產品數(shù)據(jù)管理(Product Data Managanent，PDM)是將與產品相關的信息和與產品有關的過程集成管理的軟件系統(tǒng)，在企業(yè)范圍內構造一個從產品策劃到產品實現(xiàn)的并行化協(xié)作環(huán)境。從數(shù)據(jù)的角度來看，PDM支持在企業(yè)組織產品設計活動中及時方便地提交、存檔、共享和查詢相關產品信息。從過程的角度來看，PDM系統(tǒng)可協(xié)調在整個產品生命周期內諸如設計、審批、工程變更以及產品數(shù)據(jù)發(fā)布等過程，跟蹤和控制研發(fā)工作的進展。
1 PDM的核心業(yè)務基礎
PDM利用數(shù)據(jù)模型對企業(yè)產品的形成過程和產品制造過程中所需的技術文檔進行管理。文檔管理是PDM系統(tǒng)中最基本的功能，它從根本上突破了傳統(tǒng)的檔案管理中以文件為核心的管理模式。PDM以物料清單(Bill of Material，BOM)作為信息組織的核心，構建了完整的層次化信息管理體系。其中，靜態(tài)的產品數(shù)據(jù)、動態(tài)的工程變更都作為BOM結構亦即產品結構樹）中相關節(jié)點部件零件）對應的管理對象，從而實現(xiàn)產品數(shù)據(jù)的組織、控制和管理。BOM中節(jié)點對應的數(shù)據(jù)，又稱為節(jié)點的BOD(Bill of Data)，它包括部件/零件的所有描述信息和生產控制信息，如技術圖檔、屬性信息、控制文檔(如工程變更單)等。
產品結構樹反映組成產品的各個部件、零件的層次樹狀關系。PDM的產品管理是維持結構層次關系、基于文件夾的產品-文檔管理和文檔版本管理。同時，產品結構樹也是基于工作流的項目管理的基礎。在產品概念階段，根據(jù)用戶需求形成產品功能樹。功能樹可以作為產品結構樹的頂層，反映構成產品的功能組件。利用PDM系統(tǒng)工作流管理中的過程模型，分解產品中部件的研發(fā)活動，即形成研發(fā)的工作分解結構(Work Breakdown Stucture，WBS)。
由此可見，以產品結構樹為核心組織和管理產品研發(fā)的數(shù)據(jù)和過程，充分體現(xiàn)了PDM技術和應用中集成一體化管理的先進理念。對于航空和電子類等復雜產品，單一的物料清單和簡單的版本管理不能滿足反映產品在整個生命周期信息變化的要求，也不能滿足設計、制造和服務等多個部門所需的多種形式和內容的要求，PDM系統(tǒng)為制造企業(yè)提供了解決上述有關配置問題的工具。配置管理涉及到產品文檔管理、零件族）管理、產品結構樹管理和工作流管理，體現(xiàn)了PDM技術中核心功能的綜合應用。
2 配置管理標準
2.1 標準的發(fā)展歷程
從20世紀60年代開始，美國軍方、國家航空航天局(NASA)和歐洲空間局等在管理飛機、艦艇、飛船等復雜產品的研制過程中，逐漸完善和豐富了有關配置管理(Configuration Management，CM)的理論和方法。到了90年代，有關配置管理的標準工作有了突破性的發(fā)展。1992，美國國防部首先建立了一個完整的配置體系，其中包含MIL-STD-973 Configuration Management MIL-STD-2594 Configration Management Data Interface和MIL-HDBK-61 Configuration Management Guideline。ISO在90年代也開始有了標準——ISO 10007(1995)Quality Management-guideline for Configuration Management(面向配置管理的質量管理指南)。1998年8月，美圍困家電子工業(yè)聯(lián)盟(EIA)頒布了EIA-649 National Consensus Standard for Configuration Management配置管理標準）。EIA-649被認為是當前最為成熟的配置管理方面的標準，美國軍方也用EIA-649取代了MIL-STD-973。
另外，ICM(配置管理學會)是一個致力于制定和推廣配置管理規(guī)范的困際性組織。它倡導的CMII(CM第二版)標準體系被稱為“企業(yè)業(yè)務信息的基礎構架”。CMII提供了一整套產品定義，以及在整個產品開發(fā)生命周期內工程更改管理的規(guī)范。CMII標準同樣發(fā)源于美國海軍艦船、空軍飛機以及宇航等大型復雜項目，目前越來越多的高科技制造企業(yè)引入這套標準作為企業(yè)的產品數(shù)據(jù)規(guī)范。
2.2 標準中配置和配置管理的基本概念
2.2.1 配置
在ANSI/EIA Standard-649-1998 National Consensus Standard for Configuration Management中對“配置”是這樣定義的：(1)一個已經存在或出于策劃階段的產品也可以是多個產品的組合）所具有的性能、功能和物理特性。(2)一系列化變型產品中的一個目。我們通常所說的“配置”，一般僅指(2)中的意思。
在上述定義第(1)部分中，性能特性包括數(shù)量指標(多少)、品質特性(多好)、范圍(多大面積、多長距離)、時間性(反應時間、出現(xiàn)頻率)以及準備性(可用性、任務操作的準備)。性能是指描述與執(zhí)行操作或功能有關的物理或功能特性的可定量指標，性能用以表達所有系統(tǒng)、人員、產品和過程的屬性，其中，過程包括從開發(fā)、生產、驗證、裝備、操作、支持、訓練到退役整個產品生命周期�？芍С中灾笜恕⒅圃斓目勺冃�、可靠性等都屬于性能指標。功能特性是指產品可測量的可靠性、可維護性和安全等性能參數(shù)，屬于產品頂層設計中“四性大綱”中規(guī)定的主要指標。物理特性是指關于實體特征的定量和定性的表述，如組成、尺寸、表面粗糙度、配合、形式以及配合之間的公差。對于軟件來說，其中“形式”特指編程語言和介質。
在EIA-649標準之前，MIL-STD-973(于1998年7月30日廢除，由EIA-649取代)和ISO10007于“配置”定義中指用了功能特性和物理特性，在EIA-649中特別提出性能特性，并指出性能特性雖然可以用功能特性來表述，但體現(xiàn)標準對產品“性能”的關注程度有了增加。
PDM傳統(tǒng)的功能可以用V(電子倉庫)、P(過程或工作流)、S(產品結構樹)、C(配置管理)、I(集成)和I(接口)加以概括，其中的配置管理是PDM的重要內容，是所有核心功能的具體應用。PDM作為產品研發(fā)中的一種應用工具(集)，主要體現(xiàn)對標準規(guī)定內容的實現(xiàn)，著重解決在整個產品生命周期內產品配置變化的過程。
2.2.2 配置管理
關于配置管理，在EIA-649中是這樣定義的：用以在產品生命周期內，建立和維護與其需求、設計和操作信息相一致的產品的性能、功能和物理特性的管理過程。EIA-649規(guī)定配置管理中應包含以下相互關聯(lián)的過程——CM計劃和管理、配置標識、配置更改管理、配置記錄、配置審核和電子數(shù)據(jù)CM6個過程構成。與以往標準中規(guī)定的4個過程——配置標識、配置控制、配置記錄和配置審核的過程相比，新標準體現(xiàn)出了應用范圍的擴展和強調信息技術(如EDI、PDM等)的運用。
在我國現(xiàn)行國家標準中，仍然沿用“技術狀態(tài)管理”的說法來表述CM。技術狀態(tài)是指功能特性和實體特性，它是特指的，即凍結的技術狀態(tài)。用文字規(guī)范、圖樣和更改單等）把經過批準的技術狀態(tài)“凍結”在紙面上，同時還要達到上述特征與最后制成品的要求相符，將這些特性凍結在實物上，即文實相符和圖實一致固。在一些行業(yè)中還稱為“定型管理”，定型即文件規(guī)定的和產品達到的功能特性和實體物理）特性相符合。
2.3 CMII和工程變更流程
ICM制定的CMII標準中，通過配置管理，控制了記錄產品信息的文檔與構成產品部件之間正確的邏輯關系，保證產品數(shù)據(jù)的準確性和一致性。國際上最著名的幾個PDM/CPC/PLM軟件，如Windchill Teamcente和eMatrix都在近年通過CMII認證，在軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了符合CMII標準的工程更改方式。
CMII將配置管理的重點放在工程變更(EC)上，在產品生命周期中正是需求的改變、設計的改變和過程的改變導致產品配置發(fā)生變化，帶來需要保持產品數(shù)據(jù)一致性的問題。在CMII模型中，所有的活動(工作)都必須以需求驅動，并通過表單的形式加以批準和控制，直到活動完成；活動的結果得到需求方的確認后表單才會停止流轉。變更流程結束后，確認后的表單將變成產品制造記錄。在整個工程更改流程中，CMII標準使用表單、文檔、記錄和物理對象管理配置信息和保持數(shù)據(jù)的一致性，如圖1所示。
圖1 CMII工程變更管理流程示意
CMII還規(guī)定了不同權限的變更管理職能設置，根據(jù)變更的影響度，選擇變更的快速路徑或完全路徑。
3 結論
以產品結構樹為核心組織產品數(shù)據(jù)和過程，進行層次化信息管理是PDM的重要特征之一。在整個產品生命周期中，配置管理解決了不同時期設計文檔和產品結構中對應層次的邏輯關系，保證產品數(shù)據(jù)的一致性和有效性，成為PDM的核心業(yè)務基礎。
EIA-649和CMII是當前較為成熟的配置管理方面的標準，可以滿足像航空和電子類等復雜產品配置管理的要求。
CMII標準的工程變更流程表明，實現(xiàn)PDM系統(tǒng)的配置管理功能，必須建立包含配置標識、控制、記錄和審核的完整的管理體系。
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