【IT168 信息化】
0 引言
随着计算机和数字化信息的发展，计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术的应用水平已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。PDM继承并发展了计算机集成制造等先进技术的核心思想，实现了一种能够通过集成化的手段对产品数据和相关过程进行管理的方法。
PDM系统为企业提供一种以产品数据为中心的集成平台。通过此平台将CAD、CAPP、CAQ、CAE等应用软件集成起来。从而使PDM成为工程系统数据与过程的控制中心；PDM也可以作为面向企业的信息集成平台。它能够以产品数据为中心，通过相应的接口建立与ERP等系统的广泛集成，从而实现计算机集成制造系统。
1 传统锅炉设计、制造的瓶颈问题
唐山信德锅炉集团有限公司锅炉产品种类众多、体积庞大、结构复杂，设计、制造周期长。因为大型电站锅炉、工业锅炉和特种锅炉的每个用户都有不同需求，所以锅炉主要是单件小批量生产，对每个锅炉项目都要进行重新设计，设计部门和工艺部门的工作量很大。随着业务量的不断增大和用户对设计、生产周期的要求越来越严格，企业需要通过实施PDM/CAPP缩短生产前技术准备周期，解决设计、工艺、生产等部门之间的信息传递问题，为生产部门赢得足够的生产时间，以保证整个产品按期完工。
公司多年的产品设计，已经积累了大量的设计图纸和技术文档，很多电子图文档资料散落在设计人员自己的计算机内，其安全性与完整性得不到保证。传统的产品开发过程是一个产品信息在部门间传递和逐步成型的过程，手动传递往往很容易导致信息的失真，导致产品信息不一致。通过实施PDM系统，保证产品数据的完整性、一致性、正确性、安全性。
频繁的设计变更是任何一个企业在产品开发的过程中都会碰到的问题。很多图纸和资料在设计生产中不断被查询、调用和更改，存在查询困难、版本混乱、容易丢失等问题，严重影响了设计效率。在传统的开发模式下，企业往往很难记录、管理这些过程性的信息和数据，从而导致开发周期的拉长和开发成本的抬高。PDM可以通过版本升级记录下这些变更，使产品开发过程具有可追溯性。
在传统的设计模式下，企业很难对标准化的优化设计进行有效管理并为设计人员提供便捷的查询工具，最终导致企业无法有效应用已有设计成果从而降低开发周期和成本。采用PDM系统管理产品数据，可以使信息得到共享，设计得到重用。
2 PDM的特点
PDM是一种对企业全生命周期产品数据、资源与业务过程进行整体优化管理的工程技术，其主要功能包括产品相关数据管理、产品配制管理和企业业务过程管理等。PDM工程的实施，以特定的企业产品数据为核心，通过相关数据的共享管理、人员的协调和过程的优化控制等手段，解决企业产品生产中的瓶颈问题，提高工作效率，缩短产品上市时间，提高销售和服务水平，最终达到提高企业综合竞争力的目的。
PDM通过集成环境来管理产品的相关数据与过程，主要包括设计、工艺和制造过程及所产生或使用的数据。这种集成环境对提高工程部门的工作效率有着显著的促进作用。借助于这种环境的支持，所有的产品开发人员以及其它相关人员，都能够灵活地共享全生命周期的产品设计、开发和其它相关信息。
PDM系统可以有效地降低产品设计过程的成本。传统的工作对象一般是基于纸张或其它物理存储设备的，其相关过程的控制和相关文档的处理都是由人工方式进行的。所以在工作的效率、质量及文档的安全性等方面存在诸多的缺陷。然而，PDM系统则是利用了计算机高效准确地处理数据和进行逻辑控制的特点，较好地实现了对企业电子数据的有效处理和电子过程的智能化控制。从而提高了设计工作的效率，降低了工程设计的成本。同时，基于产品数据管理概念的计算机化管理，还能够在过程管理和信息管理的可靠性、安全性、正确性等方面给企业带来潜在效益。
3 PDM在锅炉设计中的应用
3.1 人员组织、权限及安全管理
在同一企业中，由于产品开发的情况不同，会有不同的人员组织方式。在相应的组织结构中，对每个成员应该指定相应的角色。所谓角色是指所承担的岗位，例如，我公司拟设定的角色有系统管理员、技术主管、公司领导、主设计、设计人员、工艺人员、查阅人员等。
权限管理通过控制不同用户(角色)对不同数据对象的不同访问权限，保证数据的安全与共享、系统的安全稳定运行。我公司PDM的权限管理采用多重权限设置方式，既可以为单个用户设置对单个图文档的不同权限，也可以为一类用户设置对一类数据对象的不同权限。如因工作需要添加某一权限，应向总工程师提出申请，批准后由PDM系统管理员添加。
安全管理主要包括用户管理和日志管理。所有PDM用户必须采用自己的登录名进行系统操作，每一用户应建立自己的登录密码；系统还提供完善的日志记录功能，对系统的运行状态和所有用户的操作进行了细致完善的纪录，既保证了系统管理员对系统运行的实时监控，又保证了发生安全事故时有据可查。
3.2 产品数据管理
PDM系统采用面向对象的编程技术来管理系统内的产品数据对象，此类产品数据对象包括文档(Document)、图档(CAD Document)、零件(Part)、产品(Product)、项目(Project)等；对象之间的关系包括零件与文档、零件与图档的关联关系，零件与零件之间的结构关系等。所有这些，都构成产品数据管理的范畴。PDM能建立一个产品全生命周期内的产品数据库，有效地帮助产品设计和管理人员快速地检索信息。企业长期以来积累了许许多多的各类知识，但利用率却很低。分析其原因，主要是信息没有共享。为了彻底改变这种现状，我们在PDM数据库中建立了原有不同型号的锅炉产品、通用件、标准件等。电子归档的技术文档包括图纸、各类技术文件、标准文档等。设计人员只要经过授权就能得到这些信息和数据，这样可以使所有参与创建、交流、维护设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据，使每一个成员把时间花在设计和生产上，而不是浪费在寻找文件和信息上。从而提高工作效率，加速产品的开发。
产品数据版本管理也是一个较重要的问题。手工管理时，图纸的更改是通过划改和更改标记实现的。一旦疏忽就会造成产品信息的不一致。PDM系统通过检出升版并保存各历史版本实现版本管理，解决了这一令企业头疼的问题。PDM的实施提高了设计与制造信息的准确性和一致性，使所有参加设计的人员采用同一数据，而且是最新的数据工作。这样就能避免设计上的重复和不一致。产品数据版本管理还能保证产品开发具有很强的可追溯性。
3.3 设计部门数据源头的规范化
我公司的编码工作采用四班的编码管理系统，为了采用PDM编码管理系统，需要整理编码规则和编码规范。我公司二维产品图纸大多采用AutoCAD 2006绘制。为了规范源头的物料信息，公司首先修订了CAD制图规范，制定了PDM使用规范和物料填写标准，规范了材料牌号和规格型号的书写格式，标题栏、明细表采用统一规范填写。图纸由PDM管理员统一提取入库。
3.4 信息共享与集成
随着二维、三维CAD软件的应用，电子化产品相关数据的种类与数量呈指数形式增长。产品数据不但包括设计数据，而且包括与产品相关的工艺、质量、生产等各种数据。将这些数据以一定的关系集成管理起来，实现数据的安全性与一致性控制，并支持信息共享，使人们能够快速查询和传递最新的、统一的产品数据，这样的工作完全依赖人工是不可能的。因此在企业信息化项目的实施过程中，实现信息的集成，建立统一数据源是一项重要工作。PDM能够支持实现异构产品信息集成化管理与共享，保证产品相关数据的安全性与一致性，用户可以对产品信息进行高效的查询、传递等。
PDM将已经生成的大量设计图文件直接纳入到PDM系统中进行集中管理。通过BOM展开。图文件系统会自动创建一系列包含结构和设计图的对象，并根据零部件对象内部的结构关系组织成一棵产品结构树，与被展开图纸的装配关系一一对应。通过PDM与CAPP的集成，PDM为CAPP提供产品结构信息(包括代号、名称、材料、数量等信息)。
唐山信德锅炉集团有限公司于2004年开始实施PDM，经过努力，现已达到了CAD/PDM/CAPP系统的集成。PDM系统将各环节产生的产品数据进行统一的管理，从而实现了技术信息化系统内部信息的集成与共享。同时PDM通过建立与ERP及其它分系统的接口，实现了技术信息化系统与ERP及其它分系统的信息共享(图1)。
图1. 以PDM为中心的集成信息系统图
4 结论
实现信息化管理是企业在信息时代激烈的市场竞争中求生存、求发展的基础。基于产品设计技术的产品数据管理(PDM)系统的应用为公司提高核心技术能力与市场竞争力起到了巨大的作用。通过PDM的实施和应用，产品数据信息得到了高度共享，产品设计实现了数字化，大大缩短了产品的开发周期，提高了设计质量，增强企业竞争力，推进了企业信息化进程。
