淺議產品數據管理用于工程機械行業

吳木強

（廈門金龍聯合汽車工業有限公司，福建 廈門 361021）

隨著制造企業產品的升級與轉型，用戶對個性化的需求也提高了對企業產品的要求，企業生產模式也由傳統的大規模生產轉變為大規模定制，產品的個性化和生產的效率都顯著提高。一項新型產品的研發創新需基于產品的數據管理。因此，產品數據管理被越來越多的企業重視，工程機械行業也不例外。近幾年來，工程機械行業的信息化程度顯著提高，其相關企業采用系統管理軟件來進行產品數據管理，有效的提高了機械行業對新型產品的研發速率，并減少了研發成本，進一步加快了機械行業對新型產品的研發能力。

1 產品數據管理概述與現狀

產品數據管理（PDM）是一項一體化管理的技術，其管理的內容包括兩項：（1）管理產品的全部信息，如零配件信息、相關配置信息、文檔信息、CAD文件信息、產品構造信息以及應用權限信息等。（2）產品全過程，如過程定義和過程管理等。通過落實產品數據管理后，有利于提升企業產品的生產效率以及保障產品的安全生產周期。同時，通過提高相關資料數據（如圖紙、文檔等）的利用率，將生產流程規范化，提升企業整體的管理水平。產品數據管理是否合理有效直接影響到機械行業的正常發展，對提升企業市場競爭力有著關鍵性的作用。

產品數據管理始于上世紀70年代，隨著計算機輔助設計和輔助制造的出現，CAD和CAM等新技術逐漸出現在機械行業的產品設計與生產過程中。隨著新技術的出現，機械行業的市場競爭力也不斷加大。然而，雖然現有的計算機輔助技術已被熟練掌握，但由于信息數據的過于分散，致使產品數據被存放于企業的信息檔案室內，無法實現產品數據的資源共享。產品數據管理存在的問題如下。

CAD圖紙文檔與數據的保存較為分散，設計人員之間的信息無法實現共享，使在設計過程中圖紙資料查詢難度較大。此外，數據的統一性較差，資料的安全管理難度較大，產品的研發數據的管理模式為人工管理，由于研發數據的手動更改方式，嚴重影響到了技術資料的準確性，加大了統一管理的難度。

設計過程和變更文件的審批與更改全程采用手工的方式，紙質文件流轉的方式存在耗時長和易遺漏等問題，在一定程度上增加了審批與更改的時間，并降低了審批更改的規范性與準確性。產品設計的相關技術資料主要由主管設計人員負責，產品管理集成平臺的缺失，致使相關技術文件的查詢難度加大，新型產品的研發難度增大。

新型產品的研發設計過程中，項目實施進度的安排全憑個人經驗，粗放型的項目管理組織，使得項目實施進度控制難度加大，極易出現等工和怠工的現象。在設計過程中，一旦計劃產生更改，則無法在第一時間通知相關設計人員以及更換所需的研發資源，繼而影響產品研發的計劃進度。

利用人工通過紙質或重復輸入的方式來進行生產系統與采購供應系統資料的查詢與錄入，使信息傳遞的效率低下，數據的同步性交差，其對應的準確率和可靠性也難以掌控，使得產品數據管理效率低下。

2 產品數據管理系統的結構框架

產品數據管理系統具備軟件集成管理的作用，能有機集成企業的各類軟件，其結構框架如圖1所示。產品數據管理和其他軟件間的雙向操作，需向上集成設計工具MDS（二維圖樣設計）和Pro/E（三維、二維設計）和向下集成ERP/MES系統。產品數據管理系統中數據的傳送路徑為：首先由Pro/E軟件中的數據經接口傳至PDM系統，然后數據經簽審到批準點后，再通過PDM和ERP的接口傳至ERP系統中，繼而確保數據的穩定運行。

圖1 PDM系統的機構框架圖

3 產品數據管理系統在工程機械的應用

現階段，產品數據管理系統的使用在工程機械中已較為普遍，通常為企業統一建立標準件庫和外購件庫，各分子公司具備獨立的產品庫、通用件庫和與其他公司能共享的外購件庫，通過此類結構設置來提高生產效率，并且不會出現一碼多物的現象。

產品數據管理系統的工作流程：（1）產品數據生命周期。產品生命周期即產品從產生到報廢的全程，其主要包括：①產品數據的各種狀態，如設計狀態、校對狀態、審批狀態、下發狀態、生產狀態、變更狀態和廢棄狀態等。②各狀態之間的序列關系。（2）任務。任務是將活動實例化，即活動實例的輸入對象，等待活動實例來處理。（3）過程即數據對象在產品生命周期中進行狀態轉換的過程中對應的操作或處理的規則集合。過程是工作流程構建中的一項基本單元。

3.1 用戶管理

產品數據管理系統的用戶通常具備特定的角色，在登陸系統時，需利用自身角色與系統對應的權限等級，用以安全管理數據庫中的資料信息。其主要作用為管理角色、增加或刪減部門和用戶以及查詢部門和用戶。

3.2 文檔管理

文檔是產品數據管理系統中的重要基礎構件。在產品的研發全程中，企業對文檔管理設定了產品生命周期管理，產品開發過程中所含的所有技術文件，狀態顯示為已發布的標記為綠色，狀態為已入系統尚未發布的標記為黃色，狀態為未入系統的標記為紅色。文檔管理的作用主要為文檔的配置、文檔的創建與屬性的設定、文檔的存儲與入庫、文檔的修改以及文檔的查閱。

3.3 產品結構管理

產品數據管理系統是采用樹狀結構的形式來呈現出產品零部件之間的層次關系，不同層次的裝配關系匹配不同層次的物料清單（BOM）。產品結構樹主要由四部分組成，分別為圖紙模型數據、技術文件、工藝文件和工裝文件。對用戶而言，產品結構樹所起的主要作用為自動生成單層BOM與多層BOM，以及調整BOM的結構順序。

3.4 數據管理

產品數據管理系統中的數據管理是根據產品大類來進行的，各個產品大類下存在的產品類型各不相同，產品類型所對應的產品型號也各不相同，根據生產要求對相關產品數據進行分類管理。技術人員利用系統軟件快速搜索、高級搜索或分類搜索來獲取產品信息，提高現有設計資料的利用率，加快產品的研發效率，降低研發成本。產品數據的狀態可分為七類，分別為：可視化、工作中、提交審閱、審閱中、重新工作、已發布和作廢。產品管理人員或者主管可通過對數據狀態的及時了解來監督產品的生產進度。

3.5 變更管理

產品研發結束后，其相應的數據在試驗或者生產過程中，會由于產品設計的更改，為滿足生產工藝、生產過程的需求以及客戶的臨時要求而發生更改，更改的對象可能是單個產品，也可能是一系列的產品。一旦產品發生變更，技術人員需在產品數據管理中完成整個變更過程。工程變更的流程由四部分組成，分別為工程變更問題的提出、工程變更申請、工程變更執行以及工程變更的影響。工程變更的開展還需繼續更改發現的問題、更改落實和更改告知，為工程變更的開展提供可靠的保障。工程更改的方式由以往先審批更改通知單再更改轉變為只需對驗證更改方案，在更改通過的過程中需統計產品數量和實施日期。此外，更改通知單和圖紙需同時審批，確保流程的合理性和規范性。

3.6 權限管理

權限管理也可稱為角色管理。如，對圖紙審批過程中涉及的校對、審核、工藝、標準化和批準的權限管理方式可采用設置不同角色或者利用后臺配置來進行控制。

4 產品數據管理系統實施的建議

首先，產品數據管理系統的實施在前期需對產品生產所需的物料進行合理的編碼，對生產中所涉及的標準件、外購件和通用件采用一對一的編碼方式，避免出現一碼多物或一物多碼的現象。同構構建統一的文檔模型來為后臺配置的設置提供便利。其次，產品數據管理系統在施行過程中的試驗產品應選用主打產品，將技術人員的開發全流程錄入產品數據管理系統的研發環境中。經產品試驗后及時發現和處理存在的問題，進一步完善產品。

5 結語

產品數據管理系統的建立對于工程機械行業的正常發展起到了關鍵性的作用。為提高企業的市場競爭力，維護企業的正常運行狀態，產品的研發與創新變得尤為重要。產品數據管理系統的建立能有效的將產品信息進行整合，實現產品信息與資源的共享，在產品研發過程中，為技術人員提供便捷可靠的資料信息，提高企業對新型產品的研發效率，降低研發成本，推進工程機械行業的發展。