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1、目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 本论文的选题背景和意义11.2 国内外研究与应用现状21.3 本论文研究目的和主要内容52 PDM及其相关理论方法62.1 PDM的产生和相关基本概念62.2 PDM的体系结构72.3 PDM相关的关键技术103 某企业PDM系统的总体规划123.1 企业概况123.2 企业系统需求分析123.3 总体规划的目标和原则133.4 企业PDM的总体架构133.5 基于PDM的零部件分类管理系统需求分析143.6 零部件分类管理系统在PDM中作用和地位154 零部件分类编码技术的设计与实现164.1 信息分类编码164.1.1 信息分类编码164
2、.1.2 信息分类编码的意义164.1.3 编码结构164.1.4 信息编码的基本原则174.2 成组技术及其在产品设计中应用184.2.1 零件分组方法194.3 成组技术在产品设计中的应用214.3.1 成组零件设计与传统零件设计的区别224.3.2 零件标准化224.4 零部件编码的应用实现264.4.1 结构设计CAD（MCAD）产品设计264.4.2 电子设计自动化（EDA）产品设计275 基于WINDCHILL平台的系统集成的实现285.1 系统集成的目标295.2 零部件分类管理325.2.1 零部件分类325.2.2 器件信息的构成和定义335.2.3器件部件和文档的关联关系3
3、85.2.4 器件信息的存放405.2.5 器件的分类和检索管理425.3 EDA/MCAD/PDM的集成技术515.3.1 符号库/封装库建设515.3.2 三维模型库建设525.3.3 数据接口定义525.3.4 板级设计的EDA/MCAD/PDM集成596 总结与展望626.1 总结626.2 展望62致 谢63参考文献641 绪论1.1 本论文的选题背景和意义产品数据管理（Product Data Management，简称PDM） 是用来管理所有与产品相关信息（如零件、配置、文档、CAD 文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术，实质就是对企业的物质（
4、原材料等）、设备（加工机床等）、工具（刀具、量具等）、管理（生产管理等）等各方面的信息进行管理。而对这些信息进行分类、编码，使之适宜于计算机处理，便是 PDM 要解决的首要问题。所以编码系统是 PDM系统的基础。编码的优劣是 PDM 系统运行效率和企业能否接受 PDM 系统的关键性指标。在 PDM 中编码的作用主要体现在：（1）企业中的管理是以产品为中心的管理，产品的信息分布在企业内的各个职能管理部门，需要进行统一的产品编码标识。（2）产品过程如开发过程、制造过程及销售过程，是以人为主体的活动，采用统一的编码可以方便地了解生产过程的细节，提高管理的效率。（3）PDM 的基础是数据库技术，对信息
5、的统一编码可以方便数据的存储与提取。（4）PDM 也可以说是一种典型的群件，对产品信息的统一编码有利于各功能软件的集成和有效开发。企业的一切活动均是以产品为中心的，PDM 的管理也是围绕产品进行的。对产品进行规范化编码，使它便于 PDM 管理，是企业实施 PDM的先决条件。本课题是在研究信息分类编码基础之上进行产品零部件编码的研究和实践的。成组技术（Group Technology，简称GT）是在零件设计和制造中利用相似性原理对零件进行识别和分组的方法。采用成组技术进行产品信息的分类及编码，能将相似信息进行归类处理，使产品信息简化、标准化、要素化和条理化。PDM 系统中，GT 技术主要体现在信
6、息的编码管理和零件族管理，编码方案应根据企业的需求，与企业的产品紧密结合在一起，充分考虑企业产品的更新换代和生产过程中信息的表示，使编码简洁、实用，起到组织和协调企业内部生产的作用。编码系统不仅为 PDM 提供编码，而且其本身含有重要的生产信息，可以为企业的快速产品设计提供技术支持。结构化信息通过编码系统迅速检索，而设计图纸等非结构化信息则可用 PDM 浏览，二者互动形成良性循环。所以研究零部件编码有很强的实用价值。编码系统所建立起来的物料和零部件的资料最终将传递到电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称EDA）和结构计算机辅助设计（Mechitectur
7、e Computer Aided Design，简称MCAD）设计中，而设计就可以产生出正确的BOM数据，从而以一个编码信息贯穿了设计流程，保证了EDA和MCAD设计的数据源能够与物资系统一致，达到解决“信息孤岛”目的。1.2 国内外研究与应用现状PDM 是指企业内分布于各种系统和介质中，关于产品及产品数据信息和应用的集成与管理。产品数据管理集成了所有与产品相关的信息。企业的产品开发效益取决于有序和高效地设计、制造和发送产品。产品数据管理有助于达到这些目的。PDM 是依托 IT 技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品
8、。产品数据管理是帮助企业、工程师和其他有关人员管理数据并支持产品开发过程的有力工具。产品数据管理系统保存和提供产品设计、制造所需要的数据信息，并提供对产品维护的支持，即进行产品全生命周期的管理。一个成熟的 PDM 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相关的所有异构数据。一个能够满足企业各方面应用的 PDM 系统应具有的九大功能，包括文档管理、工作流与过程管理、产品结构和配置管理。查看和批注、扫描和图象服务、设计检索与零件库、项目管理、电子协作、工具和集成件功能。按照 SummitSourceConsulting 的VPSCii 指南所描述的,C
9、PSCii 是 PDM 的别名,它是由 Vault、Process、Structure 和 ConfigurationManagement/ChangeControl的缩写,其中的两个小写i代表 interface 和 integration。按照这种描述,PDM 有如下相关的术语定义:ElectronicVault 即电子数据库。Vault 最通常的应用是Vault 提供生成、存储、查寻、控制存取、恢复、编辑、电子检查和记录电子对象的历史及通用文件的能力。Process 或 ProcessControl 即过程或过程控制。它对任何工作流的形式进行过程控制、或在过程开始后的任务控制。它提供了路
10、线、驱动事件的动作,电子检查、历史、查寻、存取控制、恢复和对象的编辑。过程控制的基本能力是定义过程、调度和电子任务。Structure 即结构。如果用户具有存储和控制大量电子信息的能力,那么,维护不同信息段之间的关系是非常重要的。这一点对于某对象来说也是特别重要的。产品提供了连接一个对象到另一个对象的能力。这种对象是 VPSCii 结构部分描述的。结构允许生成、命名、导航和多级的编辑一对一的关系以及控制基于关系的对象。这种能力通常是通过一个或多个公司可制造的产品结构项实现的。ConfigurationManagement/ChangeControl 即配置管理/改变控制。除简单的关系之外,许多
11、公司采取由产品提供简单的结构能力来控制更完整的产品数据。这些公司要想控制配置和改变控制,他们必须做强有力的关系控制。配置管理/改变控制提供了生成、管理、导航和编辑一对一和一对多的关系。它们也提供利用关系信息查寻和存取控制的能力。Interface 即接口。毫无疑问,要成功地实施应用 PDM 系统,就需要改变企业的传统管理模式和传统文化,企业要作这些改变,就需要有新的信息组织方式。用户接口的应用,能够明显地减少由于这些改变和新的信息组织方式所造成的影响。Integration 即集成。集成是保持 VPSCii 的多个模块紧密地贴在一起,它也把相关的其它应用于 VPSCii 的工具紧密地贴在一起。
12、包括操作系统、服务平台、客户平台、DBMS、集成和开发工具以及附加的应用等。interface 和 integration 不是 PDM 本身的组成部分。但是,它们对 PDM 的推广应用是至关重要的。所以,一个好的 PDM 软件产品都包括了电子数据库、过程或过程控制、结构、配置管理/改变控制、接口和集成等几个部分组成。PDM 是一项不断发展的应用技术：PDM 是一个相对较新的概念，尽管类似的概念已经存在很长一段时间了，但真正可用的商业化 PDM 系统的出现还是 80年代初期的事。随着技术的飞速进步，用来定义 PDM 基本功能的术语也不断发展。PDM 进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态
13、的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是 PDM 系统有别于其它信息管理系统，如管理信息系统(MIS)、制造资源计划系统(MRPII)、项目管理系统(ProjectManagement)的关键所在。PDM 也是以整个企业作为整体,能跨越整个工程技术群体,是促使产品快速开发和业务过程快速变化的使能器。另外,它还能在分布式企业模式的网络上,与其它应用系统建立直接联系的重要工具。由上可知：所谓 PDM，并不只是一个技术模型，也不是一堆时髦的技术辞藻的堆砌，更不是简单的编写程序。它必须是一种可以实现的技术：必须是一种可以在不同行业、不同企业中实现的技术；必须是一种与企业文
14、化相结合的技术。因此，它与企业自身密切相关。以上信息表明 PDM 系统将产品技术和过程技术作为其两大主体支撑，从而充当了产品与过程集成的关键使能器。认清 PDM 的发展趋势，对于企业选好适合自己的 PDM 系统有着非常重要的作用。将来 PDM 技术开发的方向会集中在以下三个方面：电子商务和合作商务、虚拟产品开发和支持供应链管理。 电子商务下一代 PDM 系统能够提供这样的功能，即在网上就可以得到产品数据信息，为电子商务提供一个重要的基础。通过从产品及相关产品配置中选择参数，就可得到产品模型，这一领域的深入发展，将会使得网络完全能提供产品/服务选择、建议准备和订购过程。 虚拟产品开发管理VPDM
15、 是在虚拟设计、虚拟制造和虚拟产品开发环境中，通过一个可以即时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型，并行、协同地完成产品开发过程的设计、分析、制造和市场营销及服务。VPDM 集合了 Web、PDM、3D-CAD 和 DMU(电子样机技术)技术，使企业具有更好的产品革新能力。在概念设计期的高灵活、不可预测的环境下，它为数据的变化提供了很典型的管理框架。它还可以作为一个知识库和渠道，将不同阶段的产品信息转化成为连续的信息状态。 支持供应链管理随着网络技术的不断深入应用，PDM 系统作为标准的黑盒解决方案，以及较廉价的硬件、软件和网络技术，其利用率在不断提高。PDM 系统能够很容易地在虚拟企业中实施。在虚拟企业中，一个组织要与供应商、合作伙伴和其他人共同加入到供应链中，工程信息需要在虚拟企业内不断地交换。PDM 技术中各个系统间的通信和数据交换，使得产品开发形成了 OEM 合作“中心”，并能随时在整个供应链中得到产品信息。下一代 PDM 系统将是完整意义上的供应链管理系统，它将会提供下列功能：工程仓库/工程服务、工程合作。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。随着虚拟企业概念的提出，要求企业能够实
