計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ)

1、計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ)課程報(bào)告學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：1304012學(xué)號(hào)名：陳新杰PDM系統(tǒng)在制造業(yè)應(yīng)用及發(fā)展摘要：隨著近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)力。PDM(Product Data Management)作為一種先進(jìn)的管理技術(shù)，對(duì)降低產(chǎn)品開發(fā)成本，提高企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力，提高產(chǎn)品開發(fā)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量有巨大作用。1、引言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，制造業(yè)取得了迅猛的發(fā)展。大量的CAD/CAPP/CAM軟件應(yīng)用于企業(yè)，有效地提高了產(chǎn)品制造的效率。然而，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)資料也

2、迅速增加。例如，一個(gè)企業(yè)要生產(chǎn)一種產(chǎn)品，從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、到制造、裝配、銷售，要產(chǎn)生很多的相關(guān)數(shù)據(jù)：市場(chǎng)分析報(bào)告、設(shè)計(jì)信息、加工圖紙、零件加工工藝、數(shù)控加工程序清單、仿真測(cè)試結(jié)果分析、以及各種說明書等，其數(shù)據(jù)量之大是可想而知的。這么多的數(shù)據(jù)如何管理，是各企業(yè)面臨的一大難題。基于此，80年代初期提出了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）技術(shù)，其主要目的就是為了解決大量產(chǎn)品信息的計(jì)算機(jī)管理問題。2、PDM的發(fā)展歷程產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM（Product Data Management）技術(shù)是在工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。如圖1所示，PDM技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：圖1 PDM技術(shù)的發(fā)展歷程（l）配

3、合CAD工具的PDM系統(tǒng)早期的PDM產(chǎn)品始于20世紀(jì)的80年代。當(dāng)時(shí)，CAD已在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用工程師們?cè)谙硎蹸AD帶來好處的同時(shí)，將大量的時(shí)間浪費(fèi)在查找設(shè)計(jì)所需信息上。對(duì)于電子數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和獲取的新需求變得越迫切。針對(duì)這種情況，各個(gè)CAD廠家配合自己的CAD軟件推出了第一代PDM產(chǎn)品，主要解決大量電子數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理問題，提供了維護(hù)“電子繪圖倉(cāng)庫(kù)”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(duì)早期PDM產(chǎn)品功能的不斷擴(kuò)展最終出現(xiàn)了專業(yè)化的PDM產(chǎn)品。如SDRC的Metaphase和EDS的IMAN等就是第

4、二代PDM產(chǎn)品的代表；出現(xiàn)了許多新功能，如對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)各種形式的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理能力、對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置和管理、對(duì)電子數(shù)據(jù)發(fā)布和更改的控制以及基于成組技術(shù)的零件管理與查詢等：同時(shí)提高了軟件的集成能力和開放程度，少數(shù)優(yōu)秀產(chǎn)品可以真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的信息集成和過程集成。PDM走向商業(yè)化開始成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，出現(xiàn)了許多專業(yè)性開發(fā)、銷售和實(shí)施PDM的公司。（3）PDM的標(biāo)準(zhǔn)化階段1997年OMG組織公布了PDM Enabler標(biāo)準(zhǔn)草案第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，本草案由許多PDM領(lǐng)域的主導(dǎo)廠商制訂(如IBM、SDRC、PTC等)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)，生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的企業(yè)可能不在同一地區(qū)，甚至在同一國(guó)家，也就是出現(xiàn)了一些

5、虛擬公司或網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟企業(yè)。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和共享，離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。（4）基于WEB的PDM系統(tǒng)目前，基于WEB技術(shù)的異地設(shè)計(jì)、制造PDM結(jié)構(gòu)體系是借助于Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)，通過Client向Server發(fā)送RPC(Remote Procedure Call)實(shí)現(xiàn)調(diào)用請(qǐng)求的一種信息傳輸方式。由于所有的請(qǐng)求與服務(wù)均要通過Web服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，使得在大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和復(fù)雜類型應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生“瓶頸”效應(yīng)，有待于在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上的進(jìn)一步完善。3、PDM的結(jié)構(gòu)層次PDM系統(tǒng)是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)之上的管理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)可以分為如圖2所示的四個(gè)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(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)軟件使用的要求而創(chuàng)建的人機(jī)交互界面。第二層是應(yīng)用功能層。應(yīng)用功能層主要是系統(tǒng)維護(hù)、確保數(shù)據(jù)安全與運(yùn)行的功能模塊。系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(yīng)用服務(wù)層。主要是接連應(yīng)用功能層和系統(tǒng)服務(wù)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(jiǎn)單。第四層是系統(tǒng)服務(wù)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(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)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(jià)低、界面友好、操作方便的特點(diǎn)，基于Windows的PDM開始不斷出現(xiàn)，如Windchill、

7、SOLIDWORKS、ENTERPRISE PDM等。在后臺(tái)運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)方面，由于企業(yè)級(jí)的PDM系統(tǒng)龐大的數(shù)據(jù)量、高性能要求，因此系統(tǒng)的服務(wù)層的通常采用Oracle、SOL Server、Sybase等大型數(shù)據(jù)庫(kù)。圖2 PDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次4、PDM系統(tǒng)的特點(diǎn)PDM是典型的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，如圖3所示是一種典型的PDM物理組成和網(wǎng)絡(luò)部署結(jié)構(gòu)。其中包括了PDM軟件的服務(wù)器系統(tǒng)和客戶應(yīng)用程序，典型的PDM軟件需要數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、文件服務(wù)器、程序服務(wù)器等?？蛻舳藶槠髽I(yè)內(nèi)部人員使用的計(jì)算機(jī)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(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問PDM系統(tǒng)。通過建立防火墻和其它安全技術(shù)，PDM系統(tǒng)的功能

8、可以發(fā)布到Internet，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)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(chǎn)品數(shù)據(jù)集成管理的功能。制造型企業(yè)已經(jīng)感覺到依賴信息技術(shù)手段持續(xù)創(chuàng)新和對(duì)市場(chǎng)快速響應(yīng)已成為贏得優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，而集成化已成為制造型企業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢(shì)，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(shù)熱點(diǎn)和迫切需求。對(duì)企業(yè)而言，產(chǎn)品是賴以生存的基礎(chǔ)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)是企業(yè)的基本數(shù)據(jù)，它貫穿企業(yè)內(nèi)外活動(dòng)的所有方面，是企業(yè)信息的核心和關(guān)鍵。對(duì)企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)及其流動(dòng)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(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理平臺(tái)在產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)過程的各

9、個(gè)階段，都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品制造和工藝數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)不僅數(shù)量龐大、種類繁多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)之間存在如裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系、參考引用關(guān)系、繼承關(guān)系等復(fù)雜聯(lián)系，難以通過手工的方式進(jìn)行組織和有效的管理。設(shè)計(jì)人員通常要花費(fèi)2530的工作時(shí)間去查詢、復(fù)制和歸檔數(shù)據(jù)，這既造成了時(shí)間和經(jīng)歷的巨大浪費(fèi)，又使企業(yè)積累的設(shè)計(jì)知識(shí)很難得到重用。沒有統(tǒng)一、有效的管理機(jī)制，還會(huì)造成數(shù)據(jù)狀態(tài)的混亂、丟失和不一致，難以保證產(chǎn)品信息的準(zhǔn)確、及時(shí)、統(tǒng)一和完整。PDM技術(shù)是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理為核心，它提供統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和控制機(jī)制，為企業(yè)各部門、項(xiàng)目組和用戶提供網(wǎng)絡(luò)化的、虛擬的電

10、子文件倉(cāng)庫(kù)。使用者將通過它提供的統(tǒng)一界面完成所有操作，實(shí)現(xiàn)信息透明、過程透明。PDM系統(tǒng)能實(shí)施產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理與配置管理。隨著產(chǎn)品的日益復(fù)雜，在機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品中包括了大量的機(jī)械、電子、液壓等復(fù)雜的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)關(guān)系，產(chǎn)品的開發(fā)過程從產(chǎn)品市場(chǎng)和概念研究開始，經(jīng)歷概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、樣機(jī)試制、批量生產(chǎn)等多個(gè)階段，在各個(gè)階段還包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析和仿真等多個(gè)專業(yè)的工作。因此，在不同的階段中，產(chǎn)品各專業(yè)領(lǐng)域的信息間存在多種復(fù)雜的關(guān)聯(lián)、狀態(tài)和視圖等。單一的CAD幾何模型，難以支持跨領(lǐng)域、多專業(yè)的數(shù)據(jù)建模和管理的要求。PDM技術(shù)實(shí)施產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品

11、相關(guān)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(chǎn)品的各種功能、結(jié)構(gòu)關(guān)系。PDM可以支持協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)，為產(chǎn)品開發(fā)提供一個(gè)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(chǎn)品信息的集成平臺(tái)，需要整合、接口CAD/CAM、CAPP、ERP、企業(yè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、項(xiàng)目管理等應(yīng)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(chǎn)品有關(guān)的信息集成管理起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)跨平臺(tái)傳輸與分布處理，使各個(gè)“孤島”系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換順暢，使單元技術(shù)發(fā)揮整體的效益。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，企業(yè)通過實(shí)施PDM能夠縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，優(yōu)化企業(yè)流程，保證設(shè)計(jì)與制造的準(zhǔn)確性和一致性，降低制造成本，提

12、高設(shè)計(jì)質(zhì)量，管理工程變更過程及其范圍和影響。對(duì)企業(yè)來講，PDM技術(shù)的應(yīng)用不僅是一種技術(shù)變革，同時(shí)也是對(duì)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營(yíng)管理模式、產(chǎn)品開發(fā)過程的變革。PDM技術(shù)在企業(yè)的實(shí)施已逐步發(fā)展成為面向產(chǎn)品全生命周期的包括產(chǎn)品市場(chǎng)、概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、測(cè)試、生產(chǎn)過程準(zhǔn)備、制造、裝配、銷售、維護(hù)、產(chǎn)品回收等各個(gè)環(huán)節(jié)中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息與過程的管理平臺(tái)。已逐漸從“企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力技術(shù)”轉(zhuǎn)為“企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)必備技術(shù)”。5、PDM系統(tǒng)的應(yīng)用情況PDM系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，現(xiàn)在主要是集中在制造業(yè)領(lǐng)域，機(jī)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(duì)企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且在產(chǎn)品開發(fā)過程進(jìn)行有

13、效管理。在此基礎(chǔ)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(gòu)成一個(gè)完整的CIMS系統(tǒng)，在全企業(yè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，除制造領(lǐng)域，PDM系統(tǒng)還可應(yīng)用于工程項(xiàng)目中，如建筑、橋梁等，還可以應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施和公用事業(yè)中，如機(jī)場(chǎng)、港口、鐵路運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、后勤倉(cāng)儲(chǔ)等。隨著PDM的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的領(lǐng)域也會(huì)逐步擴(kuò)大。目前我國(guó)實(shí)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(tuán)、長(zhǎng)虹、康佳等，制造業(yè)中的上海的飛機(jī)制造廠、汽車齒輪廠、汽輪機(jī)廠等這些企業(yè)引進(jìn)了美國(guó)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(jī)設(shè)計(jì)所等，也采用國(guó)內(nèi)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(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和全球經(jīng)濟(jì)一體化持續(xù)深入發(fā)展，PDM系統(tǒng)的應(yīng)用必將滲入到各行各業(yè)，其發(fā)展也將更趨于國(guó)際化、專業(yè)化和現(xiàn)代化。本人認(rèn)為該系統(tǒng)還要在以下幾個(gè)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(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)工作流管理系統(tǒng)的很少一部分功能，對(duì)工作流管理系統(tǒng)的執(zhí)行和監(jiān)控還需要進(jìn)一步深化；（2）用戶界面還略顯粗糙和單調(diào)，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(yīng)手，可以考慮將項(xiàng)目成員的每

15、日工時(shí)統(tǒng)計(jì)(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(jì)劃)，是一種將庫(kù)存管理和生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合為一體的計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)。它以減少庫(kù)存量為目標(biāo)，統(tǒng)籌地為制造業(yè)管理者提供滿足生產(chǎn)計(jì)劃需要的物資供應(yīng)手段。MRP系統(tǒng)源于制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)與生產(chǎn)活動(dòng)的管理，包括經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、物料需求的計(jì)劃與制造資源的需求計(jì)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(duì)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(shí)用化；（4）對(duì)相關(guān)技術(shù)和支持工具的研究和集成。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)功

16、能完善的PDM系統(tǒng)，還需要大量的技術(shù)和工具支持，如推理技術(shù)、過程控制、決策支持等，因此還需要進(jìn)一步深化。希望可以提供給企業(yè)一個(gè)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(kuò)展需要結(jié)合企業(yè)自身的特點(diǎn)進(jìn)行。其發(fā)展任重道遠(yuǎn)。為此，我們年青一代就更應(yīng)該不斷汲取新知識(shí)，不斷掌握新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，使企業(yè)獲取更大的效益，為中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。7、結(jié)論與展望隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的全球一體化、信息化，使得全球的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境、發(fā)展模式和運(yùn)行效率等發(fā)生了全面而深刻的變化。企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)由過去的局部范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸轉(zhuǎn)化成了范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)面臨顧客需求不斷變化，產(chǎn)品復(fù)雜性增

17、加，市場(chǎng)被迅速地分割，產(chǎn)品生命周期縮短，產(chǎn)品交貨期縮短等一系列新變化。在這種市場(chǎng)環(huán)境下，只有不斷地快速地開發(fā)出高技術(shù)含量的產(chǎn)品，企業(yè)才能立足并持續(xù)發(fā)展。而成功的新產(chǎn)品開發(fā)，除了必需有正確的市場(chǎng)信息與科技開發(fā)能力之外，如何縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投放市場(chǎng)的周期將是提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)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(yīng)用情況，對(duì)制造業(yè)如何擺脫困境具有一定的指導(dǎo)意義。近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速放緩，作為“三駕馬車”之一的制造行業(yè)首當(dāng)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(chǎn)能過剩，自主研發(fā)能力低，全球產(chǎn)品訂單量縮水等，這些無(wú)不刺痛著整個(gè)制造行業(yè)的神經(jīng)。隨著“中國(guó)制造2025”的提出以及“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)運(yùn)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(shí)力，優(yōu)化企業(yè)、工廠生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)各個(gè)環(huán)節(jié)的管理的優(yōu)勢(shì)正在逐步顯現(xiàn)，一些率先引入PDM系統(tǒng)及