1.項目背景
單位信息化現狀及問題
為了適應單位產品研究開發(fā)的需要，挖掘單位的研究開發(fā)潛力，單位不斷采用先進科學技術、使用各種先進的CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，建成了覆蓋全所的網絡系統(tǒng)和信息化管理系統(tǒng)ERP、OA等。目前單位信息化現狀及問題如下：
（1）主要設計與辦公平臺普遍實現數字化，生產加工平臺信息化程度低。
產品設計主要平臺（結構設計、電子電路設計、軟件設計）和行政辦公主要平臺（行政、財務、人事）均已實現了數字化，工作產品的第一載體大多不再是紙介質，而是比特介質（電子介質）。
CAM、CAPP等生產制造方面的數字化應用平臺幾乎未得到應用。
（2）少量業(yè)務流程實現信息化流轉
結合OA平臺、StarTeam平臺、ERP平臺等協(xié)同設計環(huán)境，部分業(yè)務流程已實現信息化流轉。信息化層次基本分為三類：第一類，實現程度深、應用廣泛，如基于OA平臺的日常辦公業(yè)務流程；第二類，單點功能及少量周邊應用得到實現，但主業(yè)務流程未實現信息化，如StarTeam、ERP等平臺，僅實現了軟件配置存儲、庫管等單點功能；第三類，業(yè)務流程未信息化，如科研、試驗、生產、保障、財務等業(yè)務，均未得到體系化的信息化平臺支持。
（3）業(yè)務流程離散化，數據未集中管理，信息孤島問題突出
目前各平臺、各業(yè)務流程產生的電子數據未實現集中管理，分別散布在不同的平臺和計算機上。各應用平臺和業(yè)務流程信息體系未打通，均處于離散化運行的狀態(tài)，信息沒有順暢的流動通道，信息孤島問題突出。
（4）未建立基于電子數據的業(yè)務管理體系，數字化設計和紙質數據管理的矛盾突出
雖然主要應用平臺實現了信息化，工作成果的第一載體已變?yōu)殡娮訑祿珕挝晃唇⒒陔娮訑祿臉I(yè)務管理體系，整體業(yè)務仍然按照傳統(tǒng)的、以紙質信息為載體的管理體系進行，在業(yè)務過程中往往需要將比特信息轉換成紙質信息，以滿足信息傳遞、存儲和管理方面的要求，增加了管理成本，降低了業(yè)務質量。例如，在以紙質檔案為主要載體的管理模式下，需要花費相當的管理成本去維護紙版本和電子版本的一致性；例如，PCB設計、軟件編譯等工作成果現在往往難以依靠紙質檔案表達，必須以電子版本存檔，但是目前對電子數據的管理手段和管理體系尚不完善，已嚴重滯后于業(yè)務需要。
項目的確定
為了有效解決單位業(yè)務流程離散化，數據未集中管理和信息孤島等問題，而PDM系統(tǒng)是管理所有與產品相關的信息和過程的方法和技術，可有效地組織這些設計數據，實現合理的數據管理流程，控制設計數據的版本和狀態(tài)，使有效設計信息資源能夠在單位內部得以充分共享和利用，為此，單位上馬PDM建設項目，以研發(fā)項目為背景，建設產品數據管理系統(tǒng)，解決單位在數據管理和利用方面存在的相關問題。
PDM系統(tǒng)的應用為整個單位信息化體系奠定了良好基礎，它管理產品整個生命周期活動中所產生的主要數據，是整個體系中的邏輯主干，其它各業(yè)務流程通過接口規(guī)則向其集成，如CAD、CAE、EDA等應用平臺通過相應的接口規(guī)則掛接到該系統(tǒng)。整個信息化結構示意如圖1所示。
圖1 信息化結構示意圖
2.項目目標
通過對單位現狀及問題進行分析，確定單位PDM系統(tǒng)總體目標是在單位內建立統(tǒng)一的PDM平臺，實現產品數據的集中存儲，并通過各種權限控制機制實現對研發(fā)數據的安全共享和訪問，管理研發(fā)數據的過程版本并保持數據的可追溯性，在受控狀態(tài)下對數據進行瀏覽與下載。實施目標為：
●實現產品數據的集中管理，改善產品數據共享環(huán)境，實現圖文檔的版本管理，定制快速檢索查詢工具，能夠快速查詢到所需數據；
●實現產品結構的有效管理，按照零部件版本和有效期等條件創(chuàng)建BOM，并實現BOM的快速輸出；
●在PDM平臺上實現數據審批流程、更改流程和借閱流程的電子化，實現流程的歷史追溯，并保證電子文檔的正確性；
●實現開發(fā)團隊的管理，有效控制系統(tǒng)用戶權限，實現對PDM系統(tǒng)內的產品數據的安全控制；
●建立多種應用軟件（Solidedge、NX、Mentor、Altium等）集成環(huán)境，使PDM系統(tǒng)能夠管理不同應用系統(tǒng)的數據，使得研發(fā)的具體設計過程同管理活動相關聯(lián)；
●實現權限管理，采用面向對象訪問控制和基于權限規(guī)則為基礎對數據對象實行分類訪問控制。
3.項目實施內容及階段劃分
昆明精密機械研究所PDM項目的實施分成一期建設和補充建設兩個部分。
一期建設實施內容
昆明機密機械研究所PDM項目一期建設用了12個月，初步完成了平臺建設，具體實施的功能包括：組織管理、權限管理、零部件管理、產品結構管理、流程管理和BOM輸出等功能。
補充建設實施內容
一期實施的PDM系統(tǒng)基本上能滿足本單位產品開發(fā)的數據管理需求，但在實施過程中，發(fā)現要能方便地使用和推廣PDM系統(tǒng)，還需進行補充建設，補充實施的功能包括：優(yōu)化PDM系統(tǒng)數據操作、零部件編碼管理、變型設計支持功能和用戶信息管理功能。
4.項目實施過程
昆明精密機械研究所PDM建設項目實施共分為五個階段：項目啟動階段、需求分析與詳細方案設計階段、方案實施與系統(tǒng)功能客戶化階段、系統(tǒng)上線準備階段和歷史數據整理導入和正式上線階段。
項目啟動階段
項目啟動，制定PDM項目實施工作計劃和完成項目小組成員基礎培訓。建立項目實施環(huán)境，完成PDM系統(tǒng)服務器及測試用客戶端安裝。
需求分析與詳細方案設計階段
對于PDM系統(tǒng)實施來說，需求分析與詳細方案設計階段尤為重要，本階段工作的成果，將直接作為PDM系統(tǒng)設計和建設的基礎輸入條件，決定了實施后的PDM系統(tǒng)是否能有效的使用。
項目組通過多次對設計、工藝、采購等部門進行調研、訪談、總結歸納，熟悉了單位產品數據特點；與骨干人員、項目總師等就管理模式、業(yè)務流程、產品結構等方面做細致的梳理和分析，結合單位內部的程序文件、標準和規(guī)范要求，形成適合我們單位的《PDM需求分析報告》和《PDM系統(tǒng)詳細設計方案》，并以此作為整個PDM建設的工作指導。
方案實施與系統(tǒng)功能客戶化階段
本階段由PDM實施人員依據定稿的《PDM系統(tǒng)詳細設計方案》開展模型定制工作，進行方案實施和系統(tǒng)客戶化。方案實施完成后需進行系統(tǒng)初驗和集成測試，由項目組完成。項目組編制《PDM項目測試計劃》，并按提供的實際數據模擬企業(yè)實際業(yè)務工作流程，測試系統(tǒng)所有功能模塊，測試完成后項目組提交《PDM系統(tǒng)測試驗收報告》。
系統(tǒng)上線準備階段
這一階段是完成系統(tǒng)最后準備，包括確認測試，用戶和管理員培訓，校驗，系統(tǒng)管理。確認測試主要是要求用戶參與測試流程，由用戶自己結合工作實際對系統(tǒng)功能進行測試，檢驗系統(tǒng)是否能滿足實際業(yè)務操作的需求。在測試過程中，會不斷有問題發(fā)現和新需求產生，由實施方和企業(yè)進行評估后，對系統(tǒng)進行持續(xù)修改，最終滿足使用要求。這一階段的順利完成，使得PDM系統(tǒng)完成最后上線的準備工作，隨時可切換上線。
歷史數據整理導入和正式上線階段
將單位以前各類項目的數據（二維工程圖、三維模型、技術文件、電子電路等各類數據等）進行分類，按編碼規(guī)則和標準要求進行整理和批量導入PDM系統(tǒng)。歷史數據的存在將有利于系統(tǒng)的正常運轉和促進系統(tǒng)的使用。
歷史數據整理導入完成后，選取一個型號項目，按照企業(yè)實際業(yè)務工作流程進行終驗測試。終驗測試由所選型號項目人員完成，通過真正業(yè)務的處理，來檢驗系統(tǒng)。終驗測試過程中要求各相關部門人員嚴格按照前期制定的規(guī)范進行操作，有專人負責對遇到的問題進行記錄，PDM項目組負責解決。完成系統(tǒng)終驗后，項目組出具《PDM項目終驗報告》。本階段的完成，也就標志著PDM系統(tǒng)正式上線。|
5.項目實現的功能及效果
昆明精密機械研究所PDM項目通過一期和補充實施建設，取得了良好的效果，應用于型號項目有效解決了電子數據管理問題。PDM項目主要實現功能及效果如下：
1）零部件管理：根據單位目前產品數據的現狀將Item分為七類，實現對每類零部件的編碼、屬性定制、檢索及查詢，對每類零部件進行管理，從而實現對單位整個產品數據進行有序、分類和集中管理。
2）產品結構管理和報表（BOM）輸出：通過定制和開發(fā)，實現了適合本單位實際情況的產品結構配置和零部件分類管理功能。以結構樹信息模型為基礎，可以方便地查詢產品或部件由哪些零部件組成，也可查詢每個零件或部件用在哪幾個部件或產品上，并按本單位明細表格式生成不同級別的明細表（產品級、組件級、部件級）等，如圖2所示。
圖2 報表輸出
3）流程管理：利用Teamcenter自帶模板，定制了一系列產品開發(fā)業(yè)務流程、簽署流程、變更流程、借閱流程等規(guī)范企業(yè)的管理，并結合工作流程管理實現對項目狀態(tài)及進度的審查與控制，對產品開發(fā)過程與更改過程中的所有活動進行跟蹤和監(jiān)控，如圖3所示。
圖3 簽署流程
4）權限管理：PDM采用面向對象訪問控制和基于權限規(guī)則為基礎對數據對象實行分類訪問控制。PDM中還按工作流程的狀態(tài)指定具體的用戶或工作組的操作權限，從而有效確保各系統(tǒng)人員對數據的操作權限。
5）與系統(tǒng)集成：實現了與身份認證系統(tǒng)集成、SolidEdge集成、AutoCAD集成、Protel/Altium等的封裝；系統(tǒng)與中訊瑞爾身份認證系統(tǒng)集成，通過讀取中訊瑞爾信息進行登錄，無需用戶再次輸入密碼登錄Teamcenter系統(tǒng)，即保障了數據安全又方便了用戶使用。Teamcenter提供了SolidEdge、AutoCAD和NX集成模塊以及MSWord、Protel、Mentor等軟件的封裝集成接口，在實施過程中我們可以充分考慮已有接口的特點與優(yōu)勢，并結合企業(yè)的實際情況對相關接口進行客戶化或開發(fā)，以保證所交付接口的實用性和易用性。
6）零部件編碼管理系統(tǒng)（特色）：通過二次開發(fā)出了一套編碼管理系統(tǒng)，創(chuàng)建數據時選擇系統(tǒng)或部件，系統(tǒng)自動生成編號，如圖4所示；（這個是一點特色，但描述得太簡單）
圖4 編碼自動生成示意
7）優(yōu)化操作功能（特色）：Teamcenter提供的標準操作方式，盡管能夠滿足使用需求，但是由于其使用界面過于繁瑣，影響使用效率。因此，本著將PDM系統(tǒng)及應用軟件的使用界面盡量與紙質一致，建立圖紙化集成操作界面的原則，開發(fā)Teamcenter與主要應用軟件的操作界面接口，優(yōu)化PDM系統(tǒng)數據操作方式，提高Teamcenter系統(tǒng)的應用效率。本部分需要開發(fā)Teamcenter零部件初始化集成界面、SolidEdge屬性定義規(guī)范化開發(fā)、AutoCAD屬性定義規(guī)范化開發(fā)、AutoCAD屬性定義規(guī)范化開發(fā)、Protel99SE/Altium數據批量導入程序開發(fā)和AutoCAD明細表編輯工具。開發(fā)出的新建零部件界面如圖5所示。
圖5 新建零部件界面
8）變型設計支持模塊（特色）：設計者登錄PDM系統(tǒng)根據新產品型號的性能參數和功能要求，查詢產品庫，檢索出相似產品的產品結構進行變型設計，完成后進行評審，通過評審的變型方案直接進行詳細設計，沒通過的重新進行方案設計。
圖6 變型設計對話框
6.結語
一個單位PDM系統(tǒng)實施的成功與否，關鍵在于能否將PDM系統(tǒng)功能與本單位業(yè)務進行有效緊密結合，以及對PDM系統(tǒng)進行適應本單位的客戶化工作。PDM系統(tǒng)的實施為后續(xù)應用積累了寶貴經驗，但離發(fā)揮PDM系統(tǒng)的功能和作用還有很大的距離，這就需要我們單位和我們單位的人持續(xù)不斷的努力。
最后，筆者認為不管PDM技術發(fā)展有多快、設計的多么完美、提供了多么有效的管理工具和手段，但真正要把它做好，還是靠我們單位自己的人。只有順應時代發(fā)展，融入現代發(fā)展格局，加快信息化建設我們才能謀求更大發(fā)展。
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本文標題：2014產品創(chuàng)新數字化征文：PDM系統(tǒng)在昆明精密機械研究所的實施
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