PDM选型及实施方案.docx
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PDM选型及实施方案
PDM选型及实施方案
本文结合实例介绍了PDM系统实施的必要性、PDM系统的选型、PDM系统的实施方案及实施中需要注意的问题。
因为PDM在对企业信息集成、提高企业的管理水平以及产品开发效率等方面的重大意义,使我国许多大中型企业充分认识到了其应用的重要性。
所以PDM在企业中的具体应用也越来越受到了人们的关注。
一、引言
随着市场竞争的加剧,缩短产品上市时间、降低生产成本已经成为制造类企业所面临的共同课题,企业在产品研发和制造过程中各部门必须全面有效协作,他们需要频繁访问产品设计数据、产品制造过程中的数据以及其他一些企业资源数据,实现信息的有序管理已经成为在竞争中保持领先的关键因素。
PDM(产品数据管理系统)将产品设计分析、工艺规划、制造和质量管理等方面的信息孤岛集成在一起,对产品整个生命周期内的全部数据进行统一的管理,在实现企业的信息集成、提高企业的管理水平及产品开发效率等方面具有十分巨大的意义。
我国许多大中型企业都已充分认识到了这一点。
本文以北京铁路信号工厂(以下简称北信厂)艾克斯特PDM系统的实施为实例,来探讨PDM系统实施的必要性、PDM系统的选型以及PDM系统的实施方案。
二、企业实施PDM系统的必要性
(1)PDM是企业CAD/CAPP/CAM的集成平台
PDM系统可以把与产品有关的信息统一管理起来,并将信息按不同的用途分门别类地进行有条不紊的管理。
CAD、CAPP、CAM之间无须直接交换信息,不同的CAD/CAPP/CAM系统都从PDM系统中提取各自所需要的信息,再把结果放回PDM系统中,从而真正实现企业级信息的集成。
(2)PDM是企业信息传递的桥梁
PDM系统作为CAD/CAPP/CAM的集成平台,是连接设计数据和ERP(企业资源计划)系统的桥梁,ERP从PDM的集成平台可以自动得到所需的产品信息,如材料清单(BOM)等,无需用人工从键盘重复输入。
(3)PDM是企业全局信息的集成框架
PDM首先支持异构的计算机环境,包括不同的网络与数据库,其次能实现产品数据的统一管理与共享,提供单一的产品数据源。
其三,PDM能够方便地实现对应用系统的封装,便于有效管理应用系统产生的信息,便于应用系统之间的信息传递与交换。
最后,它可以提供过程的管理与监控,为并行工程中的过程集成提供了必要的支持。
综合这四个方面,可以说PDM在突出产品数据的管理基础上,正逐步完善其作为支持并行工程的制造业领域框架的功能。
北信厂是研发与生产铁路专用信号设备的制造企业,2000年引进并成功实施了北京艾克斯特公司PDM系统的图档管理模块,实现了PDM与二维CAD的集成,使产品数据统一、集中、规范管理。
为进一步提升新产品研发能力,为产品研发的整个过程提供统一、有效的监控和管理的环境,同时也为ERP系统顺利实施提供统一、稳定、准确的产品数据信息,工厂决定实施集成三维CAD的PDM/CAPP系统,充分发挥PDM作为企业CAD/CAPP/CAM的集成平台和企业信息传递桥梁的作用。
三、PDM系统的选型
(1)企业选择PDM系统时,首先要根据企业的实际情况和需求分析,选择适合自己企业的PDM系统,能够满足企业各项功能的要求,不能脱离实际,一味地追求高档和功能齐全。
其次,也是最重要的一点,就是看供应商是否有实施PDM的技术服务的能力,即技术支持、二次开发、咨询服务和培训的能力;
(2)企业不仅要花钱购买PDM软件,还要花费一定的资金购买服务,在预算经费时,这些开销也要占到一定的比例,一定要规划在内。
如果企业有较强的技术力量,那么就要仔细规划哪些工作必须由PDM产品的供应商来做,哪些开发和实施可以在供应商的指导下由自己来做,这样既可以节省部分资金,又可以尽早锻炼出自己的PDM技术力量,有利于企业今后PDM系统的正常运行和维护。
北信厂分析了本企业的业务特点和管理模式:
产品研发主要包括电路设计和结构设计,同时需要编制指导车间生产的工艺文件;又结合技术管理模式提出了PDM系统要求:
实现与二维CAD、三维CAD、CAPP的紧密集成,对原有的图档管理系统有可继承性,为ERP系统的如期顺利实施提供准确的产品数据信息。
再有,PDM系统实施要求选择具有良好实施服务和良好合作精神的PDM供应商。
综合以上因素,北信厂通过市场调研,分析对比,决定选用北京艾克斯特公司的PRO/E/PDM/CAPP集成系统。
四、PDM系统的实施方案
三分软件,七分实施。
企业PDM系统实施的功能与目标的不同决定了实施方案的不同。
北信厂PDM系统实施原则是从设计阶段开始即提供有效的手段保证数据的准确与规范性,提供设计更改、产品配置管理功能保证系列化产品的完整和有效,以期达到缩短产品研发周期和对整个研发过程统一、有效地监控与管理的目的。
PDM系统实施要达到以下功能:
产品图档管理、产品配置管理、设计更改管理等。
1.产品图档管理解决方案
(1)CAD设计环境:
采用国际通用、主流三维设计软件PRO/E作为设计环境。
在PRO/E设计环境下,定制企业的标准图框;在PRO/E设计环境下能自动连接ERP系统物资库,选择适合的材料或国标件,完成标题栏和明细表的自动填写;PRO/E文件直接入库到PDM数据库中形成产品结构并查询、浏览;PRO/E设计环境下点选ERP系统物资库可保证数出一处,全局共享;
(2)Protel图纸的管理:
电路设计PROTEL文件直接入库到PDM系统产品结构下进行管理、浏览;
(3)图档管理:
通过将图档入库,提取图档的属性信息,以设计结构树方式管理图档;能查询、浏览三维图档资料,并自动关联二维图纸;产品的相关技术资料可以方便地统一管理在PDM系统产品结构树节点上,方便地生成符合企业标准化的各种产品报表;
(4)CAPP与PDM、PRO/E紧密集成:
CAPP可自动继承PDM系统的产品结构树,有工艺卡片定制与编制功能;有工艺基础信息库管理功能,如工艺装备库、刀具量具库、设备库、工种库等;ERP系统中所需工艺数据信息在工艺卡片中全部体现,工序名称和工序内容分开,工序名称点选ERP系统数据库中的工序名称库;需要时可在CAPP中方便浏览PRO/E文件;CAPP系统权限细化,工艺人员根据不同的权限编制工艺文件。
2.产品配置管理解决方案
铁路信号产品专业化程度较高,很多情况下都是根据用户的需要专门为其定制产品。
例如,ZP-89移频自动闭塞产品,机柜类型繁多,都是根据用户的不同要求进行针对性设计,这就要求PDM系统能实现产品配置管理,在原型产品上根据不同要求配置出定制产品,缩短产品设计周期。
PDM系统可提供从原型产品到定制产品的参数化配置系统。
PDM系统通过节点类型定义(可选、必选件等)、参数定义、条件定义,来明确产品与零部件之间的相互关系。
解决方案如图1所示。
接受到订单后,根据订单签订的技术协议,按照定义的条件,通过产品配置形成定制的产品结构。
一方面将定制的产品结构发布到ERP系统(或者打印输出),另一方面完整地保存符合订单的产品结构信息,便于质量追踪和售后服务。
3.设计更改管理解决方案
对于设计人员来说,设计更改是不可避免的。
铁路信号产品设计涉及到的专业包括机械结构、电子电路、铁路信号等,在满足电路、电器功能要求下进行机械结构设计,电路设计存在更改、电子元器件存在更改、机械结构设计存在更改,如果PDM系统不实现设计更改管理,很难保证实际的图纸更改与电子文档的一致性,无法实现整个研发过程的统一监控与管理。
解决方案如图2所示。
更改单提交前的操作步骤如下:
(1)编辑更改单;
(2)根据企业具体情况定制更改单模板;
(3)更改单上填写的零部件属性,自动关联;
(4)更改单编号按照企业定义规则自动生成,统一管理。
更改单提交后,按照设定的评审流程,自动进入评审状态。
评审通过后,自动转入下一级;如果评审不通过,则返回到更改单编制人员;重新提交,继续评审。
评审通过后,PDM自动进行更改单的发布和通知。
当各部门签收后,系统自动记载签收人员、签收时间,保证其可追溯性。
如果更改的零部件已被借用,则通知相关产品的负责人;更改影响到的产品既可同步更新,又可保留原件。
更改通知发放后,电子文档需要及时更新。
从PDM系统中检出图形,在CAD环境下修改,然后进行更新入库,覆盖原文件或版本升级。
更改历史完整地记录在PDM系统。
为什么更改?
何时更改?
改了什么?
发到了哪些部门?
是否签收?
更改影响到了哪些产品?
可以追溯这一切。
图1产品配置管理流程
图2设计更改管理流程
五、PDM系统实施中需要注意的问题
PDM作为一种使能技术,主要在企业中组织、存取、控制所有的产品数据。
它是企业信息化建设的一项必不可少的重大基础结构技术,实施PDM系统应当注意以下几个问题:
(1)建立一系列推进实施和应用的管理制度及企业的管理标准。
买一套适用的软件,培养一支精干的实施技术队伍对于企业来说并不困难。
然而涉及到企业固有的生产方式和管理制度的改造则不是技术人员所能做到的。
北信厂专门成立信息化建设实施小组,下设各业务组,负责ERP和PDM系统的实施,企业管理部负责各部门间的协调;
(2)要充分重视产品数据的标准化和流程的规范化。
实施PDM,实际上就是要实现企业产品信息的完整性、规范化,达到管理制度的科学化。
产品信息数据是企业ERP系统的源头数据,实施PDM系统有相当一部分工作是根据企业具体要求将产品信息数据标准化、规范化,保证源头数据的统一、正确、规范;
(3)重视宣传贯彻基础培训,解决好与其他系统的集成。
避免对培训的内容只是一时的热情,同时也不主动花大量的精力去把它吃透或彻底搞清楚。
PDM是一项技术,但首先是一种管理思想。
北信厂对工厂相关的管理者、实施人员分层次、有步骤地进行培训并考核。
实施PDM系统要解决好与ERP系统的接口问题,实现无缝集成,使企业的数据流、信息流在局域网上流动起来;
(4)做好实施中的定期沟通,实施中的大部分工作是软件系统的客户化工作,没有良好的沟通是不可能实施成功的。
PDM系统实施的主体是企业,企业的产品标准化、设计图档如何管理、设计过程如何控制等要与实施人员进行沟通,使其软件系统尽快实现在企业的客户化。
六、结束语
PDM系统是现代企业信息化建设的重要组成部分,是适应经济全球化趋势的产物。
企业在PDM系统的选型及实施过程中只要做到“知己知彼”,将企业自身特点与PDM系统软件有机结合,就能成功地将产品信息集成于PDM系统中,为企业全面信息化建设奠定坚实的基础。
国外PDM与国产PDM的对比分析
本文从体系架构、信息模型、功能模块、解决方案、实施方法学等方面,分析比较了国产PDM软件与国外PDM软件在技术及实施方面的差距。
1引言
PDM(ProductDataManagement)是以产品数据为中心,集成并管理所有与产品相关的信息、过程、人与组织的大型管理软件。
目前,国外典型的PDM软件主要有UGS公司的TeamCenter、PTC公司的Windchill、MatrixOne公司的e-Matrix、IBM公司的SmarTeam、SAP公司的mySAP等,这些软件基本代表了现今PDM技术的最高水平。
经过多年的发展,国产PDM软件得到了长足的进步,但与国外PDM软件仍存在一定的差距,主要表现在体系架构、信息模型、功能模块、解决方案和实施方案学等几个方面。
2技术分析
2.1体系架构
软件的体系架构决定了软件的可应用性、可扩展性等重要特性,不同的企业选择体系结构适合自身特点的PDM系统才能最大限度地确保实施的成功。
随着Web技术、面向对象技术的不断发展和应用,国外PDM的体系结构日趋先进,已经从传统的客户机/服务器结构转向基于Web应用、J2EE技术、C/B/S三段式结构的多层体系框架。
通常,PDM系统的体系结构整体上分五层:
底层平台层、PDM核心服务层、PDM应用组件层、应用工具层和实施理念层,这里主要讨论PDM核心服务层。
PDM软件产品一般指的是核心服务层和应用组件层。
在C/S结构下,核心服务层一般就是服务器端,客户端软件就属于PDM的应用组件,在C/B/S结构下,二者都运行于服务器端,但安装有所不同,核心服务是必须的,而应用组件是选用的,如TeamCenter的对象管理框架、Windchill的WindchillFoundation、e-Matrix的AEF(ApplicationExchangeFramework)都是典型的核心服务。
核心服务层向下连接并操纵数据库,向上为应用组件服务,如Web处理机制、API应用集成接口等。
核心服务层的核心是信息模型,它也是PDM的技术核心。
相比而言,国产PDM在Web应用、J2EE技术等方面的发展比较慢,主流PDM软件普遍还停留在客户机/服务器模式,只有少数几家发布了支持Web应用的PLM产品,如清软英泰、上海同捷;在对象模型及多层结构方面,国产PDM正逐步朝建立核心服务层、应用组件层的方向努力,如开目PDM的对象模型。
总之,受各种条件的限制,国产PDM软件可能在PDM体系结构五个层次的某个层次上有所进步和突破,但总体上与国外PDM软件还有一定距离。
2.2信息模型
信息模型是PDM核心服务层的基础,在PDM体系结构中占有重要地位,包括对象模型和过程模型两方面。
2.2.1对象模型
国外PDM系统已普遍采用了面向对象的数据建模方法。
随着面向对象的方法、分布式技术的发展,国外PDM系统的对象模型已逐渐发展为面向对象、支持分布式管理的单一产品数据源的对象模型,如TeamCenter、Windchill、e-Matrix、SmartTeam等。
在国内,各PDM厂商越来越意识到数据建模技术所提供的可扩展性对支持用户复杂业务和个性需求的重要性,已经从基于扩展数据表或字段的配置技术提升为使用建模工具进行数据建模的技术。
面向对象的建模技术的研究也取得了一系列研究成果,并在一些国产的商品化PDM系统中得到了应用。
国内PDM关于数据建模技术的一些现状和特点如下:
*部分国内厂商已经提供了面向对象的对象模型支持,如武汉开目和CAXA采用面向对象的对象模型;
*各厂商提供的对象模型各有特点,如清软英泰提供了基于语义网络的对象模型;
*对建模工具的图形化支持还不够,面向对象的能力支持不够,需要进一步提高性能,并扩展模型对PDM的支持;
*部分厂商提供了分布式对象模型支持,但分布式对象模型应用有多个层次,绝大多数国内PDM厂商并不支持分布式对象模型或只提供较简单的应用模式;
*分布式对象模型的用户一般是大型企业,往往选择国外知名的PDM系统,而绝大多数国内PDM厂商定位在中小型企业,所以关于分布式对象模型研究进展缓慢。
2.2.2过程模型
国外的主流PDM系统均提供了较为强大的过程模型支持。
在对象的全生命周期管理方面,国外的研究已基本成熟,并已在实际的软件系统中得到应用,如Smarteam、Windchill、TeamCenter和e-Matrix等系统均支持对象的全生命周期管理。
在工作流管理方面,国外开展的研究比较早,也比较深入。
1995年,工作流管理联盟根据研究成果和应用实践制定了工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用接口等方面的一系列标准,并提出了相应的过程流参考模型,目前,国外的主流PLM相关产品的工作流模型均支持此标准。
在对象的全生命周期管理与工作流程的集成方面,国外PDM系统主要关注在面向对象的工作流应用方面,如Windchill和TeamCenter的变更管理。
在国内,结合数据建模技术,各PDM厂商对面向对象的过程建模技术进行了一些研究,并对已有的PDM系统进行了改进,取得到了很好的应用效果。
国内PDM关于过程建模方面的一些现状和特点如下:
*过程模型的框架差异较大,采用的技术差别也较大;
*过程模型提供的建模能力差异很大,现有的过程建模工具不足以支持用户复杂的业务过程;
*过程模型和对象模型集成不够理想;
*支持跨企业、跨地域的分布式应用的过程建模技术与国外相比有较大的差距;
*对支持符合业务需要的业务模型的研究不足;
*部分厂商提供了对WFMC的支持,但并不普遍,对相关国际标准的支持不够。
2.3功能模块
系统功能模块实际上就是由调用核心基础服务的一组程序(界面)组成并能够完成一定应用功能的应用组件。
国外PDM软件都在不断丰富自己的功能模块,根据AMRResearch的研究报告,国外PDM软件支持新产品的定义和投放市场的工程,市场,操作和原料等63种功能需求。
应该说,国外各个PDM系统的功能模块已基本覆盖从产品概念设计到应用集成的各个业务层面。
国外各个PDM系统之间的功能模块基本相同,但是存在一定差异。
如TeamCenter提供了产品配置管理、生命周期管理等具体的模块,部分基础功能满足了制造业的基本需求,实施时利用现有模块和基础功能比较方便,在应用于制造业时有一定优势,而e-Matrix提供了较基础的系统构建框架,更加开放,但应用时配置工作量更大。
相比而言,国产PDM的功能模块虽然已经基本覆盖PDM的功能边界,但在业务解决方案和细节方面还有待完善,功能模块的层次划分也不够清晰。
常见的PDM系统功能模块有:
文档管理、生命周期管理、更改控制管理、产品结构管理、产品配置管理、零部件族管理、产品可视化管理、工作流管理、项目管理、应用集成接口以及Web服务等。
下面仅就项目管理和应用集成方面比较国产PDM与国外PDM之间的差异。
2.3.1项目管理
从国外PDM产品的发展趋势来看,项目管理技术已从原来面向组织和功能的传统管理模式转变到面向项目的现代管理方式,通过项目将人员、流程以及各应用功能联结起来,从而构建面向业务的应用系统。
如TeamCenter推出的TeamCenterProject项目协同模块,主要包括项目进度管理、项目资源管理、项目协同发布、项目跟踪与汇报、项目工作区安全等功能,支持将复杂的项目细化为明确的任务,并将这些任务分配给指定的资源,同时管理每个资源所承受的工作负荷;支持项目团队协作,促使产品价值链上项目团队的任务和调度同步,优化配置资源,降低开发成本。
mySAPPLM提供的计划和项目管理模块,能够协助企业对产品开发流程进行规划、管理和控制,如控制项目的结构、日程计划、成本和资源等。
Winchill解决方案中推出的项目协同管理ProjectLink,旨在将不同的产品开发以项目的形式进行管理,并通过Internet连接企业内外的供应链。
国产PDM的项目管理普遍与文档签审流程紧密集成,而项目的资源管理、协同发布等项目管理的基本功能相对较弱,部分供应商通过与MSProject的简单集成实现项目的资源管理,但在工作协同方面则没有研究和应用。
2.3.2应用集成
作为比较成熟的PDM产品,国外PDM系统都提供开放的软件接口,也具有较强大的集成组件。
相比而言,受各种条件的限制,国内PDM普遍未提供开放的软件接口,各个PDM软件虽然与某个应用软件的集成性比较优秀,但从整体而言,应用集成性还处于比较低的层次。
应用集成包括与单元应用软件、系统管理软件等各种软件之间的集成,下面主要讨论PDM与CAD、CAPP和管理软件之间的集成。
2.3.2.1与CAD的集成
PDM与CAD的集成主要是与主流3D软件的集成。
由于国内制造企业的3DCAD的普及比较晚,因而国产PDM与3DCAD的应用集成研究相对较晚,与国外PDM软件相比有很大的距离,主要表现在数据集成、浏览/圈阅工具、协同可视化工具等方面。
国外主流的PDM软件基本能够支持15种独立CAD软件包,基于较完善的对象模型,基本与3DCAD实现了无缝集成;而国内PDM软件则主要支持几种主流的3D软件,如UG/ProE/SolidEdge/SolidWorks等,在数据集成的深度方面也很有限,仅处于数据提取的水平。
在浏览和圈阅方面,国外PDM基本采用两种策略。
以UGS、Windchill为代表的供应商采取自身开发浏览器的策略,并发布统一的3D浏览/圈阅工具(或控件),如UGS的JT2GO;
以MatrixOne、Smarteam、Agile为代表的供应商则采取集成专业浏览器实现与3DCAD的集成,浏览器主要是业界领先的Cimmetry公司的AutoVue浏览器。
受各种条件限制,国产PDM在3DCAD的浏览/圈阅方面还处于摸索阶段,部分厂商提供了与AutoVue浏览器的集成。
2.3.2.2与CAPP的集成
基于CAPP软件的工艺解决方案是中国企业的独特需求,一直以来,国外PDM软件并不重视PDM与CAPP的集成,相比而言,国产PDM始终致力于国内企业的信息化工作,重视PDM与CAPP的集成工作,对CAPP软件的支持比国外PDM做的好。
近年来,随着国内企业对PDM与CAPP集成的需求越来越强烈,国外PDM供应商也逐渐开始对国产CAPP软件提供支持,如Windchill提供了与开目CAPP的集成。
2.3.2.3与ERP/CRM的集成
经过多年积累,国外PDM软件与ERP/CRM的集成已经非常成熟,在提供集成接口的基础上,对国外主流ERP/CRM,如SAPR3、OracleManufacture还提供专用的集成组件,如Smarteam、TeamCenter、Windchill等。
而国产PDM与ERP/CRM的集成水平相对较低,基本停留在中间交换文件的水平上,没有与ERP/CRM的专用集成接口。
3实施分析
3.1解决方案
国外软件供应商普遍将PDM软件作为PLM完整解决方案的一个组成部分,处理整个产品生命周期中的主要业务过程。
如TeamCenter的协同平台(CollaborationFoundtion)、Windchill的CPC方案、MatrixOne的智能协同业务(IntelligentC-Commerce)等。
同时,针对不同的行业,各个公司专门提供了行业解决方案。
如TeamCenter公司针对汽车行业,Windchill公司针对船舶行业;Smarteam针对电子行业都提出了专门的行业解决方案。
受各种条件的限制,国内还没有一家软件供应商提出并发布真正意义上的PLM完整解决方案或产品开发信息化的完整解决方案,往往以PDM为主体简单集成相关管理软件,达到实现产品数据全生命周期管理的目的,相比而言,无论完整性还是应用性都存在欠缺。
3.2实施方法学
国外PDM供应商非常重视软件的实施,在大量成功范例的基础上,总结了众多的成功经验,形成适合本公司特点的实施方法学。
这些实施方法学的主要特点如下:
*具有完整的实施模型和阶段划分,能覆盖实施的全生命周期;
*把需求收集、分析阶段作为整个实施过程的重点,切实了解用户需求;
*在关键阶段设置质量检验点,可进行全面质量控制;
*建立在大量的成功范例基础上,包含业界经验与Know-How技术;
*注重与用户的交流,容易被用户接受;
*提供了大量的实施文档模板,有效地引导和规范了实施人员的工作。
结合现代项目管理理论,经过不断的摸索和实践,国内PDM供应商已经逐渐摸索出一套适合中国国情、行之有效的实施方法,并在具体的项目实施中得到良好应用,如CAXA和武汉开目的分阶段实施理论。
4结束语
从体系架构、信息模型、功能模块、解决方案、实施方法学等几个方面的比较可以
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