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1、制药企业PDM项目建议书北京东方诚益通工业自动化技术有限公司 制药企业PDM项目建议书一、申请项目的必要性和依据（说明国家产业、技术政策，国内外相关领域技术发展水平和趋势）企业在生产制造中不断采用先进的信息化手段来提高产品研发能力和市场竞争力，“信息化”已经成为时代的技术特征。产品数据管理（PDM）作为企业信息化的重要组成部分，为企业实施新的战略手段提供强有力的支撑。近几年，PDM市场增长势头强劲、应用研究逐步深入广泛、内涵日益丰富。制药企业信息化工作已经开展二十年，尽管PDM工作已经有一定的应用基础，但由于企业经营过程中通常要存储和管理大量的数据，需要建立一个高效的产品开发和生产环境，因此实
2、施PDM产品数据管理项目非常必要。1.1、PDM功能介绍产品数据管理是一种利用数据模型对制造企业的产品形成过程进行管理的方法。产品数据管理的目标是，利用一个集成的信息系统来产生为进行产品开发设计和产品制造所需要的完整的技术资料。因此，PDM系统利用模块化的结构对产品的整个形成过程进行控制并对在该过程中形成的或需要处理的和文档进行管理。PDM系统通常是一个面向对象的信息系统，它将所有的信息定义为对象。此时，不论是工程图、项目或者过程，都被描述为对象。PDM系统的重要功能有：数据和文档管理、过程管理和应用系统的集成等。一、数据管理。对产品信息和其他业务数据的管理是PDM系统的核心任务之一。产品信息
3、由基本数据和各种不同的文档组成。此处的文档可以是任何形式的计算机文件或纸质文件。为了对与产品有关的信息进行描述，可以根据其特点将这些信息分成业务对象(Business Object)和数据对象(Data Object)两类。业务对象用来描述某个事物（如零件/部件、项目和顾客等）或定义组织方面的信息；而数据对象则被用来控制文件或索引表，它包括了一条描述文件或索引表属性的数据记录和指明其在计算机网络中存储位置的指针。数据对象由两部分组成，即所描述的属性（元数据）和对应的文件或索引表（物理的数据）。业务对象和数据对象的元数据由一个受PDM系统控制的数据库管理系统（DBMS）进行管理。通过一个联系对象
4、（Relationsobject），可以将某个业务对象与数据对象在逻辑上关联成一个整体。1、电子仓库。存放物理数据的数据库记录指针文件管理系统指针存放物理文件的文件系统和目录数据库元数据库电子仓库(data vault)是在PDM中实现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。电子仓库是PDM系统中最基本、最核心的功能，是实现PDM系统中其他相关功能的基础，主要被用来管理文件对象，如文本文件、图形和图像文件、电子表格和多媒体文件等。用元数据对
5、文件进行管理，只需将文件的描述信息，如文件名、文件长度、类型、创建日期、版本、所有者以及存取路径赋给元数据对象，同时建立与该物理文件的链接，就能保证元数据与相应物理文件的对应关系。通过元数据就能找到文件，而不必了解文件的物理位置，并且可以使得用户查询、获取信息更加快速有效。电子仓库管理主要为用户提供检入(Check In，主要实现将用户的私有信息放入电子仓库)检出(Check Out，主要是实现将电子仓库中的信息捡出到用户个人工作区进行修改)功能、文件检索和浏览功能。2、数据和文档管理。数据和文档管理是PDM提供的最早的功能，它可能是PDM系统里支持最完善的方面。数据和文档管理模块的管理对象是
6、各种文件或文档（包括设计文件、由其他应用程序生成的文件以及所有ASCII文件）、产品数据以及相应的属性和版本方面的信息。二、产品结构和配置管理产品结构管理（Product Structure Management,简称PSM）是PDM系统实现产品结构化配置管理的框架，其主要功能是对产品的概念设计结构、功能模块组成结构、在产品合成结构及材料清单(BOM)进行管理，实现和管理与计算机辅助设计及生产管理系统的接口，为PDM系统的产品配置和过程管理提供结构数据及相关支持文档。产品结构管理模块还提供了以产品结构树为基础的版本管理功能，用来管理在产品等产品版本信息。产品结构通常具有树状的层次结构，下图给出
7、了产品结构及其基本属性的示例，图中表示了产品零部件之间的层次关系及每个节点包含的相应属性。产品配置是指按产品结构及版本号等信息对产品数据进行组织或重组织的过程。产品配置管理是在产品结构管理的基础上，通过定义和实施一大批数据关系、规则、约束来控制产品数据的一致性、合法性和通用性。产品结构配置由产品在不同模块或不同功能系统中的零部件视图或子配置构成，对数据的每次配置将产生一个图示化的BOM表。产品结构的配置不仅存储其成员设计对象的名字，也存储产品设计对象的版本信息和实例信息的引用关系，产品结构管理可被看作为特定时间产品数据库中产品结构、相关文档数据、业务流程等产品结构对象的版本映射。物料清单（BO
8、M）是产品信息的和制造企业中最重要的信息之一。在通常情况下，物料清单是在产品设计阶段生成的，然后并行或先后地由其他部门（如销售、工艺过程规划、成本核算、采购、生产和维修等部门）使用。PDM系统在任何时候都清楚地知道产品结构中在产品基本记录之间的联系，因此，用户可以根据不同的需要生成各种不同的物料清单，例如，可以生成一个部件或几个部件甚至整个产品的物料清单（如下图）。按照结构不同，可以将物料清单分成三种类型：组合产品物料清单、结构物料清单和数量一览物料清单。PDM系统也可以将物料清单保存为不同格式的文件，如ASCII格式、HTML格式、PDF格式等。B1B3B5T1B2B4T5T3T2T4物料清
9、单部件1物料清单部件3物料清单部件5产品配置管理较传统的人工管理方式，其优越性体现在以下两个方面：（1）保证了不同BOM表的一致性，特别是设计BOM与制造BOM的一致性。由于不同部门要求的BOM表不同，人工管理这些BOM表，一方面需要花费大量的人力和时间，另一方面还容易出现错误，造成数据不一致，结果必然是贻误生产，给企业造成经济损失。利用PDM的配置管理功能，可以按照产品所处的不同阶段进行配置，得到在不同阶段的产品结构视图，由此形成各种不同部门所需要的BOM。（2）保证了产品配置信息的准确性。面对产品市场的激烈竞争，企业应考虑各个层次的客户的不同需求，因此，对产品有不同的配置要求。另外对于单独
10、定货的单件特殊产品，还应按照特殊的配置进行生产。在这种情况下更能显示配置管理的优越性。三、过程管理。PDM系统的第二项主要任务是过程管理，通常也称之为工作流管理。过程管理的任务是对整个产品形成过程进行控制，并使该过程在任何时候都可追溯。过程管理应该支持和改善所有与产品形成过程有关人员的协同工作，从而从整体上提高工作效率。在工作过程中，信息和数据的交换不再借助于企业内部的书面文件，而是利用计算机网络进行电子方式的信息和数据交换。通过电子方式的信息和数据交换，可以使信息流畅通无阻，同时也能大大缩短工作文档的传输和等待时间。过程管理不仅向有关员工发送信息和下达工作任务，还对各种作业，如数据和文档的生
11、成、更改等进行实时控制。在实际工程中，数据管理和过程管理是密不可分，过程执行中的每一个步骤都需要使用数字化的产品模型。工作流管理是一种统揽全局的管理工具，利用工作流管理可以对各个业务流程进行控制，并能够将不同的业务流程纳入一个跨过程的计划中统一地加以管理。执行者2过程步骤1步骤2步骤n功能1功能2功能n执行者1执行者3执行者n用户/用户组/角色PDM过程的结构G检验人员任务清单设计人员任务清单EEEE通知：通知项目负责人条件判断：工程图在Vault中 ?下达工作任务：更改工程图检验：检验并发放工程图下达系统任务：将工程图转化成TIFF格式下达系统任务：冻结工程图E：成功G：失败GGGGPDM过
12、程更改设计的例子为了有效地使用过程管理，首先要确定过程的结构（如图PDM过程的结构所示）。它包括所有有关的过程步骤，每一个步骤都对应一个完成指定功能的后动。工作流管理通常包括以下功能：下达工作任务、通知、检验、条件判断、下达系统任务等。对于有的功能对象（如：下达工作任务、通知、检验），必须明确规定具体的执行者。有的功能（如：条件判断、下达系统任务）是由系统完成的，不需要具体的执行者。四、系统集成。PDM将所有与产品形成过程有关的计算机应用系统有机地集成起来，即在信息化孤岛之间构筑起桥梁。PDMERPCAQXCAMCAPCAOCADCACPDM系统是信息化孤岛之间的桥梁为了大幅度提高昂贵的数据处
13、理系统的工作效率，必须建立数字化的产品模型。因此，将产品描述、生产描述以及生产控制的数据作为一个整体（产品模型）加以处理是十分重要、也是相当必要的。将各种不同应用系统的处理结果组织成一个有机整体，是PDM系统的核心任务。此项工作的前提条件是，该PDM系统必须与所有有关的计算机应用系统紧密地集成在一起，这样，PDM系统就可以在真正意义上对所有应用系统中的产品数据进行管理。五、访问控制。基本数据的控制与管理，数据的访问，保证数据使用的安全性，提供异地协同产品开发环境，改进项目的可视化和状态信息。1.2 实施PDM的必要性生物制药行业一直以来都是政府重点扶持的对象，在国家重点支持自主创新的思路下不断
14、能够获得资金和政策的扶持。国家政策重点支持创新项目，例如新产品研发，产品的升级换代。形式包括财政补贴，税收优惠等措施。中华人民共和国信息产业部专门制订了产品数据管理（PDM）规范，作为企业信息化技术规范之一，该规范分析和规定了产品数据管理功能的软件功能、开发管理和实施管理等方面的基本要求与方法。现代的PDM已经成为连接技术部门和人、财、物、产、供、销等各部门的信息化桥梁，企业及信息集成化的框架和平台；实施并行工程、协同工作、异地设计的智能工具。制药企业实施PDM可以带来以下好处：1） 提高设计效率，缩短上市时间据统计，设计人员在查找信息及处理信息上要花费约30%-70%的时间，如寻找信息、检索
15、信息、等待图样、新数据的存档等。PDM几乎完全避免了这种时间的浪费，设计人员不再需要知道到什么地方去寻找发布的设计或其他数据，只要经过授权就能得到这些设计或数据。有了PDM系统后，设计人员就可以把更多的精力放在设计上，同时还可以实现并行设计，减少设计修改的重复次数，大大缩短了设计周期，从而使产品尽可能早地进入市场。2） 提高设计与制造的准确性和一致性PDM系统的版本管理功能能够保证所有参加同一个工程项目的人员采用同一数据来工作，而且是最新的数据，这样就避免了设计上的重复和不一致。PDM系统可以确保所有的主文件和历史变化的记录能够绝对保持完整与一致。3） 更好地管理工程变更PDM系统系统允许在数
16、据库里生成和保存已经设计的多个修订版本和改型，使用户可以生成一个设计的多个替代方案而不用担心前面的版本会丢失。4） 更好的控制项目在企业实施产品开发项目时，由于在进行过程中失控而导致产品开发过程被推迟发生的事情时有发生。PDM系统可以保证准确控制和使用数据，避免出错和返工，使项目顺利进行。产品结构、变更管理、配置管理和可跟踪性都是PDM的特点，它能够通过自动数据发布和电子审签程序来加强控制。5） 促进GMP管理GMP实施工作是一项工程，涉及到对国家药品监督管理法规、规章、规范的理解和消化，也涉及到制药企业在硬件方面的完善和提高，工作细、任务重。而要最后确认企业实施GMP认证是否符合要求，必须能
17、过国家药品监督管理局组织的GMP认证。国际标准化组织(ISO)最近总结了现代社会质量管理的科学理论和经验，提出了作为修订的ISO9000：2000系列质量管理体系基础的八项质量管理原则，我国等同采用了ISO9000族2000版国际标准。实际上，这八项质量管理原则已经在GMP实施中得到运用，所不同的是，ISO9000族标准2000版对八项质量管理原则进行了系统的总结，并上升到理论体系的高度。通过实施PDM，会更加充实企业质量管理体系的基础，使实施GMP的成果得到巩固，并有所创新。1.3 国内外相关领域技术发展水平和趋势PDM是一种帮助设计员和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具，是企业的一个
18、技术管理平台，更是MRPII/ERP物料的数据源头，其重要性不言而喻。 PDM发展主要呈以下趋势：PDM的由来，我们可以从数据库的由来来加以思考。愈来愈多的数据库管理功能与方法，使得软件在数据库上的开发与应用技术也变得愈来愈复杂与多样化。针对这一群多而复杂的资料管理方法，建立一套统一的管理模式，所管理的内容就是各种管理方法。这一技术与概念的产生，便是PDM核心框架的基础。使用对象导向式资料类别的设计，配合上逻辑与阶层的连结关系，可以快速有效的建立PDM系纺的核心框架。目前PDM软件主要分为PDM核心软件、应用PDM核心软件、PDM应用软件。PDM核心软件是指先开发出PDM完整的核心框架之后，才
19、往应用面开发的软件，以PDM框架做为其主要的软件开发与维护方向。应用PDM核心软件是由PDM应用系统的子系统为基础而开发的软件，之后再加上PDM系统的框架，并且以此框架与其它系统去做集成，也就是说，软件的重点并非着重于PDM的框架，而是其应用面的范围与功能的完整性。PDM核心软件、应用PDM核心软件的发展方向决定了PDM行业的发趋势，以下就对两种PDM核心软件的发展趋势做一简单的介绍。由应用系统往核心系统发展。许多的ERP，MRP，MIS软件开发公司，近年来逐渐体会到PDM系统对信息系统的重要性，而纷纷在其所开发的应用软件之下，开发一套PDM软件去做信息管理的平台。由于从应用系统去做PDM系统
20、开发的软件厂商愈来愈多，再加上多数的这类厂商所开发出来的PDM软件在框架上，无法符合正规的PDM软件规格，因此，应用的范围仍旧是其应用软件过去所涵盖的应用面。在PDM应用系统界面开发的需求呈现指数增长的状况下，Open Application Group这个国际组织，定出了一套统一的界面标准，去对应用模块间所需要传送的信息内容、种类以及格式定义出一套标准。由核心系统往应用系统发展。这一类软件厂商，多半是以PDM软件开发厂商以及没有客户包袱的应用软件开发厂商为主。他们可以平心静气的框架一个最为未来所接受的PDM软件框架以及核心软件，以做为所有日后应用软件的开发平台。在19931995年间，这一概
21、念仅在市场上以学术性讨论的方式呈现，而19961998之间，核心系统软件陆续推出，一直到今年，终于要大放异彩。也就是说，所有框架在此类PDM核心上的应用软件模块，将会以一般人无法想的速度推出到市场。这种应用软件，广泛的采用分散式数据库，分散式电子保险箱，分散式Web Server, 是分散式PDM框架，将过去其它传统应用软件所无法想像的大量信息，分散到企业的不同服务器中，并且以无法想象的集成性，提供给企业的每一个部门必要且即时正确的信息。因此，PDM发展趋势将会呈现这类软件逐步取代传统应用软件所附带开发PDM软件的格局，将PDM软件的框架，提高到专业PDM软件的层次。除此之外，传统上由CAD软
22、件公司所开发出来的PDM系统的价位也会被打破。由于集成的方便，以及开发流程的缩短，传统上动辄套数百万的PDM系统，将会从市场上消失。PDM是产品工业中发展最快的一种技术，它的应用给企业带来了非凡的成就。据国外资料统计，实施PDM至少能降低工程成本10%，可缩短产品生命周期20%，减少工程变更时间30%，减少工程变更数量40%。同时可帮助缩短引入新产品的时间，降低开发新产品的成本和新产品本身的成本，改进产品和服务质量。美国CIMdata公司调查的企业中，有98%的美国企业都已经实施或正在实施PDM。目前，我国也有一些企业实施了PDM。随着计算机应用的迅速发展，采用计算机辅助设计技术和先进的信息管
23、理技术是企业进行技术更新改造、提高产品竞争力的必由之路。其效益主要有以下几方面：我国PDM软件厂商在国家863技术委员会组织与指导下，也积极开展了PDM技术及其集成标准的研究探讨。开目根据丰富的实施经验以及与用户的广泛探讨，研究并提出了一套PDM实施的价值论、方法论，用来指导以及标准化软件实施行为，缩短实施周期，降低实施成本。经过在多家企业的实践，表明其能够使得PDM软件系统迅速发挥效益和推广。二、项目研究开发和产业化发展内容及目标（技术关键、技术路线和技术应用前景）PDM是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品过程相关的过程的技术,它用于在企业范围内构造一个从产品策划到产品实现的并行协作环
24、境，一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流以及维护产品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据，如图纸与数字化文档、cad文件与产品结构等。 从狭义上讲，PDM仅仅管理与工程设计相关领域内的信息，从广义上讲，它可以覆盖到整个企业中从产品的市场需求分析，产品设计、制造、销售、服务和维护等整体生命周期过程中的信息。 2.1、制药企业PDM存在的问题从大的方面来看，制药企业所面临的问题主要还是在开发周期和产品成本方面。产品开发周期居高不下，随着市场竞争的日益加剧，产品的生命周期不断降低，新产品开发的风险也越来越大。在这种情况下，如何有效缩短产品开发周期成为企业必然要面
25、对的挑战。然而，长期以来，产品开发一直沿用传统的串行设计方法，企图保留产品开发的串行方式，通过修修补补是不能有效地降低开发周期的，有效地解决这个问题必须采用新思路并行工程。要实现并行工程一般需要通过PDM的帮助从而有效解决以下问题： 产品信息不一致，传统的产品开发过程是一个产品信息在部门间传递和逐步成型的过程，在这个过程中，传统的手动传递过程往往很容易导致信息的失真，导致企业为此付出相当大的代价。比如：设计部门已经对产品进行了改进，但改进的信息在传递的过程中出现了问题，导致采购部门和生产部门还是按照原有的设计结构采购和生产产品，而销售人员出售的产品却是新版的产品。设计、生产、销售之间的不一致最
26、终导致的结果是客户满意度的下降。 产品开发过程的可追溯性差，在产品开发的过程中，往往会有大量的参考、版本升级等行为发生，记录下这些行为有助于回溯产品开发过程，为开发过程的改进打好基础，或者事后在出现问题时有助于查找原因。在传统的开发模式下，企业往往很难记录、管理这些过程性的信息和数据。 频繁的设计变更，任何一个企业在产品开发的过程中都会碰到变更问题，这是由产品开发的特性决定的。但缺乏必要的工具往往会导致企业出现过多的变更以及变更执行的效率低下等问题。最终导致开发周期的拉长和开发成本的抬高。 设计重用效果不佳，今天的市场正朝着产品多样化的方向发展，企业为了拉住客户必然要开发多种型号的产品从而满足
27、客户的个性化需求。在这样的背景下，能否有效地设计重用将会对开发周期和成本产生重大的影响。在传统的设计模式下，企业很难对标准化的优化设计进行有效管理并为设计人员提供便捷的查询工具，最终导致企业无法有效应用已有设计成果从而降低开发周期和成本。开发流程的规范化，前面提到的一些业务问题是针对那些管理相对规范的企业而言的，实际上，还存在许多企业，其管理尚未达到规范的阶段，在这样的情况下，规范产品开发过程成为企业的首要课题。在制药企业的管理中，生产数据的管理尤为重要：其中生产数据模块用于抽象、描述生产模型，定义生产系统的基础数据，为主生产计划、生产作业计划及生产执行提供依据。生产数据包括定义：各种配方结构
28、、工序基本信息、工序与在产品的关系、工序在生产某在产品时与设备、经济技术指标的关系、产品工艺路线的树型结构（由工序组成）、工艺路线上各工序结点对应配方的情况、工序生产日历等。生产数据中配方、工序、工艺路线均定义成库，保存企业所有可能或曾经使用的生产工艺数据。主要功能摘要如下：配方在制药等流程行业多用配方或处方的概念定义产品的成分及含量。配方用以定义产品的结构，描述产品、在产品、原材料之间的构成关系与数量要求（消耗定额）。它是物料需求计划、生产作业计划、生产执行的基础。工序工序是生产平衡负荷与能力的基本单元，是能力计算的对象，是生产作业计划的基本单元，是生产执行计划完成情况的数据采集点，是计算加
29、工成本的基本单元。作业计划和能力平衡都围绕着工序进行。工序产品信息维护先定义每个工序可生产的所有（在）产品，及在生产不同的（在）产品时所可使用的设备台数、工人人数（额定、最大）、工人额定能力、平均排队时间。再定义工序、（在）产品、设备的关系，即工序生产某（在）产品时所可使用的各设备编码及设备额定能力。最后定义工序、（在）产品、经济技术指标的关系，即工序生产某（在）产品时所要记录、考核的经济技术指标及指标标准。工序信息综合查询工序、（在）产品、设备、经济技术指标及相互关系。工艺路线工艺路线是说明产品生产工艺过程的文件，是将工序按工艺要求逻辑地前后连接起来，形成倒树型结构。工艺路线通过其上的工序、
30、（在）产品与设备相关联，说明该产品的工艺路线在该工序上生产该在产品时可以使用某些设备。因为实际的生产线、工序、设备都存在产品间的复用问题，所以每批产品只有到生产作业计划时才确定实际使用的设备，从而形成物理上的生产线。而PDM的实现将有助于达到这个目标。 2.2、实现目标实践结果表明，在实施良好的情况下，PDM能有效地解决上述的问题。尽管不同的PDM在应用上各不相同，但其核心往往是比较标准的，一般情况下，PDM系统会有这些核心模块或功能： 文档管理 工作流及生命周期管理 产品结构与配置管理 变更管理 零部件分类管理 项目管理 通过这些模块的实施，PDM首先能建立一个产品全生命周期内的产品知识库，
31、有效地帮助产品开发人员和管理人员快速地寻找信息、检索信息，相关人员不必知道要到什么地方寻找发布的设计或其他信息，只要经过授权就能得到这些信息或数据，这样可以使相关人员将更多的精力放在创造价值的活动上（据统计，设计人员在查找信息和处理信息上要花费30%70%的时间在获取信息上），加速产品开发的进行。 其次，PDM的实施将提高设计与制造信息的准确性和一致性，前面我们提到，产品信息的不一致已成为令企业头疼的业务问题，PDM系统的版本管理能使所有参加项目的人员采用同一数据工作，而且是最新的数据，这样就能避免设计上的重复和不一致。版本管理还能保证产品开发具有很强的可追溯性。 为了更有效地管理变更，PDM
32、提供了两种思路，首先通过PDM的实施要能有效地降低变更的产生，其次，在变更不可避免的情况下，PDM的课题是如何更有效地管理变更。有效地降低变更的发生在本质上是通过并行工程来实现的，具体到PDM，是通过PDM实现产品数据的共享，通过共享机制使更多的人尽早地参与到产品设计中来。比如，在产品设计期间，工艺人员、制造人员等就能及时查阅这些未经审阅的设计数据，及时发现在后续环节可能出现的问题，这样将变更扼杀在摇篮，用更少的代价解决问题。在变更不能消除的情况下，PDM中的管理模块提供变更请求和变更指令两部分内容。下游人员在发现问题后，及时向上游人员发出变更请求，并将请求提交给管理部门进行审核，审核通过后将
33、产生变更单，实施变更。这个过程基本上都可以通过PDM中的变更流程实现的，它和文档管理、产品结构管理结合在一起，提供完整的变更方案，提高变更的效率。2.3、PDM技术架构和主要内容PDM(Product Data Management)是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术信息管理、图像管理及其它产品定义信息规律的一种扩展与集成。它能有效地集成设计和制造系统，同时支持并行工程的实施。PDM经历了一个CAD数据管理、产品配档管理以及对所有产品相关数据管理的过程。目前的PDM可以对产品从开始到最终消亡整个生命周期中相关数据和相关过程进行系统计划、管理和控制。使产品数据始终保持一致、最新、共享
34、和安全。PDM追求的是在正确的时间，把正确的信息，以正确的形式，传递给正确的人，完成正确的任务，使产品数据得到最优配置和最佳应用。使企业能提高产品质量，缩短研制周期，提高企业的创新能力和市场竞争力。PDM是一种软件框架系统，它提供了在产品开发、生产、销售等各个环节中数据管理、流程管理与控制的集成环境。如图1所示，PDM借助于网络平台，将企业中所有的应用系统置于其框架之中，实现数据上的集成，功能上的控制，给用户提供了统一的操作界面。PDM系统框架示意图PDM要实现上述的集成与控制，需要解决一些关键技术，如网络技术、数据库技术、与应用软件的接口技术、功能扩充和更新技术等，使PDM能满足目前企业中现
35、有的应用系统和产品数据的需求，并能适应企业管理模式不断变化，应用系统不断扩充和更新的要求，让企业在一个相对固定的工作环境中处理不断变化的对象和事务。PDM主要内容如下：1）文档管理1. 文档管理对象 PDM管理的是产品在整个生命周期中所包含的全部数据。这些数据包括：工程设计与分析数据、产品模型数据、产品图形数据、专家知识与推理规则及产品的加工数据等。 (1) 原始档案 包括合同、产品设计任务书、需求分析、可行性论据报告和产品设计说明书等文件。 (2) 设计文档包括工程设计与分析数据。在工程设计数据中，一部分是各种设计过程的规范和标准以及产品的技术参数；另一部分是设计过程中生成的数据。另外，还有
36、产品模型数据、产品图形信息、各类测试报告、验收标准及加工NC代码等。 (3) 工艺文档工艺数据是指CAPP系统在工艺设计过程中所使用和产生的数据，分为静态与动态两类。静态工艺数据主要是指工艺设计手册上已经标准化的规范化的工艺数据以及标准工艺规程等；动态工艺数据主要指在工艺决策所需的规则，工艺知识主要分为选择性规则和决策性规则两大类。 (4) 生产管理生产计划与管理指的是对产品生产过程的计划与管理。生产中的数据可分为两类：一类是基础数据，这类数据比较稳定；另一类是动态数据，这些数据有一定的时间性，且相对比较独立，不受其他数据存在与否的影响。无论是哪类数据，都要求准确、完整，其准确度应在95%以上
37、，物料清单的准确度应更高，为98%99%。 (5) 维修服务常用备件清单、维修记录和使用手册等说明文件。 (6) 专用文件如电子行业的电气原理图或布线图、印刷电路板图和零件插件图等。 2.文档管理模型 PDM把上述各种文档分成五种类型进行管理。 (1) 图形文件由不同系统产生的描述几何图形的文件。 (2) 文本文件描述产品或部件、零件性能的文件。 (3) 数据文件为了优化零部件的设计，所进行的各种有限元分析、机构运行模拟、试验测试等产生的数据文件。 (4) 表格文件表格文件包括有关产品或部件、零件的产品定义信息和结构关联信息。产品定义信息包括基本属性和特征参数。结构关联信息描述了零件或组件、产
38、品之间的隶属关系。 (5) 多媒体文件为了描述产品及产品各个部位的真实形象，可以在计算机上用渲染技术产生出逼真的图像照片；对于复杂的装配过程，还可以利用计算机动态模拟，并在附加的技术指导下生成音、视频文件。这些多媒体文件生动地反映了产品性能指标、生产过程、维修指南等信息。文件可分成两种方法处理：一种方法是保持文件的完整性，这些文件中的数据不能与文件脱离，一旦脱离就失去了意义，即所谓的“打包”；另一方法是文件中的数据可以从文件中提取，这些数据都具有独立的意义，然后将这些数据分门别类地放在关系型数据中，以便对文件内容进行检索和统计，即所谓的“打散”。对于不同的系统产生的图形文件，各自内部都有相应的
39、数据管理机制，PDM系统不能也没有必要对图形文件中的各个元素分别进行管理，而只须将文件的整体、名称代号以及标题栏中的基本属性和特征参数放到关系数据库中进行管理。在数据文件中，产品定义信息中的数据可以作为一种属性，当查询时，这些属性就像关键字一样，便于用户快速查询到相应的有关文件。通过这些关键字可以把同类型的数据进行分类和统计。在文本文件记录的各种技术要求，更改说明、使用方法中，除了个别特殊信息需要进行分类检索和统计外，一般都按整体进行文件管理。在产品生命周期内，为了完整地描述产品、部件和零件，将有关的产品、部件或零件的所有文件集中起来，建立一个完整的描述对象的文件目录，称为文件集或文件夹。然后
40、，把它们放在文件柜中，即可查询文件集，也可查询集中的文件。一个文件集中可以包含各种不同类型的文件。3.电子资料室电子资料室(Data Vault)是PDM的核心，它一般建立在关系型数据库系统的基础上，主要保证数据的安全性和完整性，并支持各种查询的检索功能。通过建立在数据之上的相关联指针，建立不同类型的或异构的产品数据之间的联系，实现文档的层次与联系控制。用户可以利用电子资料室来管理存储于异构介质上的产品电子文档。电子资料室通过权限控制来保证产品数据的安全性，面向对象的数据库组织方式能够提供更快速有效的信息访问，实现信息透明、过程透明，而无需了解应用软件的运行路径、有效版本以及文档的物理位置等信
41、息。所有描述产品、部件和零件的数据都由PDM统一管理，自动集中修改。 2） 产品配置管理产品配置管理(Product Configuration Management)以电子资料室为底层支持，以材料清单(BOM，Bill of Material)为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，对产品对象及其相互之间的联系进行维护和管理。产品对象之间的联系不仅包括产品、部件、组件、零件之间的多对多的装配联系，而且包括其它的相关数据，如制造数据、成本数据、维护数据等。产品配置管理能够建立完整的BOM表，实现其版本控制，高效、灵活地检索与查询最新的产品数据，实现产品数据的完全性和完整性控制。
42、产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并且对应不同阶段的产品定义，生成相应的产品结构视图，如设计视图、装配视图和工艺规图等。 1.产品配置目标 集中管理产品数据资源及使用权限。统一管理产品生命周期内全部数据的有效性。各部门材料清单(BOM)的一致性。提供用户关心的不同类型的产品配置信息。大多数令人满意的产品是用户自己配置的产品，所以要增加用户可选性，这就使配置就得复杂化。 灵活的产品数据配置模式。为了降低成本，要求零件替换灵活，尽量选择标准零件，或根据当地可用的替代品，以最低的成本来满足设计的要求，其目标是：最多的产品类型，最少的零件数。2.产品结构树 产品
43、分解是制造业的一项基础工作，也是企业在产品管理中的主要工作之一。在产品管理中，产品对零件需求量的计算，即产品分解计算广泛用于产品的生产计划编制、物资采购计划编制和新产品开发中。如果企业生产多种系列产品且产品结构又很复杂，在编制生产作业计划时，产品分解是非常耗时的计算。若产品对零件的需求是独立需求，则可用产品零件汇总表方式表示；若产品的需求是相关需求，则一般采用产品零件结构树来表示。产品零件结构树是由产品装配系统图，产品零部件明细表(包括通用件、标准件、自制件、原材料)等内容组成的。产品结构树以树状方式描述，叶节点表示零件。这种图视方式反映了产品、零部件之间的层次关系。有了结构树，管理者即可分层
44、展开，走不同的分支，直观地找到自己所要的数据，而不用考虑其物理位置。每个零部件都有其属性，如零件的材料、重量、尺寸、颜色以及部件由多少零件组成等。由于对象实例被分散地存放在网络中的若干结点上。为实现面向对象数据模型到关系数据模型的转换，将对象的描述属性转化为关系数据库中二维表信息，结构树的每个结点都连接着相关的零部件属性。每个零部件都有相关的文档，如零件二维图纸、三维模型、技术说明、各部件的装椟图等。这些文件都存在文件服务器内，一个企业可能有多个文件服务器，甚至有的文件服务器在异地。电子资料室是一逻辑单元，它连接数据库和文件系统，使描述零部件的文件信息与结点上的相关零部件有机地连接在一起，实现
45、不同类型的产品数据管理，形成完整的产品结构化信息树。产品结构树的建立要根据企业的管理模式来决定。有的企业把一个系列的产品用一棵树表示，也有的企业把一个产品就用一棵树表示。产品结构树的层次也要根据企业的产品复杂程度决定眵者78层，少的也要23层。 3.产品结构配置管理(PSM) 在企业中，不同的部门需要不同的组织视图。如制造部门关心如何完成产品的装配和测试，需要什么材料按什么顺序；经营计划部门需要成本分析，什么时候使用什么零件，需要多少钱。对应于产品生命周期的不同阶段，不同的BOM代表了同一产品从不同角度定义的信息。PSM把产品定义的全部数据，包括几何信息、分析结果、技术说明、工艺文件等，都与产
46、品结构建立了联系，使用户能够很方便地知道某一项变化所造成的影响。多视图为不同部门提供了从不同的角度来配置BOM的功能。例如，制造部门在“制造视图”中需要包含工艺信息，并把这些信息转到MRP环境中。对于产品和装配等，可以定义多层视图的BOM。多层视图功能并非需要高级配置管理技巧，而从任何一个BOM视图均可访问产品的全部数据。产品结构配置原则是由用户自行选择的，可以根据产品的版本和工作状态来决定。PSM还支持有效性管理，例如，根据日期、系列号和供应商的供应情况来配置，从而确保生产制造的正常进行。PSM不仅可以针对已确定版本的产品对象的固定结构，还可以是若干个版本的组合。根据指定版本进行配置时，可以
47、根据日期的有效性或系列号有效规则来配置产品，产生指定的BOM表，以供用户编辑和查阅。用户还可以指定输出一个包括所有版本的全部零部件的产品清单，从而对样机进行修改，生成新的产品。 变量化表示产品的配置可以根据可选项的定义和产品配置规则来决事实上。例如，在设计汽车仪表面板时，同一个型号的汽车有各种型号的立体声收音机可供选择，不同的汽车可以根据自己的规则，选择不同的立体声收音机。如果需要对仪表面板进行修改，设计人员可以规定全部变量依然有效。反过来，针对某个型号汽车的BOM，根据变量定义规则可以提供一个精确的配置方案。 3）工作流程管理 工作流程管理(Workflow of Process Management)主要实现产品设计与修改过程的跟踪与控制。包括工程数据的提交与修改、管理和监督、文档的分布控
