ＰＤＭ系統在建材裝備制造企業中的運用

摘要 PDM（產品數據管理）是整合企業技術資源的有效工具。廣東科達機電股份有限公司屬于離散型制造企業，產品信息量大，迫切需要借助PDM系統進行有效管理。通過PDM項目四個階段的實施，初步實現了對企業產品、項目、文件、零部件、工藝路線、用戶和流程等業務數據的整體管理，構建起企業產品數據知識庫及產品協同設計平臺，有效促進了企業的生產效率及提高了市場競爭力，對行業具有較強的借鑒意義。

關鍵詞 PDM，數據管理，建材，裝備

1前 言

PDM（Product Data Management）即產品數據管理，是對工程數據管理、文檔管理、產品信息管理、技術數據管理、技術信息管理、圖像管理等信息管理技術的一種概括與總稱。對于機械加工制造企業，摒棄傳統的自上而下的串行文件方式，而采用PDM系統，有利于對設計過程中產生的大量圖紙、工藝技術文檔和電子數據進行有效管理，使企業資源高效共享，避免形成“信息孤島”的現象。

廣東科達機電股份有限公司（以下簡稱科達機電），是一家典型的離散制造型企業，基本上是面向訂單設計。而面向訂單生產，產品的批量小，設計的工作量卻非常大，設計變更頻繁。自從企業ERP上線后，所有的BOM及工藝數據依靠手工錄入，工作量大，出錯的機率高。同時利用共享圖紙文檔的方式來管理圖文檔，查詢困難，安全性難以保證。在此背景下，科達機電PDM項目被提上了議事日程。

科達機電在產品信息管理上主要存在以下問題：

（1） 設計平臺不統一，各個事業部/子公司所用二維或三維CAD軟件多樣化；

（2） 設計與生產脫節，圖紙等信息不能實現有效同步更新；

（3） 技術資料的安全性難以保證，有部分客戶端存在多網權限；

（4） 資料查找困難，已有知識難以共享；

（5） 存在信息孤島，數據需二次錄入，工作量大，人工出錯幾率高；

（6） 技術統計匯總效率低，容易出錯，主要指各種設計和工藝統計報表等；

（7） 工藝文件目前的編制工具不統一，需要更好的管理方法；

（8） 設計及變更過程難以控制，變更頻繁，傳遞周期長，審核反饋慢。

綜上所述，隨著企業的快速發展、市場全球化競爭的加劇，以及新產品推出速度不斷加快，原有的產品信息管理體制和產品研發流程已經不再能夠滿足現行的業務需要。希望通過企業級PDM項目的建設，利用計算機等信息化技術進行企業管理和產品研發等活動，進一步提升產品研發能力，規范和優化產品的開發流程，縮短產品研發周期，降低產品研發和維護成本，從而提高企業的核心競爭力。

2PDM項目的實施過程

PDM系統的的實施是一個較大的工程，必須按照系統工程方法進行，前期一定要制定詳細的計劃，并且嚴格遵循。科達機電選用以SmarTeam軟件構建產品數據管理平臺的解決方案，以四個階段進行實施。

2.1 項目前期準備

項目前期準備主要包括隊伍組建和人員培訓。

在PDM項目實施過程中，各部門抽調一名關鍵用戶代表負責本部門的項目實施、溝通及協調，確保能隨時提供數據、掌握進度及上線后的日常維護等，并且要配備技術支持人員，項目顧問公司及科達機電分別委任一位項目經理。

人員培訓包括系統導航培訓、定制培訓及開發培訓。系統導航培訓內容為PDM基礎知識。定制培訓內容為數據結構相關功能和卡片編碼設計等。開發培訓包括系統管理、VB程序設計語言基礎培訓及SmarTeam軟件二次開發。通過培訓，使項目組人員對SmarTeam軟件及系統管理等功能建立起較全面的了解。

2.2 現狀調研

現狀調研，也即需求分析，它決定了實施PDM系統的最終目標，是項目成功與否的關鍵。現狀調研主要包括各事業部的技術組織架構調研、IT環境調研、產品分類調研、工作流程調研、編碼調研、零部件分類及屬性調研、二次開發調研及現場調研。通過該階段的調研，摸清了公司產品的管理現狀，為下一步的系統定義打下了良好及堅實的基礎。

2.3 系統設計

根據需求調研結果，有針對性地制定具體的實施方案并進行實施。主要過程是進行軟件結構設計及后臺程序代碼編寫，編寫Projects、Documents、Parts、Routings、PMS、Users及SmatBox等菜單模塊，提供屬性卡片定義及流程定義功能，實現與Office、CAD、ERP和CAPP的集成。該階段內產生的過程文檔有：實施方案編寫（實施方案、ERP集成方案、服務器安裝方案、域管理、打印中心方案、文檔管理方案）、屬性卡片定義及填寫規范、CAD文件格式及項目文件夾規范、腳本設置、流程定義及使用說明、測試數據整理、報表開發、功能測試、權限管理、PDM規范制度、業務測試及用戶手冊編寫等。

2.4 上線試運行

PDM系統管理是企業最核心的信息，在全面正式使用前，必須進行嚴格的測試，即試運行。

在系統設計完成后，結合不同的權限設置，首先對人員進行分別培訓，繼而進行上線試運行。

2007年11月1日之前，科達機電PDM系統進行了兩個月的內部測試運行，效果較好。當然，試運行中也發現了較多的問題，一般首先由關鍵用戶進行解決，其次是技術支持及項目顧問。通過這個階段，解決掉遺留問題，為2007年11月1日順利正式上線運行總結了寶貴的經驗。

3企業PDM系統主要實現的功能

科達PDM主要管理產品、項目、文件、零部件、工藝路線、用戶和流程等業務數據，完成了與CAD、Office、CAPP及ERP系統的整合，如圖1所示，確保了整體系統中數據的唯一性，大大提高了工作效率和準確性。圖2所示為PDM系統內部所有信息運行的流程。

3.1 產品、項目及企業管理

科達機電的產品按照類型主要分為4種：標準產品、訂單產品、工程項目和客戶維修項目。如圖3所示，對于標準及訂單產品，PDM主要管理其相關的所有產出文件，包括圖紙、設計文件、技術資料、工藝標準及質量檢驗等。工程項目是生產線整線項目或部分產品集成項目，其典型特點是需要將多個事業部的產品進行集成設計，由此在PDM系統中設置及完成了多個事業部之間的信息共享，使項目計劃的下達和反饋較為順利。對于客戶維修項目，PDM系統主要管理待維修或改裝設備的歷史數據記錄，便于快速查詢。

3.2 圖文檔管理

科達機電將其產品在整個生命周期中產生的所有文檔都納入SmarTeam的管理范疇。SmarTeam管理的數據包括從產品開發決策階段到正式生產及發運的全過程的數據，包括決策、初步設計、技術設計、工作圖設計、工藝設計、樣機試制、正式生產及裝箱發運等階段(隨機技術文件)的所有設計輸入/輸出文件，這些文件可按事業部、產品及項目進行分類保存，如圖4所示。

文檔管理的主要功能包括：

（1） 文檔結構管理，利用結構樹對文檔進行分類管理。

（2） 文檔、數據的查詢和檢索，系統提供屬性查詢、組合查詢、模板和文字4種查詢方式并支持模糊查詢，方便用戶根據不同的需求進行快速查詢。

（3） 文檔生命周期和版本管理。

1） SmarTeam通過檢入/檢出/發布/新版本發布/廢止(Check In/Check Out /Release/New Release/Obsolete)等一系列操作來實現生命周期管理，如圖5所示。當對每一個文檔進行修改時，SmarTeam就自動地產生一個新的版本，見圖6，此版本的轉化有效地避免了設計錯誤或由于誤操作而造成的文檔刪除和修改。

2） 版本管理功能：裝配體的管理會直接引用其子裝配和零件的不同版本；零部件/文檔之間的邏輯關系、組成關系會自動拷貝到新的版本；最新版本的切換可自由選擇也可以用最新的版本來替換當前版本。

（4） 文檔的安全性管理

1） 企業的工程圖和文檔等技術數據的安全，是一個在項目開發過程中動態管理的問題。SmarTeam通過系統電子倉庫為SmarTeam管理的所有文檔提供安全保護和控制機制，并通過檢入和檢出(Check In/Check Out）的生命周期管理，來實現對文檔的安全性和版本控制。

2） SmartVault電子倉庫服務器作為SmarTeam軟件重要的體系結構的一部分，采用Windows的高端技術為用戶提供高性能的數據安全性和授權訪問功能。這個電子倉庫確保只有那些擁有相應權限的使用者才能訪問對象；并確保在同一時刻，一個對象不能由多個人修改。在電子倉庫中的文件不能用系統操作的功能來訪問，比如Windows NT的資源管理器。

3） 電子倉庫分為待審區（Check In）、發布區(Release) 和廢止區(Obselete) 三個區域，每一個區域反映對象的不同狀態。SmarTeam提供了各電子倉庫的缺省目錄，這些電子倉庫存儲了所有的文件。用戶可以按照自己的要求改變缺省目錄。

（5） 文檔的瀏覽和圈紅批注

1） SmarTeam提供了功能強大的內嵌瀏覽器SmarTeam Viewer，可直接瀏覽、圈閱各種圖文檔，而不需要打開對應的應用軟件，還能夠通過調用其他瀏覽器的插件，來實現特殊格式文件的瀏覽。

2） SmartViewer有大量的嵌入式的瀏覽和圈閱工具。允許被授權的使用者在圖紙上添加線段、箭頭、文字和對象，但僅用于瀏覽，而實際的圖紙文件不會改動；使用者也能用平移、縮放等觀察工具更好地理解文件。無需操作文件本身或調用相關的應用軟件，評審人員就能動態地觀察圖紙和添加評語，如圖7所示。

（6） 用戶與權限管理

SmarTeam有強大的用戶權限與安全管理機制。使用PDM系統的用戶必須具有某種角色，才能登陸系統獲得系統賦予的與角色相對應的各種權限，SmarTeam中的對象有基于類授權和項目授權2種方式：

1） 類授權是指用戶或用戶組對某一類對象具有哪些權限。用戶若屬于某個組，則具有該組的全部權限。當用戶屬于多個組或多個角色，其權限是各組或角色的權限之和。

2） 項目授權是指用戶對負責的項目具有哪些權限，哪些資源可以屬于指定的項目，可以將權限管理到具體每一個文件，可鎖定文件。

通過類、項目的角色授權管理可以有效避免用戶的越權使用或操作現象，實現了PDM系統與用戶之間的數據共享和安全保障，確保了數據庫中資料的安全性。

3.3 流程管理

流程管理是企業實際運作中的工作流管理系統，是一個“人-機”結合的系統，也是CAD/CAPP/PDM一體化應用的重要體現，其基本功能主要體現在以下幾個方面：

（1） 工作流程的定義遵循實際運行的工作流，包括具體的活動、規則以及所涉及的人等，這些定義是同時被人以及電腦所“理解”的。

（2） 監督、控制、管理運行中的業務（工作流），例如任務、工作量與進度的檢查、平衡等。

（3）通過組織和集結信息在企業中的傳輸，提高企業工作效率。SmartFlow能自動地通報使用者新的和過期的任務，并設有報警機制，定期檢查流程各節點的時間，根據用戶設定的報警時間，自動發送報警信息給相關人員。

（4） SmartFlow跟蹤和監控每個任務的進程，使用者可以查看特定任務的進程。

3.4 零部件和BOM管理

零部件是產品的基本單元，是數據的基礎。通過PDM系統的管理，使零部件/BOM與已歸檔文檔建立關聯，構建以產品結構為核心的單一產品數據源，增強數據的共享和重用。

SmarTeam提供了靈活的零部件分類管理工具對零部件進行分類管理：零件標準化及分類以符合設計重用的需求，零件標準化及分類是產品系列設計的需求。

（1） 零部件分類，按零件的屬性進行分類，不同類型的零件建立各自不同的屬性，零部件編碼、名稱、規格、描述、備注、創建人、創建時間等屬性。

（2） SmarTeam提供零部件的生命周期狀態管理（Pending、Active、Inactive），一個零部件新建狀態默認為Pending，發布以后為Active ，被廢棄以后的狀態為Inactive，通過對該狀態的管理來實現零部件生命周期的管理。

（3） 建立通用件/標準件庫，建立一般件升級為通用件/標準件的流程，對該數據庫集中管理并設專人維護。

（4） 通過SmarTeam提供的產品結構管理機制，科達機電PDM系統將基于所建立的產品結構，提供不同層次、不同對象的BOM視圖，管理BOM中的替代件、可選件和操作信息，維護各種隸屬關系等，并描述所有可能的配置，提供從設計結構-設計BOM-工藝BOM之間的轉化。

（5） 建立樹狀電子化BOM結構，如圖8所示，提供BOM結構的單級或多級展開（回歸）：包括TopDown的正向展開和Bottom Up的逆向展開，零部件和相關文檔之間建立鏈接關系；提供BOM多視圖管理，不同BOM之間通過Copy工具直接轉換并且具有過濾功能，可根據有效期、特定條件過濾出符合條件的BOM。

3.5 項目管理

項目管理是一種針對部門內部、考慮部門級需求的項目管理，管理部門內部與項目相關的計劃、執行和控制等活動以及與這些活動相關的資源，最終達到進度、成本和質量等各項目標的提高，主要功能包括項目計劃、項目進度、項目任務、項目資源、項目報表和項目過程管理，實現對標準項目及訂單項目的監控和管理需求，尤其是對大項目跟蹤和管理的需要。

（1） 通過項目樹可以很便利地查看每個項目的基本信息和相關的文檔樹、產品結構樹、項目計劃，瀏覽項目計劃和當前進展情況，瀏覽所有項目相關數據，包括文檔、圖紙、產品明細表、試驗報告等。

（2） 采用基于WBS（工作結構分解，Work Breakdown Structure）的項目計劃管理方法，用戶可以利用多種方式創建WBS樹，且可以把創建好的WBS結構存為項目模板，以便重復利用；工作計劃分解中設定人員、時間、交付物、里程碑等內容，并進行資源平衡等；每個員工進入系統后都可清晰地看到自己的工作任務；領導可以更好地把握項目整體進度且在項目的執行過程中隨時監控其工作狀態，并輸出成報表，對項目執行進度進行報警提示。

4結 束 語

目前，科達機電PDM系統已經正常運行數月，已經初步構建起企業產品數據知識庫，規范了文檔和數據管理，有利于知識共享；搭建起產品協同設計平臺，提升了設計工作效率，縮短了技術準備周期；實現了與CAD和ERP的集成，消減信息孤島，整合了企業的信息系統；實現了工作流程管理網絡化和信息化，規范了企業規章制度的執行和監控。

通過項目實施目標的達成，逐步實現“縮短產品的開發周期、加快新品上市時間、提高產品的開發質量和穩定性、降低產品的開發成本、降低產品的制造成本和材料成本、提高勞動生產率、實現知識管理，促進技術創新”等各項既定目標，最終達到提高企業管理水平，提高企業運作效率，增強整個企業的核心競爭力的最終目標。

參考文獻

1 趙貴華.PDM項目方案.廣東科達機電有限公司內部資料

2 張本軍.科達機電PDM立項報告.廣東科達機電有限公司內部資料

3 孔 莉.PDM在工具企業的實施與應用[J].工具技術，2007，41

4 鄒 勝.PDM在企業信息化建設中的應用和實施[J].起重運輸機械，2005(6)