产品数据管理（PDM）技术概述1产品数据管理系统(PDM)发展及现状1.1PDM技术的基本概念及产生的背景产品数据管理(PDM)是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。

PDM明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。

它继承并发展了CIM(Computer integration Manufacture)等技术的核心思想，在系统工程思想的指导下，用整体优化的思想对产品设计过程进行描述，规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性。

其进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，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。

在20世纪的60、70年代，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的引用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。

对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术己经日益成熟，但各自动化单元自成体系，彼此之间缺乏有效的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”问题。

进入20世纪末，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动了技术进步和经济全球化，加速了技术革新、管理革新，企业面临的商业环境和市场环境发生了根本的变化。

具体表现在以下几个方面：（1）技术进步和高新技术的应用，信息量急剧增加。

（2）全球化市场与全球化竞争。

（3）用户对产品的需求呈现多样化和个性化。

（4）产品更新换代加快，生命周期缩短，人们对交货期的期望越来越高。

（5）生产方式的多样化。

但很多企业在技术、管理、技术与管理的协调发展以及适应新的生产模式和管理模式等方面还存在一些问题，影响了企业的竞争能力和向现代企业的发展。

这些问题具体表现在：（1）设计手段和加工技术落后。

（2）管理落后，特别是技术先进性与管理落后的矛盾日益突出。

CAD技术的全面推广，大大提高了设计质量，减少了差错，降低了返工率，大大提高了企业的产品开发能力和市场竞争力。

但另一方面，却给数据管理带来了更多的困难，数据管理的落后更为明显，主要表现在：信息共享程序低、信息传递速度慢、文档管理落后、设计方式陈旧及应用集成效率不高等方面。

（3）新的生产模式，如CIMS、并行工程、精益生产、敏捷制造等，对信息管理技术提出了更高的要求，不仅要求支撑技术能够支持多学科领域专家协同工作，而且要求把产品信息和开发过程有机地集成起来，做到在正确的时间，把正确的信息以正确的形式送达到正确的人手中。

由于以上诸多方面对信息管理的需求，许多企业己经意识到：实现信息的有序管理将成为他们在未来竞争中保持领先地位的关键因素。

产品数据管理（TIPDM）正是在这一背景下产生的一项新的信息管理思想和技术。

1.2PDM在中小企业应用现状对于大多数中小型企业，一般来说，引进国内外大型PDM软件，实施一个中等规模的PDM项目，需要大量资金作为软件费用和实施费用，而且一般要很长时间才能够交付使用。

另外，在实施过程中，还需要企业提供管理及技术人员配合项目的进展，有时出于项目需要，还要增加额外投资用于购买各种硬件设备，所有这些因素，对于国内一般的中小型企业来说，无论在时间上还是在资金上，都难以承担，这是目前国内外大型PDM软件在中小型企业客户群中很难寻找到用户的重要原因。

对于大多中小型企业，更希望能充分利用企业现有的资源进行PDM系统的开发。

2产品数据管理系统（PDM）简介2.1PDM系统的体系结构PDM系统的体系结构可分为四层，它们是用户界面层、功能模块及开发工具层、框架核心层和系统支撑层，如图2-1。

1、用户界面层：向用户提供交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、各种菜单、对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。

通过PDM提供的图示化用户界面，用户可以直观方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。

它是实现PDM各种功能的手段、媒介，处于最上层。

图2-1PDM系统体系结构2、功能模块及开发工具层：除了系统管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有电子仓库与文档管理、工作流程管理、产品结构与配置管理、集成工具等。

3、框架核心层：提供实现PDM各种功能的核心结构与架构，由于PDM系统的对象管理框架具有屏蔽异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用PDM系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用研究的透明化调用和过程的透明化管理等。

4、系统支撑层：以目前流行的关系数据库系统作为PDM的支持平台，通过关系数据库提供的数据操作功能支持PDM系统对象在底层数据库的管理。

PDM的体系结构应具有以下特点：（1）对计算机基础环境的适应性。

一般而言，清软英泰PDM系统是以分布式网络技术、客户机/服务器结构、图形化用户接口及数据库管理技术作为它的环境支持。

与底层环境的连接是通过不同接口来实现的，从而保证了一种PDM系统可支持多种类型的硬件平台、操作系统、数据库、图形界面及网络协议。

（2）PDM内核的开放性。

PDM内核的开放性体现在越来越多的PDM产品采用面向对象的建模方法和技术来建立系统的管理模型与信息模型，并提供对象管理机制以实现产品信息的管理。

在此基础上，提供一系列开发工具与应用接口帮助用户方便地定制或扩展原有数据模型，存取相关信息，并增加新的应用功能，以满足用户对PDM系统不同的应用要求。

（3）PDM功能模块的可变性。

由于PDM系统采用客户机/服务器结构，并具有分布式功能，企业在实施时，可从单服务器开始，逐渐扩展到几个、几十个，甚至几百个。

用户在选用功能模块时，除必需模块外，其他模块可根据需求裁剪。

（4）PDM的插件功能。

为了更有效地管理由应用系统产生的各种数据，并方便地提供给用户和应用系统使用，就必须建立PDM系统与应用系统之间更紧密的关系，即基于PDM系统的应用集成。

这就要求PDM系统提供中性的应用接口，把外部应用系统封装或集成到PDM系统中，作为PDM新增的一个子模块，并可以在PDM环境下方便地运行。

2.2清软英泰PDM系统的主要功能PDM系统的功能有两种划分方法，一种是按面向应用与系统支持的功能划分，将其分成电子仓库、面向用户的使用功能（包括文档控制、变更控制、配置管理、设计检索与零件库和项目管理等）和实用化的支持功能（包括通知与通信、数据传输数据转换、图像服务、系统管理等）；另一种是按软件功能模块划分，可划分为电子仓库和文档管理、工作流与过程管理、产品结构与配置管理、零件分类管理、工程变更管理、项目管理、电子协作、集成工具、浏览和圈阅等，前五项功能是PDM系统应用具备的基本功能。

本论文按照后者来介绍一般PDM系统的主要功能。

1、电子仓库和文档管理所谓电子仓库，是在PDM中实现某种特定数据存储机制的元数据(管理数据的数据)库及其管理系统。

它保存所有与产品相关的物理数据和文件的元数据，以及指向物理数据和文件的指针。

该指针指定存放物理数据的数据库记录和存放物理文件的文件系统与目录。

在产品的整个生命周期中与产品相关的信息是多种多样的。

这些信息以文件或图档的形式存在，统称为文档。

通过文档管理，可以让企业很好地组织、管理、控制文档的建立、修改、发布和存档工作。

企业人员也可以更加方便、快捷、有效地查找和引用所需要的各种数据和信息。

清软英泰PDM的电子仓库和文档管理提供对分布式异构数据的存储、检索和管理功能。

在PDM中，数据的访问对用户来说是完全透明的，用户无需关心电子数据存放的具体位置，以及自己得到的是否是最新版本，这些工作均由PDM系统来完成。

电子仓库的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色不同的数据访问权限和范围，通过给用户分配相应的角色使数据只能被经过授权的用户获取或修改。

同时，在PDM中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的审批流程后才能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。

2、用户管理就是对使用PDM系统的所有用户进行管理，具体包括用户注册，用户权限控制，用户角色确定，用户密级确定等。

用户管理一般通过建立组织一角色一权限模型来实现。

3、工作流与过程管理工作流和过程管理WPM(Workflow and Process Management)是一个关于产品数据是如何建立和修改的主动的过程管理。

它对任何工作流的形成进行过程控制或在过程开始后的任务控制。

它用来定义和控制人们创建和修改数据的方法。

它提供了路线、驱动事件的动作、查寻、检查、存取控制、恢复和对象的编辑等。

这一功能为产品开发过程的自动管理提供了必要的支持。

用户可以建立串行或并行的工作流程，技术人员可以并行地协调工作。

当用户打开自己的任务箱时，就可以看到最新的工作任务清单，项目负责人可随时查看整个项目的执行情况。

WPM的处理重点是与产品数据相关的任务。

通常WPM具有下述三种主要功能：初始工作管理，当设计师准备进行某项设计工作时，除了必要的设计要求和初始设计思想外，与设计工作相关的一些文档、表格等数据，诸如：外购件手册、标准件手册、各种元器件手册等等提供给设计人员，其他设计人员的设计数据也能够及时得到查询，最大限度地满足设计人员的设计需求。

而这些数据都能够在WPM中产生并传递过来；工作流程管理，是对产品数据及其引用传递和流动的过程的管理。

在此可以建立串行或并行的工作流程，将产品研制过程中的审、批、签流程以及产品更改的审批过程全部通过电子程序有序进行。

当用户打开自己的任务箱时就能看到最新的工作任务清单，审、批、签等人员可按预先制定的流程进行签署并可在备注栏附上签署意见，项目负责人则可随时查看整个项目的执行情况。

它使得成千上万的PDM系统的用户的个体对产品数据的处理结果和流动更加具有条理化，知道下一步该做什么；工作历史管理，工作历史管理提供了一种审查记录数据，帮助用户了解产品项目开发过程中的历史情况。

在现有产品开发工作流程的基础上，制定新的产品项目的工作流程和过程，工作历史记录可以作为重要依据。

4、产品结构与配置管理产品结构的定义为：相互关联的一组零件按照特定的装配关系组装起来即构成部件，一系列的零件和部件有机的装配在一起则构成产品。

将产品按照部件进行分解，部件再进一步分解成子部件和零件，直到零件为止，由此形成的分层树状结构，称为产品结构树。

产品结构与配置管理是产品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库为底层支持，以材料明细表为其组织核心，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，并在一定目标和规则约束下，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、计划视图等。

5、项目管理一个功能很强的项目管理能够为管理者提供“每分钟”项目和活动的状态信息，通过PDM与流行的项目管理软件包括接口还可获得资源和规划及重要路径报告能力。