PDM开发与应用层次分析

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    PDM系统的开发与实施分为不同的层次，通常划分为静态数据管理、动态流程管理，或者图档管理、项目管理、流程管理等。这些划分一般是按照PDM系统的功能或者是否应用了工作流技术来支撑产品开发过程为标准。随着PDM系统开发的不断成熟、企业应用的不断深入，按照上述划分方法似乎很难判断出PDM软件是否适用、系统是否成功实施。经过对PDM软件的分析和企业实施状态的调研，本文试着按照是否提出了满足不同类型的产品设计方法为依据，来划分PDM开发与应用的不同层次。图1是产品设计时的一般业务逻辑图。

    现在对图1作简要说明：
    (1) 订单或者技术合同是设计的输入，一般包括产品型号、规格、主要技术参数与性能指标；如果是按照订单设计（Engineer To Order ，ETO）的产品，如量仪、船舶等，则需要更详尽的需求描述。
   
    (2) 如果定型产品能满足订单要求，则判断是否属于系列化产品；如果不属于系列化产品，则直接发布定型产品数据（已归档的技术资料、完整BOM等）；
   
    (3) 如果定型产品是系列化的，则根据产品型号、规则、主要技术参数等进行产品配置设计（选配），进而发布配置产品数据（已归档的技术资料、完整BOM、差异BOM等）。
   
    (4) 如果定型产品不能满足订单要求，则判断在已有产品基础上经过变型后能否满足。如果能，则从数据库（档案室）中调出已有产品，经过选配、变型设计后，发布变型产品数据（已归档的技术资料、新设计的图文档、完整BOM、差异BOM等）；
   
    (5) 如果已有产品即使变型也不能满足订单需求，则需要定制设计，进而发布定制产品数据（新设计的图文档、完整BOM等）。
   
    如果将PDM作为企业技术管理的平台，那么不同类型的产品设计方法需要应用到的PDM功能（标记“√”）大致如下表所示，（PDM功能描述引自GB/Z 18727－2002 《企业应用产品数据管理（PDM）实施规范》）。斜体字标记的功能是PDM基本服务，无论哪种设计方法均需要相应支撑。

    从上表可以看出，从定型产品管理、定制产品设计、产品配置设计到变型产品设计，PDM管理的难度依次增加。或许我的理解存在偏差，那么进一步分析PDM支撑各种设计方法的难点：
   
    (1) 定型产品管理的难点
    定型产品即成熟、标准的产品，可以根据客户订单直接按照产品技术资料安排生产的产品。通常PDM实施时从定型产品入手。PDM实施的核心在于技术管理的标准化（CAD制图标准、物料编码等）、产品数据的规范化。PDM管理的核心在于零部件、产品结构和图文档管理。PDM软件的核心在于产品数据的组织、CAD集成能力、数据应用的扩展性等方面。
   
    (2) 定制产品设计的难点
    定制产品即按客户需求设计的个性化产品，从大批量定制(Mass Customization，MC)的角度而言，是越少越好的产品。虽然定制产品设计与产品创新设计是完全不同的两个概念，但是对于PDM而言，管理的方法基本相似。定制产品设计的过程即项目管理的过程。如何应用CAD/CAE技术、知识库技术来支撑定制设计与创新设计，超出了本文的范畴。
    对于定制产品设计方法的支撑，PDM实施的核心在于产品开发过程的规范化，并且建立一套保证程序运行的制度。PDM管理的核心在于开发团队按照项目目标有序地分工与协作。PDM软件的核心在于项目结构的灵活组织、项目文档和数据的状态管理。
   
    (3) 产品配置设计的难点
    产品配置设计是提高产品通用化程度、快速响应客户需求的关键。产品配置设计的难点不在于实际的配置过程，而在于产品配置关系（模型）的建立。PDM实施的核心在于产品配置关系的分析、变量与规则的建立；并且当生成新产品实例时，按照规则维护产品配置原型。PDM管理的核心在于将手工很难有序管理的产品结构、零部件关系，按照一定的规则组织起来，从而提高产品通用化程度。PDM软件的核心在于提供简洁的操作界面与向导，支持用户分析、建立产品配置模型。
   
    (4) 变型产品设计的难点
    变型产品设计是最普遍的设计方法，小到一个零件几何尺寸的变化，大到一个部件的替换，都可以归属于变型设计。而如何有效地进行变型，并且应用PDM技术支撑，无疑是最复杂的。
   
    下面我们来看两个变型设计的例子：
    a. 某汽车发动机厂的变型设计方法

    发动机变型设计主要是在一个基型产品基础上，首先进行产品结构的配置，对基型产品结构进行增加、删除、替换、修改，对需要进行变型的零部件给出新的方案号或者标识需要进行新版本设计；然后对需要进行变型设计的新方案或新版本进行设计。
   
    发动机产品结构千变万化，并不存在固定的“基型产品”，每一个变型产品实例都可以是新的基型。为了生产组织的流畅与简单，变型产品并不出完整的BOM报表，而只出相对于基型产品的差异BOM（以增建物料的方式存在）。
   
    可以看出，发动机产品的变型设计方法具有很强的行业性。
   
    b. 某成套电气设备厂的变型设计方法

    成套电气设备变型设计主要分为三块：一次方案图、二次原理与接线图、机械部分，专业涉及机械、电气，CAD应用包括MCAD、ECAD。对于一次方案的管理，需要ECAD与数据库技术的紧密结合；对于机械结构配置，需要MCAD与数据库技术的紧密结合。为了快速生成物料需求计划，需要分多次发布电气元器件、机械零件数据。
   
    同样，成套电气设备的变型设计方法具有很强的行业性。
   
    从以上两个例子可以看出，不同行业、不同产品的变型设计方法各不相同。事实上，即便行业内的不同厂家，往往变型设计的方法也不相同。或许有的企业已经总结出了成功的设计方法，有的依然缺乏有效的设计手段。
   
    因此，对于变型设计方法的支撑，PDM实施的核心在于产品变型的归纳、分析，这是难点。PDM管理的核心在于提供一条完整的技术路线来支撑变型设计过程。PDM软件的核心在于提供成熟的行业解决方案。
   
    纵上所述，PDM开发与应用的层次表现在：通过PDM（包括CAD集成）系统的实施，是否解决了作为企业核心竞争力之一的产品设计方法问题。 如果没有，则无论是工作流也好、异地协同也好，都不能算“深入应用”。

来源：e-works