面向中小制造企业PDM的设计与实现

1 引言

PDM(Product Data Management)是一门管理与产品相关的“信息”和与产品相关的“过程”的技术。它在实现企业的信息集成、提高企业的管理水平及产品开发效率等方面的意义是十分巨大的。

面对激烈的全球化竞争和市场环境的日趋复杂，制造企业的处境越来越艰难，不少企业开始深入地使用计算机技术，PDM也得到了前所未有的重视。针对中小型制造业自身资金少，变化快的特点，提出建立面向中小制造企业的产品数据管理系统(以下简称系统)，该系统具有PDM最基本最核心的功能模块，包括图文档管理、项目管理、工作流程管理等，能满足企业的需求。系统开发周期短，低成本，易于操作和维护，对那些实施门槛低，受经济实力和技术力量制约的中小企业有一定的工程应用价值。

2 系统设计目标

在调查中发现中小型制造企业在产品的设计加工中存在大量非标准零件，即专用零件。此类零件往往几何拓扑结构相同或相似，尺寸规格相同，从而导致设计人员经常因为不同尺寸对相似零件进行重复没汁，耗费时间和精力，造成产品数据库过大，不易管理。同时企业在信息管理方面存在信息共享度低、信息传递速度慢、业务管理方式落后以及产品设计方式陈旧等问题。

针对以上问题开发的产品数据管理系统，旨在提高数据重用率、规范企业流程、提高工艺管理水平、实现企业产品数据的集中安全管理，从而提高企业的决策水平和对市场的快速响应能力。

3 系统总体框架

系统总体框架，如图1所示。系统基于C/S模式，较好地考虑了网络安全、传输效率、传输量和网络的维护性、升级、使用性等问题，同时采用操作系统willdows xP以及关系型数据库MS SQLServer 2000作为系统支撑层；核心层通过ADO组件实现与数据库的连接，为功能层提供了一系列基本服务，如数据访问控制、安全控制，并且为应用软件Delphi提供了应用程序编程接口以方便软件集成；功能层包括了系统能实现的主要功能，如基本资料管理、图文档管理以及产品管理等，详细内容将在第二节介绍；交互层即为用户操作界面，实现用户和系统的人机交互。

4 系统功能设计

4.1 系统开发环境选择

MS SQL server2000是一个可伸缩的高性能数据库管理系统，它专门为分布式C/s计算环境而设计，其内置数据复制功能、强大的管理工具以及开放式的系统体系结构为发布信息解决方案提供了—个卓越的平台。Delphi是由Borland公司推出的可视化编程环境，它将面向对象的语言功能与方便的可视化开发环境紧密地结合在—起，具有快速的程序开发能力、强大的数据库处理功能和完善的面向对象表达能力。因此系统选择使用Delphi语言工具，在window8 XP环境下，以MS SQL Server 2000作为底层数据库，使用ADO技术实现与数据库的连接。

4.2 系统主要功能模块

系统主要功能模块包括基本资料管理、图文档管理、产品结构管理、项目管理以及工作流程管理。系统功能图，如图2所示。

4.2.1 基本资料管理模块

此模块包括用户资料管理和系统日志管理。在用户资料管理中按照企业中的职能划分，动态地将不同的岗位划分为不同的角色，根据不同的任务对用户权限进行设置，岗位的职能有所变化的时候，不必分别修改每个用户的权限，只要修改用户所属角色的权限，所有被赋予该角色的用户权限就一同被修改。在系统日志管理中，授权用户可以根据操作者、操作对象名称、用户角色和操作时间等属性对系统日志进行查询。

4.2.2 图文档管理模块

此模块包括文件结构树、文件录入、文件类型设置和文件查找。文件结构树以树形结构的形式将产品的设计任务及其零部件的相关数据按照装配关系直观地显示出来，使用户可直观、全面地了解产品及其零部件的各种数据和文档，提高了检索文档的效率。同时在文档属性页中显示文档的相关属性，如文件名称、文件编号、文件类型、使用部门、创建时间、文件路径等。文件录入部分可以对文件的详细内容进行录入，并且实现文件内容的编辑和修改。文件类型设置将文件按图纸文件、工艺文件、文本文件和音频/视频文件等进行分类，以方便文件查询。文件查找部分可以根据文件名称、文件编号和创建时间等实现单独查询或联合查询，快速定位到所要查找的文件。在图文档显示方面，将达索公司推出的3DXML Player提供的浏览控件集成到开发环境中。达索公司最新推出的新的文件格式3DXML，不仅可以将CATIA文件大小大幅度缩减，并可在不安装CATIA的前提下浏览3D模型，更加方便了用户的使用。另外也可调用AutoCAD自带的volo View Express来预览dwg，dwf及dxf等常用格式的图档文件。文档结构树功能运行界面，如图3所示。

4.2.3 产品结构管理模块

此模块包括产品录入及查询、产品类型设置、产品编码管理和产品结构树。产品录入部分将产品及其零部件相关属性录入数据库。授权用户可以对产品及其零部件属性进行浏览和编辑修改，同时还可以查看零部件其他版本的文档以及文档所走过的流程；查找部分为了便于快速查找，首先选择所查找的对象是产品、部件还是零件，然后再根据名称、编号、型号、规格、有效日期、版本等属性进行查询。产品类型设置将产品按标准件、借用件、外协件和非标准件进行分类。编码管理是结构树管理的基础，设计了高效的编码规则体系，定义了零件编码族的层次结构包括特定零件与零件组的关系，能很大的提高企业管理数据的效率。产品结构树以树形结构的形式将产品及其零部件按照装配关系显示出来。此功能的实现主要是基于数据库的树状结构的实时显示，经分析采用递归算法来实现的。产品结构图是通过树状结构关系表来表达的，如图4所示。每加入1个零件或部件，都需要将其直接归属的父节点记入父节点号字段中，将其自身节点号记入子节点号中，同时给出一个父节点拥有子节点的数目，这样一条条记录就构成了产品的树状结构。树状关系表，如表1所示。

4.2.4 项目管理模块

项目是研发某个产品或完成某个计划所进行的一系列活动的总称，绝大多数企业的生产经营、资源调配和人员安排都是围绕着项目来进行的，所以项目是生产管理的核心单元。项目管理模块包括项目结构树、项目成员管理和项目查找。项目结构树以树形结构的形式显示项目任务之间的层次关联以及与项目有关的数据文档。

在项目成员管理部分，首先由部门主管指定项目负责人，再由项目负责人指定参加项目的成员，并安排他们在项目中的角色，为其设置权限。系统将项目分为立项、方案论证、总体设计、实施和验收等阶段，每个阶段都有工作和归档两个状态，未完成任务属于工作状态，完成后由工作状态转为归档状态，此时，对此阶段产生和处理的产品数据都进行归档。项目查找部分用户可以根据项目属性对项目进行快速查找，如项目名称、编号、类型、创建时间等。

4.2.5 工作流程管理模块

工作流程管理是企业实现数字化生产最重要也是最基本的环节之一，过程中的数据是产品生命周期的重要数据。通过在PDM系统中引入工作流技术，可以使企业相关人员在正确的时间、以正确的方式得到正确的任务，从而保证企业设计过程有计划地进行，监督并及时反映产品数据的处理情况。

工作流程管理模块包括审批流程管理、变更流程管理和流程监控。在进行工作流程管理的同时，系统会对相关操作人员检验其权限，保证只有被授权用户才能进入工作流程之中，对其中的文档进行访问和操作。工作流程管理实现了对流程节点的添加、删除、修改等操作，并可对节点属性进行编辑，用户可以新建工作流程并提交给管理员等待批准，同时还可以查看流程信息以及自己所在流程的进展情况和流程中的相关文档内容。流程监控专门为管理人员设定，主要负责流程运行状况的监控、流程的动态修改、日志数据的查询、以及系统资源和流程资源的配置及管理、安全管理、流程信息的统计和分析等。更改流程功能界面。