提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力靠什么?

熊光楞 范文慧 葛正宇

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理是實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成和過程集成的重要使能技術(shù)，是支持經(jīng)營(yíng)過程重組、并行工程、ISO 9000質(zhì)量認(rèn)證的關(guān)鍵技術(shù)，也是推動(dòng)當(dāng)前企業(yè)改革和提高自身競(jìng)爭(zhēng)力的必備手段。

什么是PDM？

對(duì)于制造企業(yè)而言，CAx/DFx等技術(shù)的應(yīng)用在促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。目前，雖然CAx/DFx 中各單元的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)成熟，但它們都自成體系，彼此之間缺少有效的信息共享和利用，形成了所謂的“信息孤島”。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)信息的有序管理 便成為企業(yè)在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)新的管理思想和技術(shù)。

PDM是工程數(shù)據(jù)管理（EDM）、文檔管理（DM）、產(chǎn)品信息管理（PIM）、技術(shù)數(shù)據(jù)管理（TDM）、技術(shù)信息管 理（TIM）、圖像管理（IM）以及其他產(chǎn)品定義信息管理的集成管理框架技術(shù)。1995年2月，CIMdata公司總裁Ed Miller曾對(duì)PDM做了如下定義:PDM技術(shù)是一項(xiàng)用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程的技術(shù)。“所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息”包括：零部 件信息、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)配置、文件、CAD文檔、掃描圖像、審批信息等；“所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程”包括生命周期、工作流程、審批/發(fā)放、工程更改等過程的 定義與監(jiān)控。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中的數(shù)據(jù)包括所有與產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)和用來(lái)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、支持產(chǎn)品的過程。這些數(shù)據(jù)很難管理，其中的原因在 于：數(shù)據(jù)量很大，并且每天都在產(chǎn)生；數(shù)據(jù)一般存儲(chǔ)在多種介質(zhì)上，如紙張、磁盤等，并且這些數(shù)據(jù)要被不同部門的不同人使用，同時(shí)它們又常常分布在不同的地 點(diǎn)，呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，用于不同的計(jì)算機(jī)中；這些數(shù)據(jù)的定義不同，它們經(jīng)常存在多種版本，并有多重關(guān)系和語(yǔ)義，其維護(hù)可能需要幾十年的時(shí)間。工作流程是創(chuàng)建 或使用數(shù)據(jù)的活動(dòng)，這些活動(dòng)可能在企業(yè)內(nèi)部完成，也可能在企業(yè)外部完成。數(shù)據(jù)與工作流程之間有著緊密的聯(lián)系，工作流程的每一步都要使用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的個(gè)體項(xiàng) 目和集合常常被用在許多工作流程的步驟中。數(shù)據(jù)與工作流程是融合在一起的，如果將兩者分開處理是無(wú)效的，也是不可行的。

PDM技術(shù)的核心在于，能夠使所有與產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目相關(guān)的人在整個(gè)信息生命周期中自由共享與產(chǎn)品相關(guān)的異構(gòu)數(shù)據(jù)。 PDM可看做是一個(gè)企業(yè)信息的集成框架（Framework），各種應(yīng)用程序，諸如CAD/CAM/CAE/EDA/OA/CAPP/MRP等將通過各種 各樣的方式如應(yīng)用接口、開發(fā)（封裝），直接作為一個(gè)個(gè)對(duì)象（object）被集成進(jìn)來(lái)，使分布在企業(yè)各個(gè)地方、在各個(gè)應(yīng)用中使用（運(yùn)行）的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)得 以高度集成、協(xié)調(diào)、共享，所有產(chǎn)品研發(fā)過程得以高度優(yōu)化或重組。

PDM的工作流程管理并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作流程控制系統(tǒng)，工作流程只是PDM的一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。PDM也不是簡(jiǎn)單的零 組件分類工具，但這個(gè)功能對(duì)PDM使用者是非常重要的。PDM系統(tǒng)必須能管理產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中所有的相關(guān)信息，包括文本檔案、圖形檔案、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄 等。它是可以用來(lái)改善在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)過程中所有人與流程效率的一組軟件工具。PDM系統(tǒng)必須能集成使用者所需要的各種應(yīng)用軟件，還可以定 義、管理企業(yè)的各種流程，是將流程、應(yīng)用以及信息集成與管理的一種軟件。PDM系統(tǒng)除了管理上的功能之外，還能夠提高資料交換的效益。

發(fā)展歷程：從“附屬”到“獨(dú)立”

PDM技術(shù)在20世紀(jì)90年代得到了迅猛的發(fā)展，其發(fā)展過程可以分為以下三個(gè)階段：

1．附屬于CAD的圖檔管理系統(tǒng)（初級(jí)PDM系統(tǒng)）

20世紀(jì)80年代，CAD已經(jīng)在企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，它把設(shè)計(jì)人員從煩瑣的手工繪圖中解放出來(lái)，提高了工作效 率，從而能利用更多的時(shí)間去從事創(chuàng)造性的工作。但應(yīng)用CAD系統(tǒng)的同時(shí)生成了大量的電子圖檔，由此而產(chǎn)生了電子文檔保存、版本管理、安全保密等一系列問 題，而這些問題又是傳統(tǒng)的文件管理系統(tǒng)不能有效解決的。因此，到80年代中期，隨著CAD系統(tǒng)的迅速推廣和應(yīng)用，第一代PDM系統(tǒng)，即初級(jí)PDM系統(tǒng)便應(yīng) 運(yùn)而生了。初級(jí)PDM系統(tǒng)一般附屬于CAD系統(tǒng)。

初級(jí)PDM系統(tǒng)是工程數(shù)據(jù)管理(EDM)、文檔管理(DM)、產(chǎn)品信息管理(PIM)、技術(shù)數(shù)據(jù)管理(TDM)、技 術(shù)信息管理(TIM)、圖像管理(IM)以及其他產(chǎn)品定義信息管理的單點(diǎn)技術(shù)，它不具有信息集成的能力。在這個(gè)階段，企業(yè)很少利用電子手段與客戶和供應(yīng)商 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而是使用手工管理傳統(tǒng)介質(zhì)的工程圖紙，對(duì)PDM的概念認(rèn)識(shí)不一致，也不清晰，同時(shí)不理解產(chǎn)品數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)的價(jià)值，也可能項(xiàng)目正在試點(diǎn)階段，沒 有定義產(chǎn)品開發(fā)過程的信息，不了解產(chǎn)品開發(fā)工作流程，僅有紙質(zhì)的手冊(cè)發(fā)布和變更管理。企業(yè)中每個(gè)部門有自己獨(dú)立的信息資源，沒有配置管理，也沒有PDM與 其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成。

2．獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)軟件支撐平臺(tái)（項(xiàng)目組級(jí)PDM系統(tǒng)）

隨著CAD/CAE/CAM/CAPP等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域工具的不斷豐富，PDM本身的功能也不斷發(fā)展，逐漸脫離了 CAD系統(tǒng)而成為獨(dú)立的工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域軟件支撐平臺(tái)。到90年代中期，以Metaphase、IMAN等為代表的獨(dú)立的大中型PDM產(chǎn)品出現(xiàn)，這標(biāo)志著 PDM正在走向成熟。這時(shí)的PDM（第二代PDM）基本上形成了九個(gè)主要功能：電子倉(cāng)庫(kù)和文檔管理、工作流和過程管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理、設(shè)計(jì)檢索和零 件庫(kù)、項(xiàng)目管理、查看和圈閱、掃描與成像、電子協(xié)作和系統(tǒng)集成。

3. 支撐產(chǎn)品全生命周期信息、過程和應(yīng)用軟件集成的平臺(tái)（企業(yè)級(jí)PDM系統(tǒng)）

隨著企業(yè)間合作的加強(qiáng)，企業(yè)全球化趨勢(shì)愈演愈烈，PDM的應(yīng)用范圍也發(fā)生了很大變化，從集中于產(chǎn)品研發(fā)階段轉(zhuǎn)向覆蓋 整個(gè)產(chǎn)品生命周期，從集中于企業(yè)內(nèi)部轉(zhuǎn)向適用于整個(gè)擴(kuò)展企業(yè)范圍。需求的變化導(dǎo)致了PDM功能的豐富和完善，很多原來(lái)由應(yīng)用軟件完成的功能都由PDM功能 組件實(shí)現(xiàn)和取代了。20世紀(jì)90年代末和新世紀(jì)初，Windchill、TeamCenter、eMatrix成為第三代PDM軟件產(chǎn)品的標(biāo)志。第三代 PDM，即企業(yè)級(jí)PDM，已經(jīng)完全定義了產(chǎn)品開發(fā)過程和產(chǎn)品開發(fā)過程所需要的所有信息，與客戶和供應(yīng)商的信息交換電子數(shù)據(jù)較多，其應(yīng)用完全集成。同 時(shí)，PDM中的大多數(shù)功能得到了應(yīng)用，產(chǎn)品信息成為企業(yè)的價(jià)值資源。

第三代PDM軟件由于其強(qiáng)大的功能而成為支撐從概念形成、初步設(shè)計(jì)、制造維護(hù)直至報(bào)廢的產(chǎn)品全生命周期的信息集成、過程集成和應(yīng)用軟件集成的平臺(tái)性軟件。它具有如下功能：

使PDM系統(tǒng)能夠正確獲取和操縱異構(gòu)數(shù)據(jù)的功能集 包括統(tǒng)一的用戶界面、應(yīng)用工具的封裝和互操作級(jí)接口，與STEP、工作流標(biāo)準(zhǔn)、電子商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等的接口，與ERP、EC等異構(gòu)平臺(tái)的集成接口，聯(lián)邦PDM接口等；

控制信息和流程的功能集 包括文檔管理、工作流管理、過程管理、項(xiàng)目管理等；

產(chǎn)品全生命周期配置管理功能集 包括需求管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理、選項(xiàng)配置管理、維護(hù)、售后服務(wù)和技術(shù)支持等；

支持協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的工具集 這是PDM對(duì)產(chǎn)品開發(fā)更高層次的支持，包括可視化、數(shù)字樣機(jī)、仿真、協(xié)同設(shè)計(jì)支持工具等。

PDM的功能

PDM系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成、提高企業(yè)管理水平及產(chǎn)品開發(fā)效率等方面的意義是潛在而巨大的，它可提供如下功能：

信息管理 數(shù)據(jù)定義及其關(guān)系的管理，提高信息重用的質(zhì)量，降低成本，節(jié)約重用時(shí)間。能夠支持并行工程，改善與客戶和供應(yīng)商的關(guān)系，跟蹤問題數(shù)據(jù)的來(lái)源。

過程管理 整理產(chǎn)品開發(fā)過程，改進(jìn)項(xiàng)目協(xié)調(diào)，提供項(xiàng)目審查記錄，降低開發(fā)周期和成本，減少重復(fù)工作，可進(jìn)行工作流程管理、工程變更管理和發(fā)布管理。

集成管理 通過PDM系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)企業(yè)各應(yīng)用系統(tǒng)的集成，包括CAD、CAE、DFx、ERP等。

訪問控制 基本數(shù)據(jù)的控制與管理，數(shù)據(jù)的訪問，保證數(shù)據(jù)使用的安全性，提供異地協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，改進(jìn)項(xiàng)目的可視化和狀態(tài)信息。

PDM是產(chǎn)品工業(yè)中發(fā)展最快的一種技術(shù)，它的應(yīng)用給企業(yè)帶來(lái)了非凡的成就。目前，PDM技術(shù)在國(guó)外已得到廣泛的應(yīng)用，尤其在歐美地區(qū)的發(fā) 達(dá)國(guó)家中，PDM的應(yīng)用比較廣泛，也比較成功。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，實(shí)施PDM至少能降低工程成本10%，可縮短產(chǎn)品生命周期20%，減少工程變更控制時(shí)間 30%，減少工程變更數(shù)量40%。同時(shí)可幫助縮短引入新產(chǎn)品的時(shí)間，降低開發(fā)新產(chǎn)品的成本和新產(chǎn)品本身的成本，改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。美國(guó)CIMdata公 司調(diào)查的企業(yè)中，有98％的美國(guó)企業(yè)都已經(jīng)實(shí)施或正在實(shí)施PDM。目前，我國(guó)也有一些企業(yè)實(shí)施了PDM。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的迅速發(fā)展，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技 術(shù)和先進(jìn)的信息管理技術(shù)是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)更新改造、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。

本文原載于計(jì)算機(jī)世界報(bào)