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浅谈制造型企业产品数据集成管理的技术与发展
本文结合制造型企业产品数据的特点，简要介绍了产品数据管理技术的概念、体系结构、基本功能以及未来的发展方向，指出现代信息技术的应用是支撑未来企业提高市场竞争力，可持续发展的关键。
全球化的市场竞争，要求制造企业不断推出具有创新性的新产品，同时缩短新产品的研发时问，优化流程，降低成本。通过与零部件供应商、合作伙伴之间的密切合作，保证将“正确的产品”在“第一时间”进入市场。持续的市场竞争与产品的改进，要求企业必须具有持续的产品创新能力，这就需要将企业中无形的智力资源进行有效的组织、管理与重用。
随着CAD/CAM技术的广泛应用，现代企业的产品数据种类繁多，数量巨大，而且关系复杂，都是以数字化的形式存储、处理和传递，已进入了以数字化技术为核心的数字化产品开发的新的阶段。在数字化的产品开发过程中，如果企业没有实现信息化的集成管理，解决不好企业现有产品的数据交流和共享，就会严重的阻碍企业的升级和发展。尽快完成与完善企业的信息化建设已成为制造型企业内部挖潜降耗、增强市场竞争力的关键所在。
1产品数据管理的基本概念
产品数据管理(PDM)技术是在工程数据库技术的基础上发展起来的。20世纪80年代初，世界上一些大的CAD/CAM
软件厂商在已有的CAD/CAM系统中添加了工作组级的数据管理模块TDM，随后各CAD厂家配合自己的CAD软件推出了第一代PDM产品。早期的PDM系统主要是为了解决大量的工程图样、技术文档及CAD文件的计算机化的管理问题，后来逐渐扩展到产品开发中的三个主要领域：设计图样和电子文档的管理、材料报表(BOM)的管理以及与工程文档的集成、工程变更请求/指令的跟踪与管理。此后，PDM技术不断发展，功能不断扩展。专业化的PDM系统中增加了如产品
生命周期管理、产品结构与配置管理、数据的发布/更改流程控制、应用系统集成管理等新的功能，并初步实现了部门级到企业级的信息与过程集成等。
1997年2月国际OMG组织公布了PDMEnabler标准草案，为标准化PDM产品的发展奠定了基础。如今，PDM技术已经进人以协同产品商务、协同产品定义管理、产品全生命周期管理等为代表的新一代PDM产品。从单一企业的信息与过程集成，发展到跨产品供应链的、产品全生命周期的协同管理。
PDM技术是管理产品生命周期中产品定义信息的电子仓库；是CAD/CAM等应用工具的集成框架；它为产品开发提供一个并行的协作环境。是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术，提供产品全生命周期内的信息管理，为企业建立一个并行的协同工作环境。
PDM技术可以保证正确的信息在正确的时间传递给正确的人，可在更大程度和范围内实现企业内部和企业间的产品数据信息的交流与共享。
2产品数据管理系统的体系结构
PDM系统的体系结构是指软件的逻辑层次结构、内部各模块的组成和引用关系，以及软件的物理部署结构。目前大多数PDM系统都采用客户/
服务器模式或浏览器/服务器模式的分布式体系结构，使用关系数据库和文件系统进行数据和文件的存储与管理，软件程序系统运行在分布于服务器和客户端的
操作系统、组件服务、Web服务程序之上，通过网络进行程序间通信和数据传递。
2.1PDM集成系统的层次结构
根据PDM系统中各个组成模块由外向内的层次结构，可从逻辑上分为如图1所示的层次结构，主要有：
(1)应用系统层即界面层。作为系统可访问的工作界面，包括用户使用的图形化界面，以及供
其它应用程序访问的接口界面。
(2)系统集成层即功能层。包括系统内部可实现的各种功能，由于不同的行业、不同的产品类型、管理模式上的差异，通常要求实现的PDM功能有所不同。一般都有文档及电子仓库管理、产品结构与配置管理、过程管理、
项目管理、用户管理、系统管理、制造信息管理、应用集成管理等功能。
(3)异构环境处理层。包括支撑系统运行的操作系统、数据库系统等基础环境；系统建模和应用开发工具；支持PDM功能、应用开发的PDM对象管理框架等。
图1PDM的逻辑体系结构
通过PDM的集成系统体系结构可以看出，系统集成层即是PDM的核心层，向上提供CAD/CAM/CAPP的集成平台，把与产品有关的信息集成管理起来；向下提供对异构网络和异构数据库的接口，实现数据跨平台传输与分布处理。
2.2PDM集成系统的分布式网络部署
根据不同企业应用环境的差异，PDM系统可以具有不同的部署方式。PDM是典型的分布式应用系统，如图2所示是一种典型的PDM物理组成和网络部署结构。其中包括了PDM软件的服务器系统和客户应用程序，典型的PDM软件需要数据库服务器、文件服务器、程序服务器等。
客户端为企业内部人员使用的计算机系统，可以采用浏览器或者客户端程序的方法通过企业内部网络访问PDM系统。通过建立
防火墙和其它安全技术，PDM系统的功能可以发布到Internet，可以实现供应商、客户、合作开发伙伴等企业外部资源的有效整合。
图2PDM物理组成和网络部署结构
3产品数据集成管理的功能
制造型企业已经感觉到依赖信息技术手段持续创新和对市场快速响应已成为赢得优势的关键，而集成化已成为制造型企业信息技术应用的必然趋势，如何更便捷、有效的整合各单元和消除“信息孤岛”，就成为技术热点和迫切需求。
对企业而言，产品是赖以生存的基础，产品数据是企业的基本数据，它贯穿企业内外活动的所有方面，是企业信息的核心和关键。对企业产品数据及其流动过程的有效管理是支撑企业快速发展的有力保证。
3.1建立统一的
数据存储与管理平台
在产品开发与生产过程的各个阶段，都会产生大量的数字化产品定义数据，如产品设计数据、产品制造和工艺数据、产品质量检验数据等。这些数据不仅数量庞大、种类繁多，而且结构复杂，数据之间存在如装配结构关系、参考引用关系、继承关系等复杂联系，难以通过手工的方式进行组织和有效的管理。设计人员通常要花费25％～30％的工作时间去查询、复制和归档数据，这既造成了时间和经历的巨大浪费，又使企业积累的设计知识很难得到重用。没有统一、有效的管理机制，还会造成数据状态的混乱、丢失和不一致，难以保证产品信息的准确、及时、统一和完整。
PDM技术是以产品数据的管理为核心，它提供统一的产品数据存储和控制机制，为企业各部门、项目组和用户提供网络化的、虚拟的电子文件仓库。使用者将通过它提供的统一界面完成所有操作，实现信息透明、过程透明。
3.2实施产品结构管理与配置管理
随着产品的日益复杂，在机械
制造业产品中包括了大量的机械、电子、液压等复杂的数据和结构关系，产品的开发过程从产品市场和概念研究开始，经历概念设计、工程设计、样机试制、批量生产等多个阶段，在各个阶段还包括结构设讯工艺设计系统分析和仿真等多个专业的工作。因此，在不同的阶段中，产品各专业领域的信息间存在多种复杂的关联、状态和视图等。单一的CAD几何模型，难以支持跨领域、多专业的数据建模和管理的要求。
PDM技术实施产品结构与配置管理，通过计算机网络和数据库技术把企业生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成管理，建立跨专业、多状态、多视图的集成模型框架，能够描述产品的各种功能、结构关系。
3.3支持协同产品开发，为产品开发提供一个并行的、跨部门、跨专业、跨地域的协作环境
PDM系统作为企业产品信息的集成平台，需要整合、接口CAD/CAM、CAPP、
ERP、企业
办公自动化系统、项目管理等应用系统，建立支持“信息孤岛”信息集成的企业集成框架，把与产品有关的信息集成管理起来，实现数据跨平台传输与分布处理，使各个“孤岛”系统间的数据交换顺畅，使单元技术发挥整体的效益。
实践经验证明，企业通过实施PDM能够缩短产品研发周期，优化企业流程，保证设计与制造的准确性和一致性，降低制造成本，提高设计质量，管理工程变更过程及其范围和影响。
对企业来讲，PDM技术的应用不仅是一种技术变革，同时也是对企业组织结构、经营管理模式、产品开发过程的变革。PDM技术在企业的实施已逐步发展成为面向产品全生命周期的包括产品市场、概念设讯工程设计、测试、生产过程准备、制造、装配、销售、维护、产品回收等各个环节中所有与产品相关的信息与过程的管理平台。已逐渐从“企业竞争力技术”转变为“企业竞争必备技术”。
4产品数据管理技术的发展
PDM作为企业中管理产品信息及相关过程的集成平台，可以支持企业内产品信息的存储和共享。但是，当面对企业全球化的产品协同设计，面对客户直接参与的创新性产品开发，面对全球分布环境中扩展企业对产品从客户需求、产品研发、
供应链管理、生产制造、产品维护等产品全生命周期中各种产品信息、设计知识及过程的管理需求，PDM从它的基础构架、系统功能等各方面都已经不能满足企业的需求。
产品全生命周期管理(
PLM)技术是在PDM技术基础上，为满足在全球市场环境下对扩展企业中产品全生命周期管理要求而产生的。他将产品价值链上的所有成员连接在一起，共同实现对产品生命周期各个阶段的协同设计，从而尽可能扩大产品的创新内容，缩短产品上市时间，降低成本，提高产品和服务质量，保证产品、服务、和企业运作的不断创新。
PLM技术应用一整套技术解决方案，实现企业中对智力资源的有效管理和使用。企业竞争力的核心来自持续的创新的能力，包括创新的产品和创新的过程，以在产品全生命周期中的持续产品改进和服务，保证企业在正确的时间，以合理的成本，为正确的市场，提供正确的产品。
“产品”已成为了企业所有核心竞争力的中心。在对产品的管理和使用中，PLM技术可以帮助企业实现在产品整个生命周期中所有产品知识、产品过程的定义和管理、包括产品知识的维护、客户需求管理、客户参与的协同产品开发、与协作伙伴及供应商的协同开发过程管理等。
PLM技术已成为企业参与全球竞争的一种战略性方法，是现代企业信息技术发展的目标和方向。
5结束语
一个现代化的工业企业仅仅有现代化的厂房和设备是不够的，更重要的是要有现代化的管理手段，依托现代信息技术改造并完善经营管理制度，不断提高自身的市场竞争力，才能持续健康的发展。
责编：罗信
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