汽車制造企業實施ＰＬＭ系統的信息建模

摘要：針對汽車制造業的特點，對其實施PLM系統信息建模技術和方法進行了研究，提出了集成用戶管理模型、產品分類模型、產品對象的版本模型、產品結構管理模型、產品配置管理模型和工作流程模型的綜合信息建模技術，為汽車制造企業成功實施PLM系統提供科學、實用的方法論。

關鍵詞：汽車；PLM；PDM

中圖分類號：TH166文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)25-1555-03

Automobile Manufacturing Enterprise Iformation Sytems Model in PLM Lementation

WANG Cui-biao， LIU Shuang， TIAN Xiao， NIU Jian-gang

(The Supervision College of Quality Technology， Baoding 071000， China)

Abstract: The technologies and methods of information model in PLM implementation is studied according to the characteristic of automobile manufacturing enterprise. User management model， product category model ， version model， product structure management model ， product configuration model and workflow model are put forward. It probides scientific and practical method to execute PLM system for automobile manufacturing factories.

Key words: Automobile; PLM; PDM

1 引言

隨著全球經濟一體化的深入，汽車工業在國民經濟中的地位越來越重要，汽車生產技術水平的高低，直接決定著汽車企業的質量、效益和新產品開發能力。近年來，汽車CAD/CAM/CAPP技術成功應用于汽車工業，有效提高了汽車設計與制造水平。但隨著CAD/CAM/CAPP技術深入應用，產品全生命周期數據管理（PLM）稱為汽車制造企業進一步提升數據管理能力的關鍵技術。PLM是建立在數據庫管理基礎上的一項管理技術，它與企業業務過程緊密相關，因而任何PLM系統都不可能買來即用。成功實施PLM需要科學、實用的方法論，而其首要任務是根據企業的實際情況建立相應的信息模型，以規劃和指導PLM的實施。

2 用戶管理模型

用戶管理模型也稱為組織－角色－權限模型，是對企業的人員組織方式、角色與操作權限設置的描述，實現產品數據被適當的人在允許的權限范圍內有效訪問，確保產品數據管理的安全與保密。用戶管理模型包括企業人員組織結構模型、角色模型和權限管理模型。

人員組織結構模型是指企業人員的組織方式，是用戶管理模型的基礎。不同企業有不同的人員組織方式，即使在同一企業中，由于產品開發的不同情況也會有不同的組織方式。一般有靜態和動態組織兩種方式，如圖1所示。靜態組織是一種相對固定的工作組織，如汽車設計、汽車加工工藝等；動態組織是企業根據某個汽車開發項目而臨時組織的團隊，它由不同部門的人員組成。

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圖1 人員組織結構

角色模型是指在人員組織模型中，每個人所承擔的角色。如汽車開發團隊中的角色有總工程師、產品研發處處長、產品研發處副處長、主任工程師和設計人員等。在靜態工作組或動態工作組內，對每個成員指定相應的角色，便形成了角色模型。

在企業中，不同崗位的人員對產品數據可以實施不同的操作，如讀、寫、修改、刪除、復制等等，因此必須對角色及其所賦予的權限進行有效的管理，建立權限管理模型（角色－操作權限模型）。權限的控制不僅與受控對象及角色相關，而且還與受控對象的狀態有關，如一旦數據對象經審批發放后（即受控對象的狀態發生變化時），角色原有權限不再有效，將賦予新的權限。

3 產品對象的數據模型

PLM采用了面向對象的思想，具體體現在所有數據都是圍繞汽車產品對象來組織的，汽車產品對象及其數據成了PLM管理的最基礎數據單元。因此，在PLM實施中，必須確定產品對象數據模型，包括汽車產品數據對象的分類、結構管理、版本控制與配置管理四個方面。

3.1 產品數據的分類模型

PLM系統管理企業所有產品數據，為了較好地管理、使用和維護這些數據，必須對企業的具體情況將汽車產品對象進行分類，建立汽車的分類模型。對汽車制造業一般可按照圖2所示的方法進行分類。確定汽車產品數據的分類模型后，定義相應的類屬性，以便查詢相應類所有的數據對象。

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圖2 汽車產品分類模型

3.2 汽車產品結構管理模型

汽車產品結構管理用來反映一個汽車產品的構成以及各構件之間的構成關系，其實質是汽車產品的明細表結構化表示，故由汽車產品結構可進行BOM表的匯總及輸出。汽車產品結構模型用來描述和反映汽車產品結構的構成關系，對汽車制造業，可建立如圖3示的產品結構模型。

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圖3產品結構模型

3.3 汽車產品對象的版本模型

版本反映產品數據化的過不斷變化過程。汽車設計大都是在原有汽車產品的修改設計。因此版本管理是非常關鍵的。通常汽車產品的設計過程是一個連續、動態過程。設計對象在設計過程中不斷修改，會產生許多版本。版本不僅包含了設計對象在當時的全部信息，而且還反映了該版本的設計對象和與其相關聯的對象的聯系，例如汽車零部件對象的版本與文檔版本的關聯性。一個對象的多個版本間應該有聯系，并且還應有識別每個版本的有效條件，此外，版本還應有標識號，一種是按版本產生的時間順序記為A、B、C，…；另一種是按照正整數的順序，以時間先后依次記為1，2，3，…；有時兩種混合使用。常見的版本管理模型有兩種：線性版本模型和樹狀結構版本模型。汽車產品對象的版本管理模型如圖4所示。

即正式版本為A、B、C…標識，并將在每個正式版本基礎上所做的小改動，標記為Seq1、Seq2、Seq3，…，這些修改的序號也是安裝時間順序賦值。

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圖4汽車產品對象的版本管理模型

3.4 汽車產品配置管理模型

一個汽車產品要經歷不斷修改、逐步完善的過程，這表明產品結構會不斷發生變化。為了滿足市場多種多樣的需求和對市場需求作出快速響應，汽車企業需要在原有產品的基礎上，通過產品結構配置，盡量利用現有的產品構件的不同版本，迅速構造出適合于具體用戶要求的汽車產品結構。汽車產品結構配置是利用建立的完整的汽車產品結構，按照用戶所需的功能的需求，設計或選擇零部件，把這些零部件按照它們的功能、組合規則和某種條件進行編組，形成一個具體的汽車產品結構。汽車的產品配置模型如圖5所示。

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圖5 汽車產品的配置

4 流程管理模型

工作流程管理負責管理企業生產經營過程中的動態數據，控制和跟蹤它們在整個生命周期中的變化。工作流程管理模型一般包括審批工作流程和更改流程，工作流程大到一個產品開發時的整個生命周期的流程，小到圖紙的一個審批流程。流程中各個工作階段可以串行，也可以并行，或者傳并混行。

建立汽車設計流程管理模型，首要任務是確定汽車設計流程的結構，其中包括了所有有關的工作步驟，每個工作步驟都對應一個完成指定功能的活動，流程的結構描述了各個活動在邏輯上的先后順序。每個活動是數據、人員等信息的復合體。一個活動對象是針對一個目標數據對象而創建，輸出一個結果數據對象。通過活動的執行實現目標數據到結果數據的轉化，從而實現對汽車形成過程的控制。典型的汽車設計流程管理模型和更改管理流程模型如圖6所示。

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圖6 工作流程實例

5 結束語

在PLM實施過程中，根據企業實際情況建立信息模型是系統設計的關鍵內容，只有以科學的方法，根據企業的實際情況，建立相應的信息模型，才能成功地實施PLM系統，達到預期的目的。

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