PDM進化論
近幾年，CAD／CAM技術為企業(yè)創(chuàng)造出了一年開發(fā)幾十個新產品的效益。但隨著新技術的發(fā)展，它們也帶來了新的問題。當CAD技術推廣開后，企業(yè)出現(xiàn)了數據爆炸、數據混亂的問題：如各種零件信息特征（設計特征及制造特征）數據、設計意圖和工藝要求數據及產品整個生命周期中各個過程的數據等等，它們的管理以及不同的CAD應用平臺之間數據的傳遞、共享由于沒有一個系統(tǒng)工具而顯得極為混亂且極為不便。這于企業(yè)“想方設法縮短企業(yè)中產品的研制開發(fā)和生產制造周期，降低成本，提高質量，改善產品性能，使新產品盡快和盡早地進入市場，以贏得競爭的主動權和優(yōu)勢”的宗旨大大不利。為了完全解決企業(yè)在研制開發(fā)和生產過程中信息共享程度低、數據傳遞速度慢、業(yè)務數據難以集成、管理水平落后等問題，PDM（Product Data Management，產品數據管理）技術應運而生，從而找到了一條能夠真正集成化地管理產品數據和過程，有效地提高企業(yè)市場競爭能力的技術道路。

　　■PDM簡介

　　PDM是以產品為中心，通過計算機網絡和數據庫技術，把企業(yè)生產過程中所有與產品相關的信息和過程集成起來，統(tǒng)一管理，使產品數據在其生命周期內保持一致、最新和安全，為工程技術人員提供一個協(xié)同工作的環(huán)境，從而縮短產品研發(fā)周期、降低成本、提高質量，為企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢。一般而言，與產品相關的信息包括項目計劃、設計數據、產品模型、工程圖紙、技術規(guī)范、工藝資料等等；與產品相關的過程包括工作流程、機構關系等過程處理程序。PDM技術就是將它們集成并管理起來，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：包括工藝類型、產品結構類型、材料類型、標準件等信息庫的維護；（2）項目管理：項目的建立、人員的組織、人員的角色指派等；（3）產品結構管理：建立產品結構樹，實現(xiàn)零部件的裝配功能；（4）多維的權限管理：不同的用戶在不同的工作組中有不同的權限；（5）圖紙和文檔管理、瀏覽批注：對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）可定制的報表生成：將結果輸出到Excel環(huán)境中，由用戶進行格式定義；（7）可定制的工作流程：產品在設計過程中的流程由用戶定義。

　　PDM可以適用的領域相當廣泛，包括：（1）制造業(yè)：機械、電子、輕紡、化工、電力、航天航空；（2）設計行業(yè)：建筑、港口、服裝、美工、藝術、交通設施；（3）圖書檔案：圖書館、檔案館、出版社；（4）信息業(yè)：軟件開發(fā)?？傊彩窃诋a品生產過程中有大量產品信息產生，都可應用PDM的思想對這些信息加以統(tǒng)一管　理。

　　PDM作為CAD／CAM技術的進一步發(fā)展，不僅將改善原有的企業(yè)管理體系，也將做到CAD、CAM以及CAE、CAPP的真正集成化管理，發(fā)揮并行設計模式的優(yōu)點。在我國，CAD應用推廣正沿著“甩圖板→集成化產品信息管理→網絡系統(tǒng)集成→CIMS”的技術路徑，分階段、有步驟地全面展開。目前國內大部分企業(yè)CAD已得到初步應用，或已列入發(fā)展規(guī)劃，而PDM系統(tǒng)恰好滿足企業(yè)在“甩圖板”、消滅藍圖之后，規(guī)范基礎技術信息、發(fā)揮網絡效益、共享工程數據，從而促進CAD應用上層次、上臺階，為企業(yè)進一步推廣和深化計算機信息管理打下扎實的基礎。PDM技術在我國的應用剛起步，對于它的技術思想、內涵、地位、應用情況、發(fā)展方向，還須不斷進行探討。

　　■PDM發(fā)展

　　隨著PDM技術的推廣應用，它的發(fā)展也越來越為大家所關注。從目前的趨勢來看，PDM將會在以下三方面有較大的突破：
　　一、應用系統(tǒng)的封裝

　　PDM作為CIMS應用系統(tǒng)的集成框架，要能夠集成不同環(huán)境下的應用系統(tǒng)。由OMG（對象管理組織）制訂的CORBA（Common Object Require BrokerAr chitecture）技術的成熟為實現(xiàn)這一要求提供了一個較好的平臺。

　　OMG目前正在制定一個規(guī)范，即“PDM使能部件（PDM Enabler）”。它是制造業(yè)的第一個規(guī)范。所謂使能部件，指的是實現(xiàn)或者支持一種特定的抽象處理過程的物理實體，它通過提供共享產品數據的靈活方式來增強產品開發(fā)團隊的能力和效率。OMG的目標是定義八類使能部件（工程活動需求、工程變更、制造實現(xiàn)、文檔管理、產品結構定義、配置管理和測試維護等），使它們能夠支持企業(yè)在制造過程模型中的整個產品開發(fā)過程。

　　鑒于以上情況，通過CORBA規(guī)范以增強PDM系統(tǒng)的可擴展性和與其它系統(tǒng)的集成能力，已經成為評定PDM系統(tǒng)是否成功的標準之一。在“PDM使能部件”規(guī)范制定工作完成之后，遵循該規(guī)范中的使能部件對象界面描述和對象模型的PDM系統(tǒng)之間將能夠實現(xiàn)：

　　1．將一個PDM系統(tǒng)的數據轉移到另一個PDM系統(tǒng)之中；

　　2．實現(xiàn)PDM系統(tǒng)的聯(lián)邦機制，也即一個PDM系統(tǒng)能夠管理另一個PDM系統(tǒng)中的數據。
　同時，通過該規(guī)范定義的統(tǒng)一的對象界面，其它制造系統(tǒng)中涉及的軟件系統(tǒng)（如CAD、CAM和ERP等）可以調用這些對象界面所定義的服務而不必關注所對應的具體PDM產品，從而極大地方便系統(tǒng)的集成。

　　由于在目前情況下，OMG的“PDM使能部件”規(guī)范尚未最終形成，因此，PDM系統(tǒng)將實現(xiàn)基于CORBA規(guī)范的PDM服務封裝機制：一方面向用戶提供符合標準的服務訪問機制以利于二次開發(fā)和系統(tǒng)集成，另一方面為實現(xiàn)最終的“PDM使能部件”標準奠定基礎。
　　PDM系統(tǒng)對集成的支持，首先表現(xiàn)在應具有最小集成，即集成CAD／CAM產品和MRPII／ERP軟件；其次在集成的深度和魯棒性上，不但能在PDM系統(tǒng)中啟動應用軟件，而且對于完全的集成而言，應能在PDM系統(tǒng)中直接進行PDM操作，如Checkin、Checkout等，并能在兩系統(tǒng)間進行數據交換和消息傳遞；最為重要的一點是PDM跟蹤應用軟件的能力，這要求應用軟件廠家對標準集成手段的在線支持。
　　二、Web使能技術

　　Internet／Intranet技術的迅速發(fā)展、日益普及已經對企業(yè)信息化的開發(fā)和應用產生巨大的沖擊。PDM技術也必將向Internet／Intranet方向發(fā)展，并充分利用網絡技術優(yōu)勢，使它更具有擴展性和共享性。

　　在傳統(tǒng)C／S體系結構中，數據庫應用的客戶端軟件包含兩個主要功能：一是處理數據：根據用戶的動作，向數據庫服務器發(fā)出數據請求，并返回處理結果；控制處理的結果顯示。因此，在客戶端的軟件中包含處理數據的邏輯和結果顯示的功能，數據的處理和結果顯示緊密結合。而這種密切的聯(lián)系，使得用戶的需求的任何變化，包括處理邏輯或用戶界面，都會導致整個程序需要重新編譯、安裝，使得C／S數據庫應用系統(tǒng)可維護性差。

　　而在Web系統(tǒng)中，服務器上的文件通過HTML語言決定了它在Web瀏覽器上的顯示。瀏覽器只是解釋這些HTML的標記，使得產生處理的結果和結果的最終顯示分離出來，從而避免了C／S結構的局限，盡管它本質上也是C／S模型。導致截然不同結果的原因是客戶端軟件和服務器端軟件功能劃分的不同。在C／S數據庫應用中，服務器不能控制它返還給客戶端的數據將被如何處理與顯示，它只管提供所需數據，對于最終用戶來說，服務器返回的數據還只是中間結果；而在Web瀏覽器／服務器模式中，服務器控制返回的結果，同時控制了這些結果在瀏覽器上如何顯示。
　三層應用模式體系結構
　　現(xiàn)在發(fā)展的三層應用模式（如圖2所示）則融合了Web服務和C／S數據庫應用的優(yōu)點。通過Web平臺，采用E－mail、電子公告欄、新聞組等先進的通信手段可以迅速地在企業(yè)員工之間、企業(yè)和企業(yè)之間方便地獲取信息，節(jié)省企業(yè)開支。
Internet／Intranet在企業(yè)應用中需要解決的關鍵技術是產品圖形信息的傳輸，解決圖形在網絡上的傳輸速度問題才能使Internet／Intranet在企業(yè)中得到廣泛應用。目前，已經有多家CAD廠商支持適于網上圖形傳輸的數據格式CGN，前臺通過瀏覽器，采用ActiveX、Java等技術實現(xiàn)圖形在瀏覽器中的瀏覽和輸出。

　　因此，PDM向三層結構發(fā)展將是未來必然趨勢之一。

　　三、與圖形核心系統(tǒng)的集成

　　企業(yè)引入CAD的目的不應是只為了“甩圖版”，在產品數據模型之上，進行產品的外型設計、應力分析、強度分析、有限元分析、產品預裝配、生成NC代碼等才是CAD應用的真正目的。這需要從中端實體造型系統(tǒng)所用的核心系統(tǒng)中實現(xiàn)PDM集成實體造型系統(tǒng)數據。目前中端實體造型系統(tǒng)的核心系統(tǒng)不外乎兩種：parasolid、scis，把實體模型的特征和特征值提取出來，變成表格的形式，存儲在數據庫中，是實現(xiàn)PDM實體造型系統(tǒng)數據的較好途徑。對于高端的CAD產品，如UGII、IμDEAS等可采用同樣的技術進行處理。這需要對核心系統(tǒng)有深入的了解，才能作到PDM在各種CAD應用系統(tǒng)間進行數據的轉換和交互。因此，PDM必須與圖形核心系統(tǒng)進行集成。




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