随着计算机技术和信息技术和中国汽车业的快速发展，越来越多的国内制造型企业开始意识到应该通过导入信息数据管理系统来建立标准作业方式，优化管理流程，降低运营成本。本文着重介绍了产品数据管理系统的概念以及在上海汇众汽车制造有限公司的实施应用。1.PDM系统

1.1 PDM简介

    PDM即Product Data Management，产品数据管理。PDM技术是管理与产品有关的过程和信息的技术。过程，即对产品过程的定义和管理，包括流技术文件发放和工作流程的审批等。信息，包括产品属性信息，产品BOM信息，CAD数模，设计文过程和信息集成起来，通过标准化的工作方式统一管理，使产品数据在生命周期内的传递和使用保持一致和安全。

1.2 PDM实施过程

    上海汇众汽车制造有限公司（以下简称：上海汇众）自2009年起，按照三个阶段整体规划，进行PDM系统的实施。第一阶段，在产品研发部门首先实施了PDM系统，实现了三维CAD与PDM的集成，电子审批流程的管理，产品数据的管理，重用分类库的管理。在第二阶段中，在深入和完善第一阶段的基础上，实施了CAE数据管理，试验数据管理和经验数据管理。第三阶段实现了对制造工艺的管理，对工艺路线实现在PDM系统中规划和管理，从而根据工艺路线指导工艺分工。同时实现了EBOM向PBOM（工艺BOM）的转换，保证设计BOM与工艺BOM数据的一致性。第一和第二阶段的推进，为第三阶段的项目实施奠定了基础。在第三阶段的工作中，实施目标是把PDM拓展到工艺部门和制造工厂，建立完整的PDM系统，全面提升制造管理水平。

2.PDM在上海汇众实施过程中的功能化

2.1 基本数据管理

    在上海汇众在实施PDM的过程中，第一个阶段是关键，更是基础。上海汇众采用西门子公司的数据管理系统Teamcenter8.3（以下简称：TC8.3）对各类文档，产品数据以及相应的属性和版本信息进行管理。

2.1.1 Item（对象）的创建

    Item是组成PDM各种数据类型的单元，它可以是一个技术文件，可以是一个产品数模，也可以是一个工艺PBOM。每种类型的Item都有自己的命名规则，且命名都是没有重复的。

2.1.2 Item的存放

    在TC8.3种，每种类型的Item对象都有各自存放的位置，或是存放在文件夹中，或是以离散的状态游离在数据库的卷中，在【我的Teamcenter】中存放的便是文件夹以及存放与其中的Item。

2.1.3 Item的版本管理

    在产品生命周期中，产品设计数据会存在不同的状态，一旦数据通过流程得到发布，那么该状态即是一个确定了的锁定状态，是不允许再在当前状态下，进行修改的，只有通过修订的方式产生新的版本，产品工程师将对升版后的Item再次进行修改和维护。

2.1.4 数据的所有权和修改权的定义

    每个数据对象都是赋给某个所有者的，该所有者具有修改，保持或者删除的权限，其他人是没有以上权限的，这样就保证了数据的安全性。

2.1.5 数据的查询

    根据汇众数据的类型和属性特点，对PDM系统自定义了多个数据查询方式。并根据各属性，对各类型数据进行查询。






图1 汇众图纸查询

2.1.6 工作流程管理

    对产品开发的流程进行管理是PDM系统的基本功能，流程定义工作通过一个或多个步骤来实现，在执行流程的过程中，通过流程步骤使文档，任务，信息等在不同人员之间传递。当用户打开【我的工作列表】时，就可以看到最新的流程任务清单。流程发起者可以随时查看流程进度。

2.2 产品结构管理

    产品结构管理器（Product Structure Editor）主要用于创建，修改和查看产品的BOM结构关系，主要功能有：建立，编辑产品结构，浏览产品结构，查询产品结构等，同时上海汇众将导出技术文件功能集成在产品结构管理器中，即可以对产品总成导出产品明细表，追溯目录，分析表等技术文件。

2.3 三维CAD和PDM的集成

    相当一部分底盘产品的研发过程都是是三维CAD的环境下进行的，上海汇众将使用的NX和CATIA集成到PDM系统中，使得产品的数模，图纸和结构都可以在集成在PDM系统下的三维软件中得到创建，修改和维护。同时产品的结构还可以和产品结构管理器双向同步更新。

2.4 CAE仿真数据和产品试验数据的管理

    将CAE仿真工作和产品试验工作的工作流程集成在PDM系统中，同时对CAE仿真计算的结果数据和产品试验的结果数据以数据对象的方式存放在PDM系统中，使得数据得以保留，为后续设计者提供数据参考。

2.5 经验数据的管理

    对在产品设计开发过程中积累的设计经验进行总结和汇总，然后按照产品类型在PDM系统中进行分门别类的创建，为后续产品的开发留下宝贵的经验数据，避免相同问题重复发生，降低开发成本，提高产品开发效率。

2.6 制造工艺的管理

    对冲压、机加、焊接、油漆、装配、铸造、热处理7大工艺在PDM系统中实现结构化设计和管理，使用典型工艺模板生成工艺，使用典型工序模板生成工序清单。将PFMEA、控制计划、操作指导卡结构化并与工序关联，工艺与工厂关联、工序与工位、工装关联。基于结构化工艺定义工序辅料、自动生成材料定额表、辅料定额表。创建工装设备，量检具，工位器具等资源库，实现工装资源的重用。





图2 工装资源重用

3.结束语

    通过对PDM系统在上海汇众中的应用论述，可以看出PDM技术功能的模块化和先进性，它的推广也必将成为汽车业将来发展的趋势。同时在上海汇众PDM项目的实施过程中，做了大量的客户化定制，让PDM的系统理念和上海汇众的企业管理特点良好的结合在一起。当然，PDM系统的实施并不是购买一套软件产品就可以成功的，而是在使用过程中需要不断的改进和优化，PDM实施与运用才算得上是成功的。
 
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     所谓共存时代，就是说，ERP、PDM可以共存于同一信息系统中，信息化提供商可以提供ERP、PDM一体化共存的集成系统，企业的信息化从一开始就可以将ERP、PDM共存于一个信息系统中。企业一定要将ERP与PDM共存考虑与规划。ERP与PDM的信息共存于一个数据库中。    有人说：PDM的市场前景非常巨大，非常看好，实际上，应该说ERP与PDM一体化的信息系统市场才是最有前景的。为什么ERP已经离不开PDM呢？ERP系统自己也有BOM系统，为什么非要从PDM中读取数据才是正确的呢？因为普遍的现实情况是，没有PDM系统的产品数据常常十分混乱。制造业企业的ERP要成功运行当然要依赖准确性一致性达到比较高的产品数据。实际上在实施PDM时，把产品数据管理好，等于给实施ERP打好了数据准备基础。ERP和PDM在数据和功能上都有相当大的重叠。实施PDM也就等于首先实施ERP内部管理产品数据的部分--物料，产品结构，工程变更，可配置产品等等。物料需求计划MRP完全要依靠BOM才能运转。

    独立的PDM肯定要在物料和BOM数据的存储与管理上和ERP发生重复，如果能统一ERP、PDM系统，才能最大限度的减少这种冗余和维护数据一致性。但是统一的ERP/PDM系统，过去，只有国外少数厂商能提供，目前ERP已经与PDM做到完全一体化。

    为什么PDM(Product Data Management System，即：产品数据管理系统)离不开ERP呢？产品数据管理的最终目的就是为制造管理服务的，如果PDM的数据离开ERP，只能成为美丽花瓶，成为不能结果的花朵。

    数据编码、物料编号必须与ERP统一规则、统一编码，ERP的物料资料与PDM零部件管理必须高度集成与统一管理，ERP、PDM的BOM与ERP产品结构必须高度统一与相互协调，PDM的工艺数据与ERP的工艺管理必须高度一致。

    科思构件化ERP平台为企业ERP、PDM共存的大需求提供了可能与技术支持。

ERP与PDM的区别与联系

    过去，PDM和ERP被视为先进制造技术群中涉及企业信息化中，管理信息化与技术管理的两个不同领域。从理论上说，PDM能够集成并管理所有与产品有关的信息和与产品相关的过程。它能帮助企业构造一个适合异构计算机运作环境的集成应用平台，对"粗放型"发展的各种单项计算机辅助技术进行"集约化"管理。ERP则是在MRP-II基础上发展起来的、先进的企业经营管理模式。ERP进一步吸取了现代管理思想，对企业活动中和制造有关的所有资源和过程进行统一的管理，在目标上充分体现对成本的控制、对质量的控制和对客户服务的管理，着眼于企业制造领域准连续的计算机化管理，主要用于生产制造阶段和后勤管理。虽然PDM和ERP在管理重点上有所不同，但是，由于同一产品的形成周期涉及PDM和ERP两个领域，所以，对PDM和ERP进行系统集成研究，对于有效缩短产品形成周期、加速产品从设计领域到制造领域的转化，从而，从根本上促进企业的现代化进程具有十分重要的现实意义。

    PDM和ERP在管理内容、过程发展形式、系统内部运作关系等方面存在着不同程度的区别。由于，现代企业的运作是基于信息流和物料流相相辅相成的一个动态系统，而产品的形成周期涉及PDM和ERP两个领域，所以，基于完整的产品形成周期，以系统的眼光来看，PDM和ERP则有着密切的联系，两者过程作用对象之间存在着因果关系，ERP系统中的过程作用对象例如零部件或产品，是PDM系统中过程作用对象；ERP与PDM过程的逻辑序列间存在着执行和验证关系，其管理目标都是试图通过科学的调度和控制，减少失误和返工，在尽可能短的时间内、通过最少的资源耗费、用最为经济的手段和方式、保证产品的最优化，成本最小化，利润最大化。

    ERP与PDM实现一体化大趋势ERP与PDM大集成、大统一、大集中，是当前企业信息化的最高的呼声。其目标就是一个系统、一个数据库，PDM与ERP的一体化已经越来越迫切，他们功能的相似性与关联性太多，功能的重复性太多，完全应该是一体化的，制造数据设计管理与制造资源管理是密不可分的一个整体。PDM实际上就是ERP扩展的功能。ERP与PDM的一体化，将两者本来是独立的系统大集成，并不是牵强附会，而是时代的要求、是用户的需求、是ERP发展的必然。进一步分析，可以知道，上述本来不是经典ERP系统的功能的，实际上，应该属于ERP发展过程中必然要扩展的领域，只不过，研究PDM、PM的人，先于ERP的发展，从不同的角度与领域，另立门户而已，今天，就是到了将这些本应一体化的领域合并与集成，将这些分立门户的系统拆墙，将这些造成企业信息孤岛的系统分类法统统归为ERP系统之中，从根本上治理孤岛的根源。

    构件化ERP平台为大集成、一体化提供实现工具ERP平台的出现，特别是科思构件化ERP平台的推出，为实现ERP、PDM的完全一体化提供了可能与支持。科思宣布的与ERP一体化的PDM就是基于构件化ERP平台，为企业提供了ERP与PDM的完全一体化、集成化完整解决方案。实际上，ERP平台已经为企业应用集成提供了理论基础及实现工具，企业应用集成的捷径就是走ERP平台的道路。
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 PDM(Product Data Management)产品数据管理，CIMDATA定义：“PDM是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品”。Product Data Management：Database driven systems designed to manage the various components used in product development and manufacturing。

PDM技术是一种对制造企业产品形成过程中的有关信息和过程进行统一管理的技术。PDM系统是信息化孤岛之间的桥梁。PDM是依托IT技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品。企业文化为企业自身所积累、表现出来的各方面特色之总和。

PLM(Product Lifecycle Management)产品生命周期管理，CIMDATA的定义：“PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。”

PLM是一种企业信息化的商业战略。它实施一整套的业务解决方案，把人、过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，遍历产品从概念到报废的全生命周期，支持与产品相关的协作研发、管理、分发和使用产品定义信息。PLM为企业及其供应链组成产品信息的框架。它由多种信息化元素构成：基础技术和标准（如XML、视算、协作和企业应用集成）、信息生成工具（如MCAD、ECAD和技术发布）、核心功能（如数据仓库、文档和内容管理、工作流和程序管理）、功能性的应用（如配置管理）以及构建在其他系统上的商业解决方案。

在PLM理念产生之前，PDM主要是针对产品研发过程的数据和过程的管理。而在PLM理念之下，PDM的概念得到延伸，成为cPDM，即基于协同的PDM，可以实现研发部门、企业各相关部门，甚至企业间对产品数据的协同应用。PLM软件的功能是PDM软件的扩展和延伸，PLM软件的核心是PDM软件。

PLM完全包含了PDM的全部内容，PDM功能是PLM中的一个子集。但是PLM又强调了对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念，这是与PDM的本质区别。

Internet技术已经被广泛地用于制造业企业中的各个领域，使得人们在任何时候都可以用一致的、简单的方式查询各种信息，从而提高员工的工作效率。PDM/PLM是Intranet的一个重要的应用方面，例如通过HTML主页实现与PDM/PLM系统的通信。

网络化制造为PDM带来了机遇，同时也带来了挑战。机遇是PDM/PLM可以充分利用网络技术来增强其原有功能；挑战是网络化制造使得产品开发、制造等方式发生变化，要求PDM/PLM适应新的制造模式。无论是机遇还是挑战都促使国内外的学术界和商业界把注意力投向研究网络化制造环境下的PDM/PLM，研究内容主要集中在以下几个方面：

PDM/PLM以软件为基础，研究最多的就是其软件的整体框架或结构，国内研究PDM/PLM的文献有80％都集中于此，主要区别在于使用了不同的软件开发和运行时用到的分布式对象和网络协议等技术。为了处理异构环境中对象的互操作，有的文献采用CORBA与Web技术相结合的方法；有的采用微软的COM+/DCOM/.NET技术；还有的采用SUN公司提出的J2EE架构或面向服务的计算（Service Oriented Computing，SOC）。利用XML表示系统间的交换数据是一种趋势。

国外商业软件分web使能和纯web两种架构，PTC公司的Windchill PDMLink为了表示与其他web使能的PDM/PLM产品不同，称自己是“web-centric”，其系统框架完全基于Internet、Web、Java和Oracle等技术标准。其他web使能的PDM/PLM产品，如SDRC公司的Metaphase，用户界面为可以下载Java Applet的浏览器；Inso公司的Sherpa Works PDM/PLM；Unigraphics公司的IMAN，IMAN/Web Browser供只在线浏览不在线编辑的用户使用，IMAN/web reviewer供在线审批的用户使用；WTC公司的CMS能够提供网络的实时多媒体信息访问；Smart Solution的Smart Web基于Java，允许用户远程创建、编辑、浏览、控制和注释文档。

PDM/PLM与商用CAD集成的两种方式：基于客户端和服务器端；网络环境下CAPP与PDM/PLM系统的集成方式。在系统的集成性和可扩展性方面国外商业软件占有绝对优势，如PTC公司架构在纯网络之上的Windchill PDMLink能够与很多企业应用软件集成：Pro/ENGINEER、CADDS、AutoCAD、CATIA V4、CATIA V5、Unigraphics、I-DEAS、Inventor、Solid Works等。

一般国外软件都提供数据模型定义功能，而国内软件在此功能方面普遍较弱。国内也有做的比较好的PDM/PLM系统，例如：CAXA V5 PDM/PLM是CAXA V5的数据管理平台，以产品数据为核心，为企业级设计、工艺、制造提供协同工作环境，是一个可以迅速实施、方便定制的易扩展的数据管理平台。

CAXA V5 PDM/PLM基础功能覆盖产品数据管理的各个方面，包括对各种CAD工具的集成、图文档管理、统一BOM管理、工作流管理等，其它增强的功能还包括基于BOM的协同、网络会议等。CAXA V5 PDM面向企业级的应用方案包括企业应用集成、异地协同、高级开发套件等。

在技术实现上，CAXA V5 PDM/PLM以CAXA V5为核心构件，采用通用软组件的方式提供标准化的服务，支持C/S和B/S体系结构，支持各种流行的关系型数据库。
   西安交通大学建立了国内第一个支持产品合作设计的网站—现代产品设计与研究开发网络。上海制造热线开发了上海敏捷制造网络集成平台，建立了以上海电气集团总公司、电梯等有关企业和上海交大、同济、上海大学等高校、研究所等网络互联成一体的上海先进制造网络体系。实现基于网络的制造资源共享和设计制造过程的集成，建立了以网络为基础的、面向广大中小企业的先进制造技术虚拟服务中心和CAD/CIMS培训中心网络，建立了上海网络化制造的示范工程。由清华大学熊光楞教授负责的国家863计划自动化领域重大关键技术攻关与应用工程项目“加速铁路货车更新换代的信息集成与并行工程方法、技术”，重点研究了产品开发过程重组、协调与冲突解决、产品数据管理、基于STEP的信息集成，数值模拟等并行工程关键使能技术与工具。美国EAI公司推出E-VIS.com协同设计网站，提供设计项目管理、设计信息管理、知识获取、网上会议等协同功能。

随着因特网的普及，Web技术的发展，市场和业务活动的全球化将进一步发展，它将会影响每一个制造企业，成为一种推动变革的力量。企业间竞争的优势不再是仅仅依靠技术，这就要求企业加强合作和全球化的可能性。企业间通过互联网联接，多个机构组成的一个组织，能共享知识和资源，并协同提供一种产品或服务。这种协作和联盟可以最大限度地发挥各自的优势，通过向客户提供综合解决方案，在更好满足顾客全面需求的同时，去实现每个联盟伙伴自己的目标，最终实现共赢的目的。

PDM/PLM系统是以软件技术为基础，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。PDM/PLM系统明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。传统的PDM/PLM系统主要面向企业内部的基于C/S体系结构的数据管理，在企业间的信息协同交流、用户友好性、维护复杂性等方面都存在不足，而基于网络的PDM/PLM系统则是利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，不但解决了系统安装、修改和维护的方便性，而且提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务等。因此，研究基于网络的PDM/PLM系统已成为业界的热点。

基于网络的PDM/PLM系统必须能够向用户提供更加丰富的功能，利用Web浏览器可以与PDM/PLM进行双向通信，只有如此，才能在Internet或Extranet中进行有效的数据管理、任务和文档的分配以及产品数据的生成和更改等工作，新一代的PDM/PLM系统必须完全建立在Internet技术的平台上的，以Java和CORBA为基础，这样才能在任一分布的客户/服务器环境中，在对象之间进行无限制的通信，其中也包括基于CORBA，在PDM/PLM服务器和OODBMS之间的通信。基于Internet的PDM/PLM系统在这方面应该比传统的、用于管理任务的Web工具具有更加明显的优势，这样才能保证该PDM系统更加具有生命力。

基于Web的PDM/PLM系统采用的是Web对企业各部分数据信息进行集成的过程，也将有Web带来的诸多问题，其中有三大主要问题：首先安全性是很多的问题，包括数据安全、技术侵权、PDM/PLM系统安全等，如今采取的措施主要采用冗余独立磁盘阵列（RAID）来解决，然后数据的安全依然是今后基于Web的PDM/PLM系统遇到主要问题；其次的问题是Web的访问速度、通信速度等，现在我国在建设IPv6新一代的基础网络设施，也将缓解这个问题；再则是个应用程序与集成于Web的PDM/PLM系统存在接口的问题，目前主要采用的是应用程序接口API技术。

基于网络的PDM/PLM发展趋势

基于网络的PDM/PLM未来发展趋势将在以下几个方面：

1.通过标准化与第三方应用软件的接口，实现最大限度数据信息共享和通讯。建立从原材料采购、库存管理、设计、生产、销售、质量检验、财务管理、售后服务等公司各部门、产品产生到报废回收全过程的子系统集成，实现从产品设计到报废回收的全生命周期管理系统。

2.可视化的PDM/PLM系统，采用Internet技术、多媒体技术、无线通讯技术、3D技术等最新的网络化技术，使得PDM/PLM系统实现可视化。系统不仅是对简单的报表、图纸、文字形式的信息进行可视化显示，而是更加快捷、准确、丰富、易于理解的多媒体影像信息。

3.支持及时通讯的基于网络的PDM/PLM系统。应用Web2.0、Web3.0技术，使得客户、供应商、生产管理等都可以及时观察到产品的流动位置和产品的市场销售情况、顾客的满意度等动态信息。

4.基于网络的知识管理、知识创新型的PDM/PLM系统。建立有生命的PDM/PLM系统，可以神经网络等不断学习、改进、创新、完善，能够快速获取和利用www上丰富的专业资源和交流平台。

5.个性化的PDM/PLM系统。每个企业都有不同于其它企业的PDM/PLM系统，将PDM/PLM融汇于企业文化。相同的核心模块、相同的网络层接口和不同的用户风格界面模块、不同企业各部门操作模块安装来实现整个基于网络的PDM/PLM系统是模块化、个性化的系统。例如：在个性化方面还具有开发符合人因工程的操作界面、结合个人的喜好特点、知识背景等，提供个性化模块组合、由基本类变型产生派生类等；

6.合作化的基于网络的PDM/PLM系统，各企业间和各部门间能快速组建研发、科研、项目组等，满足市场突变或者特殊任务要求下的团队组合要求。应用网络上的组织和个人、专家等进行新的团队快速组合。
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