应用PDM技术提高企业的产品开发效率

UG的爱 · 发表于 2010-1-29 08:38

随着CAD技术和计算机硬件技术的不断发展，目前国内许多企业已经在管理、设计及制造等方面分散地使用了CAD、CAPP、CAM、CAE 等单项技术，且取得了一定的成绩。但是从总体上说，这种方法取得的效益不大。主要原因是：信息共享程度低，无法在设计、工艺、制造以及管理部门之间有效地实现信息共享与传递；信息传递速度慢，不能随时跟踪整个产品的设计和制造的进展情况缺少迅速有效的产品数据的检索手段；业务管理落后，造成企业产品开发效率低下。
解决问题的方法是将各个单项技术集成化、系统化、网络化、标准化。这就需要利用产品数据管理（Product Data Management，简称PDM）技术。
   2 PDM 的概念体系
   PDM是近年来发展起来的一项管理企业产品生命周期内与产品相关数据的技术，它继承和发展
了设计资源管理、设计过程管理、信息管理等各类系统的优点，并应用了并行工程方法学、网络技术、数据库和面向对象等技术，有效地解决了企业信息集成、CAx 之间的信息交换和过程优化管理等企业的“瓶颈”问题。有力地促进新产品的设计与开发，缩短产品上市的时间，增强了企业的竞争力。
      （1）PDM技术
      PDM是一种使能技术，它有它有助于工作小组、部门、科室或企业在整个产品生命周期内对产品数据和开发过程实施管理。它是一组集成的应用，可以在产品设计、生产、市场营销和支持上提高工作人员工作效率和过程运行效率。
   完善的 PDM 系统能够将各种功能领域较多的应用集成起来，并符合各种严格的要求。PDM系统
具备以下特点：能够有效、可控和自动地访问开发和生产的应用及过程，访问有关的文件和数据；为了可控地访问产品数据，系统有防止数据未经批准就使用的安全机制；具备友好的人机界面和机制来访问和处理产品数据；具有表达零部件、产品配置和相关文件及数据的适用性广阔的模型；提高产品、零部件、有关文件的分类方法，这些分类方法能够支持现有产品配置数据的重复利用，并可以对产品成本、生命周期和质量产生重大影响；具有一整套预定义的管理产品配置及其相关变化的工作过程。这套工作过程至少要包括如下内容：需求或问题的通讯与交流、识别和跟踪所做的工作、在部分产品配置数据发布之前评审能否发布、向下游的系统发布和分发相关的信息、支持非正规的工作流，允许任何用户在引用任何产品数据的同时，能与其他用户进行通讯与交流。
      （2）数据管理
      制造企业通常善于系统化地记录零部件和装配件的图纸，但是常常不保留如“尺寸”、“用在什么地方”等有关属性的全面记录。其结果是，工程师在访问他们需要的信息时常遇到麻烦。这一点是他们有效地管理产品数据方面的不足之处。而PDM的数据管理能够通过关系数据库管理系统管理属性和文档式产品数据以及它们之间的关系。
      由于随时都有大量的数据生成，需要方便、快速地对信息进行分类，分类是PDM的一种基本能力，按照命名的类别、形式或特征相似的信息进行分类。在一个已知的类别中，还可以使用“属性”来说明每个零部件的主要特征，进行更加详细的分类。
      通过产品结构来访问产品数据，这是PDM中访问数据的另一种方法。对于任何一个选定的产品来说，可保留各装配件之间的关系和组成这些装配件各零部件之间的关系。这就意味着能展开整个产品或选定的装配件的一整套材料清单（包括文档和零部件），其优点是不仅能保持装配件的零部件之间的物理关系，而且还保持着其他结构之间的关系，例如制造、财务、维护或文档的关系，这样，可以使企业的不同部门从他们各自不同的角度看到与管理产品的信息。
      （3）过程管理
      PDM 的过程管理着眼于控制人们产生和修改数据的方法。它属于一种主动的过程。PDM的过程管理不同于通常意义上的“项目管理”。项目管理本身只涉及任务的委派，而过程管理则解
决任务对数据的影响问题。
      PDM的过程管理主要包括 ) 个方面：通过过程管理系统来管理数据的变更；利用过程管理系统管理人与人之间数据的流动；利用过程管理功能跟踪项目进展过程中的所有事件的活动。
      产品设计是一个不断创造和对产品数据反复更改的过程，每次变更包含了对基本的工程数据所作的意义深远的修改，对此，PDM系统提供的解决方法能够起到如下作用：建立工程师工作环境；当所有新的或经变更的数据产生时，能精确地采集这些数据；保存数据，并标识出它是属于哪一版本；按工程师需求调用数据；有效地跟踪工程师所采取的每一步骤；将多种资料搜集起来，以满足设计更改的需要。
      在产品开发过程中可能需要设计许多零部件，对于每一种零部件都伴随着创造、修改、查询、检查和审批等工作，或许在此期间需要反复多次，而且，每种零部件的设计将会采用不同的技术和不同类型的数据。同时，每一个文件的变化，都有可能对其他相关文件造成潜在的影响，所以需要不断地进行检查、修正、重新提交和再检查。理顺这种高度复杂的工作流正是 PDM 系统最擅长的，特别是PDM 系统能够跟踪各种单独的决策，决定下一步干什么。PDM 系统不只是保存项目当前状态的全面数据库的记录，它还记录项目经历过的状态，这使得PDM系统成为审查跟踪数据用的潜在的、有价值的资料源。
   3  基于PDM 的CAx 系统及企业其它分系统的集成
      当今企业，在产品的开发过程中，往往需要同时
使用多种 CAx工具，CAx 系统之间的信息联系紧密，传递频繁，为提高产品开发的效率，CAx 系统自身需要实现信息集成，其关键问题是要解决异构 CAx 平台的信息交换问题，目前通常采用的解决方式是通过STEP 标准，实现不同 CAx 平台的产品模型转换；同时 CAx 系统也需要与企业其它子系统（如MRPII）协同工作，实现信息资源的共享，即CAx  系统与MRPII系统之间也需实现信息集成。在整个产品生命周期中，PDM将各种相关数据，按照一定的管理模式加以定义、组织和管理，使产品数据保持一致、共享及安全，所以PDM正是这种集成的最有力的工具。集成企业的PDM系统和生产管理系统，实现数据的充分共享以提高效率。事实上可以把PDM 看成是一个集成框架，所谓集成框架就是能够方便地对企业内的各类应用实现信息集成、功能集成和过程集成的软件系统。可以说，PDM 在突出产品数据管理的基础上，正逐步完善其作为制造业领域集成框架的功能，它具有良好的开放性和可扩充性，并能提供合适的集成接口，为企业的产品开发提供更强有力的自动化环境。
   4  基于PDM的CAx系统集成的实现
      PDM系统与CAx系统的集成一般可分为3 个层次：封装、接口和集成。封装可使在PDM系统的统一用户界面下启动CAx 应用程序。这种集成方式实现最为简单，但也只提供较少的功能，PDM系统无法管理CAx文件中的数据，如特征、约束、装配关系等。封装可以通过PDM 或CAx系统提供的封装工具来实现，开发人员可以通过定义文件类型（或文件后缀），以及应用程序的环境变量等条件，而使PDM系统能够在需要时自动启动外部工具以处理某种类型的文件。第2个层次是接口提供了较为紧密的系统集成，PDM系统与CAx系统之间可以进行一些数据交换，某些CAx数据，如零件号和材料信息可以传送到PDM系统中。这种集成方式要求对系统的数据结构有所了解，通过PDM与CAx系统的API接口，提取部分重要信息，如零件号等，实现PDM与CAx系统的部分信息交换。第三个层次是集成，完成的集成具有自动双向交换所有相关信息的能力，包括产品数据、产品结构，装配信息、BOM 表等，这种集成方式要求了解PDM与CAx系统底层数据结构，在此基础上通过编程实现二者库中的数据访问。
      5 基于微机PDM 的集成CAx系统的软件平台
      为了提高产品开发效率，若企业准备改造或重建CAx系统，在其选择相应软件系统时，除需考虑软件自身的功能外，一定要注意其自身的相互集成及与PDM系统的集成性问题，由于目前PC机的性能大幅度提高，且绝大多数企业都是使用PC机作为硬件平台，所以下面主要讨论基于PC机的集成CAx系统软件选择。
         （1）操作系统：目前，WINDOWS/NT已经是成熟的32位微机操作系统，从功能和用户群来看，选择WINDOWS操作系统是一种必然。
         （2）PDM软件：建议选用Smar Team软件。
Smar Team管理系统是基于客户机 0 服务器体系结构，该产品内在的“取出可用”（Out-Of-The-Box）特性使得用户可以方便地安装、设置进而简单快速地完成一个全面的产品管理方案。
         （3）CAD 软件：可以选用Solid Works软件，Solid Works软件是一种在Windows环境下取代大型CAD系统的典型代表，主要是一个基于三维实体建模的CAD软件，可以与世界上最好的CAE、CAM、PDM软件产品做无缝集成API接口能力很强，易于进行二次开发。
            （4）CAM软件：微机上的CAM 软件有
MasterCAM、SurfCAM、AlphaCAM等软件。建议选用SurfCAM软件，SurfCAM软件是一种加工能力很强的微机CAM软件，且性价比较高。
            （5）CAE 软件：目前较成熟的CAE 产品有COSMOS、ANYSYS、NASTRAN、PATRAN 等，建议选用COSMOS软件。
            （6）网络数据库：可选用Windows SQL Server或客户机Oracle服务器数据库管理系统。
            （7）集成开发语言：可选用Visual Basic、Visual C++、Java语言等。
            另外还可根据实际需求选择相应设计校核软件（DesignSpace from ANSYS）、渲染软件（PhotoWorks）、运动分析软件（Working Model）、塑料模具分析软件（moldflow）、逆向工程软件（RevWorks）。这些软件均可与SolidWorks达到无缝集成。CAPP因其理论的不成熟和各个系统制造环境的不同，还没有一种通用的CAPP系统可适合大部分企业。所以CAPP 软件需要各个企业根据本单位零件特点和加工环境进行自主开发。
         6  总结
            目前我国许多企业已经在设计及制造等方面大量使用了CAD、CAPP、CAM、CAE 等技术，如何有效地管理产品设计开发过程中的信息，营建一个协同、高效的产品开发环境，是大多数企业为提高产品开发效率而必须解决的一个问题。应用PDM技术集成CAx系统及其它应用系统是解决这一问题的有效方法。本文概要介绍了PDM 技术，并对企业如何应用PDM技术集成其CAD/CAPP/CAM/CAE系统进行了探讨，给出了企业基于微机PDM 的CAx系统集成的软件解决方案。

360610988 · 发表于 2010-1-29 15:54

专抢沙发！

wnse · 发表于 2010-1-30 01:12

天花乱坠。真正好用才是硬道理。

aszxas · 发表于 2010-5-12 12:55

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aszxas · 发表于 2010-5-12 12:55

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aszxas · 发表于 2010-5-12 12:56

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wenwen0227 · 发表于 2010-6-2 15:57

很好,学习了...

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