SmarTeam软件重要的体系结构的一部分，采用Windows的高端技术为用户提供高性能的数据安全性和授权访问功能。这个电子仓库确保只有那些拥有相应权限的使用者才能访问对象；并确保在同一时刻，一个对象不能由多个人修改。在电子仓库中的文件不能用系统操作的功能来访问，比如Windows NT的资源管理器。
3） 电子仓库分为待审区（Check In）、区(Release) 和废止区(Obselete) 三个区域，每一个区域反映对象的不同状态。SmarTeam提供了各电子仓库的缺省目录，这些电子仓库存储了所有的文件。用户可以按照自己的要求改变缺省目录。
（5） 文档的浏览和圈红批注
1） SmarTeam提供了功能强大的内嵌浏览器SmarTeam Viewer，可直接浏览、圈阅各种图文档，而不需要打开对应的应用软件，还能够通过调用其他浏览器的插件，来实现特殊格式文件的浏览。
2） SmartViewer有大量的嵌入式的浏览和圈阅工具。允许被授权的使用者在图纸上添加线段、箭头、文字和对象，但仅用于浏览，而实际的图纸文件不会改动；使用者也能用平移、缩放等观察工具更好地理解文件。无需操作文件本身或调用相关的应用软件，评审人员就能动态地观察图纸和添加评语，如图7所示。
（6） 用户与权限管理
SmarTeam有强大的用户权限与安全管理机制。使用PDM系统的用户必须具有某种角色，才能登陆系统获得系统赋予的与角色相对应的各种权限，SmarTeam中的对象有基于类授权和项目授权2种方式：
1） 类授权是指用户或用户组对某一类对象具有哪些权限。用户若属于某个组，则具有该组的全部权限。当用户属于多个组或多个角色，其权限是各组或角色的权限之和。
2） 项目授权是指用户对负责的项目具有哪些权限，哪些资源可以属于指定的项目，可以将权限管理到具体每一个文件，可锁定文件。
通过类、项目的角色授权管理可以有效避免用户的越权使用或操作现象，实现了PDM系统与用户之间的数据共享和安全保障，确保了数据库中资料的安全性。
3.3 流程管理
流程管理是企业实际运作中的工作流管理系统，是一个“人-机”结合的系统，也是CAD/CAPP/PDM一体化应用的重要体现，其基本功能主要体现在以下几个方面：
（1） 工作流程的定义遵循实际运行的工作流，包括具体的活动、规则以及所涉及的人等，这些定义是同时被人以及电脑所“理解”的。
（2） 监督、控制、管理运行中的业务（工作流），例如任务、工作量与进度的检查、平衡等。
（3）通过组织和集结信息在企业中的传输，提高企业工作效率。SmartFlow能自动地通报使用者新的和过期的任务，并设有报警机制，定期检查流程各节点的时间，根据用户设定的报警时间，自动发送报警信息给相关人员。
（4） SmartFlow跟踪和监控每个任务的进程，使用者可以查看特定任务的进程。
3.4 零部件和BOM管理
零部件是产品的基本单元，是数据的基础。通过PDM系统的管理，使零部件/BOM与已归档文档建立关联，构建以产品结构为核心的单一产品数据源，增强数据的共享和重用。
SmarTeam提供了灵活的零部件分类管理工具对零部件进行分类管理：零件标准化及分类以符合设计重用的需求，零件标准化及分类是产品系列设计的需求。
（1） 零部件分类，按零件的属性进行分类，不同类型的零件建立各自不同的属性，零部件编码、名称、规格、描述、备注、创建人、创建时间等属性。
（2） SmarTeam提供零部件的生命周期状态管理（Pending、Active、Inactive），一个零部件新建状态默认为Pending，以后为Active ，被废弃以后的状态为Inactive，通过对该状态的管理来实现零部件生命周期的管理。
（3） 建立通用件/标准件库，建立一般件升级为通用件/标准件的流程，对该数据库集中管理并设专人维护。
（4） 通过SmarTeam提供的产品结构管理机制，科达机电PDM系统将基于所建立的产品结构，提供不同层次、不同对象的BOM视图，管理BOM中的替代件、可选件和操作信息，维护各种隶属关系等，并描述所有可能的配置，提供从设计结构-设计BOM-工艺BOM之间的转化。
（5） 建立树状电子化BOM结构，如图8所示，提供BOM结构的单级或多级展开（回归）：包括TopDown的正向展开和Bottom Up的逆向展开，零部件和相关文档之间建立链接关系；提供BOM多视图管理，不同BOM之间通过Copy工具直接转换并且具有过滤功能，可根据有效期、特定条件过滤出符合条件的BOM。
3.5 项目管理
项目管理是一种针对部门内部、考虑部门级需求的项目管理，管理部门内部与项目相关的计划、执行和控制等活动以及与这些活动相关的资源，最终达到进度、成本和质量等各项目标的提高，主要功能包括项目计划、项目进度、项目任务、项目资源、项目报表和项目过程管理，实现对标准项目及订单项目的监控和管理需求，尤其是对大项目跟踪和管理的需要。
（1） 通过项目树可以很便利地查看每个项目的基本信息和相关的文档树、产品结构树、项目计划，浏览项目计划和当前进展情况，浏览所有项目相关数据，包括文档、图纸、产品明细表、试验报告等。
（2） 采用基于WBS（工作结构分解，Work Breakdown Structure）的项目计划管理方法，用户可以利用多种方式创建WBS树，且可以把创建好的WBS结构存为项目模板，以便重复利用；工作计划分解中设定人员、时间、交付物、里程碑等内容，并进行资源平衡等；每个员工进入系统后都可清晰地看到自己的工作任务；领导可以更好地把握项目整体进度且在项目的执行过程中随时监控其工作状态，并输出成报表，对项目执行进度进行报警提示。
4结 束 语
目前，科达机电PDM系统已经正常运行数月，已经初步构建起企业产品数据知识库，规范了文档和数据管理，有利于知识共享；搭建起产品协同设计平台，提升了设计工作效率，缩短了技术准备周期；实现了与CAD和ERP的集成，消减信息孤岛，整合了企业的信息系统；实现了工作流程管理网络化和信息化，规范了企业规章制度的执行和监控。
通过项目实施目标的达成，逐步实现“缩短产品的开发周期、加快新品上市时间、提高产品的开发质量和稳定性、降低产品的开发成本、降低产品的制造成本和材料成本、提高劳动生产率、实现知识管理，促进技术创新”等各项既定目标，最终达到提高企业管理水平，提高企业运作效率，增强整个企业的核心竞争力的最终目标。
参考文献
1 赵贵华.PDM项目方案.广东科达机电有限公司内部资料
2 张本军.科达机电PDM立项报告.广东科达机电有限公司内部资料
3 孔 莉.PDM在工具企业的实施与应用[J].工具技术,2007,41
4 邹 胜.PDM在企业信息化建设中的应用和实施[J].起重运输机械,2005(6)