淺析煙機企業(yè)PDM系統(tǒng)基本模塊
摘要：在闡述PDM概念、功能和體系結構的基礎上，根據(jù)許昌煙機公司的實際情況，重點討論了在PDM系統(tǒng)開發(fā)中的工作流程管理、權限的設置管理和產(chǎn)品結構與配置管理等幾個基本模塊，并分別探討了這些模塊的實現(xiàn)方法。
論文關鍵詞：PDM,開放式體系結構,工作流程管理
PDM是Product Data Management(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)的縮寫，是20世紀80年代后期才發(fā)展起來的一項新的管理思想和IT技術。按PTC公司的定義：PDM系統(tǒng)是一個基于現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術構造的服務企業(yè)從產(chǎn)品策劃到產(chǎn)品實現(xiàn)過程的并行化協(xié)作環(huán)境。借助此系統(tǒng)可以將與產(chǎn)品相關的信息和與產(chǎn)品有關的過程進行集成管理。從數(shù)據(jù)的角度來看，PDM系統(tǒng)支持在企業(yè)組織的產(chǎn)品設計活動中及時方便地提交、存檔、共享和查詢相關產(chǎn)品信息；從過程的角度來看，PDM系統(tǒng)可以通過跟蹤和控制整個產(chǎn)品生命周期內諸如設計、審批、變更以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)發(fā)布等過程的環(huán)節(jié)，協(xié)調好產(chǎn)品研發(fā)工作的進展[1]。許昌煙機公司作為煙草機械設備的制造企業(yè)，于2006年實施了PDM系統(tǒng)。
2 PDM系統(tǒng)的功能與結構
2.1PDM系統(tǒng)的基本功能
PDM系統(tǒng)為企業(yè)提供了一種宏觀管理和控制所有與產(chǎn)品相關的信息的機制。一般說來，一個集成的企業(yè)級應用的PDM系統(tǒng)應具有以下幾個基本功能：
1)電子資料庫和圖文檔管理功能：
2)工作流和設計過程管理功能：
3)產(chǎn)品結構和配置管理功能
4)查看和圈閱功能：
5)設計檢索和零件庫管理功能：
6)項目管理功能
以上這些功能可以概括為PDM的兩大方面的功能：一是產(chǎn)品數(shù)據(jù)生成過程的管理，即管理企業(yè)從下達新產(chǎn)品研發(fā)任務書到所有與該產(chǎn)品相關的圖文檔全部生成的全過程：二是圖文檔生成后，如何進行有效的存儲和管理，實現(xiàn)圖文檔的保密、共享、查詢、匯總、統(tǒng)計等，以便為今后的設計工作提供便利。
2.2 PDM的開放式體系結構
一個優(yōu)秀的PDM系統(tǒng)，必須具有良好的底層體系結構。PDM系統(tǒng)的開放式體系結構(如圖1)以網(wǎng)絡環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)庫技術為支撐，采用B/S(瀏覽器/服務器)體系結構和面向對象的方法，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的信息管理，協(xié)調控制工作流程和項目進展，在企業(yè)范圍內建立一個并行化的產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作環(huán)境，其開放性主要體現(xiàn)在：
支持多種硬件平臺——如UNIX、Windows、Macitosh等：
支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——如Oracle、Sybase、MicrosoftSQLServer等：
支持多種網(wǎng)絡協(xié)議——包括TCP/IP、NetBIOS、HTTP等：
采用了Web/Internet、Object-Orient等先進技術：
具有友好的用戶界面和多語種支持。
3許昌煙機公司PDM系統(tǒng)中幾個關鍵模塊的實現(xiàn)方法
企業(yè)應用PDM系統(tǒng)，能為企業(yè)的工程數(shù)據(jù)管理與過程的自動化控制提供統(tǒng)一的支持環(huán)境，并以它作為工程部門的集成框架，支持各類異構式計算機系統(tǒng)的要求，以便滿足不同企業(yè)或用戶的需求，因此，在PDM系統(tǒng)開發(fā)過程中，必須充分考慮PDM系統(tǒng)的各功能模塊的實現(xiàn)方法。本文重點探討其工作流程管理、權限的設置管理和產(chǎn)品結構與配置管理等幾個基本模塊的設計和實現(xiàn)。
3.1工作流程管理
在產(chǎn)品設計過程中，工程設計一般表現(xiàn)為創(chuàng)建、簽審、發(fā)放及更改設計數(shù)據(jù)。作為PDM系統(tǒng)的重要組成部分，工作流程管理的任務是對產(chǎn)品的整個形成過程進行控制，并使該過程在任何時候都可追溯。
為了有效地進行工作流程的管理，必須建立一個包括產(chǎn)品形成過程中所有重要特性的結構化的過程模型，該過程模型描述了構成工作流的各過程步驟在邏輯上的串/ 并行關系[2]，為此，首先必須確定所有有關的過程步驟，并通過對過程步驟的分析，將它們抽象成一些構成產(chǎn)品開發(fā)過程的基本的任務單元 (UnitofTask)，通過對這些基本任務單元的有機連接來構造不同的產(chǎn)品開發(fā)過程，如工程圖發(fā)放、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改過程等。過程模型確定以后，則可以將過程模型中的每一個過程步驟與功能對象相關聯(lián)，并通過功能對象來對工作流程中的各過程步驟進行控制。同時，每個功能對象也需要同能執(zhí)行或接受這項任務的系統(tǒng)用戶、用戶組或角色等相關聯(lián)(如圖2所示)。
通過PDM系統(tǒng)的工作流程管理功能，用戶可以對產(chǎn)品形成過程中各種復雜的設計、更改和發(fā)放過程進行管理，圖3顯示了一個典型的更改管理過程。在該工作流程中，更改過程的發(fā)起者發(fā)出更改申請書，工作流程管理模塊將更改申請書發(fā)送給有關的PDM用戶，進行更改批準的過程。假如更改申請沒有獲得批準，工作流程管理模塊將會向更改過程的發(fā)起者發(fā)送有關信息，整個過程就此結束。如果更改申請得到批準，工作流程管理模塊將會向經(jīng)授權的更改執(zhí)行者發(fā)送更改任務單。接下來更改執(zhí)行者根據(jù)更改任務單對需要更改的對象進行修改。更改過程結束后，再經(jīng)過產(chǎn)品簽審的過程，如果簽審得到通過，工作流程管理模塊將修改被更改對象的相關屬性，例如部件和文檔的大版本會升一級，重新存人數(shù)據(jù)庫，同時向可能使用該對象的所有用戶發(fā)放更改通知書，若重新簽審失敗，工作流程管理模塊將向更改執(zhí)行者反饋有關信息，要求重新更改。
同時，在工作流程管理模塊中運用并行工程的思想，通過分析和修改傳統(tǒng)的串行工作流程方式，對產(chǎn)品形成過程中的各個工作步驟進行更改有效控制，可以使一些復雜的工作過程得以并行執(zhí)行，從而大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)或設計周期，提高工作效率和企業(yè)競爭力。3.2權限的設置管理
企業(yè)運用PDM的一個重要理由就是企業(yè)圖文檔的安全。同時，從組織產(chǎn)品設計過程和系統(tǒng)管理的角度出發(fā)，要保持產(chǎn)品數(shù)據(jù)的完整性、有效性、一致性和安全性，要求PDM系統(tǒng)中必須包含強大的權限管理功能，以實現(xiàn)對參與設計過程的人員進行適當?shù)臋嘞拊O置和管理。
首先，要求在構造PDM系統(tǒng)時，需將有關人員組織結構進行重組劃分，使每個合法用戶分屬于不同的用戶組。一個用戶組可以包含多個不同的用戶，如工藝組可以包含整個工藝室的成員，而一個用戶也可以屬于多個不同的用戶組。此外，可以通過角色定義的方法來為不同的用戶指定不同的角色，并使他們與相關產(chǎn)品關聯(lián)起來。同樣，不同的用戶可以屬于不同的角色，同一角色類型也可以包括不同的用戶。所以，我們可以根據(jù)各個成員所屬用戶、用戶組或角色的不同，來規(guī)定其在PDM系統(tǒng)中所享有不同的數(shù)據(jù)操作權限和范圍。但是，要避免同一個人在同一個產(chǎn)品中既定義成產(chǎn)品經(jīng)理，又定義成成員。否則，在產(chǎn)品的簽審過程中會出現(xiàn)錯誤。許昌煙機公司的人員角色主要包括技術副總、產(chǎn)品工藝經(jīng)理、研發(fā)經(jīng)理、科技管理經(jīng)理、質量管理經(jīng)理、標準化主管、機械設計工程師、電氣設計工程師、成員等。
在角色定義時，為了便于角色的管理，可以采取一種層次式的角色結構。即將具有最少權限的角色置于角色結構的最底層，從它們開始通過逐層賦予新的用戶以新的權限，從而派生出處于不同層次并具有不同權限的新角色。同時，處于更高層次的角色將自然繼承了更低層次角色的所有權限(如圖4所示)。
圖4 層次式角色結構
權限管理通常是通過為用戶、用戶組或角色定義不同的規(guī)則來實現(xiàn)的。
規(guī)則是用戶執(zhí)行某項活動必須滿足的一個或多個簡單的或組合的條件的邏輯集合。多種規(guī)則可以組成規(guī)則庫。用戶在請求執(zhí)行某項活動開始后，首先需要檢查該活動的執(zhí)行者是否具有執(zhí)行此項活動的權限。只有當用戶權限檢驗獲得通過，PDM系統(tǒng)才能進行下一步的操作，否則，用戶請求將被拒絕，系統(tǒng)將通知用戶其無權進行該項活動，活動同時也將會終止。
此外，因為在產(chǎn)品設計過程中，圖文檔的會簽是一個不可少的工作，這就要求PDM系統(tǒng)還要能夠實現(xiàn)動態(tài)權限的管理。如在設計過程中，該文檔的設計者擁有對圖文檔的修改權限，但到了簽審階段，圖文檔一旦簽審完畢，處于已發(fā)放狀態(tài)，設計者就只能擁有對其設計的圖文檔的瀏覽權限，此時，只有產(chǎn)品經(jīng)理才有修改權限。動態(tài)權限管理的實現(xiàn)，能夠更加有利于保證數(shù)據(jù)的一致性和安全性。
3.3產(chǎn)品結構與配置管理
產(chǎn)品結構與配置管理是實現(xiàn)對產(chǎn)品結構與產(chǎn)品配置信息和物料清單(BOM—Bill of Material)的管理。PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品結構BOM給出了產(chǎn)品“按設計角度”的視圖,它以數(shù)據(jù)庫為底層支持，以產(chǎn)品圖紙的明細欄為其組織核心，把表示最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、管理與控制，并在一定的目標和規(guī)則的約束下，向用戶或應用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結構的不同視圖和描述，生成不同的BOM。產(chǎn)品是由一系列相互關聯(lián)的零部件組成的，因此產(chǎn)品可以按照部件進行分解，部件再進一步分解成組件和零件，直到全部分解為零件。零部件按照它們之間的裝配關系被組織起來，用戶可以將各種產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)信息與零部件關聯(lián)起來，最終形成對產(chǎn)品結構的完整描述。在產(chǎn)品的整個生命周期中與產(chǎn)品相關的信息是多種多樣的。這些信息以文件和圖檔的形式存在，統(tǒng)稱為圖文檔，它們包括設計任務書、設計規(guī)范、二維圖紙、三維模型、技術文件和各種工藝數(shù)據(jù)文件等。在PDM系統(tǒng)中文檔與對象(產(chǎn)品、部件、零件)是密切關聯(lián)的。把文檔與產(chǎn)品結構中的零部件相關聯(lián)，就形成了產(chǎn)品結構信息樹，其模型如圖5所示。但企業(yè)不可能將所有的產(chǎn)品結構都獨立地存儲，而是通過分類進行管理。所以，對一個宏觀的產(chǎn)品類只有經(jīng)過配置才能得到具體的產(chǎn)品對象而且才有實際的意義。所謂產(chǎn)品配置就是在滿足配置條件的前提下，根據(jù)定義好的配置規(guī)則來確定最終產(chǎn)品采用哪些版本、可選件、替換件等。產(chǎn)品配置管理能夠使企業(yè)的各個部門在產(chǎn)品的整個生命周期內共享統(tǒng)一的產(chǎn)品模型，方便地形成變型產(chǎn)品，并且對應不同階段的產(chǎn)品信息需求，生成適用的產(chǎn)品結構視圖。
在企業(yè)中，不同的部門需要不同的產(chǎn)品結構視圖，不同的結構視圖形成不同的BOM，如設計部門需要設計BOM，采購部門需要標準件和外購件BOM，PDM系統(tǒng)采用了視圖控制法來對某個產(chǎn)品結構的各種不同劃分方法進行管理和描述。每個視圖是一個管理對象，視圖中可以包括零件、部件及其之間的聯(lián)系，這些構件可以同時與多個視圖相關聯(lián)，所以，用戶可以從同一個產(chǎn)品結構產(chǎn)生不同的視圖，也就是說，用戶可以根據(jù)不同的需要生成各種不同層次的物料清單，例如:設計視圖中包含某產(chǎn)品某個版本的所有零部件之間的裝配關系，而采購視圖只需要看到標準件和外購件就可以了，生產(chǎn)視圖只要包含自制件即可。
因此，通過產(chǎn)品結構與配置管理功能，PDM系統(tǒng)可自動生成各類產(chǎn)品明細表和匯總清單，使用戶可以利用PDM的圖形化界面來對產(chǎn)品結構進行查看和編輯，從而有效的提高了工作效率。
4結束語
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關的信息和過程的技術。本文在闡述PDM概念、系統(tǒng)功能及其結構的基礎上，重點討論了煙機企業(yè)PDM系統(tǒng)中的工作流程管理、權限的設置管理和產(chǎn)品結構與配置管理等幾個關鍵功能模塊，并對這些模塊的實現(xiàn)方法進行了詳細討論。這些關鍵模塊的有效實現(xiàn)為PDM系統(tǒng)的成功實施提供了重要的基礎保證。
參考文獻
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