第九节 PDM软件的应用现状

 第九节 PDM软件的应用现状

7.9.1 PDM软件在我国的应用状况
　　从目前的发展形势看，PDM技术已经取得了显著的成效。这主要表现在以下几个方面：
　　1PDM的应用范围在扩大
　　制造企业一直是PDM的主要应用领域。现在，随着PDM技术的发展，其它一些部门像石油精炼、医药和电力等部门也开始对PDM感兴趣，此外还有医疗保健、法律服务、运输等部门也想引进PDM技术。这种用户的多样性会促使PDM技术更加成熟起来。
　　2PDM产品市场在迅速增长
　　制造企业，特别是一些大公司在PDM上的投资继续快速增长。据统计，1994年世界范围的PDM软件与服务的投资超过4亿美元，比1993年增长了近30％，预计今后5年的年增长率将接近35％。这样的增长速度是十分惊人的。PDM市场在国内同样也以呈现较好的势头。
　　3.应用PDM技术的国家和地区在扩大
　　早期应用PDM技术的企业大部分都在美国，但最近几年，在北美、欧洲、环太平洋地区，特别是日本和韩国以及其它许多国家，对PDM的投资都在不断增加，显示出PDM技术的应用呈现国际化趋向。一些先前从未实施这种技术的国家和地区，如印度、巴西、中东等也开始应用PDM技术，目前欧洲在PDM上的投资增长率最高，投资额数量已经与北美难分伯仲。1995年CIM数据公司对所有实施PDM的用户所作的情况调查表明，98％的用户宣称如果有机会的话，他们将追加PDM资金投入，扩大实施范围，提高技术层次。他们一致认为PDM的价值是积极的、值得的。EdMiller也认为，对一个企业来说，实施PDM已经不再是要与不要的问题，而是在什么时候实施的问题。 由于PDM技术的兴起和发展，已经产生并形成了一个相关的新产业，涌现出一大批软、硬件供应厂商，现在还有许多新的供应厂商在不断地进入这一领域。这些供应厂商按照他们的产品和服务对象进行分组，他们的产品有支持全企业的，有支持工作团体或部门的，有面向产品的，有面向文档的，有面向应用的，尽管欧洲有不少的供应厂商在陆续加入这一行列，但是主要的国际供应厂商仍在北美。
　　4.PDM系统朝着企业全局信息集成的方向发展
　　今天PDM技术所涉及的领域已经超出了设计、工程部门的范畴，逐步向生产、经营管理部门渗透，PDM不只是CAD和工程部门文档的管理者，而且是产品开发过程中生成的、管理和分配的全部信息的集成者。同样为了解决产品数据的来源，生产经营管理系统ERP也要向设计工程部门扩展。企业需要的是全局信息的集成系统，既包括设计、工艺部门的信息，又包括人、财、物、产、供、销部门的信息，企业各个职能部门都必须共享和访问与产品模型相关的信息，并且能够尽早和经常共享这些信息，只有这样企业才能生产出适销对路的产品，抓住稍纵即逝的机会，尽快打入市场。正因为如此，PDM和ERP系统互相靠拢，都朝着企业全局信息集成的方向发展。在完善自己的功能的同时，PDM系统不断开发与ERP信息交换的接口，例如美国EDS公司开发了自己的PDM产品IMAN与著名的ERP软件SAP的接口。而ERP供应商则采取收购PDM产品的方式试图构造一个完整的企业信息管理模式，如著名的ERP供应商BAAN公司收购了Nature公司的PDM产品。
　　5.国产的PDM产品已经起步
　　最近几年来，国内PDM系统的开发和应用方兴未艾。我国的PDM产品大多从面向文档管理和面向简单的工作流程管理入手，侧重于将现有的人工管理转变为计算机管理电子文档，并逐渐增加其功能，满足企业级产品数据管理的要求。目前很多国内公司都开发了自己的PDM产品。
　　虽然国外的PDM产品功能齐全，但由于价格高，国内的中小企业只能望洋兴叹，而国产的PDM符合国内企业的实际管理模式，价格也相对低廉，并且结合企业的实际提供全面、深入的技术支持和服务，这对中小企业来说是一种最合适的选择。国产PDM产品在国内PDM市场上已经有了一席之地，但大多是用在图档管理上，尽管在软件的功能、性能及稳定性方面与国外软件还有一定差距，但在符合企业需求、价格优势及技术支持等方面已明显地显示出了国产PDM系统的优势。（与国外的同类产品相比，国内的PDMS产品普遍存在功能不够完善、开放性不高等缺点。要想真正和国外产品竞争，必须在功能、稳定性、开放性和引入新思想、新技术等方面做进一步的努力）。目前，国产PDM产品的在企业中的应用主要包括以下几方面：
　　（1）企业产品数据的归档
　　长期以来，企业将产品数据分门别类地归档到文件服务器上，限于网络操作系统所提供的有限功能，归档工作只能由专人负责，随着信息技术的广泛应用，归档工作烦琐乏味，甚至不堪重负。
　　国产PDM产品提供了方便的产品数据归档方法，只要用户提供必要的工程信息，该产品的数据就可以有条不紊地进入应用服务器上的产品数据库中。
　　（2）企业使用统一编码
　　企业编码的实质是解决分类问题，产品零部件的有效分类恰恰是PDM技术要解决的主要问题，推行统一编码同时也是企业信息化的基础。然而，过去企业的编码标准表现在纸上，使用人员只能靠翻阅手册，有时还需要人工协调才能完成编码，因此企业推行使用统一的编码规则相当困难。
　　国产PDM产品提供了有效的编码管理和辅助生成工具。一方面，利用编码管理工具企业可以将编码规则定义到产品数据库中，以便使用人员随时在网络上查找浏览；另一方面，通过辅助生成工具，使用人员可以在单元应用软件中直接对生成的数据进行编码，保证编码的正确性。
　　（3）企业产品结构的管理
　　产品结构（ProductStructure）是跨越组织部门和经营阶段的核心概念，是PDM系统联接各个应用系统（如CAD／CAPP／CAM／MRPⅡ）的纽带与桥梁。传统的基于文件系统的管理方法，虽然可以按照产品结构进行归档，却无法使用。目前市场上流行的基于卡片式的档案管理系统，由于缺少产品结构这样的概念，只能按照线性模式进行数据组织。
　　国产PDM产品以产品结构为核心来组织工程数据，完全符合PDM系统的数据组织逻辑，企业的工程数据在明确的产品结构视图下层次关系清晰可见。同时，它还提供基于产品结构的查询、修改和数据组织工作，对企业产品数据的管理起到了“纲举目张”的作用。
　　（4）技术部门的过程管理
　　随着“甩图板工程”的深入，企业技术部门的绘图工作在计算机上完成以后，企业原来基于纸介质的工作驱动方式，在某种程度上阻碍了工程技术部门生产效率的提高。如何寻求一种适合企业的电子流程管理手段，成为企业需要进一步解决的问题，这也是PDM技术所要解决的关键技术。
　　目前大多数国产PDM产品提供了技术部门的工作流程管理模块，企业可以根据自己的情况来定制工作环节，利用了内嵌的浏览工具完成整个工作过程中的浏览与批注任务。
　　（5）企业产品数据的处理
　　制造企业的工艺设计、生产组织、物资供应、物流管理、对外协作等经营活动，都要使用基于产品结构的数据信息，其表现形式为企业现行的各种表格，这些造表工作复杂、烦琐，并且容易出错。
　　大多数国产PDM产品都提供了交互式自定义表格工具，可以生成任意复杂的企业表格，并且具有多种统计、汇总与展开方式等功能。
　　（6）工程和生产领域集成
　　国内企业计算机应用一般是以部门为单位发展应用起来的，企业的工程设计部门和生产销售部门常常是两套系统（CAX和MRPⅡ）。工程技术部门产生的电子数据若被生产部门使用，通常还存在二次输入问题，这个非增值过程中的失误将导致严重的产品配套问题。
　　（7）企业工程信息的提取
　　随着“甩图板工程”的不断深入，CAD软件（二维、三维）成为企业进行产品定义的主要工具。CAD文件中所包含的工程信息如何进入PDMS，是提高设计生产率的关键环节之一。
　　7.9.2国内外相关领域研究状况
　　由于产品数据管理蕴含着巨大的潜在效益，受到许多国家和组织的重视，纷纷投资进行相关领域研究，并推广实施。有的是系统研究，有的是分项研究。
　　1.DICE计划 DICE(DRAPAInitiativeinCE)计划是美国国防部先进研究计划局(DRAPA)投资近1100万美元，通用电气公司的飞机发动机部门作为主要承接单位，并有西弗吉尼亚大学等多所大学参与的对并行工程进行较为全面和系统研究和实施的重大计划。 DICE计划研究一个虽然用集中数据库存储全部设计，但各agent有自己本地数据库的分布式并行设计环境。它注重解决异构环境下数据共享的问题，通信机制用黑板(blackboards)。DICE计划认为当今的多功能数据是用专有格式和不同的表达法收集的，因此它只关注怎样最好地在设计组间共享产品信息。 DICE计划虽然没有明确提出产品数据管理的概念，也没有意识到以产品数据为中心可以给出产品的一个完整的视图，以解决设计中存在的问题，但它的PPO模型和畅通的信息交流渠道为提高设计效率和加快开发周期提供了必要的基础，DICE对STEP标准重视不够。
　　2.CONSENS计划 欧洲研究计划ESPRITEP6896CONSENS（Concurrent/SimultaneousEngineeringSystem）是由西门子的Fraunhofer技术研究所与德国航空公司及AEG合作研究开发的不同厂家的软件之间进行数据交互的软件环境，其中主要内容是PIA（ProductInformationArchive），该系统具有以下特色：
　　·用框架集成了平行的工作组间信息流，便于相互之间的交互；
　　·建立了内部数据模型，并建立工具集成描述语言TIDL（ToolIntegrationDescriptionLanguage），用于指导相关的数据库建模。 该系统借鉴了STEP建模方式进行了系统建模，但并没有规定产品数据表达用STEP标准；该系统极为重视不同的CAE工具间的信息交流并设计了相互之间的接口，但并未就此给出彻底的解决方案；另外，从其它的欧洲研究计划如ESPRIT计划6041MARITIME（ModelingAndReuseofInformationoverTIME）可以看出他们仅把产品数据管理看做未来的解决方案。
　　3.关于PDMschema的研究情况 ISO-10303/wg3正在讨论制定PDMschema，目前着重在讨论覆盖全生命周期产品的概念与结构的概念，初步认为PDMschema所覆盖的产品模型包括AP214、AP232、AP206等协议。 PDMschema由ProSTEP和PDES公司合作开发，目的是要在产品数据管理领域提高STEP应用协议AP之间的互操作性。目前发展情况，PDMschemav1.0只涉及AP214和AP203的Entity，即把所涉及的Entity全部分组，进行命名和定义的归纳统一，有许多分组需要进一步讨论，有些分组仅仅提出名称来还没有解决。
　　4.关于OMG的PDMenablers研究情况 OMG在1996年为了建立基于OMG的OMA（ObjectManagementArchitecture）上的PDMenablers向PDM开发商提出了需求征询RFP(RequestForProposal)，目的是要建立CORBA之上的可互操作的PDM统一操作接口。根据OMG的资料已有包括DEC、富士通、IBM、Metaphase等六家厂商提出了他们的建议，但他们不保证在他们建议在他们的产品中实施。OMG寻求建立由PDM提供服务的标准接口，适用于ORB(ObjectRequestBroker)的这些接口将提供所需要的标准以支持分布式产品数据管理环境及对不同的PDM系统提供标准接口。对OMG给出的八个需求，六厂家共给出12个接口描述，该方案的系统研究正在进行中。
　　5.国家863/CIMS关键技术攻关项目 1995年，国家科委从战略的角度将并行工程列为CIMS的进一步发展方向，设立了关键技术攻关项目，对并行工程的方法和技术进行系统化的研究，开发与应用（国科高字[1995]049号）。该项目由清华大学，航天工业总公司第二研究院，北京航空航天大学，华中理工大学和上海交通大学共同承担协作完成。其研究目标为：改进某结构件开发过程，建立相应的多功能产品开发队伍，利用并行工程的方法和技术缩短产品开发周期30%-40%，降低废品率50%，同时降低产品成本，提高产品质量。解决一批关键技术的研究、开发、验证和应用工作。为我国企业97年之后实施并行工程提供参考模式，减少风险，培养人才队伍。 该并行工程环境中工程分系统是用以提供产品并行设计的辅助工具，支持产品的设计过程。工程设计分系统以CIMS信息集成和CAE/CAD/CAPP/CAM为基础，扩展面向装配的设计(DFA)和面向制造的设计(DFM)功能，实现基于产品数据管理系统(PDM)的并行设计和产品生命周期的数据定义。 虽然其中的产品数据管理系统为把PDM概念引入我国做出了贡献，但在这个项目中仅进行了应用研究。
　　6.有关的局部领域的研究状况 有许多文献虽未就产品数据管理系统全面研究，但就相关问题的研究也有一定的深度，很有借鉴意义。Krishnamurthy等人提出了一种支持多专业领域协同设计的数据管理模型，并给出了版本、装配、配置三级框架，他们对版本处理也有一定特色。Westfechtel提出一种将产品和过程结合起来的管理方法，基本方法是将产品或零件看做对象，不同时间产生的文档作为相应的版本，组合各专业领域的版本构成版本组与对象对应，这样构成的网映射成一个过程网，并进一步把它缩为工作流，Westfechtel强调只管理不控制工作流。Peltonen等人认为由于对基本概念的不同理解，导致出现各种各样的PDMS，因此应当首先从文档、版本、生命周期这些基本概念入手进行研究，但他们基本上局限于CAD领域。Pohl等人提出在交叉专业领域之间可跟踪性问题，以解决不一致性和冲突，加强协同工作。O’Donnell等人认为现代CAD系统以一个较低的抽象层次(与许多设计工作及人类通信相比)表达产品信息，他们认为产品结构非常重要，并提出了产品结构方法学。Cleetus认为传统的产品结构树必须改进才能适应当前的发展，在part-of关系的基础上还应增加perspective-of和dependent-on关系。Teeuw等人的文章谈到一些项目研究PDI(ProductDataInterchange)，强调产品数据交换的重要性，并关注STEP标准的应用。Gu等人认为企业应当在产品生命周期的任一阶段都要共享一个共同的产品模型，并描述了一个基于STEP的通用产品模型，它不按任何AP协议，直接使用了STEP的集成资源。Yoshikawa认为成功实施CIM应当关注人的因素。
　　采用先进的CAD／PDM技术，是提高产品竞争力的必由之路。在美国，近50％的企业已采用了PDM技术，而对于拥有百万企业的中国来说，随着信息化进程的推进，越来越多的企业将意识到采用PDM技术来存取和管理生产的重要性，预计在今后五年内，我国将有相当比例的企业会使用PDM技术。可见，PDM技术在我国企业中有着非常广阔的应用前景。