产品数据管理PDM(Product Data Management)以软件技术为基础。是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文档、数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括审批／发放、工程更改、一般流程、配置管理等)的技术。提供产品全生命周期的信息管理，并可以在企业范围内为产品设计与工艺制造建立一个并行化的协作环境。PDM的基本原理是在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，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。技术信息系统和管理信息系统的有机集成，构成了支持整个产品形成过程的信息系统，企业可以利用PDM系统将以往的知识加以累积储存，以备重复运用，让本系统的使用者可以立即共享最新的知识。
南车石家庄车辆有限公司是一家主要从事铁路货车车辆的检修和特种货车的开发、设计、制造的公司，先后开发出自翻车系列、特种凹底平车系列、西矿渣车、底开门敞车等特种车辆。其新造货车产品特征：品种多、结构复杂、批量少、定单式生产。为了使公司产品能在轨道市场更具竞争力，公司在2007年进行了基于PDM系统管理、三维CAD产品设计的调研工作。最后选中了西门子公司的PDM软件TC2005及主流三维CAD软件NX5作为管理研发设计平台。
1 PDM系统管理
TC2005系统主要包括产品结构和配置管理、图文档管理、工作流程审批管理、项目管理、组织机构管理、系统二次开发、应用系统集成管理等功能模块。
1.1 PDM管理的必要性
南车公司产品数据品种繁多，包含二维的CAD图纸、三维的NX数据、PDF格式的数据，有些数据是纸质的。现有的产品数据归档是以纸质形式存放在档案馆，未归档的以电子数据格式存在于各个设计人员的微机里，这都体现了企业产品数据保存格式杂乱，存放地分散、凌乱、安全性差，缺乏BOM的自动提取功能，人工提取困难且易出错，电子图档和纸质图纸内容有时不统一，信息一致性差，工程变更慢，产品图纸的版本管理不规范以及协同设计无法实现，设计数据不能够被其他部门所共享。随着公司三维模型的创建和积累以及ERP系统的上线，现有管理方法不能够满足需要，迫切需要新的管理方法。
1.2 产品信息集成
PDM系统管理所有与产品相关的数据，而这些产品数据是由不同的系统产生的，数据模型、类型不同，只有把这些系统集成到PDM系统中才能由PDM系统对数据进行统一管理和控制。PDM系统是连接CAD/CAPP/CAM/ERP等系统的桥梁和纽带。南车公司的PDM系统集成，包括TC2005与NX5，InteCAD，TYCAD，CAXA，word，excel，ACDSee，PDF Reader的集成，其中NX5中还集成了OpenDraft。
1.3 TC2005主要模块的实施
在西门子公司的支持下，成功开发了PDM系统(即TC2005)。由于公司集中办公，用户全部在本地对产品数据进行操作，为了充分利用系统相对开放的功能，充分利用公司的l000 M局域网资源，搭建了二层平台结构，即客户机-服务器结构。
1.3.1 系统二次开发(定制开发)
系统二次开发是实施的难点之一，它主要根据公司的实际产品设计、管理需要进行定制开发，是没法移植的。
1)自动编号功能 通过二次开发增加一个指派按钮，可以为新建不同类型的Item对象如零部件、标准件，更改通知单、技术文件等自动产生申请编码，并且保证申请编码的唯一性。例如：在新建更改通知单时，通过指派系统可以自动生成如下编码：技开更改[2012]l号，技开更改[2012]2号，技开更改[2012]3号……。如果没有自动编号功能，就必须先查找技开更改[2012]文件字编到了多少号，然后再手工接着往下编，显然通过使用自动编号功能，提高了工作效率和工作质量。自动编号部分代码见图1。
图1 自动编号部分代码
2)属性双向映射和二维CAD的电子签名 通过二次开发实现Item属性在TC2005和NX5之间的双向映射，用户首先登录TC2005，在TC2005中创建零部件并填写相关属性，启动NX5创建零部件三维模型，零部件三维模型创建好后，创建二维工程图，用OpenDraft进行标注、创建标题栏、自动填写相关属性等，完成三维转二维工作，通过走流程(如图纸审批流程)，实现二维CAD的电子签名。
3)word文档保护和水印功能 通过二次开发实现技术文件、更改通知单等word文档保护；并在流程走完后打上水印。
word文档走完流程后会自动加上保护，即不允许编辑、复制。创建pwdtext数据集用于记录word文档保护密码，用户需要输入密码才能解除保护，此密码的相关信息保存在一个文件中，但该文件中的密码不是真正的密码，它经过换算过后形成真正的密码用于加密，管理员可以通过登录TC2005，选择菜单命令“word保护密码->>word密码”即可显示出真正的密码。真正的密码用于解密，用“命名抑制”使非管理员看不到相应的菜单。
1.3.2 组织结构管理
TC2005组织结构由组、角色、用户、人员、站点、卷组成。对于公司单位分散的可能需要多服务器协同工作，需要设置多站点、多个卷，对于公司单位集中的一般是1个站点1个卷就行了。站点和卷是安装系统时自动生成的，每个站点至少1个卷；卷包含的内容如：卷名、服务器名、服务器操作系统名称、卷路径和访问者列表设置要正确，一般不要改动；人员所包含信息如：姓名、员工编码、组织等；用户所包含信息如：人员姓名、用户ID、操作系统名称、密码、默认组、默认卷、用户状态等，其中用户必须是活动状态才能使用该系统；角色只包含角色名称和2条描述信息；组所包含信息如：组织名称、父组织名称、默认卷、定义角色列表和选定的角色列表等，只有选定的角色才能在该组织中使用。
根据公司部门设置情况建立组织架构，每个人员只允许有一个用户名，一个用户可有多个角色，一个组织可以有多个角色。例如：某人参与这个项目设计同时是另一个项目经理，那么他既是设计师(即创造数据角色)又是主管审核(即审查数据角色)。
1.3.3 数据管理
TC2005数据管理是以产品对象为中心进行组织的。通过各种类型的数据对象以及数据对象之间的关系(引用和使用关系)将各种数据结构化，并建立数据之间的关系，该模块是实施重点，不是难点。
1) 产品结构树管理产品结构树可根据CAD系统中的产品结构信息来建立，按照部件一子部件一零件(标准件)的顺序将产品进行分解，根节点代表产品或部件，枝节点代表部件或子部件，叶节点代表零件或标准件，由此形成的分层树状结构称为产品结构树。在产品结构树中，每个节点不仅包括了该部件或零件的CAD信息，而且还可以通过引用或链接等方式建立与其他相关节点的联系，这样就可以以产品为核心，按照产品组成的结构形式把相关的技术文档以及与产品相关的管理文件等有序地组织起来。TC2005提供了创建和维护产品结构管理的强大工具——产品结构编辑器PSE(Product Structure Editor)。PSE的主要功能有建立和编辑产品结构、产品结构查询和更改的比较、产品结构的浏览、产品的配置规则等。
2) 产品版本管理通过零组件可以管理对象的版本，每个对象在创建时都产生一个版本。产品的版本用于保存对象的多次修改。每个对象的多个版本之间都有联系，并且每个版本都有自己的有效条件。一个产品对象在设计的过程中可能会不断地被修改，因此会产生不同的版本。每个版本部件包括了该产品对象此时的全部信息，并且包括了该版本与其他版本之间的关联，如零组件对象的版本与文档版本的关联性等。产品版本管理功能把所有产品各阶段各个状态的相关信息集中在一起，方便各类人员的使用，把数据的管理统一起来，保证了系统的整体性。
3) 产品文档关系管理通过零组件、文件夹等把产品对象(如部件、子部件、零件、标准件等)与文档(如任务书、设计报告等)链接起来。通过在导航器面板中对零组件、文件夹等的管理实现对产品结构的管理。
1.3.4 流程管理
每个企业都有自己特定的流程，所以需要制定适合企业的模板流程，好的流程模板有利于跟踪数据状态和历史。TC2005提供了一种可视化的过程编辑器来定义工作流程，使流程设计过程直观、灵活、易于表达。在发现某些流程不适合本企业时，可以按照客户的需求很方便地对自身系统进行裁减、修改和增加功能。在工作流程管理系统中采用电子周转文件夹将有关的工作文档和信息传送到各个用户，所有与工作过程有关的用户都可以通过计算机网络从工作流程管理模块中得到自己的任务清单，其中包括电子周转文件夹中的所有文档和所规定的需要执行的活动。工作流程管理模块将属于不同部门的员工联系起来，只有被授权的人员才能访问工作流中的有关文档。
根据公司情况主要分为2类流程：1)部门内流程，如设计→校对→审核→发布；2)部门间流程，既可以是部门1→部门2→部门3，也可以同时向多个部门发布信息，如设计→校对→主管审核→工艺→标准化→审核→批准→发布，该流程经过开发、工艺、技术管理等部门。该模块是实施重点，不是难点。
1.3.5 报表统计
经过二次开发可以方便地创建各种统计报表，随时统计产品所有相关各类数据，不再由技术人员手工编制报表，大大提高了技术人员的工作效率，节省了工作时间，报表中数据来自数据库，避免人为统计输入的错误，提高了工作质量。例如，按公司要求输出下列报表：图样目录、零部件明细表、标准件明细表。在PSE(产品结构编辑器)里添加菜单“设计报表输出”，并且列出子菜单“图样目录／零部件明细表／标准件明细表”等，见图2。
图2 输出报表
技术人员将产品BOM发送到PSE里，当选择“设计报表输出”菜单下的子菜单后，系统自动将PSE当前会话中的产品结构以相应的excel格式输出。
2 结语
总体来看，南车公司的PDM系统实施还是成功的，实施后开发人员和工艺人员实现了协同设计，PDM这个信息集成平台将有限的资源实现了最大化的共享，基本上实现了电子产品的图文档管理，解决了版本控制问题，实现了工程图、技术文件、更改通知单的电子签名。通过组织机构管理，对结构人员权限进行了有效控制，保证了数据安全；通过产品结构管理，明晰了结构关系，便于查找和生成BOM；通过流程管理，固化和规范了审批流程；报表统计可以准确快速地生成各种技术和工艺报表，通过给企业量身定制的二次开发，方便了操作，缩短了产品开发周期，给公司的技术开发和管理带来了革命性的变革。
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本文标题：PDM在铁路货车企业中的应用
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