基于PDM系統(tǒng)的柴油機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)

黃有華，賴 云

（1.江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013；2.南昌凱馬柴油機(jī)有限公司技術(shù)中心，江西 南昌 330013）

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM（ProducTData Management）系統(tǒng)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。PDM的核心思想，是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的有序、設(shè)計(jì)過程的優(yōu)化和資源的共享。PDM系統(tǒng)提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，并在企業(yè)范圍內(nèi)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境，是企業(yè)信息集成和協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的平臺(tái)。

1 PDM信息系統(tǒng)建立及應(yīng)用

在企業(yè)中建立實(shí)用的PDM管理系統(tǒng)，重在實(shí)施。PDM的實(shí)施，并不是簡(jiǎn)單地把購買的一些硬件和軟件產(chǎn)品互相連接起來就可以實(shí)現(xiàn)的，PDM軟件只是提供一個(gè)平合框架及工具，PDM的實(shí)施過程，要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，確定各種管理對(duì)象及其屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系。

本文采用武漢開目公司的PDM軟件KM PDM 3.4.0（以下簡(jiǎn)稱為KMPDM），以凱馬南柴的柴油機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)為樣本，建立合理的PDM模型并進(jìn)行有效的實(shí)施，以提高設(shè)計(jì)品質(zhì)與效率。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，主要面向設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，解決人員組織、產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)傳遞等問題。圖1為KMPDM在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中的地位示意圖。

PDM系統(tǒng)的核心任務(wù)，就是對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)有效的管理。為了保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、一致性和安全性，需要建立人員管理模型；為了描述產(chǎn)品對(duì)象及其結(jié)構(gòu)信息，需要建立產(chǎn)品對(duì)象及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型；為了記錄產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)生及修改的歷史和過程，需要建立工作流程模型。PDM系統(tǒng)在企業(yè)能否成功實(shí)施的關(guān)鍵，在于建立的信息模型是否適合該企業(yè)。

圖1 PDM在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中的地位

2 人員組織管理

由于PDM系統(tǒng)管理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)過多個(gè)階段，被不同部門、不同人員訪問和操作，具有不同的版本狀態(tài)。人員組織管理模型也稱為組織—角色—權(quán)限模型，是對(duì)企業(yè)的人員組織方式、角色分配以及操作權(quán)限設(shè)置的描述，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)被適當(dāng)?shù)娜嗽谠试S的權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行有效的訪問，確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的安全性和保密性。

圖文檔審核入庫后，PDM系統(tǒng)按照本企業(yè)規(guī)范，對(duì)文檔的查詢?yōu)g覽、提檔、歸檔、復(fù)制進(jìn)行有效管理，并通過權(quán)限設(shè)置，限制各級(jí)人員對(duì)圖檔的共享權(quán)利，達(dá)到安全管理目的。圖2為在KMPDM中建立人員組織—角色—權(quán)限圖。

圖2 KMPDM中建立的人員組織—角色—權(quán)限圖

3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理

通常使用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的方式，表示產(chǎn)品零組件之間的層次與隸屬關(guān)系?？梢詫?duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹進(jìn)行任何層次的展開，樹中的節(jié)點(diǎn)表示部件或組件，葉節(jié)點(diǎn)則表示零件；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上的節(jié)點(diǎn)有屬性，可對(duì)結(jié)構(gòu)樹上的節(jié)點(diǎn)通過關(guān)系進(jìn)行查詢，比如零部件的名稱、材料、品質(zhì)、類型（外購件、自制件）等，還可以對(duì)任意設(shè)定層次的BOM表進(jìn)行輸出。

圖3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹

通過電子倉庫，使描述零部件的文件信息與節(jié)點(diǎn)上的相數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，形成完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化信息樹。有了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，管理者即可分層展開走不同分支的方法，直觀地找到自己所需的數(shù)據(jù)，而不必考慮其物理位置。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理的表現(xiàn)形式，是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是產(chǎn)品的虛擬體，也即是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的視圖。建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，設(shè)置“系列→機(jī)型→結(jié)合組→結(jié)合部→結(jié)合件→零件”六級(jí)樹型目錄，使電子圖檔與產(chǎn)品之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于直接瀏覽相應(yīng)科目。通過圖紙導(dǎo)入自動(dòng)生成與交互式兩種方式，建立圖3所示產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹模型。

4 產(chǎn)品數(shù)據(jù)歸檔管理

產(chǎn)品試制成功后，所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、文檔、圖紙，都將流轉(zhuǎn)到歸檔管理模塊，歸檔人員對(duì)其進(jìn)行歸檔處理，可以通過自動(dòng)或手動(dòng)兩種歸檔方式。以產(chǎn)品為中心的所有經(jīng)由流程產(chǎn)生的的CAD、BOM、CAPP各種信息和過程，都將作為正式有效的數(shù)據(jù)集成于PDM系統(tǒng)中。與產(chǎn)品對(duì)象相關(guān)的信息，還包括產(chǎn)品對(duì)象的版本信息。

5 產(chǎn)品與工藝信息匯總

KMBOM模塊集成于KMPDM系統(tǒng)中，當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹已經(jīng)建立，CAPP文檔完成歸檔，就可以對(duì)某一機(jī)型進(jìn)行：產(chǎn)品零件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表、外協(xié)件明細(xì)表、工藝路線卡、材料定額卡、專用、通用工藝裝配明細(xì)表等各種設(shè)計(jì)、工藝信息匯總，由工藝成本匯總功能匯總成企業(yè)需控制的各種工藝成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)時(shí)的工藝成本的審核。同時(shí)這些匯總信息被廣泛用于生產(chǎn)、供應(yīng)、財(cái)務(wù)、銷售等部門。PDM環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品、工藝信息進(jìn)行匯總見圖4。

圖4 在PDM中對(duì)X4105B型柴油機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品、工藝信息匯總

6 工作流程管理

工作流程管理是指某對(duì)象在一定的規(guī)則約束下，從一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程。KMPDM工作流程，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程的管理，記錄著各種文檔信息從創(chuàng)建、審批、到歸檔乃至修改的每一步歷程。

在流程管理的實(shí)施中，首先要對(duì)流程進(jìn)行詳細(xì)分析，建立合理的數(shù)據(jù)發(fā)放模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的提交與修改、管理和監(jiān)督，以及對(duì)文檔的分布控制啟動(dòng)通知等，還要對(duì)已有流程進(jìn)行評(píng)估優(yōu)化，剔除其中的不增值環(huán)節(jié)，確保數(shù)據(jù)流向的正確性和高效性。圖5為某零件的設(shè)計(jì)文件流程。

圖5 某零件的設(shè)計(jì)文件流程

7 結(jié)束語

一個(gè)成功的PDM系統(tǒng)的實(shí)施，需要與用戶的實(shí)際應(yīng)用背景進(jìn)行緊密結(jié)合。在實(shí)施PDM過程中，當(dāng)信息模型的創(chuàng)建不能解決實(shí)際問題時(shí)，可以考慮通過PDM提供的接口函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā)工作。KMPDM的成功實(shí)施，使得更加有效地管理新產(chǎn)品的開發(fā)成為可能，同時(shí)提高了變型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)與效率。在PDM管理系統(tǒng)環(huán)境下集成CAPP、CAD系統(tǒng)，從而建立協(xié)同式產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率與品質(zhì)。

[1]葛江華，等.產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.

[2]方明倫.PDM原理及應(yīng)用[M].上海：上海大學(xué)出版社，1998.

[3]王丙義.信息分類與編碼[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.