数字开发平台优化管理论文

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IntePDM在江淮汽车PDM二期工程中的实施

通过PDM二期工程的实施，江淮汽车建立起了一个以过程为核心、面向产品全生命周期的PDM系统，形成了数字化的产品开发平台，大大提高了创新产品的开发能力。

武汉天喻软件有限责任公司

在“CAD应用工程”和国家863高技术发展计划项目"JAC-CIMS应用示范工程"的建设过程中，安徽江淮汽车股份有限公司（以下简称“江淮汽车”）甩掉了图板，实施了PDM一期工程，实现了文档管理、产品结构管理、工作流程管理和与MRPII系统的集成。“十五”期间，江淮汽车又逐步完成了三维CAD的推广应用、CAPP系统的升级改造、ERP/CRM的实施等信息化建设工作。现在，随着市场的变化和企业的发展，信息化建设在工程技术领域中应用的深度和广度已不能适应公司新的战略发展要求，因此，江淮汽车在2004年实施了PDM二期工程。

目标和定位

产品的开发和设计是覆盖企业整个信息流的源头。江淮汽车的产品开发和设计管理包括汽车新技术研究、新产品研究与开发、汽车产品的延伸和扩展、系列化变型产品的开发、产品试制、试验验证及试验设计、新产品的工艺设计、变型产品的工艺设计管理与产品的制造及管理、产品开发过程中的产品质量管理等。这些过程的显著特点是设计所采用的手段和方法以及由此产生的结果都是以各种各样的电子数据为载体的信息为基础，因此确保由CAD/CAPP/CAE等工程系统所描述的产品信息的可获取性、可重用性及可处理性的能力就成为信息技术在产品设计中追求的主要目标，特别是随着业务流程的需要，确保信息在产品全生命周期中的不同阶段之间、过程之间、成员之间的完整性、有效性、相关性、准确性、一致性以及安全性。

在PDM一期工程实现基于文档的开发业务管理的基础上，江淮汽车要通过PDM二期工程的实施建立起一个以过程为核心、面向产品全生命周期的PDM系统，形成数字化的产品开发平台，建立产品知识“孤岛”之间的联系，促进公司产品开发体系的建设和发展，提高创新产品开发能力。

PDM系统功能要求

1、企业建模

提供一系列建模工具来定义江淮汽车的产品开发管理模式，并使之能够随江淮汽车产品开发管理工作的不断完善而方便地调整。主要包括：组织机构设置、角色定义、生命周期定义、权限控制策略定义、编码规则定义、流程模版定义、文档类型定义、零部件类型定义、属性集定义、数据物料存储策略定义和数据分类组织策略定义等。

2、产品开发管理

产品开发管理的主要功能包括基础功能和应用功能。产品开发管理基础功能包括版本管理、协同消息管理、权限管理、数据查询、应用工具集成、三维模型的轻量化等。产品开发管理应用功能包括文档管理、产品结构与BOM多视图管理、产品结构比较、可视化智能产品配置、工艺管理、平台产品开发管理、快速产品设计管理、产品开发流程管理、产品数据状态和生命周期阶段迁移管理、工程变更管理和项目管理等。

3、资源管理

包括知识库管理（企业标准、法规、工艺资源、设计手册等）、典型零件库、标准件库（包括企业标准件）、汽车情报库（包括情报管理的内容）等，支持标准化人员自定义各种资源库。

系统结构及特点

1、体系结构

传统的客户/服务器（C/S）体系结构是基于“肥客户机”结构下的两层结构应用软件。这种体系结构的优点是与客户交互性好，执行效率较高，其缺点是系统的可伸缩性差和安装维护困难，且不能跨局域网使用。考虑到大型企业级PDM对分布式协同工作的需求，纯粹的C/S体系显然不满足大型PDM的功能需求。

目前较为流行的浏览器/服务器（B/S）体系结构是基于方兴未艾的三层/多次结构的软件体系结构，具有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好、节省开发时间、能更好地支持异地数据存储共享和管理等优点，但它的缺点是与客户机上的应用软件交互集成不够，另外服务器承担了过于繁重的数据处理任务，执行效率较低。

针对这些特点，按照江淮汽车产品数据规划和网络发展规划，天喻软件公司在PDM二期工程的IntePDM中采用了一种新的体系结构方案——C+B/S（见图1），即基于先进的多层次体系，采用最新的WEBSERVICE技术，一方面在被封锁了本地数据交互能力的浏览器客户端增加客户端插件或Java小应用程序，另一方面自主开发了基于传统windows风格的客户端工具。这样就保证了PDM系统既支持异地设计与共享，又支持与客户机应用软件紧密集成，满足PDM应用的长远发展。

2、产品数据的全生命周期管理

建立面向产品全生命周期的数据管理平台的关键之一就是建立全生命周期的产品信息模型，即在现代设计方法学的指导下，以一定的数据模式定义和描述在开发设计、工艺规划、加工制造、检验装配、销售维护直至产品消亡的整个生命周期中关于产品的数据内容、活动过程及数据联系的一种信息模型，由各活动的定义及其全部过程实施的知识所构成，包括与产品有关的所有几何与非几何信息，用来为产品全生命周期各个阶段和各个部门提供服务。全生命周期产品信息模型将整个产品开发活动和过程视为一个有机整体，所有的活动和过程都围绕一个统一的产品模型来协调进行。

产品全生命周期管理最终都落实在产品的不同阶段、不同状态下的产品数据管理，其中对于产品数据的生命周期的认识，一般是单纯是从零部件设计制造的角度，包括从设计到工艺再到制造的各个阶段，强调各阶段的应用如CAD、CAPP、CAM等的信息交换和集成的一维串行模型，但从企业全局的角度关照整个产品从概念到市场的过程，产品开发与设计的过程包括了开发设计、定型生产、售后服务及产品变型等不同阶段，每一个阶段都需要综合地考虑设计、工艺、制造的问题，因此，必须建立产品数据全生命周期模型的二维管理模型（如图2）。

在产品生命周期的每个阶段中都有大量的产品数据产生，而且产品数据管理的特点和策略各不相同。例如新产品的开发要经过多轮次的设计和整改，而数据管理的挑战就在于数据的变更修改频繁而变更过程控制手段不力，对变化的数据不能有效追踪，过程的记录不到位或没有形成可操作的管理规范，因而难以避免大量的反复和重复设计，也无法充分利用已有的设计资源，开发周期和质量都难以有效控制。这就需要PDM系统提供很强的变更控制、数据一致性维护管理的能力。

3、基于三维的数字化设计环境

（1）产品开发设计管理模型

江淮汽车面向产品全生命周期的产品开发设计过程包括面向产品族的平台产品开发和变型产品设计，这两个过程的目的和任务不同，但具有十分紧密的联系，相应的管理模型如图3所示。

（2）三维CAD系统的集成和产品特征参数管理

产品开发和设计是以模型和结构为基础、面向功能和性能的多学科协同优化过程。在江淮PDM二期工程中使用主模型的策略建立PDM的产品模型，保持数据的一致性，在PDM和CAD之间双向地修改对象和文件的属性，实现了与三维CAD应用的双向集成（如图4）和三维数据管理的要求，并实现了基于事务特性表的特征信息管理，为产品全生命周期中应用系统的功能集成和数据融合奠定了基础。

（3）可视化产品配置管理

在产品结构与产品配置功能方面，支持自顶向下的产品结构建模，也能实现从二、三维CAD系统直接导入产品结构，并实现了基于轻量化模型的可视化配置功能。

（4）CAPP集成和工艺信息管理

由于CAPP系统的个性化特点，目前大多数的PDM系统面向工艺的数据管理功能欠缺。IntePDM实现与CAPP系统的紧密集成并在PDM系统中建立了专门的工艺信息模型，有利于实现工艺管理能力的整体提升和PDM的产品数据全生命周期管理。

实施效果及效益分析

通过数据规划和业务蓝图设计，江淮汽车建立了平台产品开发和变型产品设计的管理模式和数字化的管理流程，建立了相应的基础管理技术规范。

江淮汽车将产品开发全生命周期管理的理念落实到PDM系统功能中，全面管理产品规划、设计、试制、批试、量产和衰退过程中所有产品数据及其处理流程，通过深化应用，将PDM系统从以零部件为核心的文档管理系统提升为以过程为核心的面向产品全生命周期的管理系统，建立了三维环境下数字化产品设计的集成管理平台，解决了业务流程“体外循环”和纸质文档与电子数据“两张皮”的问题，实现了“甩图纸”的目标。

经过PDM二期项目，江淮汽车避免了重复设计，提高了零部件的重用水平，为产品知识的积累和共享提供了基础平台，缩短了设计周期，提高了产品质量，使产品开发能力跃上了一个新的台阶。