PLM的功能和体系结构

时间：2023-03-14 21:12:01 | 来源：电子商务

时间：2023-03-14 21:12:01 来源：电子商务

1PDM主要功能模块和内容
PDM是以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，为工程技术人员提供一个协同工作的环境，从而缩短产品研发周期、降低成本、提高质量，为企业赢得竞争优势。

一般而言，与产品相关的信息包括项目计划、设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、工艺资料等等：与产品相关的过程包括工作流程、机构关系等过程处理程序。PDM技术就是将它们集成并管理起来，使企业的并行工程能够真正发挥效益。

PDM的基本功能包括：
(1)基本信息维护：包括工艺类型、产品结构类型、材料类型、标准件等信息库的维护；
(2)项目管理：项目的建立、人员的组织、人员的角色指派等：
(3)产品结构管理：建立产品结构树，实现零部件的装配功能；
(4)多维的权限管理：不同的用户在不同的工作组中有不同的权限；
(5)图纸和文档管理、浏览批注：对各种图纸和文档按零件族分类管理，提供多种查询手段和红线批注；
(6)可定制的报表生成：将结果输出到Excel环境中，由用户进行格式定义；
(7)可定制的工作流程：产品在设计过程中的流程由用户定义。

从结构上讲，PDM又可以分成面向信息集成的系统集成工具和面向用户的PDM功能模块两部分。图3．1是产品数据管理系统的功能组成。

电子仓库(Oata Vault)：PDM的核心，它一般建立在关系型数据库系统的基础上，主要保证数据的安全性和完整性。并支持各种查询和检索功能。

产品配置管理(Product configuration Management)：以电子仓库为底层支持，材料清单(BoM，Bill of Material)为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。

工作流程管理(Workflowor Process Management)：主要实现产品设计与修改过程的跟踪与控制。包括工程数据的提交与修改、管理和监督、文档的分布控制、自动通知等。

分类及检索功能：与面向对象的技术相结合，将具有相似特性的数据与过程分为一类，并赋予一定的属性和方法。使用户能够在分布式环境中高效地查询文档、数据、零件、标准件等对象。常用的分类技术有：使用智能化的零件序号、成组技术、搜索／检索技术、零件建库技术。

项目管理：在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，进行项目运行状态的监视，完成计划的反馈。到目前为止，许多PDM系统只能提供工作流程活动的状态信息。

PDM的传统模块的功能已经很成熟，PDM供应商会推出一些专用模块，将原先使用专用工具完成的功能转化为PDM的可选模块。比如项目管理、工程更改、供应商和零部件管理原先有很多专用软件，现在PDM供应商已把这些功能囊括在PDM的中或者提供独立的专用模块完成。

EDS公司的4C理念较好地概括了目前PDM的功能：
Connect(连接)：使PDM系统能够正确获取和操纵异构数据的功能集，包括统一的用户界面、异构平台和应用工具互操作级接口、与STEP等标准的接口等。Control(控制)；控制信息和流程的功能集，包括文档管理、工作流管理、过程管理、项目管理等。

Configure(配置)：产品全生命周期配置管理功能集，包括需求管理、选项配置管理、维护、售后服务和技术支持等。Collaborate(协作)：支持协同产品开发的工具集，是PDM对产品开发更高层次的支持，包括可视化、仿真、协同设计支持工具等。

3．1．2PDM技术特征与体系架构
不同的PDM系统所提供的通用功能模块基本一致，但不同软件的底层结构和功能实现方式不尽相同，比如当前主流PDM软件在基本结构模式便存在B／S和C／S的区别，不同结构的PDM系统针对不同的应用企业时又可能各有优势；有的PDM系统可能在工作组级的应用上效果较好，有些系统(如Windchill和eMatrix)主要面向企业级；有些软件供应商可能对某些行业的PDM实施很有经验。

当前先进的PDM系统普遍采用Web技术及大量业界标准，其体系结构如图3．2所示。整体可分为五层，底层服务层、PDM核心服务层、PDM应用组件层、应用工具层和实施理念层。

(1)底层平台层
主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库、中间件等支撑环境。当前PDM软件底层平台的发展主要有两个特点：一是适应能力不断扩展，能够支持越来越多的软硬件环境。二是底层平台朝廉价方向发展。很多大型PDM如Metaphase、IMAN、PM等都相继推出了各自的微机版，而像Windchill等新生贵旗更是以PC／Windows为主要平台，后来才推出UniX版本。

(2)PDM核心服务层PDM软件产品一般指的就是核心服务层和PDM应用组件层，比如Metaphase的对象管理框架、Windchill的Windchill Foundation、IMAN的eServer等都属于各自的核心服务层。核心服务层实际上就是一组对象模型，它主要完成三个功能，一是向下连接并操纵数据库，二是向上为PDM应用组件提供基本服务，三是为应用软件提供应用编程接口(API)以集成应用软件。

(3)PDM应用组件层PDM应用组件实际上就是由调用PDM基础服务的一组程序(界面)组成并能够完成一定应用功能的功能模块。各PDM厂商都不断丰富自己的应用组件，统一的用户界面也归入了应用组件层，几乎所有的PDM都支持通过Web方式访问和操纵PDM，较新的如eMatrix、Windchill等C／B／S结构的PDM都是以Web浏览器为客户端。

(4)应用工具层应用工具主要指CAx／DFx等工程设计领域软件、Word等办公用软件以及所有PDM以外的其它应用软件。PDM通过多种方式与这些应用软件实现集成。

(5)实施理念层PDM软件厂商在推销其软件产品的同时，也在推销它的理念，如PTC倡导CPC、Metaphase倡导它的4C理念等。而PDM软件又是一种只有通过实施才能完美地与企业结合并体现其价值的软件，因此，实施理念列在了PDM体系结构的最上层。

3．1．3PDM系统集成功能
信息集成体现的是一种框架，所谓集成框架，是对多个业务系统之间的交互规则进行定义和管理的工具集的集合。框架并不是代替固有的业务系统，比如PDM、MRPⅡ／ERP、SCM以及CRM等，而是将彼此独立的业务系统通过规则有机的联系起来以实现系统的整体良好运行，从而能够为企业的效益和发展目标提供支持。

总之，集成的主要内涵是整合各种耦合关联关系，化解各业务系统之间的交流障碍，因此，可以将集成框架理解为系统中各模块或者业务系统之间的运行规则的建立、管理、维护等一系列功能的集合体。

作为企业产品数据管理的核心，PDM系统应当是一个开放性的系统，开放主要包括数据的开放、功能的开放和系统建模方法的开放。开放性主要表现在可移植性、可扩展性、互操作性、可裁剪性等方面。集成是PDM系统的基础功能。从系统之间的关系看，集成可以分为三个层次：工具的集成、信息的集成和应用的集成。

(1)PDM是CAD／CAPP／CAM的集成平台自20世纪70年代起，人们就开始研究CAD、CAPP、CAM之间数据和信息的自动化传递与转换问题，即3C集成技术。目前，PDM系统是最好的3C集成平台。

它可以把与产品有关的信息统一管理起来，并将信息按不同的用途分门别类地进行有条不紊的管理。不同的CAD／CAPP／CAM系统都可以从PDM中提取各自所需要的信息，在把结果放回PDM中，从而真正实现3C集成。

(2)PDM是产品信息传递的桥梁PDM作为3C的集成平台，用计算机技术完整地描述了产品整个生命周期的数据和模型，是ERP等管理信息系统有关产品全部数据的来源。

PDM是沟通产品设计、工艺部门和管理信息系统及制造资源系统之间信息传递的桥梁，使MIS和MRPⅡ从PDM集成平台自动得到所需的产品信息，如材料清单BOM等。ERP也可通过PDM这一桥梁将有关信息自动传递或交换给3C系统。

PDM不仅向ERP自动传递所需的全部产品信息，而且ERP中生成的与产品有关的生产计划、材料、维修服务等信息，也可由PDM系统统一管理和传递。因此，PDM是企业的集成框架。PDM与ERP的集成理念如图3．3所示。

从图中我们可以看到，“捕捉和控制产品定义数据”和“生成生产计划”分别是PDM和ERP系统的优势和特点，PDM向ERP提供产品信息，而又从ERP获得生产计划信息：“变更管理和工作流”和“产品结构和配置管理”的任务大多在PDM系统中完成，同时也说明更改过程从在PDM系统提出更改建议开始，然后再进入工程部门，而产品机构也源自于PDM系统。在PDM系统中形成一个产品结构，而在ERP系统中需要一个物料清单(BOM)，这为集成两个系统提供了合适的切入点。

(3)PDM支持并行工程与协同工作
PDM把产品信息和开发过程有机地集成起来，做到把正确的信息、在正确的时间、以正确的方式、传递给正确的人。PDM作为支持协同工作的使能技术，首先能支持异构计算机环境，包括不同的网络与数据库；其次，能实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的产品数据源；第三，PDM能方便地实现对应用工具的封装，便于有效地管理全部应用工具产生的信息，提供应用系统之间的信息传递与交换平台：最后，它可以提供过程管理与监控，为协同工作中的过程集成提供必要的支持。综合上述四个方式，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功能，为协同工作提供更强大的自动化环境。

(4)PDM是CIMS的集成框架
信息集成平台的发展经历了计算机通信、局域网络、集中式数据库、分布式数据库等阶段。而在关系数据库基础上开发的具有对象特性的PDM系统由于其技术的先进性和合理性，近年来得到了飞速发展和应用，成为新一代信息集成平台中最为成熟的技术，是支持并行工程领域的框架系统。基于PDM的企业信息集成框架如图3．4所示。