在先進制造技術教學中開展PDM實驗的方法研究

劉天湖

（華南農業大學工程學院，廣東廣州 510642）

先進制造技術是一項綜合的系統技術，它是傳統制造技術與基礎科學、管理學、人文社會學和工程技術等領域的最新成果、理論、方法有機結合產生的前沿制造技術的總稱［1］，它具有綜合性、系統性、先進性等特征。先進制造技術的復雜特征對該課程的教學提出了新的挑戰。華南農業大學機制、工業工程等專業已經增設了“先進制造技術”課程［2］。產品數據管理（product data management，PDM）是以軟件技術為基礎，以產品管理為核心，實現對產品相關數據、過程、資源一體化集成的管理技術［3］，它是協同設計、敏捷制造、虛擬企業、網絡化制造等先進制造模式的關鍵使能技術和支撐系統。在珠三角地區已經有大量企業實施了產品數據管理系統。開展PDM 實驗可以使學生學會基本的PDM 操作方法，加深對產品生命周期、協同設計、流程等概念的認識。

1 PDM 實驗教學要求

本文中提。出的實驗教學內容與理論教學內容相互銜接，其目的是使學生深入地理解PDM 的基本概念、了解PDM 的作用、掌握PDM 的基本操作，提高PDM 教學的效果。實驗內容應包括定義項目團隊，定義流程，產品的檢入、檢出，文件版本管理，文件變更、審批，數據導入，零件－組件－產品關聯，產品結構管理等。

通過PDM 實驗，學生應該獲得以下具體的專業知識和技能：

（1）掌握一種商業產品數據管理系統的基本使用和管理操作方法；

（2）掌握用戶管理方法，如新建用戶、凍結用戶、刪除用戶及用戶的IP綁定等；

（3）掌握在PDM 中創建產品的方法，了解產品控制權限的設置方法和產品對象類的綁定方法；

（4）掌握設計數據的提交方法和現有產品數據導入PDM 的方法；

（5）掌握在PDM 中查看產品結構的方法；

（6）掌握檢入、審批設計資料的方法和在審批流程中定義（指派）負責人的方法；

（7）掌握審批任務的處理方法和圖紙批注方法；

（8）掌握從PDM 中下載圖紙資料的方法；

（9）了解產品BOM 表的管理方法；

（10）掌握產品圖紙的檢出和修改方法，了解文檔版本的概念；

（11）了解文件類型設置方法；

（12）了解工作流程的管理、使用方法，掌握工作流程的創建方法。

2 實驗系統的配置

英泰TiPDM［4］系統是北京清軟英泰信息技術有限公司開發的一款經典的產品數據管理軟件系統，可以用來管理幾乎所有與產品有關的數據，包括產品結構（BOM）、設計圖紙、設計文件以及其他各種圖文檔，并能夠使這些數據通過網絡進行評審及發放。TiPDM 在三一重工、天捷機械、匯豐家具、新疆石油管理局機械制造總公司等企業已經應用多年［5－7］。本文中設計的PDM 實驗系統采用的產品數據管理軟件為TiPDM，數據庫服務器為SQL server 2005標準版［8］。

實驗系統的拓撲結構如圖1 所示。系統的主要組成要素集中在一個電教教室內。講臺上的主控計算機設置為PDM 服務器，課桌計算機設置為用戶終端。

主控計算機內安裝數據庫和PDM 服務器。每臺課桌計算機都安裝PDM 客戶端軟件，并通過路由器和Hub與主控計算機聯網。用戶終端也可以是通過互聯網接入的安裝了PDM 客戶端軟件的其他計算機，此外，客戶端計算機還需要安裝AutoCAD［9］軟件。

計算機的硬件要求、操作系統要求和聯網要求主要取決于SQL server2005的配置要求［10］。硬件要求如表1 所示?？梢詽M足要求的操作系統包括Windows 2000Professional Edition SP4、Windows 2000 Server SP4、Windows 2000Datacenter Edition SP4、Windows XP Professional Edition SP2、Windows 2003Server SP1、Windows 2003 Enterprise Edition SP1、Windows 2003Datacenter Edition SP1。聯網要求如表2所示。

圖1 實驗系統的拓撲結構

表1 硬件要求

表2 聯網要求

3 實驗環節設計

根據PDM 的主要功能［11－12］和TiPDM 操作規范［13］，我們設計了以下實驗環節。

3.1 用戶管理

在PDM 中以管理員（sa）身份登入，并注冊甲、乙、丙、丁、戊、戌6個用戶；創建一個項目經理角色；設置項目經理角色的權限為零件設置、產品設置、任務設置、零件與圖文檔關聯關系設置；創建一個由甲、乙、丙、丁4個用戶組成的“結構設計”項目團隊；指定甲為項目經理；凍結戊用戶；刪除戌用戶。

通過該環節的實驗須了解項目組織方法，能圍繞項目合理組織項目中的人員，有效管理項目所需的各種資源和數據。

3.2 流程設計

在PDM 中以管理員身份登入，在流程管理模塊中定義一個代號為Porcess1的“自制件審批”流程，流程中包括結構設計、設計校對、設計審核、工藝設計、工藝審核、會簽、批準、設計修改、工藝修改等9個環節。該流程的結構如圖2所示。

圖2 審批流程

3.3 產品結構定義

以管理員身份登入PDM，在數據目錄－產品－機械產品中創建一個包括12個零部件的產品。產品的結構樹如圖3所示。

圖3 產品結構樹

設置甲用戶對A 產品的權限為瀏覽系統目錄、新建對象、瀏覽對象、刪除對象、下載對象、檢出對象、不升版檢出零件、直接檢入對象。設置A 產品的對象綁定為機械2D。在系統中查看產品的結構樹。

通過該環節了解產品零部件之間的層次關系和BOM 的結構，學會零件的操作權限控制。

3.4 設計數據提交與導入

在AUTOCAD 中創建一個命名為A 零件.dwg的圖紙文件，通過AUTOCAD 中的TiPDM 接口登入PDM 管理系統，選擇圖文檔類型為機械2D，選擇圖文檔提交信息為“數據目錄＼＼03產品＼＼機械產品＼＼XXX產品＼＼A 零件”提交到PDM。

在AUTOCAD 中創建一個命名為B1零件.dwg的圖紙文件，并將其保存到桌面。登入到PDM，選中數據目錄＼＼03產品＼＼機械產品＼＼XXX 產品＼＼B1 零件，通過“提起導入”把B1零件.dwg導入PDM 并與B1零件關聯。

通過該環節應使學生認識到在PDM 中零部件（Part）的概念是實物的一種抽象，通過它反映結構上的關系。零部件具體是如何設計的，應該如何制造等信息通過與之相關聯的技術資料來描述。

3.5 設計數據的審批

選中數據目錄＼＼03產品＼＼機械產品＼＼XXX 產品＼＼A 零件，通過“鼠標右鍵－檢入”檢入A 零件并創建審批過程。創建時指定流程模板為“自制件審批”，并制定審批任務的執行成員。為便于操作，這里指定執行成員都是sa。以sa身份登入到PDM 查看“我的審批任務”，并處理這些審批任務。

通過該環節了解圖紙－流程的關聯方法，以及了解圖紙的審批方法。

3.6 其他操作

產生一張XXX 產品報表，并生成一張Excel表格。檢出A 零件，創建新版本，進行A 零件版本比較。

4 實驗考核

評分環節在教學中具有重要地位，包括評分標準制定、評分標準解釋、執行評分標準等內容［14］。本實驗課對各個實驗環節分別打分。各實驗環節根據實驗項目逐一給分，實驗項目的分值如表3所示?？傮w得分分為優秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（＞60分）。

5 結束語

在珠三角地區已經有大量企業實施了產品數據管理系統。PDM 實驗有助于提高學生的工作技能。本文中用TiPDM 和SQL server 2005標準版，在電教教室中構建了一套產品數據管理實驗系統，設計了由用戶管理、流程設計、產品結構管理、數據提交與導入、數據審批和其他操作等6 個環節構成的PDM 實驗項目，提出了PDM 實驗的考核方案。

表3 實驗評分標準

PDM 是協同設計、敏捷制造、虛擬企業、網絡化制造等先進制造模式的使能技術和支撐系統。PDM 教學是“先進制造技術”中重要的教學環節。增加PDM實驗將能使學生加深對研發流程、數據管理、產品結構樹等概念的認識。

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［1］何濤，楊競，范云.先進制造技術［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［2］劉天湖，鄒湘軍，王紅軍.農業院校先進制造技術課程教學內容與模式探討［J］.中國電力教育，2009（3）：118－119.

［3］童秉樞，李建明.產品數據管理（PDM）技術［M］.北京：清華大學出版社，2000.

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［10］蔣瀚洋，李月軍，龐婭娟.SQL Server 2005數據庫管理與開發教程［M］.北京：人民郵政出版社，2009.

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