PLM的功能和體系結(jié)構(gòu)

時(shí)間：2023-03-14 21:12:01 | 來(lái)源：電子商務(wù)

時(shí)間：2023-03-14 21:12:01 來(lái)源：電子商務(wù)

1PDM主要功能模塊和內(nèi)容
PDM是以產(chǎn)品為中心，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過(guò)程集成起來(lái)，統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，為工程技術(shù)人員提供一個(gè)協(xié)同工作的環(huán)境，從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量，為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一般而言，與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括項(xiàng)目計(jì)劃、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型、工程圖紙、技術(shù)規(guī)范、工藝資料等等：與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程包括工作流程、機(jī)構(gòu)關(guān)系等過(guò)程處理程序。PDM技術(shù)就是將它們集成并管理起來(lái)，使企業(yè)的并行工程能夠真正發(fā)揮效益。

PDM的基本功能包括：
(1)基本信息維護(hù)：包括工藝類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型、材料類型、標(biāo)準(zhǔn)件等信息庫(kù)的維護(hù)；
(2)項(xiàng)目管理：項(xiàng)目的建立、人員的組織、人員的角色指派等：
(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理：建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，實(shí)現(xiàn)零部件的裝配功能；
(4)多維的權(quán)限管理：不同的用戶在不同的工作組中有不同的權(quán)限；
(5)圖紙和文檔管理、瀏覽批注：對(duì)各種圖紙和文檔按零件族分類管理，提供多種查詢手段和紅線批注；
(6)可定制的報(bào)表生成：將結(jié)果輸出到Excel環(huán)境中，由用戶進(jìn)行格式定義；
(7)可定制的工作流程：產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中的流程由用戶定義。

從結(jié)構(gòu)上講，PDM又可以分成面向信息集成的系統(tǒng)集成工具和面向用戶的PDM功能模塊兩部分。圖3．1是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能組成。

電子倉(cāng)庫(kù)(Oata Vault)：PDM的核心，它一般建立在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，主要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。并支持各種查詢和檢索功能。

產(chǎn)品配置管理(Product configuration Management)：以電子倉(cāng)庫(kù)為底層支持，材料清單(BoM，Bill of Material)為組織核心，把定義最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來(lái)，對(duì)產(chǎn)品對(duì)象及其相互之間的聯(lián)系進(jìn)行維護(hù)和管理。

工作流程管理(Workflowor Process Management)：主要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與修改過(guò)程的跟蹤與控制。包括工程數(shù)據(jù)的提交與修改、管理和監(jiān)督、文檔的分布控制、自動(dòng)通知等。

分類及檢索功能：與面向?qū)ο蟮募夹g(shù)相結(jié)合，將具有相似特性的數(shù)據(jù)與過(guò)程分為一類，并賦予一定的屬性和方法。使用戶能夠在分布式環(huán)境中高效地查詢文檔、數(shù)據(jù)、零件、標(biāo)準(zhǔn)件等對(duì)象。常用的分類技術(shù)有：使用智能化的零件序號(hào)、成組技術(shù)、搜索／檢索技術(shù)、零件建庫(kù)技術(shù)。

項(xiàng)目管理：在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中實(shí)現(xiàn)其計(jì)劃、組織、人員及相關(guān)數(shù)據(jù)的管理與配置，進(jìn)行項(xiàng)目運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，完成計(jì)劃的反饋。到目前為止，許多PDM系統(tǒng)只能提供工作流程活動(dòng)的狀態(tài)信息。

PDM的傳統(tǒng)模塊的功能已經(jīng)很成熟，PDM供應(yīng)商會(huì)推出一些專用模塊，將原先使用專用工具完成的功能轉(zhuǎn)化為PDM的可選模塊。比如項(xiàng)目管理、工程更改、供應(yīng)商和零部件管理原先有很多專用軟件，現(xiàn)在PDM供應(yīng)商已把這些功能囊括在PDM的中或者提供獨(dú)立的專用模塊完成。

EDS公司的4C理念較好地概括了目前PDM的功能：
Connect(連接)：使PDM系統(tǒng)能夠正確獲取和操縱異構(gòu)數(shù)據(jù)的功能集，包括統(tǒng)一的用戶界面、異構(gòu)平臺(tái)和應(yīng)用工具互操作級(jí)接口、與STEP等標(biāo)準(zhǔn)的接口等。Control(控制)；控制信息和流程的功能集，包括文檔管理、工作流管理、過(guò)程管理、項(xiàng)目管理等。

Configure(配置)：產(chǎn)品全生命周期配置管理功能集，包括需求管理、選項(xiàng)配置管理、維護(hù)、售后服務(wù)和技術(shù)支持等。Collaborate(協(xié)作)：支持協(xié)同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工具集，是PDM對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)更高層次的支持，包括可視化、仿真、協(xié)同設(shè)計(jì)支持工具等。

3．1．2PDM技術(shù)特征與體系架構(gòu)
不同的PDM系統(tǒng)所提供的通用功能模塊基本一致，但不同軟件的底層結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)方式不盡相同，比如當(dāng)前主流PDM軟件在基本結(jié)構(gòu)模式便存在B／S和C／S的區(qū)別，不同結(jié)構(gòu)的PDM系統(tǒng)針對(duì)不同的應(yīng)用企業(yè)時(shí)又可能各有優(yōu)勢(shì)；有的PDM系統(tǒng)可能在工作組級(jí)的應(yīng)用上效果較好，有些系統(tǒng)(如Windchill和eMatrix)主要面向企業(yè)級(jí)；有些軟件供應(yīng)商可能對(duì)某些行業(yè)的PDM實(shí)施很有經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)前先進(jìn)的PDM系統(tǒng)普遍采用Web技術(shù)及大量業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，其體系結(jié)構(gòu)如圖3．2所示。整體可分為五層，底層服務(wù)層、PDM核心服務(wù)層、PDM應(yīng)用組件層、應(yīng)用工具層和實(shí)施理念層。

(1)底層平臺(tái)層
主要指異構(gòu)分布的計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等支撐環(huán)境。當(dāng)前PDM軟件底層平臺(tái)的發(fā)展主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是適應(yīng)能力不斷擴(kuò)展，能夠支持越來(lái)越多的軟硬件環(huán)境。二是底層平臺(tái)朝廉價(jià)方向發(fā)展。很多大型PDM如Metaphase、IMAN、PM等都相繼推出了各自的微機(jī)版，而像Windchill等新生貴旗更是以PC／Windows為主要平臺(tái)，后來(lái)才推出UniX版本。

(2)PDM核心服務(wù)層PDM軟件產(chǎn)品一般指的就是核心服務(wù)層和PDM應(yīng)用組件層，比如Metaphase的對(duì)象管理框架、Windchill的Windchill Foundation、IMAN的eServer等都屬于各自的核心服務(wù)層。核心服務(wù)層實(shí)際上就是一組對(duì)象模型，它主要完成三個(gè)功能，一是向下連接并操縱數(shù)據(jù)庫(kù)，二是向上為PDM應(yīng)用組件提供基本服務(wù)，三是為應(yīng)用軟件提供應(yīng)用編程接口(API)以集成應(yīng)用軟件。

(3)PDM應(yīng)用組件層PDM應(yīng)用組件實(shí)際上就是由調(diào)用PDM基礎(chǔ)服務(wù)的一組程序(界面)組成并能夠完成一定應(yīng)用功能的功能模塊。各PDM廠商都不斷豐富自己的應(yīng)用組件，統(tǒng)一的用戶界面也歸入了應(yīng)用組件層，幾乎所有的PDM都支持通過(guò)Web方式訪問(wèn)和操縱PDM，較新的如eMatrix、Windchill等C／B／S結(jié)構(gòu)的PDM都是以Web瀏覽器為客戶端。

(4)應(yīng)用工具層應(yīng)用工具主要指CAx／DFx等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域軟件、Word等辦公用軟件以及所有PDM以外的其它應(yīng)用軟件。PDM通過(guò)多種方式與這些應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)集成。

(5)實(shí)施理念層PDM軟件廠商在推銷其軟件產(chǎn)品的同時(shí)，也在推銷它的理念，如PTC倡導(dǎo)CPC、Metaphase倡導(dǎo)它的4C理念等。而PDM軟件又是一種只有通過(guò)實(shí)施才能完美地與企業(yè)結(jié)合并體現(xiàn)其價(jià)值的軟件，因此，實(shí)施理念列在了PDM體系結(jié)構(gòu)的最上層。

3．1．3PDM系統(tǒng)集成功能
信息集成體現(xiàn)的是一種框架，所謂集成框架，是對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的交互規(guī)則進(jìn)行定義和管理的工具集的集合?？蚣懿⒉皇谴婀逃械臉I(yè)務(wù)系統(tǒng)，比如PDM、MRPⅡ／ERP、SCM以及CRM等，而是將彼此獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)規(guī)則有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體良好運(yùn)行，從而能夠?yàn)槠髽I(yè)的效益和發(fā)展目標(biāo)提供支持。

總之，集成的主要內(nèi)涵是整合各種耦合關(guān)聯(lián)關(guān)系，化解各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的交流障礙，因此，可以將集成框架理解為系統(tǒng)中各模塊或者業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的運(yùn)行規(guī)則的建立、管理、維護(hù)等一系列功能的集合體。

作為企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的核心，PDM系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)開(kāi)放性的系統(tǒng)，開(kāi)放主要包括數(shù)據(jù)的開(kāi)放、功能的開(kāi)放和系統(tǒng)建模方法的開(kāi)放。開(kāi)放性主要表現(xiàn)在可移植性、可擴(kuò)展性、互操作性、可裁剪性等方面。集成是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。從系統(tǒng)之間的關(guān)系看，集成可以分為三個(gè)層次：工具的集成、信息的集成和應(yīng)用的集成。

(1)PDM是CAD／CAPP／CAM的集成平臺(tái)自20世紀(jì)70年代起，人們就開(kāi)始研究CAD、CAPP、CAM之間數(shù)據(jù)和信息的自動(dòng)化傳遞與轉(zhuǎn)換問(wèn)題，即3C集成技術(shù)。目前，PDM系統(tǒng)是最好的3C集成平臺(tái)。

它可以把與產(chǎn)品有關(guān)的信息統(tǒng)一管理起來(lái)，并將信息按不同的用途分門別類地進(jìn)行有條不紊的管理。不同的CAD／CAPP／CAM系統(tǒng)都可以從PDM中提取各自所需要的信息，在把結(jié)果放回PDM中，從而真正實(shí)現(xiàn)3C集成。

(2)PDM是產(chǎn)品信息傳遞的橋梁PDM作為3C的集成平臺(tái)，用計(jì)算機(jī)技術(shù)完整地描述了產(chǎn)品整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)和模型，是ERP等管理信息系統(tǒng)有關(guān)產(chǎn)品全部數(shù)據(jù)的來(lái)源。

PDM是溝通產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝部門和管理信息系統(tǒng)及制造資源系統(tǒng)之間信息傳遞的橋梁，使MIS和MRPⅡ從PDM集成平臺(tái)自動(dòng)得到所需的產(chǎn)品信息，如材料清單BOM等。ERP也可通過(guò)PDM這一橋梁將有關(guān)信息自動(dòng)傳遞或交換給3C系統(tǒng)。

PDM不僅向ERP自動(dòng)傳遞所需的全部產(chǎn)品信息，而且ERP中生成的與產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃、材料、維修服務(wù)等信息，也可由PDM系統(tǒng)統(tǒng)一管理和傳遞。因此，PDM是企業(yè)的集成框架。PDM與ERP的集成理念如圖3．3所示。

從圖中我們可以看到，“捕捉和控制產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)”和“生成生產(chǎn)計(jì)劃”分別是PDM和ERP系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，PDM向ERP提供產(chǎn)品信息，而又從ERP獲得生產(chǎn)計(jì)劃信息：“變更管理和工作流”和“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理”的任務(wù)大多在PDM系統(tǒng)中完成，同時(shí)也說(shuō)明更改過(guò)程從在PDM系統(tǒng)提出更改建議開(kāi)始，然后再進(jìn)入工程部門，而產(chǎn)品機(jī)構(gòu)也源自于PDM系統(tǒng)。在PDM系統(tǒng)中形成一個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而在ERP系統(tǒng)中需要一個(gè)物料清單(BOM)，這為集成兩個(gè)系統(tǒng)提供了合適的切入點(diǎn)。

(3)PDM支持并行工程與協(xié)同工作
PDM把產(chǎn)品信息和開(kāi)發(fā)過(guò)程有機(jī)地集成起來(lái)，做到把正確的信息、在正確的時(shí)間、以正確的方式、傳遞給正確的人。PDM作為支持協(xié)同工作的使能技術(shù)，首先能支持異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境，包括不同的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)；其次，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享，提供單一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源；第三，PDM能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用工具的封裝，便于有效地管理全部應(yīng)用工具產(chǎn)生的信息，提供應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息傳遞與交換平臺(tái)：最后，它可以提供過(guò)程管理與監(jiān)控，為協(xié)同工作中的過(guò)程集成提供必要的支持。綜合上述四個(gè)方式，PDM在突出產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，正逐步完善其作為制造業(yè)領(lǐng)域集成框架功能，為協(xié)同工作提供更強(qiáng)大的自動(dòng)化環(huán)境。

(4)PDM是CIMS的集成框架
信息集成平臺(tái)的發(fā)展經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)通信、局域網(wǎng)絡(luò)、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等階段。而在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的具有對(duì)象特性的PDM系統(tǒng)由于其技術(shù)的先進(jìn)性和合理性，近年來(lái)得到了飛速發(fā)展和應(yīng)用，成為新一代信息集成平臺(tái)中最為成熟的技術(shù)，是支持并行工程領(lǐng)域的框架系統(tǒng)?；赑DM的企業(yè)信息集成框架如圖3．4所示。