产品数据管理(PDM)概述
摘要： 产品数据管理（ PDM ）是在 20 世纪 90 年代初才开始在国际市场上形成软件产品的一种新技术， PDM 的产生是针对信息化过程中存在问题提出的解决方法。 本文阐述了 PDM 的基本概念及体系结构， PDM 软件的主要功能包括电子仓库与文档管理、产品配置管理、工作流程管理、分类与检索以及项目管理等方面。最后介绍了一个 PDM 应用实例及其 PDM 的发展趋势。
随着企业 CAD 技术应用的不断深化和拓宽，有效地管理好产品信息变得日益重要和迫切。产品数据管理（ PDM ）是在 CAD,CAPP,CAM 和数据库技术的推广应用中而发展起来的企业产品信息集成管理新技术，是企业建立并行产品开发协作环境的技术基础。
一． 产品数据管理产生的背景
PDM 是在 CAD/CAM/CAE 和 EDM(Electronic Data Management) 的基础上逐步发展起来的，主要归因于国际上许多大型企业逐渐接受 PDM 并把它作为支持企业经营过程重组、并行工程和 ISO 9000 认证等的技术。 1984 年一些行业的领头羊如波音、休斯、奔驰、摩托罗拉等公司纷纷投入巨资实施 PDM，以此作为保持企业竞争力的主要手段。而今，随着 CAD/CAM 及 CIMS 技术的迅速发展和应用， PDM 变得越来越重要，成为当今最热门的技术之一。
PDM对我国企业尤为重要，而我国企业信息化过程中存在的主要问题是：
1． 信息共享程度低。
企业的计算机辅助工具是一些离散孤立的系统，产品数据存储于不同的计算机系统，由于支持的文件格式和应用环境的差异，无法在设计、工艺和
制造部门间有效地进行信息共享和传递。
2． 信息反馈慢。
传统技术文件是纸介质且管理手工化，因此设计部门无法及时收集工艺和制造部门反馈的新信息。
3. 产品开发方式陈旧。
长期以来 ，产品开发沿用传统的顺序工程方法，导致从设计到制造到设计修改的大 循环，劳动量大且开发周期长，难以满足激烈的市场竞争要求。
4. 设计重用度差。
对 CAD 、 CAM 、 CAE 数据沿用对纸质文件的管理方法，缺乏迅速有效地检索产品数据文件的手段，造成不必要的重复设计。
PDM 技术正是在这些不同层次需求的驱动下产生的一门新兴的数据管理技术，它把数据库的数据管理能力、网络的通信能力和其自身数据的控制能力
结合在一起，通过有效管理和控制所有与产品相关的信息，满足企业对信息管理较高层次的需求，从而能有效地解决上述问题。
二． PDM 的基本概念
PDM 技术早起目标是为解决大量工程图纸文档的管理，然后逐渐扩展到产品开发过程的三个领域中：
1. 设计图纸和电子文档管理；
2. 自动化工程更改单的管理；
3. 物料清单的管理。
下面列举两个知名学者和研究机构所提出的 PDM 的定义：
1. CIMdata 公司总裁 Ed Miller 在“ PDM Today ”一文中给出的定义：“ PDM 是管理所有与产品相关的信息（包括零件信息、配置、文档、 CAD
文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关的过程（包括过程定义和管理）的技术。”
2. Gartner Group 公司的 Dave Burdick 在所作的“ CIM 策略分析报告”一文中将 PDM 定义为 : ” PDM 是一种使能技术，它在企业范围内构筑
一个从产品策划到产品实现的并行协作环境（由供应、工程设计、制造、采购、销售与市场、客户构成）一个成熟的 PDM 系统可使所有参与创建、交
流、维护设计意图的人员，在整个生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据，包括图纸与数字化文档、 CAD 文件和产品结构等。 ”
三 . PDM 系统的体系结构
软件系统的体系结构是指软件的逻辑层次结构、内部各模块的组成和引用关系，以及软件的物理部署结构。目前大多数 PDM 系统都采用客户 / 服务
器模式或浏览器 / 服务器模式的分布式体系结构，使用关系数据库和文件系统进行数据文件的存储与管理，软件程序系统运行在分布于服务器和客户端的
操作系统、组件服务、 Web 服务程序之上，通过网络进行程序间通信和数据传递。
根据 PDM 系统中各 个组成模块由外向内的层次结构，可从逻辑上分为如下所示的五层结构。
界面层
功能层
工具层
对象层
支撑层
四． PDM 软件系统的功能
PDM 软件的主要功能包括电子仓库与文档管理、产品配置管理、工作流程管理、分类 与检索以及项目管理等方面。
1. 电子仓库
电子仓库是 PDM 核心模块，它保存了管理数据的数据以及指向描述产品的相关信息的物理数据和文件的指针，它为用户存取数据提供一种安
全的控制机制，并允许用户透明的访问权企业的产品信息，而不用考虑用户或数据的物理位置。这一模块的功能包括： 1. 文件的检入与检出； 2
. 按属性搜索机制； 3. 动态浏览 / 导航能力； 4. 分布式文件管理 / 分布式数据仓库； 5. 安全机制。
2. 工程文档管理
PDMS 管理的是产品整个生命周期中所包含的全部数据。这些数据包括：工程设计与分析数据、产品模型数据、产品图形数据、专家知识与推理
规则及产品的加工数据等。
3. 工作流程管理
工作流程管理设计到 Ronni Marshak 的 3R 问题，即路由（ Routes ）、规则（ Rules ）和角色（ Roles ）。路由定义了对象以及传送路
径，对象包括文档、形式、事件、部件和消息等。规则定义了信息如何路由和路由给谁，即工作流的下一步方向和如何处理异常情况。工作流程管
理的功能是实现对工作过程的建模、控制与协调。
4. 分类和检索
PDMS 需要管理大量的数据，为了较好的建立、使用和维护这些数据， PDMS 提供了快速方便的分类技术。它与面向对象技术相结合，将具有相
似特性的数据与过程分为一类，并赋予一定的属性和方法，使用户能够在分布式环境中高效的查询文档、数据、零件、标准元件、过程等对象。分
类功能是实现快速查询的支持技术之一。
PDMS 的检索功能是为最大程度的重新利用现有设计创建新的产品提供支持，只要功能包括： 1. 零件数据库接口； 2. 基于内容的而不是基于
分类的检索； 3. 构造数据电子仓库编码过滤器的功能。
5. 产品配置管理
产品配置管理以电子仓库为底层支持，以物料清单为组织核心，把定义最终产品的有关工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的
联系进行维护和管理。产品对象之间的联系不仅不包括产品、部件、组件、零件之间的多对多的装配联系，而且包括其它的相关数据，如制造数据
、成本数据、维护数据等。产品配置管理能够建立完善的 BOM 表，实现其版本控制，高效灵活的检索与查询最新的产品数据，实现数据的安全性
和完整性控制。
6. 项目管理
项目管理是建立在工作流程管理基础之上的一种管理。项目管理在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，进行项
目运行状态的监视，完成计划的反馈。
项目管理的主要功能包括：
1. 项目的创建、查询、审批、统计等功能；
2. 提供项目人员组织机构的定义和修改；
3. 在项目人员组织机构的基础上， 实现人员角色指派与对产品数据操作权限的规定。
7. 电子协作功能
电子协作主要实现人与 PDM 数据之间高速、实时的交互功能，包括设计审查时的在线操作、电子会议等较为理想的电子协作技术能够无缝的
与 PDMS 一起工作，允许交互访问 PDM 对象，采用 CORBA 或 OLE 消息的发布机制把 PDM 与图像紧密结合起来。
五． PDM 的发展趋势
参照国外主流的 PDM 产品及软件技术的最新研究成果，归纳出 PDM 系统具有如下的发展趋势：
（一） 构架在分布式计算环境上。
PDM 作为企业信息化的集成平台，要求能够集成不同应用平台下的应用系统，实现这个目标的技术手段是引入 CORBA 。目前，国外企业
级的 PDM 产品无一例外的采用了 CORBA 平台，希望能从根本上消除企业信息化过程中的“孤岛”现象。
（二） 基于 WEB 的客户端。
对跨地域分布的企业，需要提供能在浏览器上运行的 PDM 客户端，以便完成 PDM 的集成管理功能。基于 WEB 的客户端同时可以提高系
统的可维护性。
（三） 功能模块的独立性
典型的 PDM 产品如 IMAN 、 Sherpa WORKS 等，个功能模块既相互关联，又相互独立。功能模块的独立性体现了 CORBA 平台的优势，各
模块可以根据用户需求灵活的组合成不同的应用系统。
（四） 完备的应用工具集。
为方便用户的使用， PDM 需要提供大量的应用工具，如应用模型的建立工具、 CAD 系统接口、 CAD 系统浏览工具、二次开发接口等，
丰富 PDM 的功能。
（五） PDM 系统与 ERP 系统的集成。
PDM 与 ERP 系统在应用中的侧重点不同，但他们应是互为开放的系统，能够实现系统之间有效、可靠的集成。
（六） 与图形核心系统的集成。
企业引入 CAD 的目的不应是只为了“甩图版”，在产品数据模型之上，进行产品的外形设计、应力分析、强度分析、有限元分析、产品
预装备、生成 NC 代码等才是 CAD 应用的真正目的。
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