提高產(chǎn)品競爭力靠什么?
熊光楞 范文慧 葛正宇
產(chǎn)品數據管理是實(shí)現企業(yè)信息集成和過(guò)程集成的重要使能技術(shù)，是支持經(jīng)營(yíng)過(guò)程重組、并行工程、ISO9000質(zhì)量認證的關(guān)鍵技術(shù)，也是推動(dòng)當前企業(yè)改革和提高自身競爭力的必備手段。
什么是PDM？
對于制造企業(yè)而言，CAx/DFx等技術(shù)的應用在促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了新的挑戰。目前，雖然CAx/DFx中各單元的計算機輔助技術(shù)已經(jīng)成熟，但它們都自成體系，彼此之間缺少有效的信息共享和利用，形成了所謂的“信息孤島”。在這種情況下，實(shí)現信息的有序管理便成為企業(yè)在未來(lái)競爭中保持領(lǐng)先的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品數據管理（PDM）正是在這一背景下應運而生的一項新的管理思想和技術(shù)。
PDM是工程數據管理（EDM）、文檔管理（DM）、產(chǎn)品信息管理（PIM）、技術(shù)數據管理（TDM）、技術(shù)信息管理（TIM）、圖像管理（IM）以及其他產(chǎn)品定義信息管理的集成管理框架技術(shù)。1995年2月，CIMdata公司總裁EdMiller曾對PDM做了如下定義:PDM技術(shù)是一項用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程的技術(shù)。“所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息”包括：零部件信息、產(chǎn)品結構、結構配置、文件、CAD文檔、掃描圖像、審批信息等；“所有與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程”包括生命周期、工作流程、審批/發(fā)放、工程更改等過(guò)程的定義與監控。
產(chǎn)品數據管理中的數據包括所有與產(chǎn)品有關(guān)的數據和用來(lái)設計、生產(chǎn)、支持產(chǎn)品的過(guò)程。這些數據很難管理，其中的原因在于：數據量很大，并且每天都在產(chǎn)生；數據一般存儲在多種介質(zhì)上，如紙張、磁盤(pán)等，并且這些數據要被不同部門(mén)的不同人使用，同時(shí)它們又常常分布在不同的地點(diǎn)，呈現不同的狀態(tài)，用于不同的計算機中；這些數據的定義不同，它們經(jīng)常存在多種版本，并有多重關(guān)系和語(yǔ)義，其維護可能需要幾十年的時(shí)間。工作流程是創(chuàng )建或使用數據的活動(dòng)，這些活動(dòng)可能在企業(yè)內部完成，也可能在企業(yè)外部完成。數據與工作流程之間有著(zhù)緊密的聯(lián)系，工作流程的每一步都要使用數據，數據的個(gè)體項目和集合常常被用在許多工作流程的步驟中。數據與工作流程是融合在一起的，如果將兩者分開(kāi)處理是無(wú)效的，也是不可行的。
PDM技術(shù)的核心在于，能夠使所有與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項目相關(guān)的人在整個(gè)信息生命周期中自由共享與產(chǎn)品相關(guān)的異構數據。PDM可看做是一個(gè)企業(yè)信息的集成框架（Framework），各種應用程序，諸如CAD/CAM/CAE/EDA/OA/CAPP/MRP等將通過(guò)各種各樣的方式如應用接口、開(kāi)發(fā)（封裝），直接作為一個(gè)個(gè)對象（object）被集成進(jìn)來(lái)，使分布在企業(yè)各個(gè)地方、在各個(gè)應用中使用（運行）的所有產(chǎn)品數據得以高度集成、協(xié)調、共享，所有產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程得以高度優(yōu)化或重組。
PDM的工作流程管理并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作流程控制系統，工作流程只是PDM的一個(gè)驅動(dòng)模塊。PDM也不是簡(jiǎn)單的零組件分類(lèi)工具，但這個(gè)功能對PDM使用者是非常重要的。PDM系統必須能管理產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中所有的相關(guān)信息，包括文本檔案、圖形檔案、數據庫記錄等。它是可以用來(lái)改善在設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、售后服務(wù)過(guò)程中所有人與流程效率的一組軟件工具。PDM系統必須能集成使用者所需要的各種應用軟件，還可以定義、管理企業(yè)的各種流程，是將流程、應用以及信息集成與管理的一種軟件。PDM系統除了管理上的功能之外，還能夠提高資料交換的效益。
發(fā)展歷程：從“附屬”到“獨立”
PDM技術(shù)在20世紀90年代得到了迅猛的發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程可以分為以下三個(gè)階段：
1．附屬于CAD的圖檔管理系統（初級PDM系統）
20世紀80年代，CAD已經(jīng)在企業(yè)中得到了廣泛的應用，它把設計人員從煩瑣的手工繪圖中解放出來(lái)，提高了工作效率，從而能利用更多的時(shí)間去從事創(chuàng )造性的工作。但應用CAD系統的同時(shí)生成了大量的電子圖檔，由此而產(chǎn)生了電子文檔保存、版本管理、安全保密等一系列問(wèn)題，而這些問(wèn)題又是傳統的文件管理系統不能有效解決的。因此，到80年代中期，隨著(zhù)CAD系統的迅速推廣和應用，第一代PDM系統，即初級PDM系統便應運而生了。初級PDM系統一般附屬于CAD系統。
初級PDM系統是工程數據管理(EDM)、文檔管理(DM)、產(chǎn)品信息管理(PIM)、技術(shù)數據管理(TDM)、技術(shù)信息管理(TIM)、圖像管理(IM)以及其他產(chǎn)品定義信息管理的單點(diǎn)技術(shù)，它不具有信息集成的能力。在這個(gè)階段，企業(yè)很少利用電子手段與客戶(hù)和供應商進(jìn)行數據交換，而是使用手工管理傳統介質(zhì)的工程圖紙，對PDM的概念認識不一致，也不清晰，同時(shí)不理解產(chǎn)品數據對企業(yè)的價(jià)值，也可能項目正在試點(diǎn)階段，沒(méi)有定義產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的信息，不了解產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作流程，僅有紙質(zhì)的手冊發(fā)布和變更管理。企業(yè)中每個(gè)部門(mén)有自己獨立的信息資源，沒(méi)有配置管理，也沒(méi)有PDM與其他應用系統的集成。
2．獨立的工程設計軟件支撐平臺（項目組級PDM系統）
隨著(zhù)CAD/CAE/CAM/CAPP等工程設計領(lǐng)域工具的不斷豐富，PDM本身的功能也不斷發(fā)展，逐漸脫離了CAD系統而成為獨立的工程設計領(lǐng)域軟件支撐平臺。到90年代中期，以Metaphase、IMAN等為代表的獨立的大中型PDM產(chǎn)品出現，這標志著(zhù)PDM正在走向成熟。這時(shí)的PDM（第二代PDM）基本上形成了九個(gè)主要功能：電子倉庫和文檔管理、工作流和過(guò)程管理、產(chǎn)品結構和配置管理、設計檢索和零件庫、項目管理、查看和圈閱、掃描與成像、電子協(xié)作和系統集成。
3. 支撐產(chǎn)品全生命周期信息、過(guò)程和應用軟件集成的平臺（企業(yè)級PDM系統）
隨著(zhù)企業(yè)間合作的加強，企業(yè)全球化趨勢愈演愈烈，PDM的應用范圍也發(fā)生了很大變化，從集中于產(chǎn)品研發(fā)階段轉向覆蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期，從集中于企業(yè)內部轉向適用于整個(gè)擴展企業(yè)范圍。需求的變化導致了PDM功能的豐富和完善，很多原來(lái)由應用軟件完成的功能都由PDM功能組件實(shí)現和取代了。20世紀90年代末和新世紀初，Windchill、TeamCenter、eMatrix成為第三代PDM軟件產(chǎn)品的標志。第三代PDM，即企業(yè)級PDM，已經(jīng)完全定義了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程所需要的所有信息，與客戶(hù)和供應商的信息交換電子數據較多，其應用完全集成。同時(shí)，PDM中的大多數功能得到了應用，產(chǎn)品信息成為企業(yè)的價(jià)值資源。
第三代PDM軟件由于其強大的功能而成為支撐從概念形成、初步設計、制造維護直至報廢的產(chǎn)品全生命周期的信息集成、過(guò)程集成和應用軟件集成的平臺性軟件。它具有如下功能：
使PDM系統能夠正確獲取和操縱異構數據的功能集包括統一的用戶(hù)界面、應用工具的封裝和互操作級接口，與STEP、工作流標準、電子商務(wù)標準等的接口，與ERP、EC等異構平臺的集成接口，聯(lián)邦PDM接口等；
控制信息和流程的功能集 包括文檔管理、工作流管理、過(guò)程管理、項目管理等；
產(chǎn)品全生命周期配置管理功能集 包括需求管理、產(chǎn)品結構管理、選項配置管理、維護、售后服務(wù)和技術(shù)支持等；
支持協(xié)同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工具集 這是PDM對產(chǎn)品開(kāi)發(fā)更高層次的支持，包括可視化、數字樣機、仿真、協(xié)同設計支持工具等。
PDM的功能
PDM系統在實(shí)現企業(yè)信息集成、提高企業(yè)管理水平及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率等方面的意義是潛在而巨大的，它可提供如下功能：
信息管理數據定義及其關(guān)系的管理，提高信息重用的質(zhì)量，降低成本，節約重用時(shí)間。能夠支持并行工程，改善與客戶(hù)和供應商的關(guān)系，跟蹤問(wèn)題數據的來(lái)源。
過(guò)程管理整理產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，改進(jìn)項目協(xié)調，提供項目審查記錄，降低開(kāi)發(fā)周期和成本，減少重復工作，可進(jìn)行工作流程管理、工程變更管理和發(fā)布管理。
集成管理 通過(guò)PDM系統可實(shí)現企業(yè)各應用系統的集成，包括CAD、CAE、DFx、ERP等。
訪(fǎng)問(wèn)控制 基本數據的控制與管理，數據的訪(fǎng)問(wèn)，保證數據使用的安全性，提供異地協(xié)同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境，改進(jìn)項目的可視化和狀態(tài)信息。
PDM是產(chǎn)品工業(yè)中發(fā)展最快的一種技術(shù)，它的應用給企業(yè)帶來(lái)了非凡的成就。目前，PDM技術(shù)在國外已得到廣泛的應用，尤其在歐美地區的發(fā)達國家中，PDM的應用比較廣泛，也比較成功。據國外資料統計，實(shí)施PDM至少能降低工程成本10%，可縮短產(chǎn)品生命周期20%，減少工程變更控制時(shí)間30%，減少工程變更數量40%。同時(shí)可幫助縮短引入新產(chǎn)品的時(shí)間，降低開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的成本和新產(chǎn)品本身的成本，改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。美國CIMdata公司調查的企業(yè)中，有98％的美國企業(yè)都已經(jīng)實(shí)施或正在實(shí)施PDM。目前，我國也有一些企業(yè)實(shí)施了PDM。隨著(zhù)計算機應用的迅速發(fā)展，采用計算機輔助設計技術(shù)和先進(jìn)的信息管理技術(shù)是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)更新改造、提高產(chǎn)品競爭力的必由之路。
本文原載于計算機世界報
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