产品数据管理（PDM）关键技术研究
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摘要
随着越来越多的数字信息输入计算机，产品数据成为企业生产赖以正常运转的依据，同时这些数据的查询和共享变得异常困难。采用CAD／CAE／CAM技术后，大多数企业迫切需要将信息化进程引向深层次，努力探索提高产品设计质量和效率的有效方法力图使产品开发人员在设计的初始阶段就能考虑到产品的工艺、装配、制造等下游阶段，从而提高设计质量，降低成本，即所谓并行设计思想。人们普遍认为，产品数据管理(PDM)是企业信息系统集成，实现并行工程理想的集成框架体系。
分布式数据管理和协同的过程管理是实现PDM系统关键的两个方面。有鉴于此，论文着重在这两个方面做了工作，对协同过程管理和分布式数据管理概念、原理与实现机制进行了较全面的研究，结合企业实际建立面向并行工程的信息模型，最后使用面向对象软件开发技术实现了功能。
论文阐述了产品数据管理基本概念、总结了国内外研究现状，介绍了PDM系统体系结构和主要功能。重点介绍了电子仓库和文档管理、工作流管理、产品结构和配置管理功能。接着论文阐述了并行工程基本概念，指出实施并行工程关键的两个方面：基于专家小组(Team Work)的并行管理方法和计算机支持的并行设计方法。
在研究基本数据库理论基础上，论文提出了实现分布式数据管理的客户机／服务器网络模式及实现原理。重点研究了数据管理实现技术，提出分布数据管理实现机制，针对网络不同级别用户提出了数据分级模型，详细研究了不同用户的数据存取权限及其动态变化过程。最后提出数据加锁技术可以实现分布式数据的并发控制。
论文讨论了与过程有关的组织结构和人员管理。为实现并行过程，必须在计算机支持下组成集成开发团队协同工作，为此论文讨论了不同含义但又相互关联的几个概念：用户、账号、成员、角色、小组。接着论文提出并行过程嵌套模型，在此基础上建立以任务为中心，协调人员、过程、资源的流程管理模型，并研究了过程转换发生的条件及具体过程。
论文使用面向对象分析与设计方法，建立了分布式数据管理和过程管理对象模型，研究了对象间静态层次关系，给出无锡机床股份有限公司XIJI-PDM系统实例。
Digital information has become the basis on which enterprise's operation depends, with more and more products data, including drawings, specifications and E-mails, are stored in computer. Searching and sharing in such enormous data has become very difficult. After application of CAD/CAE/CAM technology, most enterprises are making efforts to find a way to improve their product design; reduce time to market and lower manufacturing costs. It is required that designer should consider assembly, manufacturing on the early stage of product development. It is so-called "Concurrent Engineering". Product data management (PDM) is considered to be the ideal platform to implement concurrent engineering. It is also a power tool in integrating enterprise's various information systems.
Distributed data management and cooperative workflow management are the key points in a PDM implementation. This paper mainly focuses on these two aspects, and has done global research work about them, which concerns concept, principle and realization. Paper also builds information model in terms of idea of concurrent engineering, and points out the way to realize the functions discussed using object-oriented software development technology.
This paper expatiates on the PDM definition and its scope; discusses its structure and main functions. Meanwhile, thesis focuses on PDM detailed functions like data vault & document management, workflow management, and product structure & configuration management. Then paper explains the idea of concurrent engineering, points out two key technologies in the implementation of concurrent engineering: concurrent management method based on teamwork and concurrent design method supported by networked computer systems.
The paper discusses basic theory of database; then discusses server/client network computing model which distributed data management relies on. Paper also proposes a layered data storage structure according to different users' level on network. Finally the paper gives an approach called X-locks to solve the conflicts occurring in database concurrent access.
Enterprises' organization structure and team management are discussed also. Then the paper explains many concepts, which related with each other but have different meanings: user, account, member, role, and team. An embedded model of concurrent workflow is put forward. The paper builds an information model of workflow management; studies the procedure transformation conditions.
Thesis applies object-oriented analysis in the development of PDM system; studies relationship between these objects. As a result of theory discussed above, an instance, XIJI-PDM system, which was developed for Wuxi Machine Tools Plant in 1996 is given.
分布式数据管理和协同的过程管理是实现PDM系统关键的两个方面。有鉴于此，论文着重在这两个方面做了工作，对协同过程管理和分布式数据管理概念、原理与实现机制进行了较全面的研究，结合企业实际建立面向并行工程的信息模型，最后使用面向对象软件开发技术实现了功能。
论文阐述了产品数据管理基本概念、总结了国内外研究现状，介绍了PDM系统体系结构和主要功能。重点介绍了电子仓库和文档管理、工作流管理、产品结构和配置管理功能。接着论文阐述了并行工程基本概念，指出实施并行工程关键的两个方面：基于专家小组(Team Work)的并行管理方法和计算机支持的并行设计方法。
在研究基本数据库理论基础上，论文提出了实现分布式数据管理的客户机／服务器网络模式及实现原理。重点研究了数据管理实现技术，提出分布数据管理实现机制，针对网络不同级别用户提出了数据分级模型，详细研究了不同用户的数据存取权限及其动态变化过程。最后提出数据加锁技术可以实现分布式数据的并发控制。
论文讨论了与过程有关的组织结构和人员管理。为实现并行过程，必须在计算机支持下组成集成开发团队协同工作，为此论文讨论了不同含义但又相互关联的几个概念：用户、账号、成员、角色、小组。接着论文提出并行过程嵌套模型，在此基础上建立以任务为中心，协调人员、过程、资源的流程管理模型，并研究了过程转换发生的条件及具体过程。
论文使用面向对象分析与设计方法，建立了分布式数据管理和过程管理对象模型，研究了对象间静态层次关系，给出无锡机床股份有限公司XIJI-PDM系统实例。
Digital information has become the basis on which enterprise's operation depends, with more and more products data, including drawings, specifications and E-mails, are stored in computer. Searching and sharing in such enormous data has become very difficult. After application of CAD/CAE/CAM technology, most enterprises are making efforts to find a way to improve their product design; reduce time to market and lower manufacturing costs. It is required that designer should consider assembly, manufacturing on the early stage of product development. It is so-called "Concurrent Engineering". Product data management (PDM) is considered to be the ideal platform to implement concurrent engineering. It is also a power tool in integrating enterprise's various information systems.
Distributed data management and cooperative workflow management are the key points in a PDM implementation. This paper mainly focuses on these two aspects, and has done global research work about them, which concerns concept, principle and realization. Paper also builds information model in terms of idea of concurrent engineering, and points out the way to realize the functions discussed using object-oriented software development technology.
This paper expatiates on the PDM definition and its scope; discusses its structure and main functions. Meanwhile, thesis focuses on PDM detailed functions like data vault & document management, workflow management, and product structure & configuration management. Then paper explains the idea of concurrent engineering, points out two key technologies in the implementation of concurrent engineering: concurrent management method based on teamwork and concurrent design method supported by networked computer systems.
The paper discusses basic theory of database; then discusses server/client network computing model which distributed data management relies on. Paper also proposes a layered data storage structure according to different users' level on network. Finally the paper gives an approach called X-locks to solve the conflicts occurring in database concurrent access.
Enterprises' organization structure and team management are discussed also. Then the paper explains many concepts, which related with each other but have different meanings: user, account, member, role, and team. An embedded model of concurrent workflow is put forward. The paper builds an information model of workflow management; studies the procedure transformation conditions.
Thesis applies object-oriented analysis in the development of PDM system; studies relationship between these objects. As a result of theory discussed above, an instance, XIJI-PDM system, which was developed for Wuxi Machine Tools Plant in 1996 is given.
引文
[1] 童秉枢 李建明．产品数据管理(PDM)技术．北京 清华大学出版社，2000年11月
[2] (德)约瑟夫．萧塔纳 著 祁国宁 译．制造企业的产品数据管理．北京机械工业出版社，2000年12月
[3] 唐荣锡．CAD／CAM技术．北京 北京航空航天大学出版社
[4] 潘云鹤．CAD系统与方法．浙江大学出版社
[5] 吴功宜 吴英．计算机网络教程．电子工业出版社
[6] 凌永明．World Wide Web与Client／Server计算技术．上海科学技术出版社
[7] 迟毅林 杨建明 刘康．计算机辅助设计技术基础．重庆大学出版社
[8] 蔡颖等．CAD／CAM原理与应用．北京机械工业出版社，1998年8月
[9] 潘雪增 主编．并行工程原理及应用．清华大学出版社，1997年11月
[10] 蔡希尧，陈平．面向对象技术．西安电子科技大学出版社，1995
[11] 王申康．面向对象程序设计导论．浙江大学出版社，1995，4
[12] 童兆页 沈一栋．面向对象程序设计导论．科学出版社，1992
[13] 王能斌．数据库系统．北京 电子工业出版社 1997年2月
[14] 张倪，莫斌．Motif与图形用户界面开发工具．北京 清华大学出版社 1995年1月
[15] 杨华，周小东，黄勇，赵生．OSF／Motif标准图形界面开发工具参考手册(上／下册)．北京 学苑出版社 1993年11月
[16] PTC内部资料．Windchill高阶白皮书
[17] 彭义兵 陈万领 冯劲松 陈卓宁．企业信息集成的核心系统——PDM．《机械制造》 1999第5期
[18] 姚永明．产品数据管理．《江苏机械制造与自动化》2000年第3期
[19] 米智伟 方明伦 林财兴．敏捷化POM集成框架的研究．《中国机械工程》第10卷第11期
[20] 杨进，游绣华，张永清．PDM系统中人员模型的建立．《工程建设与设计》1999第3期P24—25
[21] 谈洪．产品数据管理系统在企业信息化建设中的应用．《电子工程师》2000 VOL．26
[22] 张和明 熊光楞 张玉云 孙喜杰．基于STEP的并行产品开发信息集成及设计版本管理技术．《机械工程学报》1999第2期
[23] 苟吉华 彭颖红 阮雪榆．产品数据管理技术在产品开发中的应用 《计算机系统应用》1999年第6期 P40-43
[24] 蔡娥．锅炉CAD集成应用系统的研究与开发．浙江大学博士论文
[25] 李先锋 俞涛 徐烨 方明伦．基于PDM框架的产品开发并行设计研究．《机械设计与制造工程》 第29卷第3期
[26] 许跃敏．面向对象应用软件开发技术的研究．浙江大学博士论文
[27] 王建民 孙家广．产品数据管理(PDM)技术及其应用．《电子展望与决策》1997年第5期 P35-36
[28] 胡晓宇 万立 张新访．基于CORBA／WebOLTP的产品数据管理系统的研究．《计算机研究与发展》 2000 Vol．37 No．5 P．576-582
[29] 韩鑫 王建民 孙家广．新一代PDM系统的功能与特点．《电子与信息化》1999年第4期 P23-25
[30] 褚兴军，范玉青．基于Web技术的产品数据管理研究．《北京航空航天大学学报》 1999，25(2) P204-207
[31] 闫艳 宁汝新．应用WEB技术的制造管理．《制造业设计技术》 2000年第1期 P40-42
[32] 李强 黄上腾．基于CORBA的PDM系统实现方式．《上海交通大学学报》 第32卷第10期 1998．10 P74-77
[33] 胡晓宇，万立，张新访．基于CORBA／WebOLTP的产品数据管理系统的研究．2000 Vol．37 No．5 P576-582
[34] 无锡机床股份有限公司．无锡机床股份有限公司CAD／CAM应用情况介绍．《江苏省机械系统CAD应用论文集》 1997年8月P27-28
[35] 无锡机床股份有限公司技术中心．CAD／PDM系统技术合作协议．1996年12月
[36] 无锡机床股份有限公司技术中心．CAD／PDM系统测试报告．1998年8月
[37] 赵中军．无锡机床股份有限公司CAD／PDM系统需求分析说明书．1997年2月
[38] 赵中军 涂国华．无锡机床股份有限公司CAD／PDM系统用户使用说明书．1998年5月
[39] 赵中军．无锡机床股份有限公司CAD／PDM系统初步用户手册．1997年5月
[40] 赵中军 涂国华．无锡机床股份有限公司CAD／PDM系统用户详细设计说明书．1998年5月
[41] 殷国富，陈永华．计算机辅助设计技术与应用．科学出版社，2000年2月
[42] Dr.Ip-Shing Fan.The Power of PDM.Manufacturing Engineer December 2000 P224
[43] W.Kim.Integrating an Object-Oriented programming system with a database system.Proc.Of OOPSLA'88,Oct.1988
[44] W.Kim.Object-Oriented Concepts.Database And Applications,ACM Press,1989
[45] Object Management Group.CORBA:Architecture and Specification,Version 2.2.1998
[46] Structural Dynamic Research Corporation.I-DEAS Data Management Guide.
[47] Structural Dynamic Research Corporation. General I-DEAS Administration Guide.
[48] Structural Dynamic Research Corporation. I-DEAS Drafting Programming User's Guide.
[49] Structural Dynamic Research Corporation. I-DEAS Relational Data Manager User's Guide.
[50] Structural Dynamic Research Corporation. Open I-DEAS User's Guide.
[51] Geoff Hall.The Internet,PDM and Shared Engineering-The Future of Product Realization.Computing Suppliers Federation
[2] (德)约瑟夫．萧塔纳 著 祁国宁 译．制造企业的产品数据管理．北京机械工业出版社，2000年12月
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