基于Windchill的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘要：對于研發(fā)制造型企業(yè)來說，提升數(shù)字化設(shè)計與制造水平、縮短研制和生產(chǎn)周期、增強企業(yè)的應(yīng)變和快速反應(yīng)能力，這種需求變得越來越迫切。因此，通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究，本文提出了一個支撐產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計與研制的解決方案。

關(guān)鍵詞：Windchill;PDM;產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理

中圖分類號：TP315? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1007-9416（2020）04-0000-00

1引言

PDM的中文名稱是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management）。PDM是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息（包括零部件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程（包括過程定義和管理）的技術(shù)[1]。通過實施PDM，可以提高生產(chǎn)效率，有利于對產(chǎn)品的全生命周期進行管理，加強對于文檔、圖紙、數(shù)據(jù)的高效利用，使工作流程規(guī)范化。國內(nèi)外公司都有諸多成熟的PDM產(chǎn)品，國內(nèi)的公司有清軟英泰、北京CAXA、深圳金蝶，國外的公司有美國PTC公司的Windchill、德國西門子公司的TeamCenter、法國達索公司的SmarTeam，本文選用美國參數(shù)技術(shù)公司W(wǎng)indchill 11.0版本的系統(tǒng)作為研究對象。

2企業(yè)面臨的問題

傳統(tǒng)的研發(fā)制造型企業(yè)，產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)狀態(tài)管理的信息手段還沒有建立起來，更談不上通過信息管控手段與其它應(yīng)用系統(tǒng)的集成來打通研發(fā)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的壁壘，消除各環(huán)節(jié)信息孤島和管控數(shù)據(jù)流程。數(shù)字化產(chǎn)品研制管理平臺是一個高度共享的虛擬化工作環(huán)境，支持企業(yè)各級管理人員和研制人員基于該環(huán)境協(xié)同開展研制和管理工作。為了保證協(xié)同研制和管理工作在平臺環(huán)境中能夠順暢地開展，必須統(tǒng)一企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，將數(shù)據(jù)和流程進行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。這就需要建立一套新運作模式下的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范運作體系，做到有章可循，提高數(shù)字化條件下的管理規(guī)范化和精細(xì)化水平。

3方案規(guī)劃

PDM方案的功能模塊主要包括技術(shù)文檔管理、技術(shù)狀態(tài)管理、電子簽審流程管理、工程BOM管理、設(shè)計數(shù)據(jù)可視化、結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)管理（MCAD工具集成）、電路設(shè)計數(shù)據(jù)管理（與ECAD工具集成）和零部件分類管理。此方案中主要用到Windchill 11.0版本中的兩個核心功能模塊Windchill PDMLink和Windchill PartsLink。

Windchill PDMLink是Windchill的基礎(chǔ)模塊，主要提供文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、工程變更管理、產(chǎn)品配置管理、生命周期管理、工作流管理、Windchill聯(lián)邦架構(gòu)、業(yè)務(wù)和系統(tǒng)管理、Office集成等功能[2]。

Windchill PartsLink是Windchill的零部件分類管理模塊，主要通對零部件（元器件）的分類庫的建立，提高零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化，最大限度地提高設(shè)計重用，降低設(shè)計風(fēng)險和產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的成本。

Windchill系統(tǒng)采用Oracle 11G數(shù)據(jù)庫，基于B/S模式架構(gòu)，建立在J2EE架構(gòu)平臺上，廠商推薦使用谷歌瀏覽器訪問該系統(tǒng)，通常采用一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和一臺應(yīng)用服務(wù)器部署該系統(tǒng)。

3.1技術(shù)文檔管理

技術(shù)文檔管理主要是基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的機械、電氣設(shè)計文件管理，從而實現(xiàn)多專業(yè)的設(shè)計文檔集中管理控制。利用分類管理，用戶能夠分類、定位并重用產(chǎn)品開發(fā)過程之中用到的零部件、產(chǎn)品、文檔和工程知識。通過簡單的配置方式，Windchill系統(tǒng)可以靈活地創(chuàng)建新的文檔類型和參數(shù)。能夠按照不同型號的管理要求，Windchill系統(tǒng)生成唯一的圖文檔編碼。文件的檢入（Check in）和檢出（Check out）操作和版本修訂操作，以控制簽署過程中的駁回修改和更改換版。支持文檔的狀態(tài)顯示，如工作中、審閱中、已發(fā)布等，使得用戶能看到文檔當(dāng)前的有效狀態(tài)。能夠通過策略配置的方式，實現(xiàn)靜態(tài)權(quán)限控制，并通過動態(tài)授權(quán)的方式，實現(xiàn)臨時動態(tài)權(quán)限控制，來滿足安全保密的要求。系統(tǒng)還支持文檔可視化瀏覽，在不需要安裝專業(yè)工具的情況下在Windchill系統(tǒng)中就能對圖紙文檔瀏覽的要求，比如查看AutoCAD的設(shè)計文件，審核人員不用在電腦上安裝專門的AutoCAD軟件就可以在Windchill系統(tǒng)中瀏覽該文件。

3.2 技術(shù)狀態(tài)管理

Windchill作為技術(shù)狀態(tài)管理的平臺，通過對研發(fā)數(shù)據(jù)的標(biāo)識、控制、審計和紀(jì)實，實現(xiàn)對產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)管理。能夠建立滿足質(zhì)量體系要求的功能基線、分配基線、產(chǎn)品基線和批次基線的管理，從而實現(xiàn)產(chǎn)品研制各階段技術(shù)狀態(tài)的凍結(jié)控制。系統(tǒng)提供論證、方案、初樣、正樣、定型、批產(chǎn)等轉(zhuǎn)階段過程中，轉(zhuǎn)階段審核和凍結(jié)流程管理，以及各階段標(biāo)示定義和管理。系統(tǒng)能夠提供企業(yè)級更改流程管理，通過預(yù)先配置的、最佳實踐工作流控制，以實現(xiàn)問題提出、更改分析、更改執(zhí)行和更改閉環(huán)的完整流程控制。更改管理支持不同類型的更改流程設(shè)置，如支持臨時偏離和更改的不同流程，如臨時偏離支持不同角色人員發(fā)起，而不需要每次由設(shè)計人員發(fā)起，如復(fù)雜更改可以執(zhí)行完整的更改流程管理，簡單更改可以執(zhí)行簡單的更改流程管理。更改流程支持企業(yè)專人建立和維護，研發(fā)人員僅能按照更改流程執(zhí)行設(shè)計更改，無權(quán)改變更改流程。利用產(chǎn)品BOM反查，用戶可以了解零部件所屬產(chǎn)品，并支持向設(shè)計師發(fā)起可否更改咨詢，進而決策更改模式（如換版/換號）。提供設(shè)計變更的問題報告、變更申請、更改單的查詢。提供變更統(tǒng)計報告功能，完成/未完成數(shù)量比例報告等，以協(xié)助質(zhì)量部門進行更改閉環(huán)監(jiān)控。能夠?qū)崿F(xiàn)新舊版本與更改單的關(guān)聯(lián)，以支持基于更改單的新版本生效控制。

3.3電子化簽審管理

可建立圖紙、技術(shù)文件簽審流程的流程模板，根據(jù)不同類型可以定義關(guān)鍵件、一般件流程等。對于多個文檔或圖紙可以實現(xiàn)批量審批?？砂串a(chǎn)品對象種類、屬性自動選取流程。允許用戶通過自定義方式實現(xiàn)簽署授權(quán)，支持出差代理的機制，防止人員出差帶來的流程停滯。流程中的個人任務(wù)可以自動推到用戶界面，用戶可以在個人任務(wù)欄中或通過郵件獲得任務(wù)并管理自己的任務(wù)。流程中的個人任務(wù)還可以推送到門戶等平臺，用戶可以通過消息及時了解任務(wù)，執(zhí)行任務(wù)。支持流程嵌套、流程條件分支。能夠支持流程定義和維護，即支持指定專人進行流程建立、修改和廢止。能夠提供相應(yīng)的輸入?yún)^(qū)域保存流程執(zhí)行過程中的人員的處理信息（意見、時間、人員等）。提供直觀的圖形化的流程進度監(jiān)控器，管理者能夠直觀地查看某一流程的進展?fàn)顩r。能夠?qū)崿F(xiàn)流程自動執(zhí)行后臺任務(wù)，如流程自動檢查文檔交付列表的完整性。

3.4設(shè)計變更管理

產(chǎn)品版本的變更一直是困擾很多研發(fā)企業(yè)的問題，為規(guī)范數(shù)據(jù)變更流程，避免人為因素錯誤，Windchill系統(tǒng)提供了工程變更管理功能，該模塊功能符合國際工程變更流程CMII的模式，從工程變更請求ECR（Engineer Change Request）、工程變更通告ECN（Engineer Change Notice、工程變更任務(wù)ECA（Engineer Change Assignment）這三個流程來規(guī)范設(shè)計變更，每個流程都要經(jīng)過多級審批，嚴(yán)格把關(guān)，前一個變更流程結(jié)束后才能開始下一個流程。

3.5產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理

Windchill的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)庫中不僅有結(jié)構(gòu)BOM清單，也有電氣設(shè)計BOM清單，還有BOM與文檔的鏈接。打開BOM單時，只需要點擊相關(guān)的標(biāo)簽欄，就可以查看其對應(yīng)的圖紙，并可看到該零部件的用途及使用情況[3]。在Windchill里通過圖紙直接生成BOM，更加提高了工作的效率與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。產(chǎn)品變更后，該產(chǎn)品發(fā)生了哪些ECN，發(fā)布了多少份ECN，都顯示在產(chǎn)品的變更信息里，查找時一目了然。

3.6系統(tǒng)集成管理

（1）與設(shè)計工具集成：提供和電氣設(shè)計軟件Cadence、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件CAXA的集成接口。

（2）與Office辦公軟件集成：提供與Office2007/2010版本的集成接口，滿足在Office環(huán)境實現(xiàn)文檔的檢入/檢出操作。

（3）與Outlook集成，文檔簽審過程中，審批節(jié)點流轉(zhuǎn)到審批人到Outlook中，會發(fā)送提醒郵件。

3.7安全管理

安全保密要求高的企業(yè)，Windchil系統(tǒng)提供支持三員分立的權(quán)限控制模式，分別設(shè)置了系統(tǒng)管理員、安全保密管理員和安全審計員，并賦予三種管理員不同的管理權(quán)限。

系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)管理用戶及用戶組、用戶新增、變更、刪除、Windchill系統(tǒng)的系統(tǒng)日志管理和維護等。安全保密管理員負(fù)責(zé)設(shè)置用戶口令管理、用戶和用戶組的權(quán)限分配、普通用戶的登錄、操作和退出的日志審計。安全審計員負(fù)責(zé)對系統(tǒng)管理員和安全保密管理員的操作日志進行審計，查看用戶的權(quán)限分配報告，對二員進行監(jiān)督管理。

4結(jié)語

現(xiàn)有多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)模式向小批量、多品種發(fā)展，多樣式和定制式的產(chǎn)品代替了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，研發(fā)制造型企業(yè)要滿足客戶個性化需求，就需要大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，在原有企業(yè)應(yīng)用了CAD、Cadence等設(shè)計軟件的基礎(chǔ)上，再實施一套 PDM系統(tǒng)，對產(chǎn)品整個研發(fā)過程和信息進行規(guī)范化管理，充分地利用現(xiàn)有的信息資源，大大提高了產(chǎn)品的開發(fā)效率和質(zhì)量。

參考文獻

[1]朱戰(zhàn)備，韓孝君，劉軍.產(chǎn)品生命周期管理-PLM的理論與實務(wù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]楊旭.PDM協(xié)同研制平臺在軍工電子企業(yè)的運用[J].數(shù)字通信，2013（4）：81-86.

[3]范文輝，葛正宇，何山，等，基于Windchill的PDM系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2002（9）：715-719.

收稿日期：2020-03-24

作者簡介：馬錦波（1976—），男，湖南石門人，碩士，研究方向：企業(yè)信息化，信息安全。

Research and Application of Product Data Management System Base on Windchill

MA Jin-bo

（China Electronics Technology Group Corporation No.34 Research Institute，Guilin Guangxi? 541004）

Abstract： For the R&D manufacturing enterprises， it is becoming more and more urgent to improve the level of digital design and manufacture， shorten the development and production cycle， and enhance the adaptability and rapid respond capability of enterprise. Therefore， we research the product data management system and present a solution to support the collaborative design and development of products.

Key? Words：Windchill;PDM;product data management