【摘要】分析了中小型风机制造企业在产品数据管理方面存在的问题及建立产品数据管理系统的重要性和必要性。提出了基于开目PDM 应用系统的解决方案,并就其关键技术问题、软件的体系结构和功能进行了详尽的探讨。
关键词:通风机 计算机 企业管理
Abstract :The problem on the aspect of product data management of middle and small fan manufacturing enterprise and the importance and necessity of build2 ing product data management system is analyzed. It present s the solving plan based on KMPDM applying system , discusses the system st ructure and function of software in detail on it s key technological prob- lem.
Key words :Fan Computer Enterprise management
一、前言
我国中小型风机制造业的信息技术还比较落后,信息化建设非常迫切。而产品数据管理 (PDM) 技术是制造业信息化的基本内容之一。据调查,由于工程设计制造系统缺乏产品数据的统一管理,导致产品设计时间增加了30 % ,成本上升了 20 %。为了能有效地组织和管理产品数据,就需要采用产品数据管理系统,它可提供一种综合管理和控制工程信息的方式。PDM 技术作为支持产品开发、经营管理、流程管理、流程重组的企业级集成环境,可大大提高企业的竞争力。尽管许多商品化 PDM 软件的技术十分成熟,但他们仅为企业提供了一种产品数据管理实施框架。不同的企业,其发展战略不同,对产品数据管理的需求也不同。因此,如何结合企业实际,面向信息集成,建立一个合理的产品数据管理体系,有效地组织和管理各种产品数据,实现PDM 软件客户化,是企业成功实施产品数据管理的重要途径,也是企业实施CIMS 的基本要求。本文以哈尔滨哈暖环境工程有限公司产品数据管理系统的设计与实施为背景,对风机行业产品数据管理的共性问题进行了探讨。
二、风机制造业企业产品数据管理存在的问题 (1) 信息共享程度低
据调查,大多数中小型风机制造企业的计算机辅助工具都是一些零散孤立的系统,这些互不兼容的软件产生的数据不能统一由一个企业级的计算机软件系统来管理,而常常以不同的格式和介质存储,特别是将数据存储于不同的计算机系统中,甚至可能还未联网,从而无法在设计、工艺和制造部门之间有效地实现信息共享与传递。正是由于所使用的软硬件及环境不同,如操作系统、网络环境、数据库、应用系统、数据格式、存储介质及人和组织等,而使企业已有的电子信息共享程度较低。
(2) 信息传递速度慢
在大部分企业中,信息传递主要是通过书面文件、报表及电话等联络方式,因而无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息,也不能实时反映设计过程中的变化,以至于不能随时跟踪整个产品设计和制造的进展情况。
(3) 业务管理落后
虽然企业采用了计算机辅助工具,在一定程度上实现了绘图和设计的计算机化,但是,有关产品 3 本文其它作者:李殿敏 哈尔滨哈暖环境工程有限公司 的其它技术资料依然采用手工管理的方式。另外,在CAD/ CAM 技术的推广应用中,对各种格式的图形和数据,还是沿用过去对纸质文件的管理方法,对文件缺乏有效的版本管理,造成了不必要的重复设计。同时,由于缺少迅速有效检索产品数据文件的手段,从而造成设计的复用性差。
(4) 设计方式陈旧
长期以来,风机产品开发沿用传统的顺序工程方法,遵循“概念设计→详细设计→过程设计→ 加工制造→试验验证→设计修改”的流程。由于该方法在设计的早期不可能全面考虑设计下游的可制造性、可装配性、质量保证等多种因素,使制造的产品存在许多缺陷,这就必然要求对设计进行更改,从而构成了从概念设计到设计修改的大循环,甚至还可能在不同的环节多次重复这一过程,造成设计改动量大、产品开发周期长、成本高等状况,难以适应激烈的市场竞争。
(5) 数据管理方式落后
在数据管理方面,仍然停留在使用商用关系数据库的层次上,由于这些数据库不能有效地管理图形、图像等非结构数据,更无法实现过程管理、配置管理以及对应用工具的集成,从而不能在异构与分布式计算机环境中实现企业内各类应用的信息集成、功能集成和过程集成。
三、解决方案
风机制造业基本业务流程不够规范,有些基本业务数据处理不准确,而且企业内部某些生产现场尚未实现实时监控,信息尚未在整个企业范围内实现共享,尤其是资源规划和决策支持等高层次管理模块还很难用上,所以这类风机制造企业如果一味地照搬国外的管理软件,应用的效果和收效并不大,针对这种实际情况提出了一种产品数据管理为核心的解决方案。
产品数据包括CAD 图形文件、CAPP 工艺卡片、Word 文档等各种以电子文档形式存在的技术文件。PDM 系统是对企业产品开发过程中产生的数据进行管理的系统,是企业整个技术部门的管理系统,它负责管理企业新产品设计的全过程, 即从设计方案书、分派任务、管理具体任务的执行,到最终形成所有技术文档的全过程,并且形成产品从总装到部件,再到零件的产品结构信息。 PDM 软件基于计算机网络和数据库,将以往存放在不同计算机的不同目录下的由各种应用软件生成的文件转化为存放在服务器数据仓库里的记录,并有效地管理起来,提供强大的查询、浏览和统计、报表等功能,保证各种文件的安全性。
对于已经大量应用CAD 软件的企业,要尽快应用PDM ,以实现并行工程,提高各类应用软件应用的效率。对于还处于单机、小批量采用CAD 软件的企业,则可以在建立局域网以后,再进行应用。在PDM 造型时,一定要考虑易实施性,很多 PDM 软件概念过于复杂,让人难以理解;管理模式与现行的管理情况差距太大使系统难以实施。另外,PDM 系统的开放性,即用户能否方便定义各种流程,也是十分重要的。PDM 系统能够管理的文件类型也是需要考虑的因素。
KMPDM 是在总结了很多国内外PDM 系统的优、缺点后,开发出的新一代实用化、宜人化的企业级产品数据管理系统,具有鲜明的工程特色, 概念清晰,实施方便。KMPDM 不仅可以管理开目CAD、CAPP 生成的图档,还可以管理AutoCAD 多版本、Solid Edge 、Word 及Excel 等多种软件生成的图文档,并实现图纸的电子会签。
四、系统功能设计
该系统包括工程项目管理、产品配置管理和图文档管理、人员组织结构管理等功能,其构成如图1 所示。它能够管理新产品设计的工作过程, 登记、分类管理各类与图档有关的信息,登录重要的关联数据,建立备忘录。利用图档管理可以将产品的装配图、零件图合理地组织起来,实现按产品、部件、零件、图号、文件的快速查询、浏览、编辑、备份和提取标题栏信息。利用图档管理便于系统的安排,便于领导审阅。
(1) 图文档管理v 根据用户定义图文档的基本信息进行查询, 对相应的图档进行相应操作;进行多维权限管理文档,自动记录用户对图文档的调、删、改的情况以确保数据安全不泄密;具有功能强大的多种格式的图档浏览工具,并提供缩放、平移等功能。 (2) 工作流程管理
提供工作流程模板编辑器,便于不同企业针对各类图文档制定工作流程。图文档工作流程模板相当于一种企业级的技术规范,将来遇到同类型的图文档设计工程都要遵循此流程。工作流程 图1 系统的构成
要记录图文档从创建时的每一次走向记录,并允许流程跳转执行。工作流程中的应用软件,应隐性配置于PDM 系统,对于不同类型图文档自动激发不同的应用工具。工作流程中任务的执行,通过邮件方式进行自动提示和人工通信,加强项目组中用户的相互协作。
(3) 产品配置管理
产品配置的目的是通过一定规则快速生成所需的最终产品。其配置方法是通过产品对象的特征属性或主属性的值,如主要参数、日期、版本、价格和供应商等,在确定产品配置对象、配置任务、配置规则和取值范围后,进行数据的检索、判断和重组,形成不同的产品视图。如图2 中的配置过程是由排风量和全压参数的不同范围进行任意匹配,可形成多种不同型号的组合式通风器。
图2 组合式通风器产品配置管理
在KMPDM 系统中,用产品结构树来表达产品结构和产品设计过程中产生的所有信息。产品结构树显示了企业所有的产品系列的产品结构信息。产品或产品类型为根节点,部件为分枝,零件为产品结构树中的最小组成单元,每个节点中存放零部件或产品的属性,对于部件和产品可自动列出其明细表。产品结构树可以通过任务的执行不断丰富,各节点存放的产品图纸、任务书、工装图档等图文档,便于不同级别的用户快速访问。对于企业以往采用的传统产品设计方法,而不是采用PDM 进行项目管理而产生的图文档, KMPDM 可以直接通过BOM 引入的方式来形成单级或多级产品结构树,并且自动引入相应图文档,这样,便于查询、浏览。系统中的BOM 报表功能,可以在产品结构树生成之后自动汇总出图纸清单、各种分类汇总清单,以及根据汇总出的工艺路线定额表自动汇总金属材料消耗定额及非金属材料消耗定额,从产品BOM 表中产生工艺路线表中的基本信息,可以方便地编辑工艺路线表及各类汇总表。可以由工艺路线定额表产生与工艺路线有关的分类清单。对于面向订单的企业,可以先生成一级部件,建成特征库,再根据合同订单, 从库中选择一级部件,配置形成产品结构树。
(4) 权限管理
PDM 中所有图文档保存在数据库,可以进行多机相互备份,对于查看、删除、修改图文档的事件自动记录,可以进行事件跟踪,通过NT 操作系统密码、PDM 用户密码和数据库密码三重控制以及用户、图文档和操作权限的多维权限结构,确保数据安全。
(5) 版本管理
设计过程中,每个产品可能存在多个版本。开目PDM 可以为产品图文档保持多个版本,以利于产品改型期的多个图文档并存,进行有效地版 本管理、项目管理。
(6) 日志管理
为图文档建立事件日志,记录所有入库、查询、打印、复制、删除等事件,进行事件跟踪,以利于查清图文档去向。
(7) 组织结构管理
开目PDM 系统可以定义企业技术部门的人员组织结构,以便项目负责人按单位所配备的人员结构对不同的用户设置不同的操作权限。不同权限的用户有不同的操作界面。
(8) 邮件管理
在项目的执行过程中,开目PDM 系统能够自动产生邮件,提示技术人员及时进入工作。技术人员之间也可以方便地发送邮件,进行技术交流。五、PDM 与CAD、CAPP、MIS/ ERP 的关系 PDM 与CAD、CAPP、MIS/ ERP 的关系如图3 所示。
(1) CAD、CAPP 等应用系统产生大量的工程数据,传递到PDM 工作数据库中,也可以从中提取所需的数据,CAD、CAPP 的数据保存到文件服务器中,相当于远程文件柜中,用户如不登录到 PDM 中将看不见图文档。
(2) PDM 将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管理, 不同的CAD/ CAPP/ CAM 系统都可从PDM 中提取各自所需的信息,并把结果存入PDM 数据库中,PDM 是联系各系统的中间渠道,从而真正实现CAD/ CAPP/ CAM 的集成。
(3) PDM 的权限管理与CAD、CAPP 的功能密切相关。
(4) PDM 中的产品结构树可以由CAD 的明细栏自动生成。
(5) CAD 系统可以通过PDM 系统传递产品结构信息。
(6) CAPP 系统可以通过PDM 系统传递产品的工时和材料定额信息
六、PDM 的实施要点
PDM 系统的实施是一个交互的过程,不仅要做细致的功能需求调研,更重要的是实施过程中双方的合作程度,项目实施的好坏将直接决定整个企业的产品数据管理能不能跨上新的台阶。
图3 PDM 与CAD、CAPP、MIS/ ERP 的关系 PDM 的实施不仅要给出详细的功能需求报告,还要制定详细的项目实施方案,确定实施进度、实施方式以及实施内容。然后根据实施方案进行实施。主要包括需求分析、二次开发、正式实施、技术支持四大阶段。
(1) 需求分析阶段:针对用户实际情况进行详细的调研和分析,找出实际工作的不足,并提出改进意见,给出企业产品数据管理的全面解决方案。 (2) 二次开发阶段:针对需求报告中的需求, 进行二次开发,测试以及系统配置。
(3) 正式实施阶段:全面的培训使用。设定关键控制点,不断进行质量评估,直到整个实施过程完成。
(4) 技术支持阶段:实施完成之后,对于运行过程中仍可能出现的问题,采取电话和现场服务相结合的服务方式进行进一步的技术支持工作。
七、结束语
中小型风机制造企业PDM 的实施是一个系统工程,需经历长期、渐进的过程,企业不仅要在技术层次上重视,还必须在战略层次上高度重视。产品的标准化、系列化和通用化是实现PDM 的技术保证,重组企业组织结构、简化业务流程亦是实施PDM 的重要内容。此外,在PDM 中能否采用 B/ C 模式,通过Internet 远程访问企业的产品信息数据库,能否管理三维造型软件生存的图档,能否实现继承性任务分派,实现产品设计过程中图文档的全相关等,也是PDM 软件开发的难点和评价 PDM 功能的重要指标。
参考文献
1 高奇微,莫欣农编著,产品数据管理( PDM) 及其实施. 机械工业出版社,1998.
2 彭卫平等. 企业产品数据管理的实施与应用开发. 计算机集成制造系统,2001 (9) .
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