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高中压开关设备企业PDM系统设计与软件集成
2016-10-10 16:10:24  作者:高国芳  来源:互联网
  •   当今的PDM技术已从单一产品图档数据管理向产品开发过程的项目管理、业务流程优化、配置管理、文档管理、变更管理、知识管理、质量和目标成本管理、供应链管理以及客户关系管理等整个产品生命周期的全过程管 ...

  当今的PDM技术已从单一产品图档数据管理向产品开发过程的项目管理、业务流程优化、配置管理、文档管理、变更管理、知识管理、质量和目标成本管理、供应链管理以及客户关系管理等整个产品生命周期的全过程管理发展,在更大范围、更深层次上进行产品创新开发的支持与业务管理,可以说PDM是满足现代企业网络化协同设计,制造,供应,销售及售后服务的技术管理系统,它正在成为国际上各大制造企业在产品数据管理方面努力实现的目标。

  1 系统需求和总体结构

  高中压开关设备企业是按客户订单进行设计和生产的单件小批量制造型企业,用户个性化需求较多,产品交货期短,设计变化频繁,为保证订单的快速响应,标准产品设计、工程产品设计和产品工艺设计是以协同工作为主。高中压开关设备企业的PDM系统要通过对产品设计数据(包括二维AutoCAD,三维Pro/E产品设计数据)管理,形成通畅的从设计到工艺,再到ERP系统的数据流通道。

  PDM是企业技术业务及数据管理的平台,为了企业各部门能高效地访问数据对象,PDM统采用了基于三层架构模式(客户端、应用服务器、数据服务器),支持对象分布式存储,通过应用服务器进行网络负载均衡。

  2 系统功能设计

  根据高中压开关设备企业产品数据管理的特点与需求,PDM系统设计了五大主要功能,分别是:零部件管理功能、产品配置管理功能、工作流管理功能、变更管理功能和项目管理功能。

  2.1 零部件管理

  零部件是描述企业产品的基本元素,PDM系统是通过对零部件的管理将企业的产品数据管理起来。零部件管理不是单一地将零部件图样数据进行管理,还将与该零部件相关的其他零部件图样、文档及项目等数据进行关联,实现零部件信息管理的完整性。在零部件寿命周期内,可能要进行多次变更,在变更的过程中,将产生不同的版本。零部件版本信息不同于图样的信息,图样通常只描述零部件设计相关信息,对零部件其他信息的变更不能记录和描述,PDM系统通过对零部件版本的管理将零部件设计信息之外的其他信息变更记录下来,从而实现零部件寿命周期内的全信息管理。

  2.2 产品配置管理

  产品配置管理是标准产品和配置参数(配置参数由变量、条件、特征、待选项和方案等模块组成)相结合构建的应用管理平台,主要为工程设计提供快速、准确的产品标准BOM及工程选配参数。产品配置方式是基于产品总装和总装下级进行选配。产品配置管理包括配置变量管理、配置条件管理、配置特征管理及配置待选项管理。

  2.3 工作流程管理

  PDM系统的工作流程管理是在产品设计审批过程中,将审批对象(包括零部件的BOM信息,图样和文档等电子数据对象)自动分发给相关审批管理人员。每一次审批通过后,对象的状态标志改变一次。直到审批工作到达发放阶段,数据对象将被冻结,不能被任何人员修改,成为被批准的有效资料。根据企业产品资料发放标准,通过审批的数据会自动发放到相关生产单位,同时系统会自动记录发放的相关单位。

  2.4 变更管理

  变更管理就是PDM系统自动记录零部件相关的系统数据在每一个生命周期状态、版本和配置下的特定形态的快照,并提供回溯和查询的功能。通过PDM查询零部件的图样、文档时,查询结果会显示当前有效的版本,当查看这些数据的细节资料时,可以看到在生命周期内所有发生过的历史版本。通过PDM的这种技术状态控制既可以保证所有技术状态皆可回溯,又可以保证利用技术资料的人不会使用到无效的技术状态,从而实现产品寿命周期内的变更管理。

  2.5 项目管理

  项目管理在PDM系统中将实现以下四个功能:

  (1)项目计划。通过系统提供WBS架构进行项目任务的分解,也可以选择事先已经优化的标准项目流程模板快速完成项目任务的建立,并通过流程图确定项目任务的先后次序,设定每一任务过程的工作内容及所要提交的工作结果,指定每一任务的参与人员(可以是指定的人员、角色或部门),完成整个项目计划的制订。

  (2)项目执行。通知相关的执行人员,对过程的工作结果进行管理,项目相关人员对任务进行响应,可在任务中嵌套工程更改管理流程、子流程,任务完成后自动转至下一任务。

  (3)项目监控。项目的管理者可通过网络流程图和甘特图等工具实时监控项目的进展情况,以便及时按需进行计划和任务的调整。

  (4)项目审批与更改管理。在最初项目的启动阶段,项目的整体计划是概要性和不精确的,但随着项目的进展,项目的整体计划逐渐精确和详细。PDM系统通过建立项目基线管理不同阶段项目的整体计划。通过PDM提供的项目变更控制功能和项目变更控制流程,项目管理者可将所有批准的变更反映在项目计划中,并保持这些变更的可追溯性,维护执行情况测量基准计划的完整性。

  3 系统集成关键技术及实现

  3.1 PDM与Pro/E系统的集成

  PDM与Pro/E是采用互操作级系统集成,互操作级系统集成是在各自系统平台定制专门的菜单,来完成对外系统数据的读取和写入操作。PDM与Pro/E的集成主要是PDM系统提取在Pro/E环境中进行的产品设计数据信息,并对三维模型文件和其他文件如电子化二维工程图样等文档进行管理,形成产品BOM和产品数据结构。

  1)在Pro/E中要有统一的界面来填写产品零部件信息。对于一些公用数据,如表面处理、热处理、零部件加工材料要由PDM系统统一管理,产品设计人员在产品设计过程中,在Pro/E环境中从PDM系统基础库中选择需要的数据信息。

  2)Pro/E设计环境统一管理。只有对Pro/E设计环境进行统一管理,即订制规范的Pro/E系统配置文件、模型文件参数化模板、电子化二维工程图模板,这样各产品设计数据信息才能统一,以保证PDM系统能够准确的提取出产品数据信息。

  3)Pro/E模型文件的检入及产品设计数据的获取。Pro/E模型文件检入时,为了保证检入到PDM系统中的产品零部件数据完整、准确,并与模型文件及相关文件准确关联,Pro/E模型文件及产品设计数据在成功检入之前,要有检入前对错误数据项预检的功能,以便提前对一些不规范的数据项进行检查,只有预检通过后,PDM系统才能提取Pro/E模型文件中的产品设计数据信息,形成产品BOM。

  3.2 PDM与ERP系统的集成

  PDM与ERP系统的集成是根据企业各业务过程之间的联系,进行设计与生产制造之间的数据交换,进而进行PDM与ERP系统之间的数据交换。主要有以下几方面的集成内容。

  (1)物料主数据。绝大部分制造企业,无论是设计还是生产,均是以产品及零部件信息为核心的,因此两个业务过程之间关键的公用信息是准确描述产品及零部件信息的物料主数据。而物料主数据中最重要的信息物料编码的数据交换,这是整个系统之间集成的核心。

  (2)产品结构集成。产品结构(BOM)的作用是描述产品的构成,ERP的产品结构直接面向生产,因此,也可以称为制造BOM,而PDM的产品结构主要面向产品的设计开发管理,因此也可以称为设计BOM或标准BOM。设计BOM与制造BOM是有区别的,主要体现在以下几方面:①设计BOM中没有原材料层,原材料用量是在CAPP的材料消耗定额中体现的,而制造BOM要求从产品到部件、组件、零件直至原材料的全部构成关系。②设计BOM与制造BOM在结构层次多少上不同,一般设计的层次较多,主要是由设计人员的图样表述决定的。而制造BOM要求和生产物料出入库,实际加工或装配过程相适应。③产品配置的处理方式存在差异,设计BOM中包含工程选项件,这需在工程配置时确定而产生制造BOM。

  基于上述情况,PDM与ERP的集成原则主要是以ERP的需求为主,工程设计根据销售合同订单要求,对设计BOM进行工程选项配置与明细配置后,产生制造BOM后再传递给ERP,并结合零件各种属性,形成ERP的制造BOM。

  (3)工艺路线。产品的加工路线,它描述了需要加工零件的各道工序、加工中心、零件的加工系统等,其主要用于物料管理或成本控制。工艺路线传递最新版本数据;工艺路线中的工序按照唯一编码确定传递规则;工艺数据以零部件为最小发布单元。

  4 结束语

  PDM系统作为计算机辅助开发系统的主干系统,从产品来看,可以帮助组织产品设计,完善产品结构修改,跟踪进展中的设计概念,及时方便地找出存档数据以及相关产品信息,并确保这些信息的技术状态的准确性。从过程来看,PDM系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。PDM系统的实施以及与其他软件的集成,是PDM系统能否成功实施、启用的关键,企业应关注实际需求,并从企业的管理实践出发,提出关键技术理论方案及在软件中的技术实现方法,全方位实现产品数据的管理和配置,为企业创造良好的数字化管理平台。



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