制造业产品数据管理技术的研究与应用
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摘要
随着制造企业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。而面对海量的数据信息，查询和共享变得异常困难，成为企业产品设计的瓶颈之一。大多数企业在继续推进信息化的过程中，迫切希望引入有效的产品数据管理信息系统，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，即所谓的并行工程。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。
论文结合企业信息化的大背景，系统的阐述了制造业信息化的内涵和外延，并重点结合PDM的理念和技术，从PDM的产生和发展，基本概念和功能，体系结构和构建的关键技术，以及统实施方法等角度出发，全面而系统地论述PDM系统在制造业信息化中的角色和地位。
PDM作为一个大型软件系统，涉及到许多IT技术，必须遵照软件工程的方法来进行开发。PDM系统的重要特点就是：开放与集成，这对系统的开发平台和工具的选择提出了特别的要求。论文重点论述了在开发PDM系统中所涉及到关键技术，包括：面向对象技术，数据库管理技术，软件开发平台和工具等三个方面。通过对典型PDM系统的考察，给出了详细的面向对象的PDM系统静态层次模型，阐明了PDM的核心——电子仓库的实现的重要机理，并对相关软件开发工具和标准的选择也进行了较详细的论述。
PDM不仅仅是软件工具，更多的是一种先进的管理理念，因此它的实施和部署是一项系统工程，涉及到企业的许多层面，需要管理人员和IT人员共同合作才能完成。本文对PDM系统的实施一般过程进行了详细的讨论，针对实施中涉及到的各项技术和工作作了详细的分析和论述。主要内容包括系统的规划选型，实施的步骤，实施的主要内容和要点，以及系统的评估方法等。并对我国的PDM系统实施中存在的问题进行了讨论，给出了有建设意义的对策。
最后，论文结合浙江大学化工机械研究所CAD中心与中国船舶重工716研究所(以下简称716所)合作开发PDM系统的背景，给出716所的PDM系统开发应用实例，主要内容包括：系统需求分析、技术路线制定、系统建模和开发、系统实施等内容。实际系统在企业已成功运行，并获得了良好的效果，为我国同类企业开发和应用PDM系统提供了重要的参考经验。
More and more digital information has been input into the computer system of manufacturing enterprise, the product data has been the most important inventory on which the enterprise's daily operation depend. Meanwhile, it has been very difficult for people to find the correct information from such enormous data pool. Most enterprises are making efforts to find a way to improve their product design efficiency; to reduce time to market and lower manufacturing costs. It is required that designer should consider assembly, manufacturing on the very 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 IT systems.
The paper firstly discusses the concept and content of manufacturing informatization in detail, and then focus on the methodology and tools of PDM to expatiates its status and character in manufacturing informatization., including the naissance and development , the basic concept and function, the system architecture and the key IT technology of system building , the implementation and deployment of PDM systems, etc.
As a large scale software system, PDM related to many IT technology, and it must be developed under software engineering technology. The most important character of PDM is: open and integration. So there is something special for choosing the software platform and develop tools of PDM system. The paper discusses and researches the key technology of PDM's development, such as: Object-Oriented Technology, DBMS application, software develop technology, etc. Then it gives the static objects architecture tree of PDM, and discusses the mechanism of electronic data vault in detail, the technology and methodology of software develop also was proposed.
PDM is not only a software system, but also a management task. So the implementation and deployment of PDM is a system engineering, it needs the effort of whole people of enterprise, especially the effort of manager and IT technician. The paper give the general procedure of PDM implementation and deployment, such as software choosing, system information model design, main content and step of deployment, system evaluation, etc. Then, the paper analysis the situation and problem of our country's PDM application, some useful advice also has been given.
Finally, the paper applies the theory and technology discussed above to build an actual system: 716PDMs, which was developed for 716 academe of China boat industry.
论文结合企业信息化的大背景，系统的阐述了制造业信息化的内涵和外延，并重点结合PDM的理念和技术，从PDM的产生和发展，基本概念和功能，体系结构和构建的关键技术，以及统实施方法等角度出发，全面而系统地论述PDM系统在制造业信息化中的角色和地位。
PDM作为一个大型软件系统，涉及到许多IT技术，必须遵照软件工程的方法来进行开发。PDM系统的重要特点就是：开放与集成，这对系统的开发平台和工具的选择提出了特别的要求。论文重点论述了在开发PDM系统中所涉及到关键技术，包括：面向对象技术，数据库管理技术，软件开发平台和工具等三个方面。通过对典型PDM系统的考察，给出了详细的面向对象的PDM系统静态层次模型，阐明了PDM的核心——电子仓库的实现的重要机理，并对相关软件开发工具和标准的选择也进行了较详细的论述。
PDM不仅仅是软件工具，更多的是一种先进的管理理念，因此它的实施和部署是一项系统工程，涉及到企业的许多层面，需要管理人员和IT人员共同合作才能完成。本文对PDM系统的实施一般过程进行了详细的讨论，针对实施中涉及到的各项技术和工作作了详细的分析和论述。主要内容包括系统的规划选型，实施的步骤，实施的主要内容和要点，以及系统的评估方法等。并对我国的PDM系统实施中存在的问题进行了讨论，给出了有建设意义的对策。
最后，论文结合浙江大学化工机械研究所CAD中心与中国船舶重工716研究所(以下简称716所)合作开发PDM系统的背景，给出716所的PDM系统开发应用实例，主要内容包括：系统需求分析、技术路线制定、系统建模和开发、系统实施等内容。实际系统在企业已成功运行，并获得了良好的效果，为我国同类企业开发和应用PDM系统提供了重要的参考经验。
More and more digital information has been input into the computer system of manufacturing enterprise, the product data has been the most important inventory on which the enterprise's daily operation depend. Meanwhile, it has been very difficult for people to find the correct information from such enormous data pool. Most enterprises are making efforts to find a way to improve their product design efficiency; to reduce time to market and lower manufacturing costs. It is required that designer should consider assembly, manufacturing on the very 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 IT systems.
The paper firstly discusses the concept and content of manufacturing informatization in detail, and then focus on the methodology and tools of PDM to expatiates its status and character in manufacturing informatization., including the naissance and development , the basic concept and function, the system architecture and the key IT technology of system building , the implementation and deployment of PDM systems, etc.
As a large scale software system, PDM related to many IT technology, and it must be developed under software engineering technology. The most important character of PDM is: open and integration. So there is something special for choosing the software platform and develop tools of PDM system. The paper discusses and researches the key technology of PDM's development, such as: Object-Oriented Technology, DBMS application, software develop technology, etc. Then it gives the static objects architecture tree of PDM, and discusses the mechanism of electronic data vault in detail, the technology and methodology of software develop also was proposed.
PDM is not only a software system, but also a management task. So the implementation and deployment of PDM is a system engineering, it needs the effort of whole people of enterprise, especially the effort of manager and IT technician. The paper give the general procedure of PDM implementation and deployment, such as software choosing, system information model design, main content and step of deployment, system evaluation, etc. Then, the paper analysis the situation and problem of our country's PDM application, some useful advice also has been given.
Finally, the paper applies the theory and technology discussed above to build an actual system: 716PDMs, which was developed for 716 academe of China boat industry.
引文
[1] (德)约瑟夫·萧塔纳著，祁国宁译，制造企业的产品数据管理，机械工业出版社，2000．12
[2] 吴澄等，计算机集成制造系统和现代化集成制造系统，清华大学出版社
[3] 童秉枢，李建明，产品数据管理(PDM)技术，清华大学出版社，施普林格出版社，2000．11
[4] 赵敏，企业信息化名词演变与辨异，EDSPLM杂志2003年第2期
[5] 陈宏亮 产品数据管理—PDM简介．计算机辅助设计和制造．1997．10
[6] CIMdata, Inc.,CIMdata Report, PDM Market Undergoes Explosive 62% Growth to Exceed $2.8 Billionin 2000. http://www.cimdata.com/index.htm.2001
[7] 《企业信息化进程专题》，由www.infotime.com.cn提供
[8] 制造业信息化工程的关键技术及应用，2001 UGS中国用户论文集，机械工业出版社
[9] 徐世新供稿，PDM专题，查料来源http://www.cimsnet.com技术中心
[10] 周鸿亮．走出PDM．计算机辅助设计与制造．1999．6
[11] SDRC.PRODUCT CATALOG-Metaphase Series2.1995
[12] Miller Ed. PDM Today. Computer-Aided Engineering.1995,14(2):32-41
[13] 孙天涌，王建民等．PDM及其最新进展．计算机辅助设计与制造．2000．2
[14] 陈德锟，阮备军．基于PDM技术的企业全局信息管理的一种体系结构．上海大学学报．1999．5
[15] 赵中军PDM系统研究及其应用，浙江大学硕士论文．1999．12
[16] 肖颖PDM应用系统的开发及其相关技术的研究，浙江大学硕士论文2002．2
[17] 傅迎春．产品数据管理(PDM)关键技术研究，浙江大学硕士论文2002．2
[18] 约瑟夫·萧塔纳，2001年浙江大学演讲文稿
[19] EDS，Teamcenter enterprise online help library collection，2002
[20] 中国计算机专业技术水平考试用书《程序设计》，清华大学出版社
[21] 董金祥，孙建伶．工程数据库管理系统．浙江大学出版社．2000．12
[22] T.F.Lunt.Authorization in Object-Oriented Database,In;W.Kim(ed.),Modem database Systems-The Object Model,Interoperability,and Beyond,ACM Press,1995
[23] 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
[24] Marilyn Meyer&Roberta Baber,Computer In Your Future,Second Edition,QUE,E&T
[25] EDS资料，产品全生命周期管理的协同解决方案，2002
[26] 郝建材，张玉峰 基于PDM的产品总体信息模型的研究，制造技术与机床，2000．5
[27] 杨进等，PDM系统中人员模型的建立，信息与控制，1999．2
[28] 范文慧，葛正宇等，基于Windchill的PDM系统的研究与实现，计算机集成制造系统-CIMS，2002．第8卷第9期，p715
[29] 李春等，基于面向对象技术的CAD系统建模与工程数据库管理．上海理工大学学报．2000．2
[30] 宛延闿，定海编著．面向对象分析和设计．清华大学出版社．2001．2
[31] 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
[32] M.Rezayat, The Enterprise-Web portal for life-cycle support, Computer Aided Design
32(2000)85-96
[33] 高奇微，莫欣农，产品数据管理系统的实施，计算机辅助设计与制造，1998．7．p18
[34] 童秉枢，徐晓慧，产品数据管理(PDM)实施中的存在问题与对策，工程图学学报，
[35] 笱吉华等，PDM实施中的建模技术．计算机辅助设计与造．1999．6
[36] 莫欣农等，产品数据管理系统的实施．计算机辅助设计与制造．1998．7
[37] 李建明等PDM及其实施方法学．计算机工程应用．1996．5
[38] EDS，I-DEAS Online Help Library，I-DEAS Data Management
[39] 杨化林，基于ActiveX技术的图档管理系统的设计和开发，青岛科技大学硕士论文，2003
[40] 刘惟一，田雯，数据模型。北京：科学出版社，2001
[41] 丁宝康，黄健全。数据库实用教程。北京：清华大学出版社，2001
[42] 尹建伟，陈刚，董金祥，一个通用PDM安全管理模型及实现，计算机辅助设计与图形学学报第13卷第11期，2001．11
[43] 邵晓东，詹海生，产品数据管理的关键技术，西安电子科技大学学报，2000．2
[44] 杜杰，陆金桂，一种改进的多级型BOM遍历算法，工程设计CAD与智能建筑，2002(9)，p65
[45] 万立等，一种实现PDM产品结构管理的扩展产品结构树计算机工程．1998．6
[46] 边境，基于组件和层次思想的开发的CAD与PDM系统模型，哈尔滨理工大学学报．1999．8
[47] 沈被娜，刘祖照，姚晓冬，计算机软件技术基础，北京：清华大学出版社，2000
[48] 刘彦明，计算机软件技术基础．西安：西安电子科技大学出版社，2001
[49] 李建明等，产品数据管理系统支持下的并行过程机械科学与技术，1998．3
[50] 吴年宇等，基于PDM技术的制造业集成框架研究清华大学学报，1998．10
[51] 潘宝俊等，CIMS环境下的工程设计数据管理系统研究与开发，机械设计与制造．2000．8
[52] 陈俊等，工程数据库管理系统的体系结构，软件学报，1999．2
[53] 陈利宏等．分布式数据库中工程数据管理的研究计算技术与自动化．1999．9
[54] 胡敏，姜晓红，石教英，一种有效的从CAD工程图样自动提取零部件信息的方法及其实现．计算机辅助设计与图形学学报，2000．10：777-781
[55] 曾慧娥等，面向对象技术在工程数据库中的应用重庆工业高等专科学校学报．2000．3
[56] 王兴利等，基于类层次的工程数据库研究西南交通大学学报．1999．6
[57] Carey M,Franklin M,Zaharioudakis M.Fine-Grained Sharing in a Page Sever OODBMS.
[58] Ronald J.Norman著，周子英，肖奔放等译。面向对象系统分析与设计，清华大学出版社．2000．7
[59] 钟剑等，基于Web的PDM体系结构及其底层对象管理技术的研究机械科学与技术2001．3
[60] 冯升华等，PDM系统与群件系统的集成计算机辅助设计与图形学学报．2001．4
[61] 严朱莲e—PDM建立电子商务中的动态设计联CAD／CAM应用2001-3
[62] 林湖，陈强努等，PDM系统在中小型企业的设计及实现，计算机辅助工程，2002．12．4 D47
[2] 吴澄等，计算机集成制造系统和现代化集成制造系统，清华大学出版社
[3] 童秉枢，李建明，产品数据管理(PDM)技术，清华大学出版社，施普林格出版社，2000．11
[4] 赵敏，企业信息化名词演变与辨异，EDSPLM杂志2003年第2期
[5] 陈宏亮 产品数据管理—PDM简介．计算机辅助设计和制造．1997．10
[6] CIMdata, Inc.,CIMdata Report, PDM Market Undergoes Explosive 62% Growth to Exceed $2.8 Billionin 2000. http://www.cimdata.com/index.htm.2001
[7] 《企业信息化进程专题》，由www.infotime.com.cn提供
[8] 制造业信息化工程的关键技术及应用，2001 UGS中国用户论文集，机械工业出版社
[9] 徐世新供稿，PDM专题，查料来源http://www.cimsnet.com技术中心
[10] 周鸿亮．走出PDM．计算机辅助设计与制造．1999．6
[11] SDRC.PRODUCT CATALOG-Metaphase Series2.1995
[12] Miller Ed. PDM Today. Computer-Aided Engineering.1995,14(2):32-41
[13] 孙天涌，王建民等．PDM及其最新进展．计算机辅助设计与制造．2000．2
[14] 陈德锟，阮备军．基于PDM技术的企业全局信息管理的一种体系结构．上海大学学报．1999．5
[15] 赵中军PDM系统研究及其应用，浙江大学硕士论文．1999．12
[16] 肖颖PDM应用系统的开发及其相关技术的研究，浙江大学硕士论文2002．2
[17] 傅迎春．产品数据管理(PDM)关键技术研究，浙江大学硕士论文2002．2
[18] 约瑟夫·萧塔纳，2001年浙江大学演讲文稿
[19] EDS，Teamcenter enterprise online help library collection，2002
[20] 中国计算机专业技术水平考试用书《程序设计》，清华大学出版社
[21] 董金祥，孙建伶．工程数据库管理系统．浙江大学出版社．2000．12
[22] T.F.Lunt.Authorization in Object-Oriented Database,In;W.Kim(ed.),Modem database Systems-The Object Model,Interoperability,and Beyond,ACM Press,1995
[23] 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
[24] Marilyn Meyer&Roberta Baber,Computer In Your Future,Second Edition,QUE,E&T
[25] EDS资料，产品全生命周期管理的协同解决方案，2002
[26] 郝建材，张玉峰 基于PDM的产品总体信息模型的研究，制造技术与机床，2000．5
[27] 杨进等，PDM系统中人员模型的建立，信息与控制，1999．2
[28] 范文慧，葛正宇等，基于Windchill的PDM系统的研究与实现，计算机集成制造系统-CIMS，2002．第8卷第9期，p715
[29] 李春等，基于面向对象技术的CAD系统建模与工程数据库管理．上海理工大学学报．2000．2
[30] 宛延闿，定海编著．面向对象分析和设计．清华大学出版社．2001．2
[31] 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
[32] M.Rezayat, The Enterprise-Web portal for life-cycle support, Computer Aided Design
32(2000)85-96
[33] 高奇微，莫欣农，产品数据管理系统的实施，计算机辅助设计与制造，1998．7．p18
[34] 童秉枢，徐晓慧，产品数据管理(PDM)实施中的存在问题与对策，工程图学学报，
[35] 笱吉华等，PDM实施中的建模技术．计算机辅助设计与造．1999．6
[36] 莫欣农等，产品数据管理系统的实施．计算机辅助设计与制造．1998．7
[37] 李建明等PDM及其实施方法学．计算机工程应用．1996．5
[38] EDS，I-DEAS Online Help Library，I-DEAS Data Management
[39] 杨化林，基于ActiveX技术的图档管理系统的设计和开发，青岛科技大学硕士论文，2003
[40] 刘惟一，田雯，数据模型。北京：科学出版社，2001
[41] 丁宝康，黄健全。数据库实用教程。北京：清华大学出版社，2001
[42] 尹建伟，陈刚，董金祥，一个通用PDM安全管理模型及实现，计算机辅助设计与图形学学报第13卷第11期，2001．11
[43] 邵晓东，詹海生，产品数据管理的关键技术，西安电子科技大学学报，2000．2
[44] 杜杰，陆金桂，一种改进的多级型BOM遍历算法，工程设计CAD与智能建筑，2002(9)，p65
[45] 万立等，一种实现PDM产品结构管理的扩展产品结构树计算机工程．1998．6
[46] 边境，基于组件和层次思想的开发的CAD与PDM系统模型，哈尔滨理工大学学报．1999．8
[47] 沈被娜，刘祖照，姚晓冬，计算机软件技术基础，北京：清华大学出版社，2000
[48] 刘彦明，计算机软件技术基础．西安：西安电子科技大学出版社，2001
[49] 李建明等，产品数据管理系统支持下的并行过程机械科学与技术，1998．3
[50] 吴年宇等，基于PDM技术的制造业集成框架研究清华大学学报，1998．10
[51] 潘宝俊等，CIMS环境下的工程设计数据管理系统研究与开发，机械设计与制造．2000．8
[52] 陈俊等，工程数据库管理系统的体系结构，软件学报，1999．2
[53] 陈利宏等．分布式数据库中工程数据管理的研究计算技术与自动化．1999．9
[54] 胡敏，姜晓红，石教英，一种有效的从CAD工程图样自动提取零部件信息的方法及其实现．计算机辅助设计与图形学学报，2000．10：777-781
[55] 曾慧娥等，面向对象技术在工程数据库中的应用重庆工业高等专科学校学报．2000．3
[56] 王兴利等，基于类层次的工程数据库研究西南交通大学学报．1999．6
[57] Carey M,Franklin M,Zaharioudakis M.Fine-Grained Sharing in a Page Sever OODBMS.
[58] Ronald J.Norman著，周子英，肖奔放等译。面向对象系统分析与设计，清华大学出版社．2000．7
[59] 钟剑等，基于Web的PDM体系结构及其底层对象管理技术的研究机械科学与技术2001．3
[60] 冯升华等，PDM系统与群件系统的集成计算机辅助设计与图形学学报．2001．4
[61] 严朱莲e—PDM建立电子商务中的动态设计联CAD／CAM应用2001-3
[62] 林湖，陈强努等，PDM系统在中小型企业的设计及实现，计算机辅助工程，2002．12．4 D47