1 前言
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM（Product Data Management）是企業(yè)核心能力的重要技術(shù)領(lǐng)域平臺，它是一門用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程(包括過程定義和管理)的技術(shù)，它能幫助企業(yè)構(gòu)造一個適合異構(gòu)計算機運作環(huán)境的集成應(yīng)用平臺。它以管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過控制與這些信息相關(guān)的過程和人員，確保用戶在需要的時候能夠訪問到正確的信息，并提高用戶和用戶之間以及應(yīng)用之間的信息反饋速度，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量和改善產(chǎn)品性能的目的，實現(xiàn)“開源”、“生錢”，進(jìn)而提高企業(yè)的核心競爭力。
2 PDM的功能模型
2.1 傳統(tǒng)管理模式
在大部分公司中，產(chǎn)品的開發(fā)過程都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，尤其是在拓展業(yè)務(wù)的同時，現(xiàn)有產(chǎn)品研發(fā)系統(tǒng)難以從根本上滿足企業(yè)長遠(yuǎn)的產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)需要。產(chǎn)品范圍越來越廣、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的大量增加、跨地域的開發(fā)協(xié)作、互不相同的研發(fā)體系等都將成為企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)的瓶頸。傳統(tǒng)管理模式產(chǎn)生問題主要表現(xiàn)在：
（1）在圖紙和文檔的管理方面，設(shè)計圖紙與文件存在設(shè)計人員電腦中，不能保證與生產(chǎn)藍(lán)圖完全一致；設(shè)計人員在設(shè)計更改工作中首先要去檔案室查看資料，并且傳統(tǒng)的圖紙手工劃改也浪費大量工作時間。
（2）在產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作方面，多人共同處理同一組文件的環(huán)境中保持產(chǎn)品信息的完整性？更何況跨地域的開發(fā)協(xié)作。
（3）產(chǎn)品上市時間縮短要求設(shè)計周期越來越短，設(shè)計和工藝過程并行進(jìn)行則顯得尤為重要。
（4）在產(chǎn)品設(shè)計的工作分配方面，項目主管和項目組員沒有進(jìn)行充分的信息交流，從而使設(shè)計階段難于發(fā)現(xiàn)后續(xù)階段出現(xiàn)的不足，產(chǎn)品更改要求較多，工作效率降低。
（5）在設(shè)計軟件的集成方面，將缺乏一個軟件集成框架和一個統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，各設(shè)計軟件之間還沒有得到有機的集成，沒有實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享。
（6）在產(chǎn)品質(zhì)量信息反饋方面，傳統(tǒng)模式通過現(xiàn)場或服務(wù)人員電話反饋描述，設(shè)計人員根據(jù)要求更改，無任何依據(jù)可追溯。
2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
PDM以管理企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過控制涉及這些信息的所有過程、管理協(xié)調(diào)與這些過程有關(guān)的所有機構(gòu)和人員，保證設(shè)計人員在需要的時候都能夠訪問到正確的信息，并提高設(shè)計者之間及應(yīng)用與應(yīng)用之間的信息反饋速度，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低成本、提高質(zhì)量和改善產(chǎn)品性能為目的。它提供了實施并行工程所需要的信息集成框架，對并行工程中的信息進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范化管理，組建了實施并行工程所需要的動態(tài)集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊，保證了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性和安全性。
PDM系統(tǒng)是一個管理軟件系統(tǒng)，面向產(chǎn)品全生命周期，以產(chǎn)品為核心，將產(chǎn)品設(shè)計開放過程中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、設(shè)計活動、人員組織以及相關(guān)的設(shè)計環(huán)境統(tǒng)一組織起來。PDM系統(tǒng)主要功能結(jié)構(gòu)如圖1。
圖1 PDM功能模塊
2.3 PDM的功能分析
PDM以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為中心，集成并管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息、過程、人與組織的軟件。PDM依據(jù)全局信息強調(diào)共享的觀點，為不同地點、不同部門的人員營造了一個虛擬協(xié)同的工作環(huán)境，它是所有信息的主要載體，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，可以對它們進(jìn)行創(chuàng)建、管理和分發(fā)。從PDM在制造業(yè)的實施情況分析，其功能主要應(yīng)包括以下幾個方面。
（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理（圖2）是PDM的核心功能之一，利用此功能可以實現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置信息和物料清單的管理。用戶可以利用PDM提供的圖形化界面來對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)查看和編輯。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)與管理的一種形式，它以系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲作為底層支持，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，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織、管理與控制，并在一定目標(biāo)或規(guī)則約束下，向用戶或應(yīng)用系統(tǒng)提供產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同視圖和描述，如設(shè)計視圖、裝配視圖、制造視圖和計劃視圖等，特別適用于多規(guī)格品種、零部件通用性強的系列化產(chǎn)品。
圖2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理
（2）用戶管理和動態(tài)權(quán)限設(shè)置
PDM系統(tǒng)為企業(yè)提供了信息共享的平臺，使得PDM系統(tǒng)必須有足夠的能力保證數(shù)據(jù)的安全。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的安全規(guī)則，給不同組織、角色賦予不同的操作權(quán)利，可以充分的保證企業(yè)知識財富的安全，避免因人員流動導(dǎo)致產(chǎn)品數(shù)據(jù)流失、失效。由于不同的操作對數(shù)據(jù)會產(chǎn)生不同的影響，所以對其權(quán)限的嚴(yán)格程度也不盡相同，在這個模塊下，系統(tǒng)管理員可以對用戶信息加以維護(hù)，從而使用戶動態(tài)獲得權(quán)限。
（3）文檔管理
文檔是PDM系統(tǒng)的基本對象，所有操作最終都幾乎可以歸結(jié)到對一個具體文檔的操作，所以文檔管理（圖3）是PDM系統(tǒng)核心層中的核心。文檔管理的作用域主要在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，而當(dāng)產(chǎn)品的開發(fā)工作全部結(jié)束時，相關(guān)文檔就應(yīng)當(dāng)提交給工程數(shù)據(jù)庫管理模塊來管理。
文檔管理的主要功能應(yīng)該包括：文檔的建立和屬性的定義；文檔的查詢和瀏覽；文檔的保存和入庫；文檔的更改。
圖3 文檔管理
（4）版本與變更管理
版本記錄不同工作階段的信息，保存設(shè)計的歷史記錄。當(dāng)歸檔的數(shù)據(jù)需要發(fā)生修改時，則需要進(jìn)行升版，PDM對文檔的每一次修改都記錄下來，以維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性。每次修改結(jié)果可用一個工作版本來表示，多個工作版本中，只有一個是有效的，有效版本可以回滾，是數(shù)據(jù)具有可追溯性。
工程變更管理是借助于工作流系統(tǒng)來實現(xiàn)的。工程變更的內(nèi)容包括更改請求和更改數(shù)據(jù)，它們用來描述發(fā)起更改請求到通過后更改數(shù)據(jù)的過程。
（5）全生命周期管理
PDM對產(chǎn)品生命周期的管理著產(chǎn)品數(shù)據(jù)的動態(tài)定義過程，包括保留和跟蹤產(chǎn)品從需求、規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)銷、運行、使用、維護(hù)保養(yǎng)直到回收處置的整個過程中的所有歷史記錄（圖4），以及定義產(chǎn)品從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)時必須經(jīng)過的處理步驟。
管理員可以通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的各基本處理步驟的組合來構(gòu)造產(chǎn)品設(shè)計或更改流程。流程的構(gòu)造是建立在對企業(yè)中各種業(yè)務(wù)流程的分析結(jié)果基礎(chǔ)上的。
圖4 全生命周期數(shù)據(jù)與過程管理
（6）軟件集成和接口開發(fā)
集成是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。所謂集成是指PDM系統(tǒng)所提供的一組機制，使之能夠和其它軟件集成是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。
PDM所提供的產(chǎn)品數(shù)字化管理解決方案面向各行業(yè)、各種類型，集成現(xiàn)有的設(shè)計軟件按和未來的軟件，開發(fā)數(shù)據(jù)交互接口是必須的。以ERP系統(tǒng)為例，PDM向ERP提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括企業(yè)最基本的物料數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品的設(shè)計BOM，另外PDM也需要向ERP中獲得設(shè)計指導(dǎo)信息，并接受ERP系統(tǒng)傳遞的反饋信息，從而實現(xiàn)工程變更，以保證PDM與ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)的一致性和實時性。
（7）項目管理
PDM構(gòu)建一個技術(shù)平臺，提供項目實際需求的工具，輔助企業(yè)進(jìn)行項目的周詳計劃，幫助企業(yè)在計劃中明確項目的目標(biāo)、分解任務(wù)、監(jiān)控進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)其中的缺陷，進(jìn)行資源的合理調(diào)度，尤其適合擁有龐大數(shù)據(jù)的小批量、多品種產(chǎn)品企業(yè)。
3 PDM實施策略及實施過程
3.1 實施策略
PDM系統(tǒng)實施是指在PDM框架下實現(xiàn)企業(yè)最佳運作(主要指產(chǎn)品開發(fā))過程，它根據(jù)企業(yè)需求，將所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息、資源、人員和過程納入PDM技術(shù)和管理框架之中，解決集成產(chǎn)品開發(fā)隊伍之間的協(xié)同工作，確保相關(guān)信息及時、準(zhǔn)確傳遞。PDM實施本身是一項技術(shù)和管理相結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng)工程，其耗資較大，歷時較長，且涉及到設(shè)計、管理方式變革的任務(wù)，與PDM的業(yè)務(wù)咨詢、實施、上線后的運維等多種因素有關(guān)。甲方單位想在規(guī)定的時間內(nèi)實現(xiàn)既定的總體目標(biāo)，需要全面和長期的規(guī)劃。PDM實施過程不是簡單的幾個階段和一些文檔規(guī)范，而是以企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程改進(jìn)為核心的迭代過程，迭代既是實施方位的擴(kuò)展，也是實施的不斷優(yōu)化過程。
3.2 實施步驟
PDM實施雖然用戶化程度很高，不同的企業(yè)實施PDM項目的具體步驟可能大相徑庭，但抽象的實施步驟還是一致的。PDM項目的實施一般包括如下步驟（如圖5所示）。
圖5 PDM實施步驟
將PDM實施過程分為不同階段，對各個階段工作、所用工具及預(yù)期結(jié)果等做出明確定義，并依據(jù)本階段實際結(jié)果對前面各階段所得結(jié)果進(jìn)行校驗以便盡早發(fā)現(xiàn)錯誤并返回修訂，從而在局部形成循環(huán)，然后從局部上升到整體，保證整個PDM實施過程的流暢、完整。
PDM系統(tǒng)在企業(yè)的正式實施應(yīng)用，是PDM系統(tǒng)應(yīng)用最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在這個階段，需要系統(tǒng)供應(yīng)商和企業(yè)用戶甚至第三方服務(wù)商（包括實施單位和咨詢單位）的通力合作，有條不紊地進(jìn)行。
（1）組建項目組。成立項目組是實施工作的第一步，建立一個既包括實施方人員又有企業(yè)人員的實施隊伍，企業(yè)成員須熟悉企業(yè)業(yè)務(wù)流程，以便能夠與實施專家進(jìn)行專業(yè)交流。其中企業(yè)方面應(yīng)該由領(lǐng)導(dǎo)掛帥，以能夠真正有效推動PDM系統(tǒng)在企業(yè)的順利實施。
（2）項目啟動與培訓(xùn)。企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)人員參加培訓(xùn)，了解 PDM是什么，PDM能干什么，實施后給企業(yè)帶來什么便利，明確實施PDM項目的要求和期望，為 PDM項目的順利實施提供保障。
（3）需求分析與業(yè)務(wù)梳理。根據(jù)企業(yè)實際業(yè)務(wù)需求，展開深入的討論，對企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行認(rèn)真梳理和分析，為將來的方案設(shè)計提供依據(jù)。
（4）架構(gòu)設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計。以前面的需求收集和分析為基礎(chǔ)，搭建PDM系統(tǒng)的架構(gòu)，要特別注意其與現(xiàn)有管理流程的不同之處，把需要解決的關(guān)鍵問題全部匯入架構(gòu)，確定好關(guān)鍵問題的解決模塊，并充分利用現(xiàn)有的功能來配置系統(tǒng)。詳細(xì)設(shè)計是對需求收集和分析階段的又一次檢查。
（5）定制開發(fā)與配置。詳細(xì)設(shè)計完成后，要根據(jù)系統(tǒng)的組成，進(jìn)行系統(tǒng)配制和定制開發(fā)，定制開發(fā)的主要任務(wù)是利用開發(fā)工具，在系統(tǒng)架構(gòu)的指導(dǎo)下，針對企業(yè)特殊的功能需求開發(fā)新的功能系統(tǒng)，如系統(tǒng)輸出報表等。
（6）系統(tǒng)測試與修改。通過在測試系統(tǒng)中完成包括數(shù)據(jù)上傳、流程傳遞、變更、發(fā)布和下載打印等所有功能，系統(tǒng)的問題絕大部分都會暴露出來，這就要求系統(tǒng)多次修改完善。
（7）系統(tǒng)上線。系統(tǒng)上線是真正檢驗系統(tǒng)是否滿足要求的實施階段。用戶培訓(xùn)使用PDM系統(tǒng)，企業(yè)已開始使用新系統(tǒng)，保證企業(yè)運營向新系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡。
3.3 實施成敗的關(guān)鍵
（1）項目節(jié)點評價與例會制度
作為項目管理的重要部分，項目節(jié)點評價必須要嚴(yán)格執(zhí)行。在實施周期中定期中召開項目例會也是及時發(fā)現(xiàn)和解決項目問題的一個很好的方法。
（2）穩(wěn)定的實施隊伍
PDM實施不單是一項技術(shù)實施，更是一項優(yōu)化業(yè)務(wù)管理過程，明確各部門職責(zé)，優(yōu)化企業(yè)信息流程，增加或減少某些部門工作，建立或削減相關(guān)部門，強力推動各項業(yè)務(wù)工作順利進(jìn)行，把企業(yè)信息化實施和企業(yè)改革制度相結(jié)合，只有這樣PDM實施才能少走彎路。
（3）“一把手工程”仍不失效
PDM實施是技術(shù)和業(yè)務(wù)的綜合體，而大部分技術(shù)問題又是由業(yè)務(wù)問題引起，這些都需要得到高層領(lǐng)導(dǎo)的重視及最終確定。項目實施中，對于甲乙雙方僵持不下的問題需盡快形成方案反饋至公司高層領(lǐng)導(dǎo)決定，所以企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)必須加入到實施過程中來，而不僅僅是等待匯報。此外，一把手對PDM項目的權(quán)利、資金、調(diào)整機構(gòu)等資源的支持也將對項目起到關(guān)鍵性的作用。
（4）長期有效的推廣使用
最簡單的項目是否實施成功的評判方法，是看項目是否驗收、在驗收后是否繼續(xù)使用、是否在繼續(xù)使用中產(chǎn)生新的需求及進(jìn)行后續(xù)項目的服務(wù)，是否能夠延續(xù)項目甲乙雙方長期的合作等，若果不能達(dá)到此效果，則認(rèn)為再成功的實施項目都需要打個折扣（圖6）。
圖6 PDM應(yīng)用一般規(guī)律
4 結(jié)語
PDM實施是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程工作，它涉及的知識面廣、部門多，不僅涉及技術(shù)，而且涉及管理業(yè)務(wù)、組織和行為，因此，探索PDM 實施的成功經(jīng)驗和實施的方法學(xué)，對推進(jìn)PDM的應(yīng)用具有很重要的意義。
實施PDM給企業(yè)帶來的效益不僅在于對產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的數(shù)據(jù)和過程管理，更大效益在于提高了企業(yè)管理的規(guī)范化程度和管理水平、提高了設(shè)計創(chuàng)新能力，對于提高效率，縮短產(chǎn)品上市時間，提高設(shè)計與制造的準(zhǔn)確性與一致性等方面具有重要作用。同樣，PDM實施經(jīng)驗的總結(jié)對其他企業(yè)PDM實施具有一定的指導(dǎo)作用和參考價值。
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本文標(biāo)題：PDM在工程機械實施過程中的研究
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