計算機信息管理基礎

1、計算機信息管理基礎課程報告學院：機電工程學院班級：1304012學號名：陳新杰PDM系統(tǒng)在制造業(yè)應用及發(fā)展摘要：隨著近年來我國經濟增長速度減緩，制造行業(yè)面臨著前所未有的困境企業(yè)為了求得生存及更大的發(fā)展空間必須提高競爭力。PDM(Product Data Management)作為一種先進的管理技術，對降低產品開發(fā)成本，提高企業(yè)產品數據管理能力，提高產品開發(fā)效率，提高產品質量有巨大作用。1、引言隨著科學技術的進步，制造業(yè)取得了迅猛的發(fā)展。大量的CAD/CAPP/CAM軟件應用于企業(yè)，有效地提高了產品制造的效率。然而，伴隨著計算機技術的廣泛應用，計算機產生的各種數據資料也

2、迅速增加。例如，一個企業(yè)要生產一種產品，從市場分析、產品設計、到制造、裝配、銷售，要產生很多的相關數據：市場分析報告、設計信息、加工圖紙、零件加工工藝、數控加工程序清單、仿真測試結果分析、以及各種說明書等，其數據量之大是可想而知的。這么多的數據如何管理，是各企業(yè)面臨的一大難題?；诖耍?0年代初期提出了產品數據管理（PDM）技術，其主要目的就是為了解決大量產品信息的計算機管理問題。2、PDM的發(fā)展歷程產品數據管理PDM（Product Data Management）技術是在工程數據庫技術的基礎上發(fā)展起來的。如圖1所示，PDM技術的發(fā)展主要經歷了以下四個階段：圖1 PDM技術的發(fā)展歷程（l）配

3、合CAD工具的PDM系統(tǒng)早期的PDM產品始于20世紀的80年代。當時，CAD已在企業(yè)中得到廣泛應用工程師們在享受CAD帶來好處的同時，將大量的時間浪費在查找設計所需信息上。對于電子數據的存儲和獲取的新需求變得越迫切。針對這種情況，各個CAD廠家配合自己的CAD軟件推出了第一代PDM產品，主要解決大量電子數據的存儲和管理問題，提供了維護“電子繪圖倉庫”的功能。它僅在一定程度上緩解了“信息孤島”問題，仍然普遍存在系統(tǒng)功能較弱、集成能力和開放程度較低等問題。（2）專業(yè)化的PDM系統(tǒng)通過對早期PDM產品功能的不斷擴展最終出現了專業(yè)化的PDM產品。如SDRC的Metaphase和EDS的IMAN等就是第

4、二代PDM產品的代表；出現了許多新功能，如對產品生命周期內各種形式的產品數據的管理能力、對產品結構的配置和管理、對電子數據發(fā)布和更改的控制以及基于成組技術的零件管理與查詢等：同時提高了軟件的集成能力和開放程度，少數優(yōu)秀產品可以真正實現企業(yè)級的信息集成和過程集成。PDM走向商業(yè)化開始成為一個產業(yè)，出現了許多專業(yè)性開發(fā)、銷售和實施PDM的公司。（3）PDM的標準化階段1997年OMG組織公布了PDM Enabler標準草案第一個國際標準，本草案由許多PDM領域的主導廠商制訂(如IBM、SDRC、PTC等)。隨著經濟全球化的趨勢，生產同一種產品的企業(yè)可能不在同一地區(qū)，甚至在同一國家，也就是出現了一些

5、虛擬公司或網絡聯盟企業(yè)。要實現數據的遠程傳輸和共享，離不開網絡技術。（4）基于WEB的PDM系統(tǒng)目前，基于WEB技術的異地設計、制造PDM結構體系是借助于Internet/Intranet網絡，通過Client向Server發(fā)送RPC(Remote Procedure Call)實現調用請求的一種信息傳輸方式。由于所有的請求與服務均要通過Web服務器來實現，使得在大規(guī)模數據傳輸和復雜類型應用時會產生“瓶頸”效應，有待于在技術和結構上的進一步完善。3、PDM的結構層次PDM系統(tǒng)是建立在數據庫技術和網絡技術基礎之上的管理系統(tǒng)，其結構可以分為如圖2所示的四個層次：第一層是用戶層。所謂的用戶層，就是為

6、了滿足不同設計人員對系統(tǒng)軟件使用的要求而創(chuàng)建的人機交互界面。第二層是應用功能層。應用功能層主要是系統(tǒng)維護、確保數據安全與運行的功能模塊。系統(tǒng)數據管理的大部分工作是由這一層的功能模塊來完成。第三層是應用服務層。主要是接連應用功能層和系統(tǒng)服務層，用于提升系統(tǒng)的開放性，使PDM系統(tǒng)的功能模塊的開發(fā)過程更簡單。第四層是系統(tǒng)服務層。這一層主要為PDM系統(tǒng)提供支撐環(huán)境，具體包括操作系統(tǒng)、數據庫和網絡通訊協(xié)議等。操作系統(tǒng)主要有：UNIX操作系統(tǒng)、HP、SunSerie、Windows等，由于PC/windows成本價低、界面友好、操作方便的特點，基于Windows的PDM開始不斷出現，如Windchill、

7、SOLIDWORKS、ENTERPRISE PDM等。在后臺運行的數據庫方面，由于企業(yè)級的PDM系統(tǒng)龐大的數據量、高性能要求，因此系統(tǒng)的服務層的通常采用Oracle、SOL Server、Sybase等大型數據庫。圖2 PDM系統(tǒng)的結構層次4、PDM系統(tǒng)的特點PDM是典型的分布式應用系統(tǒng)，如圖3所示是一種典型的PDM物理組成和網絡部署結構。其中包括了PDM軟件的服務器系統(tǒng)和客戶應用程序，典型的PDM軟件需要數據庫服務器、文件服務器、程序服務器等?？蛻舳藶槠髽I(yè)內部人員使用的計算機系統(tǒng)，可以采用瀏覽器或者客戶端程序的方法通過企業(yè)內部網絡訪問PDM系統(tǒng)。通過建立防火墻和其它安全技術，PDM系統(tǒng)的功能

8、可以發(fā)布到Internet，可以實現供應商、客戶、合作開發(fā)伙伴等企業(yè)外部資源的有效整合。圖3 企業(yè)用戶訪問PDM系統(tǒng)示意圖PDM具有產品數據集成管理的功能。制造型企業(yè)已經感覺到依賴信息技術手段持續(xù)創(chuàng)新和對市場快速響應已成為贏得優(yōu)勢的關鍵，而集成化已成為制造型企業(yè)信息技術應用的必然趨勢，如何更便捷、有效的整合各單元和消除“信息孤島”，就成為技術熱點和迫切需求。對企業(yè)而言，產品是賴以生存的基礎，產品數據是企業(yè)的基本數據，它貫穿企業(yè)內外活動的所有方面，是企業(yè)信息的核心和關鍵。對企業(yè)產品數據及其流動過程的有效管理是支撐企業(yè)快速發(fā)展的有力保證。PDM可建立統(tǒng)一的數據存儲與管理平臺在產品開發(fā)與生產過程的各

9、個階段，都會產生大量的數字化產品定義數據，如產品設計數據、產品制造和工藝數據、產品質量檢驗數據等。這些數據不僅數量龐大、種類繁多，而且結構復雜，數據之間存在如裝配結構關系、參考引用關系、繼承關系等復雜聯系，難以通過手工的方式進行組織和有效的管理。設計人員通常要花費2530的工作時間去查詢、復制和歸檔數據，這既造成了時間和經歷的巨大浪費，又使企業(yè)積累的設計知識很難得到重用。沒有統(tǒng)一、有效的管理機制，還會造成數據狀態(tài)的混亂、丟失和不一致，難以保證產品信息的準確、及時、統(tǒng)一和完整。PDM技術是以產品數據的管理為核心，它提供統(tǒng)一的產品數據存儲和控制機制，為企業(yè)各部門、項目組和用戶提供網絡化的、虛擬的電

10、子文件倉庫。使用者將通過它提供的統(tǒng)一界面完成所有操作，實現信息透明、過程透明。PDM系統(tǒng)能實施產品結構管理與配置管理。隨著產品的日益復雜，在機械制造業(yè)產品中包括了大量的機械、電子、液壓等復雜的數據和結構關系，產品的開發(fā)過程從產品市場和概念研究開始，經歷概念設計、工程設計、樣機試制、批量生產等多個階段，在各個階段還包括結構設計、工藝設計系統(tǒng)分析和仿真等多個專業(yè)的工作。因此，在不同的階段中，產品各專業(yè)領域的信息間存在多種復雜的關聯、狀態(tài)和視圖等。單一的CAD幾何模型，難以支持跨領域、多專業(yè)的數據建模和管理的要求。PDM技術實施產品結構與配置管理，通過計算機網絡和數據庫技術把企業(yè)生產過程中所有與產品

11、相關的信息和過程集成管理，建立跨專業(yè)、多狀態(tài)、多視圖的集成模型框架，能夠描述產品的各種功能、結構關系。PDM可以支持協(xié)同產品開發(fā)，為產品開發(fā)提供一個并行的、跨部門、跨專業(yè)、跨地域的協(xié)作環(huán)境。PDM系統(tǒng)作為企業(yè)產品信息的集成平臺，需要整合、接口CAD/CAM、CAPP、ERP、企業(yè)辦公自動化系統(tǒng)、項目管理等應用系統(tǒng)，建立支持“信息孤島”信息集成的企業(yè)集成框架，把與產品有關的信息集成管理起來，實現數據跨平臺傳輸與分布處理，使各個“孤島”系統(tǒng)間的數據交換順暢，使單元技術發(fā)揮整體的效益。實踐經驗證明，企業(yè)通過實施PDM能夠縮短產品研發(fā)周期，優(yōu)化企業(yè)流程，保證設計與制造的準確性和一致性，降低制造成本，提

12、高設計質量，管理工程變更過程及其范圍和影響。對企業(yè)來講，PDM技術的應用不僅是一種技術變革，同時也是對企業(yè)組織結構、經營管理模式、產品開發(fā)過程的變革。PDM技術在企業(yè)的實施已逐步發(fā)展成為面向產品全生命周期的包括產品市場、概念設計、工程設計、測試、生產過程準備、制造、裝配、銷售、維護、產品回收等各個環(huán)節(jié)中所有與產品相關的信息與過程的管理平臺。已逐漸從“企業(yè)競爭力技術”轉為“企業(yè)競爭必備技術”。5、PDM系統(tǒng)的應用情況PDM系統(tǒng)的應用領域十分廣泛，現在主要是集中在制造業(yè)領域，機械、電子、汽車等行業(yè)均已開始引入PDM系統(tǒng)，在這些行業(yè)中，PDM系統(tǒng)對企業(yè)的產品數據進行統(tǒng)一管理，并且在產品開發(fā)過程進行有

13、效管理。在此基礎上，PDM系統(tǒng)還可以作為CIMS系統(tǒng)集成的基本框架，可以把CIMS系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)，如CAD/CAPP/CAM子系統(tǒng)，MIS子系統(tǒng)，MRP子系統(tǒng)等，通過系統(tǒng)集成工具和接口有效地集成在一起，構成一個完整的CIMS系統(tǒng)，在全企業(yè)范圍內實現數據的共享，除制造領域，PDM系統(tǒng)還可應用于工程項目中，如建筑、橋梁等，還可以應用于基礎設施和公用事業(yè)中，如機場、港口、鐵路運營系統(tǒng)、后勤倉儲等。隨著PDM的不斷發(fā)展，其應用的領域也會逐步擴大。目前我國實施PDM的主要是一些大型企業(yè)：在家電行業(yè)中有海爾集團、長虹、康佳等，制造業(yè)中的上海的飛機制造廠、汽車齒輪廠、汽輪機廠等這些企業(yè)引進了美國EDS公司

14、的IMAN PDM系統(tǒng)。航天二院204所、五十鈴汽車制造廠、西安飛機設計所等，也采用國內外其他的一些PDM系統(tǒng)。6、PDM系統(tǒng)的發(fā)展前景及未來發(fā)展趨勢隨著科學技術的不斷進步和全球經濟一體化持續(xù)深入發(fā)展，PDM系統(tǒng)的應用必將滲入到各行各業(yè)，其發(fā)展也將更趨于國際化、專業(yè)化和現代化。本人認為該系統(tǒng)還要在以下幾個方面加以改善：（1）建立功能更加完善的工作流管理系統(tǒng)。工作流管理系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)只是實現工作流管理系統(tǒng)的很少一部分功能，對工作流管理系統(tǒng)的執(zhí)行和監(jiān)控還需要進一步深化；（2）用戶界面還略顯粗糙和單調，需要填充一些功能鏈接來豐富界面，使用戶使用起來更加得心應手，可以考慮將項目成員的每

15、日工時統(tǒng)計(DMS系統(tǒng))與PDM系統(tǒng)相鏈接；（3）與MRP集成。MRP(Material Requirements Planning，物料需求計劃)，是一種將庫存管理和生產進度計劃結合為一體的計算機輔助生產計劃管理系統(tǒng)。它以減少庫存量為目標，統(tǒng)籌地為制造業(yè)管理者提供滿足生產計劃需要的物資供應手段。MRP系統(tǒng)源于制造業(yè)的經營與生產活動的管理，包括經營、生產、物料需求的計劃與制造資源的需求計劃的管理。PDM系統(tǒng)與MRP系統(tǒng)如果可以相互集成，不僅可以很好的管理工廠的物料狀況，而且對于BOM的生成也起到很大的作用。使BOM的選料更加的合理化和實用化；（4）對相關技術和支持工具的研究和集成。要實現一個功

16、能完善的PDM系統(tǒng)，還需要大量的技術和工具支持，如推理技術、過程控制、決策支持等，因此還需要進一步深化。希望可以提供給企業(yè)一個更加靈活、方便的管理工具。PDM系統(tǒng)涉及的方面很多，許多功能的擴展需要結合企業(yè)自身的特點進行。其發(fā)展任重道遠。為此，我們年青一代就更應該不斷汲取新知識，不斷掌握新技術，開發(fā)新產品，使企業(yè)獲取更大的效益，為中國的經濟發(fā)展貢獻自己的一份力量。7、結論與展望隨著世界經濟和技術的快速發(fā)展，經濟的全球一體化、信息化，使得全球的競爭環(huán)境、發(fā)展模式和運行效率等發(fā)生了全面而深刻的變化。企業(yè)的競爭已經由過去的局部范圍內的競爭逐漸轉化成了范圍內的競爭，企業(yè)面臨顧客需求不斷變化，產品復雜性增

17、加，市場被迅速地分割，產品生命周期縮短，產品交貨期縮短等一系列新變化。在這種市場環(huán)境下，只有不斷地快速地開發(fā)出高技術含量的產品，企業(yè)才能立足并持續(xù)發(fā)展。而成功的新產品開發(fā)，除了必需有正確的市場信息與科技開發(fā)能力之外，如何縮短產品從設計到投放市場的周期將是提高產品競爭力的主要因素之一。 本文大致介紹了PDM系統(tǒng)及在制造行業(yè)的應用情況，對制造業(yè)如何擺脫困境具有一定的指導意義。近年來我國經濟增速放緩，作為“三駕馬車”之一的制造行業(yè)首當其沖，特別是傳統(tǒng)制造企業(yè)和一些中小企業(yè)面臨著生存問題：產能過剩，自主研發(fā)能力低，全球產品訂單量縮水等，這些無不刺痛著整個制造行業(yè)的神經。隨著“中國制造2025”的提出以及“互聯網+”的應運而生，為制造行業(yè)注入新的活力已迫在眉睫，提升企業(yè)軟實力，優(yōu)化企業(yè)、工廠生產、運營各個環(huán)節(jié)的管理的優(yōu)勢正在逐步顯現，一些率先引入PDM系統(tǒng)及