1 前言
产品数据管理系统PDM（Product Data Management）是企业核心能力的重要技术领域平台，它是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术，它能帮助企业构造一个适合异构计算机运作环境的集成应用平台。它以管理产品数据为基础，通过控制与这些信息相关的过程和人员，确保用户在需要的时候能够访问到正确的信息，并提高用户和用户之间以及应用之间的信息反馈速度，从而达到缩短产品的开发周期、降低成本、提高质量和改善产品性能的目的，实现“开源”、“生钱”，进而提高企业的核心竞争力。
2 PDM的功能模型
2.1 传统管理模式
在大部分公司中，产品的开发过程都会产生大量的数据，尤其是在拓展业务的同时，现有产品研发系统难以从根本上满足企业长远的产品研发业务需要。产品范围越来越广、产品数据的大量增加、跨地域的开发协作、互不相同的研发体系等都将成为企业产品研发业务的瓶颈。传统管理模式产生问题主要表现在：
（1）在图纸和文档的管理方面，设计图纸与文件存在设计人员电脑中，不能保证与生产蓝图完全一致；设计人员在设计更改工作中首先要去档案室查看资料，并且传统的图纸手工划改也浪费大量工作时间。
（2）在产品开发协作方面，多人共同处理同一组文件的环境中保持产品信息的完整性？更何况跨地域的开发协作。
（3）产品上市时间缩短要求设计周期越来越短，设计和工艺过程并行进行则显得尤为重要。
（4）在产品设计的工作分配方面，项目主管和项目组员没有进行充分的信息交流，从而使设计阶段难于发现后续阶段出现的不足，产品更改要求较多，工作效率降低。
（5）在设计软件的集成方面，将缺乏一个软件集成框架和一个统一的产品数据模型，各设计软件之间还没有得到有机的集成，没有实现产品数据共享。
（6）在产品质量信息反馈方面，传统模式通过现场或服务人员电话反馈描述，设计人员根据要求更改，无任何依据可追溯。
2.2 系统功能设计
PDM以管理企业的产品数据为基础，通过控制涉及这些信息的所有过程、管理协调与这些过程有关的所有机构和人员，保证设计人员在需要的时候都能够访问到正确的信息，并提高设计者之间及应用与应用之间的信息反馈速度，从而达到缩短产品的开发周期、降低成本、提高质量和改善产品性能为目的。它提供了实施并行工程所需要的信息集成框架，对并行工程中的信息进行统一、规范化管理，组建了实施并行工程所需要的动态集成产品开发团队，保证了产品数据的一致性和安全性。
PDM系统是一个管理软件系统，面向产品全生命周期，以产品为核心，将产品设计开放过程中的产品数据、设计活动、人员组织以及相关的设计环境统一组织起来。PDM系统主要功能结构如图1。
图1 PDM功能模块
2.3 PDM的功能分析
PDM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、人与组织的软件。PDM依据全局信息强调共享的观点，为不同地点、不同部门的人员营造了一个虚拟协同的工作环境，它是所有信息的主要载体，在产品开发过程中，可以对它们进行创建、管理和分发。从PDM在制造业的实施情况分析，其功能主要应包括以下几个方面。
（1）产品结构与配置管理
产品结构与配置管理（图2）是PDM的核心功能之一，利用此功能可以实现对产品结构与配置信息和物料清单的管理。用户可以利用PDM提供的图形化界面来对产品结构查看和编辑。
产品结构与配置管理作为产品数据与管理的一种形式，它以系统数据存储作为底层支持，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理与控制，并在一定目标或规则约束下，向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述，如设计视图、装配视图、制造视图和计划视图等，特别适用于多规格品种、零部件通用性强的系列化产品。
图2 产品结构管理
（2）用户管理和动态权限设置
PDM系统为企业提供了信息共享的平台，使得PDM系统必须有足够的能力保证数据的安全。根据系统设置的安全规则，给不同组织、角色赋予不同的操作权利，可以充分的保证企业知识财富的安全，避免因人员流动导致产品数据流失、失效。由于不同的操作对数据会产生不同的影响，所以对其权限的严格程度也不尽相同，在这个模块下，系统管理员可以对用户信息加以维护，从而使用户动态获得权限。
（3）文档管理
文档是PDM系统的基本对象，所有操作最终都几乎可以归结到对一个具体文档的操作，所以文档管理（图3）是PDM系统核心层中的核心。文档管理的作用域主要在产品的开发过程中，而当产品的开发工作全部结束时，相关文档就应当提交给工程数据库管理模块来管理。
文档管理的主要功能应该包括：文档的建立和属性的定义；文档的查询和浏览；文档的保存和入库；文档的更改。
图3 文档管理
（4）版本与变更管理
版本记录不同工作阶段的信息，保存设计的历史记录。当归档的数据需要发生修改时，则需要进行升版，PDM对文档的每一次修改都记录下来，以维护数据的完整性。每次修改结果可用一个工作版本来表示，多个工作版本中，只有一个是有效的，有效版本可以回滚，是数据具有可追溯性。
工程变更管理是借助于工作流系统来实现的。工程变更的内容包括更改请求和更改数据，它们用来描述发起更改请求到通过后更改数据的过程。
（5）全生命周期管理
PDM对产品生命周期的管理着产品数据的动态定义过程，包括保留和跟踪产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维护保养直到回收处置的整个过程中的所有历史记录（图4），以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的处理步骤。
管理员可以通过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计或更改流程。流程的构造是建立在对企业中各种业务流程的分析结果基础上的。
图4 全生命周期数据与过程管理
（6）软件集成和接口开发
集成是PDM系统的基础功能。所谓集成是指PDM系统所提供的一组机制，使之能够和其它软件集成是PDM系统的基础功能。
PDM所提供的产品数字化管理解决方案面向各行业、各种类型，集成现有的设计软件按和未来的软件，开发数据交互接口是必须的。以ERP系统为例，PDM向ERP提供基础数据，包括企业最基本的物料数据以及产品的设计BOM，另外PDM也需要向ERP中获得设计指导信息，并接受ERP系统传递的反馈信息，从而实现工程变更，以保证PDM与ERP系统之间的数据的一致性和实时性。
（7）项目管理
PDM构建一个技术平台，提供项目实际需求的工具，辅助企业进行项目的周详计划，帮助企业在计划中明确项目的目标、分解任务、监控进度，发现其中的缺陷，进行资源的合理调度，尤其适合拥有庞大数据的小批量、多品种产品企业。
3 PDM实施策略及实施过程
3.1 实施策略
PDM系统实施是指在PDM框架下实现企业最佳运作(主要指产品开发)过程，它根据企业需求，将所有与产品相关的信息、资源、人员和过程纳入PDM技术和管理框架之中，解决集成产品开发队伍之间的协同工作，确保相关信息及时、准确传递。PDM实施本身是一项技术和管理相结合的复杂系统工程，其耗资较大，历时较长，且涉及到设计、管理方式变革的任务，与PDM的业务咨询、实施、上线后的运维等多种因素有关。甲方单位想在规定的时间内实现既定的总体目标，需要全面和长期的规划。PDM实施过程不是简单的几个阶段和一些文档规范，而是以企业产品开发过程改进为核心的迭代过程，迭代既是实施方位的扩展，也是实施的不断优化过程。
3.2 实施步骤
PDM实施虽然用户化程度很高，不同的企业实施PDM项目的具体步骤可能大相径庭，但抽象的实施步骤还是一致的。PDM项目的实施一般包括如下步骤（如图5所示）。
图5 PDM实施步骤
将PDM实施过程分为不同阶段，对各个阶段工作、所用工具及预期结果等做出明确定义，并依据本阶段实际结果对前面各阶段所得结果进行校验以便尽早发现错误并返回修订，从而在局部形成循环，然后从局部上升到整体，保证整个PDM实施过程的流畅、完整。
PDM系统在企业的正式实施应用，是PDM系统应用最为关键的环节。在这个阶段，需要系统供应商和企业用户甚至第三方服务商（包括实施单位和咨询单位）的通力合作，有条不紊地进行。
（1）组建项目组。成立项目组是实施工作的第一步，建立一个既包括实施方人员又有企业人员的实施队伍，企业成员须熟悉企业业务流程，以便能够与实施专家进行专业交流。其中企业方面应该由领导挂帅，以能够真正有效推动PDM系统在企业的顺利实施。
（2）项目启动与培训。企业的高层领导和相关部门的领导和业务人员参加培训，了解 PDM是什么，PDM能干什么，实施后给企业带来什么便利，明确实施PDM项目的要求和期望，为 PDM项目的顺利实施提供保障。
（3）需求分析与业务梳理。根据企业实际业务需求，展开深入的讨论，对企业现有的业务流程进行认真梳理和分析，为将来的方案设计提供依据。
（4）架构设计与详细设计。以前面的需求收集和分析为基础，搭建PDM系统的架构，要特别注意其与现有管理流程的不同之处，把需要解决的关键问题全部汇入架构，确定好关键问题的解决模块，并充分利用现有的功能来配置系统。详细设计是对需求收集和分析阶段的又一次检查。
（5）定制开发与配置。详细设计完成后，要根据系统的组成，进行系统配制和定制开发，定制开发的主要任务是利用开发工具，在系统架构的指导下，针对企业特殊的功能需求开发新的功能系统，如系统输出报表等。
（6）系统测试与修改。通过在测试系统中完成包括数据上传、流程传递、变更、发布和下载打印等所有功能，系统的问题绝大部分都会暴露出来，这就要求系统多次修改完善。
（7）系统上线。系统上线是真正检验系统是否满足要求的实施阶段。用户培训使用PDM系统，企业已开始使用新系统，保证企业运营向新系统的平稳过渡。
3.3 实施成败的关键
（1）项目节点评价与例会制度
作为项目管理的重要部分，项目节点评价必须要严格执行。在实施周期中定期中召开项目例会也是及时发现和解决项目问题的一个很好的方法。
（2）稳定的实施队伍
PDM实施不单是一项技术实施，更是一项优化业务管理过程，明确各部门职责，优化企业信息流程，增加或减少某些部门工作，建立或削减相关部门，强力推动各项业务工作顺利进行，把企业信息化实施和企业改革制度相结合，只有这样PDM实施才能少走弯路。
（3）“一把手工程”仍不失效
PDM实施是技术和业务的综合体，而大部分技术问题又是由业务问题引起，这些都需要得到高层领导的重视及最终确定。项目实施中，对于甲乙双方僵持不下的问题需尽快形成方案反馈至公司高层领导决定，所以企业领导必须加入到实施过程中来，而不仅仅是等待汇报。此外，一把手对PDM项目的权利、资金、调整机构等资源的支持也将对项目起到关键性的作用。
（4）长期有效的推广使用
最简单的项目是否实施成功的评判方法，是看项目是否验收、在验收后是否继续使用、是否在继续使用中产生新的需求及进行后续项目的服务，是否能够延续项目甲乙双方长期的合作等，若果不能达到此效果，则认为再成功的实施项目都需要打个折扣（图6）。
图6 PDM应用一般规律
4 结语
PDM实施是一项复杂的系统工程工作，它涉及的知识面广、部门多，不仅涉及技术，而且涉及管理业务、组织和行为，因此，探索PDM 实施的成功经验和实施的方法学，对推进PDM的应用具有很重要的意义。
实施PDM给企业带来的效益不仅在于对产品设计和工艺设计的数据和过程管理，更大效益在于提高了企业管理的规范化程度和管理水平、提高了设计创新能力，对于提高效率，缩短产品上市时间，提高设计与制造的准确性与一致性等方面具有重要作用。同样，PDM实施经验的总结对其他企业PDM实施具有一定的指导作用和参考价值。
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本文标题：PDM在工程机械实施过程中的研究
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