基于PDM系統的柴油機協同設計

黃有華，賴 云

（1.江西機電職業技術學院，江西 南昌 330013；2.南昌凱馬柴油機有限公司技術中心，江西 南昌 330013）

產品數據管理PDM（ProducTData Management）系統是以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理的技術。PDM的核心思想，是設計數據的有序、設計過程的優化和資源的共享。PDM系統提供產品全生命周期的信息管理，并在企業范圍內，為產品設計與制造建立一個并行化的協作環境，是企業信息集成和協同產品開發的平臺。

1 PDM信息系統建立及應用

在企業中建立實用的PDM管理系統，重在實施。PDM的實施，并不是簡單地把購買的一些硬件和軟件產品互相連接起來就可以實現的，PDM軟件只是提供一個平合框架及工具，PDM的實施過程，要結合企業的實際需求，確定各種管理對象及其屬性和關聯關系。

本文采用武漢開目公司的PDM軟件KM PDM 3.4.0（以下簡稱為KMPDM），以凱馬南柴的柴油機產品設計為樣本，建立合理的PDM模型并進行有效的實施，以提高設計品質與效率。在項目實施過程中，主要面向設計環節，解決人員組織、產品數據組織和數據傳遞等問題。圖1為KMPDM在產品設計、制造中的地位示意圖。

PDM系統的核心任務，就是對產品數據進行科學有效的管理。為了保證產品數據的完整性、一致性和安全性，需要建立人員管理模型；為了描述產品對象及其結構信息，需要建立產品對象及產品結構模型；為了記錄產品數據產生及修改的歷史和過程，需要建立工作流程模型。PDM系統在企業能否成功實施的關鍵，在于建立的信息模型是否適合該企業。

圖1 PDM在產品設計、制造中的地位

2 人員組織管理

由于PDM系統管理的產品數據經過多個階段，被不同部門、不同人員訪問和操作，具有不同的版本狀態。人員組織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、角色分配以及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進行有效的訪問，確保產品數據管理的安全性和保密性。

圖文檔審核入庫后，PDM系統按照本企業規范，對文檔的查詢瀏覽、提檔、歸檔、復制進行有效管理，并通過權限設置，限制各級人員對圖檔的共享權利，達到安全管理目的。圖2為在KMPDM中建立人員組織—角色—權限圖。

圖2 KMPDM中建立的人員組織—角色—權限圖

3 產品結構數據管理

通常使用產品結構樹的方式，表示產品零組件之間的層次與隸屬關系。可以對產品結構樹進行任何層次的展開，樹中的節點表示部件或組件，葉節點則表示零件；產品結構樹上的節點有屬性，可對結構樹上的節點通過關系進行查詢，比如零部件的名稱、材料、品質、類型（外購件、自制件）等，還可以對任意設定層次的BOM表進行輸出。

圖3 產品結構樹

通過電子倉庫，使描述零部件的文件信息與節點上的相數據進行管理，形成完整的產品結構化信息樹。有了產品結構樹，管理者即可分層展開走不同分支的方法，直觀地找到自己所需的數據，而不必考慮其物理位置。產品結構管理的表現形式，是產品結構樹。產品結構樹是產品的虛擬體，也即是產品結構的視圖。建立產品結構樹，設置“系列→機型→結合組→結合部→結合件→零件”六級樹型目錄，使電子圖檔與產品之間建立對應關系，便于直接瀏覽相應科目。通過圖紙導入自動生成與交互式兩種方式，建立圖3所示產品結構樹模型。

4 產品數據歸檔管理

產品試制成功后，所有相關的數據、文檔、圖紙，都將流轉到歸檔管理模塊，歸檔人員對其進行歸檔處理，可以通過自動或手動兩種歸檔方式。以產品為中心的所有經由流程產生的的CAD、BOM、CAPP各種信息和過程，都將作為正式有效的數據集成于PDM系統中。與產品對象相關的信息，還包括產品對象的版本信息。

5 產品與工藝信息匯總

KMBOM模塊集成于KMPDM系統中，當產品結構樹已經建立，CAPP文檔完成歸檔，就可以對某一機型進行：產品零件明細表、標準件明細表、外協件明細表、工藝路線卡、材料定額卡、專用、通用工藝裝配明細表等各種設計、工藝信息匯總，由工藝成本匯總功能匯總成企業需控制的各種工藝成本，實現產品工藝設計時的工藝成本的審核。同時這些匯總信息被廣泛用于生產、供應、財務、銷售等部門。PDM環境下對產品、工藝信息進行匯總見圖4。

圖4 在PDM中對X4105B型柴油機進行產品、工藝信息匯總

6 工作流程管理

工作流程管理是指某對象在一定的規則約束下，從一種狀態向另一種狀態轉化的過程。KMPDM工作流程，對項目實施過程的管理，記錄著各種文檔信息從創建、審批、到歸檔乃至修改的每一步歷程。

在流程管理的實施中，首先要對流程進行詳細分析，建立合理的數據發放模型，實現對數據的提交與修改、管理和監督，以及對文檔的分布控制啟動通知等，還要對已有流程進行評估優化，剔除其中的不增值環節，確保數據流向的正確性和高效性。圖5為某零件的設計文件流程。

圖5 某零件的設計文件流程

7 結束語

一個成功的PDM系統的實施，需要與用戶的實際應用背景進行緊密結合。在實施PDM過程中，當信息模型的創建不能解決實際問題時，可以考慮通過PDM提供的接口函數進行二次開發工作。KMPDM的成功實施，使得更加有效地管理新產品的開發成為可能，同時提高了變型產品的設計品質與效率。在PDM管理系統環境下集成CAPP、CAD系統，從而建立協同式產品開發環境，提高了生產效率與品質。

[1]葛江華，等.產品數據管理（PDM）技術及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2002.

[2]方明倫.PDM原理及應用[M].上海：上海大學出版社，1998.

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