在先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)中開展PDM實(shí)驗(yàn)的方法研究

劉天湖

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣東廣州 510642）

先進(jìn)制造技術(shù)是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)技術(shù)，它是傳統(tǒng)制造技術(shù)與基礎(chǔ)科學(xué)、管理學(xué)、人文社會(huì)學(xué)和工程技術(shù)等領(lǐng)域的最新成果、理論、方法有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的前沿制造技術(shù)的總稱［1］，它具有綜合性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性等特征。先進(jìn)制造技術(shù)的復(fù)雜特征對(duì)該課程的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)制、工業(yè)工程等專業(yè)已經(jīng)增設(shè)了“先進(jìn)制造技術(shù)”課程［2］。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（product data management，PDM）是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品管理為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成的管理技術(shù)［3］，它是協(xié)同設(shè)計(jì)、敏捷制造、虛擬企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化制造等先進(jìn)制造模式的關(guān)鍵使能技術(shù)和支撐系統(tǒng)。在珠三角地區(qū)已經(jīng)有大量企業(yè)實(shí)施了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。開展PDM 實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生學(xué)會(huì)基本的PDM 操作方法，加深對(duì)產(chǎn)品生命周期、協(xié)同設(shè)計(jì)、流程等概念的認(rèn)識(shí)。

1 PDM 實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求

本文中提。出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)內(nèi)容相互銜接，其目的是使學(xué)生深入地理解PDM 的基本概念、了解PDM 的作用、掌握PDM 的基本操作，提高PDM 教學(xué)的效果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包括定義項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，定義流程，產(chǎn)品的檢入、檢出，文件版本管理，文件變更、審批，數(shù)據(jù)導(dǎo)入，零件－組件－產(chǎn)品關(guān)聯(lián)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等。

通過PDM 實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該獲得以下具體的專業(yè)知識(shí)和技能：

（1）掌握一種商業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基本使用和管理操作方法；

（2）掌握用戶管理方法，如新建用戶、凍結(jié)用戶、刪除用戶及用戶的IP綁定等；

（3）掌握在PDM 中創(chuàng)建產(chǎn)品的方法，了解產(chǎn)品控制權(quán)限的設(shè)置方法和產(chǎn)品對(duì)象類的綁定方法；

（4）掌握設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的提交方法和現(xiàn)有產(chǎn)品數(shù)據(jù)導(dǎo)入PDM 的方法；

（5）掌握在PDM 中查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方法；

（6）掌握檢入、審批設(shè)計(jì)資料的方法和在審批流程中定義（指派）負(fù)責(zé)人的方法；

（7）掌握審批任務(wù)的處理方法和圖紙批注方法；

（8）掌握從PDM 中下載圖紙資料的方法；

（9）了解產(chǎn)品BOM 表的管理方法；

（10）掌握產(chǎn)品圖紙的檢出和修改方法，了解文檔版本的概念；

（11）了解文件類型設(shè)置方法；

（12）了解工作流程的管理、使用方法，掌握工作流程的創(chuàng)建方法。

2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的配置

英泰TiPDM［4］系統(tǒng)是北京清軟英泰信息技術(shù)有限公司開發(fā)的一款經(jīng)典的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)，可以用來管理幾乎所有與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（BOM）、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)文件以及其他各種圖文檔，并能夠使這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)審及發(fā)放。TiPDM 在三一重工、天捷機(jī)械、匯豐家具、新疆石油管理局機(jī)械制造總公司等企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用多年［5－7］。本文中設(shè)計(jì)的PDM 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件為TiPDM，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為SQL server 2005標(biāo)準(zhǔn)版［8］。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。系統(tǒng)的主要組成要素集中在一個(gè)電教教室內(nèi)。講臺(tái)上的主控計(jì)算機(jī)設(shè)置為PDM 服務(wù)器，課桌計(jì)算機(jī)設(shè)置為用戶終端。

主控計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝數(shù)據(jù)庫和PDM 服務(wù)器。每臺(tái)課桌計(jì)算機(jī)都安裝PDM 客戶端軟件，并通過路由器和Hub與主控計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。用戶終端也可以是通過互聯(lián)網(wǎng)接入的安裝了PDM 客戶端軟件的其他計(jì)算機(jī)，此外，客戶端計(jì)算機(jī)還需要安裝AutoCAD［9］軟件。

計(jì)算機(jī)的硬件要求、操作系統(tǒng)要求和聯(lián)網(wǎng)要求主要取決于SQL server2005的配置要求［10］。硬件要求如表1 所示。可以滿足要求的操作系統(tǒng)包括Windows 2000Professional Edition SP4、Windows 2000 Server SP4、Windows 2000Datacenter Edition SP4、Windows XP Professional Edition SP2、Windows 2003Server SP1、Windows 2003 Enterprise Edition SP1、Windows 2003Datacenter Edition SP1。聯(lián)網(wǎng)要求如表2所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

表1 硬件要求

表2 聯(lián)網(wǎng)要求

3 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

根據(jù)PDM 的主要功能［11－12］和TiPDM 操作規(guī)范［13］，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

3.1 用戶管理

在PDM 中以管理員（sa）身份登入，并注冊(cè)甲、乙、丙、丁、戊、戌6個(gè)用戶；創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理角色；設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)理角色的權(quán)限為零件設(shè)置、產(chǎn)品設(shè)置、任務(wù)設(shè)置、零件與圖文檔關(guān)聯(lián)關(guān)系設(shè)置；創(chuàng)建一個(gè)由甲、乙、丙、丁4個(gè)用戶組成的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)；指定甲為項(xiàng)目經(jīng)理；凍結(jié)戊用戶；刪除戌用戶。

通過該環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)須了解項(xiàng)目組織方法，能圍繞項(xiàng)目合理組織項(xiàng)目中的人員，有效管理項(xiàng)目所需的各種資源和數(shù)據(jù)。

3.2 流程設(shè)計(jì)

在PDM 中以管理員身份登入，在流程管理模塊中定義一個(gè)代號(hào)為Porcess1的“自制件審批”流程，流程中包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)校對(duì)、設(shè)計(jì)審核、工藝設(shè)計(jì)、工藝審核、會(huì)簽、批準(zhǔn)、設(shè)計(jì)修改、工藝修改等9個(gè)環(huán)節(jié)。該流程的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 審批流程

3.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義

以管理員身份登入PDM，在數(shù)據(jù)目錄－產(chǎn)品－機(jī)械產(chǎn)品中創(chuàng)建一個(gè)包括12個(gè)零部件的產(chǎn)品。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹如圖3所示。

圖3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹

設(shè)置甲用戶對(duì)A 產(chǎn)品的權(quán)限為瀏覽系統(tǒng)目錄、新建對(duì)象、瀏覽對(duì)象、刪除對(duì)象、下載對(duì)象、檢出對(duì)象、不升版檢出零件、直接檢入對(duì)象。設(shè)置A 產(chǎn)品的對(duì)象綁定為機(jī)械2D。在系統(tǒng)中查看產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹。

通過該環(huán)節(jié)了解產(chǎn)品零部件之間的層次關(guān)系和BOM 的結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)零件的操作權(quán)限控制。

3.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)提交與導(dǎo)入

在AUTOCAD 中創(chuàng)建一個(gè)命名為A 零件.dwg的圖紙文件，通過AUTOCAD 中的TiPDM 接口登入PDM 管理系統(tǒng)，選擇圖文檔類型為機(jī)械2D，選擇圖文檔提交信息為“數(shù)據(jù)目錄＼＼03產(chǎn)品＼＼機(jī)械產(chǎn)品＼＼XXX產(chǎn)品＼＼A 零件”提交到PDM。

在AUTOCAD 中創(chuàng)建一個(gè)命名為B1零件.dwg的圖紙文件，并將其保存到桌面。登入到PDM，選中數(shù)據(jù)目錄＼＼03產(chǎn)品＼＼機(jī)械產(chǎn)品＼＼XXX 產(chǎn)品＼＼B1 零件，通過“提起導(dǎo)入”把B1零件.dwg導(dǎo)入PDM 并與B1零件關(guān)聯(lián)。

通過該環(huán)節(jié)應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在PDM 中零部件（Part）的概念是實(shí)物的一種抽象，通過它反映結(jié)構(gòu)上的關(guān)系。零部件具體是如何設(shè)計(jì)的，應(yīng)該如何制造等信息通過與之相關(guān)聯(lián)的技術(shù)資料來描述。

3.5 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的審批

選中數(shù)據(jù)目錄＼＼03產(chǎn)品＼＼機(jī)械產(chǎn)品＼＼XXX 產(chǎn)品＼＼A 零件，通過“鼠標(biāo)右鍵－檢入”檢入A 零件并創(chuàng)建審批過程。創(chuàng)建時(shí)指定流程模板為“自制件審批”，并制定審批任務(wù)的執(zhí)行成員。為便于操作，這里指定執(zhí)行成員都是sa。以sa身份登入到PDM 查看“我的審批任務(wù)”，并處理這些審批任務(wù)。

通過該環(huán)節(jié)了解圖紙－流程的關(guān)聯(lián)方法，以及了解圖紙的審批方法。

3.6 其他操作

產(chǎn)生一張XXX 產(chǎn)品報(bào)表，并生成一張Excel表格。檢出A 零件，創(chuàng)建新版本，進(jìn)行A 零件版本比較。

4 實(shí)驗(yàn)考核

評(píng)分環(huán)節(jié)在教學(xué)中具有重要地位，包括評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制定、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)解釋、執(zhí)行評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容［14］。本實(shí)驗(yàn)課對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)分別打分。各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目逐一給分，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分值如表3所示?？傮w得分分為優(yōu)秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（＞60分）。

5 結(jié)束語

在珠三角地區(qū)已經(jīng)有大量企業(yè)實(shí)施了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。PDM 實(shí)驗(yàn)有助于提高學(xué)生的工作技能。本文中用TiPDM 和SQL server 2005標(biāo)準(zhǔn)版，在電教教室中構(gòu)建了一套產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了由用戶管理、流程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、數(shù)據(jù)提交與導(dǎo)入、數(shù)據(jù)審批和其他操作等6 個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的PDM 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出了PDM 實(shí)驗(yàn)的考核方案。

表3 實(shí)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

PDM 是協(xié)同設(shè)計(jì)、敏捷制造、虛擬企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化制造等先進(jìn)制造模式的使能技術(shù)和支撐系統(tǒng)。PDM 教學(xué)是“先進(jìn)制造技術(shù)”中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。增加PDM實(shí)驗(yàn)將能使學(xué)生加深對(duì)研發(fā)流程、數(shù)據(jù)管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹等概念的認(rèn)識(shí)。

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