Teamcenter是Siemens公司开发的首个将单个软件应用，转变为在SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构)的基础上建立的跨专业、跨项目阶段和计划的真正集成化的产品全生命周期管理解决方案，为制造企业提供了平台可扩展性、应用丰富性以及可配置性。
产品数据管理(Product Data Management，PDM)是一门用来管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术，主要涉及产品规划、产品开发、产品标准化、工作流程管理、产品结构管理、文档管理、工艺过程规划、工艺装备设计、质量保证以及产品制造装配等，PDM的基本原理是在逻辑上将各种CAx(CAD、CAPP、CAM等)应用程序的各种方式，如应用接口、封装等集成起来，利用计算机系统控制并优化产品的整个开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。
钻机研发过程中的产品数据管理是一个多模块、多功能的综合性系统平台，需要将各功能模块集成为一个有机的整体。
1 钻机研发产品数据管理现状
钻机研发过程中产生的大量电子文档采用本地文件夹方式管理，这种数据管理方式无法满足产品研发规模逐步增大的要求。随着钻机产品研发规模增大，产品研发过程中的设计数据和技术文档信息呈现出爆炸性的增长，这些数据缺乏有效、集中、统一管理。
a.数据管理方式手工化，无法保证数据的唯一性 钻机产品的技术文档主要以蓝图形式的纸介质和分散在客户端的电子文档为主，主要管理方式手工化，当设计数据发生更改时，一般通过更改通知单双方同时修改图纸，容易造成数据的不一致性，无法保证数据的唯一性。
b.数据控制和查询困难 技术文档的更改采用手工管理，缺乏版本的有效控制，因而经常出现纸质图纸与电子图纸不一致的情况；由于采用文件夹分散管理，零部件之间的借用需通过纸质图纸手工查询，使得借用关系的查询与管理困难，信息共享性差。
c.产品数据的版本不统一 产品的多样化数据，造成数据分散化、多样化，数据维护和备份工作量大。同时，在产品设计、外协加工和装配调试等环节中出现对产品零件的局部改动等情况。出现这种情况，由于没有生成具体的改动文件，往往会出现生产所需的相关零件和原始设计数据之间的不一致。
d.未能实现产品研发流程的数字化与统一管理产品研发流程主要通过纸质文件的人工流转来实现，不仅难以保证图纸更改的版本一致性，而且技术通知、更改通知、更改申请等打印签字的实现方式效率较低。因此，缺乏对设计流程的管理与控制。
针对以上问题，钻机PDM系统建设的总体要求：实现产品数据的有效、集中、统一管理，并对各种技术资料、报告、记录材料的有效管理；实现所有和零部件相关数据的管理；实现产品数据的历史版本记录和可追溯性管理；实现各研发项目的流程管理；通过权限的设置支持流程控制。
2 钻机研发中PDM平台建设
针对钻机产品研发过程中存在的问题，PDM将实现产品项目管理、文档管理、流程管理、产品结构管理、零部件分类管理、CAD软件集成等功能。
2.1 项目管理
项目管理主要是实现项目的建立、任务分解与分配、相关数据权限控制，确保各阶段产品数据、技术资料的准确和完整。项目管理流程图如图1所示。
图1 项目管理流程图
项目用于组织数据，也是向项目小组成员授予数据访问权限的基础，只有被授予特权的特权小组成员才能为项目和项目指派数据。创建了数据项后，可以通过手动方式或自动方式将数据指派给项目或将数据从其中删除，此外还可以将零组件指派给多个项目。
2.2 文档管理
钻机产品研发中产生的文档管理主要以产品结构为中心，通过不同的关系实现所有的相关图文档信息全局关联，将产生的文档统一置入电子仓库中，并建立共享机制。对图文档使用统一的数据库集管理，将产品设计产生的图文档进行分类，提供数据生成、存储、查询、存取控制、恢复、编辑、电子检查和记录的基本功能。
在所建立的PDM系统中，文档的组织是以具体对象如产品或其零部件为节点，各种相关的描述文档如图纸、三维模型、工艺文件等都关联在该节点上，形成了该对象的完整描述。在此基础上，通过文件的版本与版次管理，保证电子文件的一致性；通过定义常用的数据查询模板，实现所需数据的快速获取。
2.3 流程管理
PDM系统通过工作流设计器模块设定标准化流程，管理员可以根据钻机设计过程中的需要，在PDM系统图形化定义各种图文档管理的标准流程。例如设计流程、图纸更改流程、文档流程、模板流程，并定义各类业务流程的任务节点。在标准流程图中，设定发布环节。该环节不需要人工操作，由系统在图文档完成审核后，自动设定图文档为发布状态，并添加发布状态标志，系统同时收回图文档的修改权限。在工作流查看器中，系统用不同颜色标示了已经完成的流程，正在进行的流程和还没有进行的流程。经过电子审核流程后，审核人员名字将签署在规定的域位置。
2.4 产品结构管理
钻机产品的很大一个特点就是具有明确的产品结构明细表。产品结构是PDM系统管理的核心。产品结构信息也是企业的核心信息。PDM系统提供了独立产品结构管理器对产品结构进行管理。产品结构的搭建两种方式：一种是在PDM系统中创建零部件，利用系统产品结构管理器(PSE)搭建产品结构，然后使用UGManager装配；另一种方式直接使用UGManager装配并保存，系统根据装配结构自动搭建产品BOM。PDM系统提供了独立产品结构管理器对产品结构进行管理，在PDM系统中搭建产品结构，对于定型的产品结构，也复制产生新的产品结构。
通过产品结构编辑器，可获得产品结构。
当设计工程师需要对2个类似的零部件或产品的结构进行详细比较时，PDM系统提供了产品结构比较功能，在结构管理器中并列打开2个结构比较类似的零部件。
2.5 零部件分类管理
零部件管理指在PDM系统按照面向对象的方式，对企业中的设计数据进行分类，按类别、属性及对象之间关系的方式来进行组织，方便用户查找和使用相关的设计数据。引入PDM系统以后，将逐步转化为以零部件(设计图纸)为核心，工艺文档、各类技术文档等与零部件建立关系，从而形成知识网络的管理模式。
在PDM系统中零部件具有以下的特性：零部件具有结构关系；零部件经常发生版本的演进，同时零部件的改版过程需要严格的更改流程来控制；零部件的主要技术描述文档是采用三维、二维设计图纸的方式，同时零部件的主要制造指导文档是二维蓝图。
根据钻机零部件的结构特点，钻机设计过程中常用的零部件除了自制加工件外，主要包括标准件、外构件、通用件。通过零部件分类管理实现企业外购件、标准件、通用件、自制件的分类；支持零部件的信息、历史、状态、分类和标准化管理；建立适合企业的标准件库。从PDM系统存储、三维CAD集成、数据访问权限控制等技术角度考虑，将钻机零部件分为三大类：标准件、零部件、外购件。
通过PDM系统的零部件管理技术，可以对零部件的更多信息进行有效管理，为零部件(图纸)的快速、有效查询提供技术手段。零部件数据模型内部关系逻辑如图2所示。
图2 零部件数据模型内部关系逻辑图
2.6 系统集成性
钻机设计采用NX三维设计软件，PDM与该软件集成实现了数据、产品BOM、零部件属性等双向或单相集成。即在PDM系统中填写零部件属性后，在NX三维模型属性中会自动将PDM系统中的属性映射到三维模型对应的属性中。如果设计人员使用UGManager建立了产品结构，选择保存了该产品装配，则该产品的装配自动在PDM系统中搭建，不需要在PSE中再搭建，实现了产品BOM同步。同时系统支持三维零件以及装配结构的预览功能。
4 结语
针对钻机研发过程中产品数据管理存在的问题，基于Teamcenter软件开发了钻机PDM系统，建立一套集成共享的技术数据资料管理系统，实现了钻机开发过程中的文档管理、流程管理、产品结构管理、零部件分类管理、CAD软件集成等功能，保证了钻机产品开发过程中的各种技术资料得到有效控制，为钻机的产品设计、生产制造提供准确、统一的数据。
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