1 概述
PDM（Product Data Management产品数据管理）以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把产品设计过程、生产试验等过程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的环境。目前，PDM已经成为企业降低成本，缩短产品的设计与制造周期的重要工具。随着制造业信息化工作的不断推进，PDM技术的应用逐渐被广泛应用起来。
在发动机研究设计开发过程中，逐渐产生、积累了大量的以电子形式存在的图样、试验报告等文档。这些图纸和文档的共享程度低，信息的有效性难以保证，业务数据难以有效集成．这直接导致了对已有设计数据的利用率非常低，制约了进一步缩短产品研发周期。为了解决这个问题，采用UGS公司Teamcenter EntERPrise的PDM系统来对发动机产品信息进行有效的组织和管理，通过PDM的实施，结合发动机研究所以研究设计和试验为主的特点进行了二次开发，构成一个研究所信息交换平台。经过二次设计开发，实现了在产品结构上，直接建立相关设计文档等功能，减少了用户操作步骤，降低了用户操作复杂性。
在PDM系统技术层面，其中的图文档管理和产品结构管理等基本功能都是比较成熟的技术，其应用在PDM实施层面容易实现。生产制造的企业和设计研究企业应该根据自己企业设计制造信息数据管理的要求，充分利用PDM系统的基本功能，建立起符合本企业设计、生产管理实际情况的PDM系统，因此，在PDM系统的实施过程中，需要企业与PDM实施方紧密配合来完成，PDM实施中需要经过发动机产品设计管理的需求分析和流程分析、系统功能需求和需求分析模型的建立、系统数据库的规划和设计、二次开发编写代码和方法、发动机设计流程的建立、权限控制的建立、PDM系统的测试运行等几个步骤。
2 发动机产品设计管理的需求分析和产品开发流程分析
PDM系统的开发和实施是一个非常复杂的系统工程。必须考虑被实施企业的实际特点，结合企业的产品特点、经营模式和现有的、可实施的计算机技术，从PDM的基本思想入手，建立其PDM系统的基本框架，在此基础上才能进行分阶段地开展具体实施工作。
2.1 对发动机产品及其开发流程的特点进行分析
发动机研究所与发动机产品生产企业不同，侧重进行发动机的研究设计、试验过程。因为研究所是开发设计发动机的，需要研究设计的发动机产品的零部件种类比较多，发动机按设计结构是多层次的，设计发动机分为系统/机构，系统/机构下分组件，组件由零部件组成。而产品研发过程中产生的各类设计文档、试验报告等数据主要围绕着产品各层设计结构进行描述，这样就决定了产品结构的组成方式。产品结构不仅是表示产品零部件组成结构和关系，同时也是为了更好的把各类相关设计文档等数据组织起来对零部件进行综合描述。
通过对产品设计的分析，就可以确定在PDM系统中如何建立产品结构及产品结构与文档如何建立关系。
发动机产品结构表示如图1。
图1 发动机产品结构
发动机产品结构与文档关系表示如图2。
图2 发动机产品结构与文档关系
发动机产品的一个型号开发流程一般经过方案论证、原理样机设计、设计定型等几个设计阶段。各个设计阶段的工作内容和过程类似，但继承性强，大部分零件和技术文件是通过继承和吸收以往的技术资料得到的，真正完全的创新不是很多。但各阶段产品代号、零部件号等都是变化的，这就要求PDM系统中设计阶段的零部件和技术文件要有表示继承性关系的属性。在流程管理中不用为各个设计阶段编制流程，只需在文档的审批等流程中根据文档管理的要求进行编写设置流程。
在PDM实施的初期，不要设计太复杂，只要满足企业对其管理的要求即可，随着对PDM系统的深入使用再逐渐细化，否则会因为流程问题让PDM系统的应用遇到很多困难。
2.2 建立PDM流程概念模型
不同的企业其产品开发方式和流程是不同的，应根据本企业产品开发复杂程度、流程复杂程度、与产品相关的文档类型、参与人员情况等，来确定数据库的结构。如：产品开发方式是进行产品整机设计，同时也进行零部件开发；流程复杂；与产品相关的文档类型很多；参与人员和角色多，PDM系统设计的数据库结构就很复杂。因此数据库开发前，开发人员必须清楚的知道被实施企业产品设计开发方式和流程，才能保证数据库的设计符合企业的需求。
根据产品开发过程中，工作顺序、参与的相关人员、工作中输入/输出文档类型、规则要求，建立“PDM流程概念模型”。
3 系统功能需求和需求分析模型的建立
需求分析是PDM规划实施中非常重要的阶段。需求分析的好坏直接影响系统今后运行的成败。我所PDM项目实施分为两个阶段：
第一阶段：实现北方发动机研究所产品研发数据信息和过程管理，实现“文档管理”（含审批流程）、“文档更改管理”模块的功能。
第二阶段：建立产品设计资源库，整合相关信息系统，实现数字化样机配置和模装，实现“产品配置管理”、“零件族管理”、“项目管理”模块功能，与管理系统进行接口集成的功能。
第一阶段需求模型如下：
a.产品图纸和技术文件的管理
PDM系统能够为产品研发过程中产生的大量产品图纸和技术文件提供有效的管理方式，企业经常使用的数据文档包括办公文档(Microsoft office格式)、产品设计文件、产品工艺文件、计算书、分析报告、评审报告、产品及零部件三维模型数据文件和二维图纸、浏览格式文档（PDF格式）、图像文件（BMP、JPG、GIF等格式）、中性可视化文件(JT、IDI等格式)。系统提供基于模板的文档创建的方式，多种方式的产品数据查询，存储控制和数据安全共享机制。
b.产品结构管理
在PDM系统中，用户可以在产品研发中创建和使用产品结构。用尸可以通过两种方式建立产品结构，一种是在系统中创建产品结构的组成单元，再由它们之间的关联关系创建产品结构；另一种通过软件接口导入到PDM系统。将产品数据和产品结构相关联形成产品结构树。
c.产品图纸和技术文件审批和变更过程的管理
产品图纸和技术文件数据的审批过程都是建立在北方发动机研究所的规范流程的基础上，这样能够保证北方发动机研究所业务过程的规范化及产品数据的正确性，同时能够有效地通过电子化工作流程贯彻北方发动机研究所现行的质量标准。
d.与产品设计软件的集成
PDM系统能够与研究所采用的各类设计软件进行集成，通过PDM系统封装模式将各类设计软件进行如下方式的集成管理。
三维设计软件系统集成方面：PDM系统通过相应的数据接口对I-DEAS、Pro/Engineer产生的最终设计数据进行集成管理。
电子CAD系统集成方面：PDM系统通过UFC自主开发的接口对Protel产生的最终设计数据进行集成管理。
二维设计软件系统集成方面：PDM系统通过相应的数据接口对XTMCAD、大恒CAD产生的最终设计数据进行集成管理。
e.系统安全管理模型的建立
PDM系统提供一整套的产品数据信息的权限控制方式，针对系统用户、用户组、项目角色和动态用户组成系统参与人员，依据数据的存储位置和数据的属性信息对数据加以权限控制，对电子数据仓库通过数据存储位置规则控制其访问权限。
4 系统数据库的规划和设计（信息概念模型建立）
系统数据库的规划和设计实际上是对PDM系统中的管理产品结构和各类设计文档内容的具体化，目的是对需要管理的产品信息进行分析和建模，决定了在PDM系统需要查询其相关信息的内容和查询方式和相互之间的关系。
根据“PDM流程概念模型”中的输入、输出各类技术文档等工作内容，经过对相关收集信息的分析，确定需要管理的逻辑项目以及它们的属性和相互之间的关系。再根据PDM功能需要，建立内部数据结构。例如：“零件”的属性是由产品代号、初始图号、关重类型、重量、价格、零部件来源、描述、材料名称、材料代号上标、材料代号下标等组成；“工程图样文档”的属性包含文档代号、文件代号、文档标题、产品代号、项目名称、密级、数据文件类别、设计者、软件应用类型、第几张、图幅等。
数据库设计的是否合理，决定着PDM开发设计能否顺利完成。所以，作为基础应该进行大量的信息收集和数据分析整理工作，数据库设计人员即要对产品设计流程工作非常熟悉，又要对数据库技术相当了解。
5 PDM系统二次开发设计实现的功能
在二次开发时，首先根据数据库结构规划，在TC创建新的类（数据表），由于Teamcenter EntERPrise是面向对象设计的方式，新类都是在父类（Teamcenter EntERPrise基本框架已有）基础上建立的，能够继承父类的属性和关系，因此新类的属性应该在了解父类属性基础上，合理添加。这就要求开发人员熟悉所要引用的类，减少不必要数据冗余。
通过PDM系统的二次开发设计，首先建立起符合中国北方发动机研究所产品数据管理的产品结构、各类设计文档，然后再针对工程设计人员在PDM系统中创建各类设计文档的过程，根据在创建文档的同时必须建立起与产品结构的关系的要求，同时全面考虑文档的查询便利性和易用性，进行相关方法代码的编写，最终实现PDM系统规范准确的本地化开发设计。
通过编写文档的审批流程和更改流程，同时加入相关的角色权限和审批权限控制，并对在审批流程的过程中具体的审批人员进行确定。从而保证进入PDM系统的各类设计文档的有效性。
二次开发实现PDM功能特点：
a.与产品结构自动建立关系
在PDM系统基本功能中，创建业务对象之间关系太繁琐，在创建完业务对象后，还需要通过鼠标托拽建立相互关系。而经过二次设计开发，实现了用鼠标功能在产品结构上建立零部件对象、各类设计文档自动与产品结构的关系，并且自动取得产品代号等属性，减少了设计人员的录入工作量，提高了效率。实现方式如图3。
图3 在产品结构上用弹出式菜单创建组件
在产品结构上创建工程图样，如图4。
图4 在产品结构上创建工程图样的弹出式菜单
b.设计任务上创建设计任务中，自动建立关系
在项目管理中，为了建立设计任务之间的关系，把一个设计任务通过鼠标托拽到另一个设计任务上来实现。而经过二次设计开发，实现了用鼠标功能在选定的总设计任务上创建新的设计任务文档，来实现任务分解，并自动与总设计任务建立关系如图5。
图5 设计任务之间的关系
6 小结
在PDM实施中，前期的调研和整体方案规划是整个PDM系统成败的关键。PDM是一个大型系统，更是一个应用过程。PDM的简洁、方便操作对于系统应用推广会起到很大作用。
Teamcenter Enterprise是一个功能强大的PDM开发平台，但如何实现工程设计人员使用方便的用户界面，还需要实施开发人员逐步完善，运用Teamcenter Enterprise中的方法来解决。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：PDM系统在发动机设计研究所的开发应用
相关文章
