0 引言
产品数据管理(PDM)技术最早出现在20世纪80年代初期,目的是为了解决大量工程图纸、技术文档,以及CAD文件的计算机化管理问题。通过近20年的发展,PDM技术已经从单纯的图档管理扩展到设计流程管理,以及支持整个产品生命周期产品开发的信息管理系统。PDM的核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。PDM为CAD应用软件的数据管理提供了集成接口,通过标准的数据交换和产品信息模型的标准化,企业可以充分共享产品在整个生命周期中的信息。与企业资源计划(EntERPrise Resource Planning,ERP)不同,PDM不是以企业经营管理为核心,而是以产品为中心来组织和管理相关的信息和过程。可以说,PDM是企业技术信息平台,而ERP是企业管理信息平台,二者只有互相补充,有机结合,才能形成完整的企业信息系统。PDM以产品为中心,通过计算机网络和数据库技术,把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来统一管理,使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全,为工程设计人员提供一个协同工作环境,从而缩短设计周期,降低成本,提高设计质量,提高企业的核心竞争力。
我国PDM起步较晚,但发展速度很快。目前在机械、航天、机电等行业,我国已开发出拥有自主版权的PDM系统,如:同方PDM、XTPDM、开目PDM、天喻IntePDM、华特PDM、GS-PDM等。建筑工程设计领域的计算机技术应用已相当普及,“九五”期间设计企业已达到甩图板设计,对设计产生的大量电子图档、文档、表格和数据等电子数据的管理和再利用,已成为目前企业提高竞争力的一个关键因素。一些企业除使用OA系统外,还购置了针对电子图档、文档的管理软件,实现对电子图档的归档、统计和查询等功能。而对实现进度计划、设计过程控制等功能的项目管理软件,一方面,由于管理软件对流程控制的不灵活性,设计人员无法使用,另一方面,由于设计企业的管理现状还达不到这个水平,项目管理软件在设计企业的应用很少。
实践表明,单纯的图档管理软件或项目管理软件很难实现对由于设计变更产生的不同版本图纸的管理,难以解决数据在设计、施工、设施管理、物业管理整个生命周期中的复用问题。所以,对建筑行业PDM系统的研究开发是很必要的。
1 建筑工程设计领域PDM系统
建筑工程设计领域PDM系统的开发研究虽然刚刚起步,但因为有较好的CAD应用基础,设计人员对PDM思想、技术的接受较快,希望对大量不同的CAD软件生成的设计数据的有效复用、整理归档,以及对成本控制、设计过程质量控制等有效管理。本文对建筑工程设计领域PDM技术研究的成果PKPM-EI系统展开论述。
1.1 系统技术框架
针对建筑设计领域中,各专业CAD软件使用不统一,图形平台各异,设计企业规模和管理模式各不相同等特点,我们把研究的重点放到了设计生产过程中有关图形数据、设计分析数据、设计信息等专业管理的环节上,并延长设计阶段的数据和信息的使用周期,把设计结果提取给施工阶段的工作,减少了建筑设计领域中各阶段工作的数据及信息的重复输入。
鉴于国内80%以上的建筑设计单位采用PKPM系列CAD软件进行工程设计,工程数据、图形文件等都是采用PKPM自主图形平台的格式,同时,PKPM系列软件也有施工企业的应用软件,对PKPM设计信息的接受相对容易,所以把PDM技术用于设计领域,并与PKPM系列软件生成的图形文件和数据文件,以及通用的DWG文件相结合,作为系统的技术基础。
系统设计分以下三层(如图1):
(1)业务层 提取各专业CAD的图形文件、文档、表格的有用信息,把图形文件中的内容与PDM数据库绑定;
(2)信息分类层 将提取的信息分类到图形服务器、文件服务器和消息服务器;
(3)数据存储层把分类到数据库的数据保存到数据库中。
图1 系统技术框架
1.2 系统功能
把整个建筑模型按楼层进行划分,每个楼层设有与建筑、结构、给排水、电气、暖通等专业对应的节点,把各专业绘制的施工图作为PDM系统的管理对象,结合设计项目管理过程生成设计产品结构树。
系统由设计协同、项目管理、图档管理、流程管理、成本出图控制和质量过程记录等模块组成。
(1)设计协同 包含群组信息交流、个人资料管理、群组资料管理和资料提取等功能。
群组信息交流:设计人员的交流园地。
个人资料管理:设计人员可以在这里存放常用的资料,如标准规范、典型工程资料等。
群组资料管理:某一个群组(如项目组、专业组)所共用的相关资料管理,由群组负责人管理。
资料提取:通过系统提供的文件传输工具,设计人员可自由提取文档、图纸等相关资料。
(2)项目管理 包含项目立项、项目计划、进度控制和完工统计等功能。
项目立项:启动一个项目,并指定相关的负责人。
项目计划:拟订项目计划,并通知项目组成员。
进度控制:项目负责人对整个项目进度进行动态的控制。
完工统计:对各专业、设计人员的出图数量及成品质量进行统计。
(3)流程管理提供了表单自定义工具和流程自定义工具,并可以进行流程的跟踪和控制。在这里各项目负责人/专业负责人,可以拟订设计流程,如一校两审,两校两审等等。可以自行设计或调用流程中需要用到的表单,在流程开始后,还可以随时查看流程的进展状况。实现了设计、校核、审图、出图审批、借阅审批以及自定义工作流程的追踪。
(4)成本控制 设计人员可以提交图纸,进行出图打印。系统对出图情况进行统计,按部门、人员、项目进行成本核算。
(5)工程图档管理 包括图纸归档、图档维护、图档检索等功能。
归档:由设计人员提交图纸,并在图档管理员认可后进行归档。
图档维护:由档案人员对档案进行整理维护,如建卷、编目等。
图档检索:设计人员可以快速查找到需要的图档资料,并进行图档借阅。
1.3 技术特点
(1)无须转换,无须激活应用软件,就可管理30余种不同版本格式的图形文件和文本文件对PKPM系统自主图形平台的*.T图形文件、AutoCAD各版本的DWG文件及各类文本、图像文件的管理均不用启动各种文件对应的应用软件和平台,直接实现图文档的浏览,并实现对图文档的红笔会签,还能准确、自动地提取必要的几何信息和属性信息,对*.DWG和*.T的图形直接进行图签属性的定义和修改。通过将图签中工程名称、工程号、图名、图号、设计人和校审人等十几项与整体项目有关的内容与PDM数据库的相应内容绑定,实现了系统对CAD数据的管理(如图2)。
图2 PKPM-EI-与CAD数据的连接
(2)可定制工作流程,工作流管理功能可以帮助企业实现设计过程的规范化和ISO9000质量控制。PKPM-EI系统总结归纳出工程设计的几种常用工作流程,提供了ISO表单自定义工具和流程自定义工具,可以进行流程的跟踪和控制。各项目负责人/专业负责人,可以拟订设计流程,如一校两审、两校两审等,并可以自行设计或调用流程中需要用到的表单,在流程开始后,还可以随时查看流程的进展状况。
(3)实现了设计企业与CAD软件开发商的自动数据传输对设计中需要咨询的工程,系统根据工程类别,如多层砖混结构、高层砼结构等,自动打包工程数据,传送到PKPM的相应技术支持信箱。
(4)可自定义图纸目录格式,自动生成图纸目录图纸编目自动生成,并与数据库、图签进行一体化操作;图签和图纸编目可以根据需要进行自定义(如图3)。
图3 图纸目录自定义界面
2 工程设计领域PDM发展探讨
2.1 增强系统的包容性
国内现有建筑设计领域的PDM产品很少,从本课题研究的PDM产品PKPM-EI来看,也只是围绕PKPM自主图形平台和AutoCAD国夕卜流行图形平台的图形文件作识别处理,而对国内其他图形平台的图形文件的识别性还不够。在下阶段的研究工作中,应该与各图形平台开发商合作,增强PDM系统对图形文件的识别性和包容性。
2.2 PDM系统间的连接
建设项目的整个生命周期,涵盖了项目规划——工程设计——施工管理——物业管理——设施管理等阶段,在各阶段都会有相应的应用软件和PDM系统,所以应考虑PDM系统间的连接。设计领域的PDM系统,应考虑把数据传给施工领域的PDM系统。
由于PDM系统所要管理的数据类型及数据模型的复杂性,要求系统有良好的开放性。由于各系统功能不一样,其信息模型也不一样,即使是相同的功能,不同系统信息模型差别也很大。正在发展和完善的建筑业国际工业标准(Industry Foundation Classes,IFC),是一个描述怎样表达和交换建筑产品数据的标准,基本部分已经完成并公布。IFC是不依赖于任何开发商的描述产品数据的一个中性标准,适用于建筑产品的整个生命周期。通过使用IFC标准和PDM使能规范(PDM Enabler),应用CO RBA技术或者DCOM技术,可以在一定程度上解决不同PDM系统之间,以及PDM与不同应用系统间的信息交换和互操作问题。
3 结束语
PDM技术在建筑工程设计领域的应用虽然刚刚起步,但设计单位已表现出对PDM软件的强烈需求。随着网络技术和分布组件技术的应用,PDM的数据集成技术将会越来越成熟,通过标准的数据交换格式,企业可以充分共享产品在整个生命周期中的信息。PDM最终会成为跨企业的支持整个产品生命周期的产品开发支撑平台。
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本文标题:建筑工程设计领域PDM系统的开发