基于PDM技术的纺织机械制造业信息化平台
经纬纺机榆次分公司本着实用性与先进性的原则，结合现代集成制造工程（CIMS）的基础和条件，基于PDM技术的信息化平台（以下简称JWYC-PDM）总体设计思路是以纺织机械整机及其零部件的产品快速协同开发、数字化样机技术及敏捷制造为基础，建立各子系统之间的有效管理，把企业中与设计、制造及销售有关的各种技术系统地集成起来，再造并优化企业产品开发流程。
项目的主要目标是巩固和完善公司已有的基于3C集成的产品开发系统、柔性车间自动化系统和基于ERP的生产经营管理系统，通过PDM系统的集成，完善企业设计管理、生产管理、物流管理、销售管理、财务管理、客户及服务管理等多种应用系统，以实现公司物流、信息流、价值流的“三流同步”。
1 系统总体结构（一级）
JWYC-PDM系统是建立在Web体系结构上的一种独特的应用程序开发平台，它将Web技术的优势引入产品信息管理系统，不仅使用户在协同开发环境下共享数据，包括文档管理、结构管理、生命周期管理、业务流程管理及系统管理等，而且使工程师、供货商、客户及制造商之间相互交流并交换信息。在整个生命周期中，创建与管理开发产品中涉及的全部类型的工程设计及相关信息，只需管理并继承3C数据信息而不考虑其原始文件格式、数据库组织或平台，最终使得产品开发周期大大缩短。
JWYC-PDM的系统总体结构如图 1，包括：
（1）应用工具集 产品研发过程中所用到的相关应用软件工具，包括CAD、 CAPP、CAM、ERP等各种应用系统，它们可以通过PDM的封装功能形成一个集成化的应用工具集。
（2）PDM系统 在商用PDM系统（WINDCHILL）的基础上形成的产品数字化定义及管理系统，包括产品对象管理、项目管理、设计过程管理和工程文档管理等，可以对与产品相关的数据与过程进行定义和描述。
（3）信息模型库 设计开发过程中描述产品、零部件、标准件、工装夹具和辅具等对象的信息模型，以及与这些模型相关的数据。
图 1 系统总体结构
JWYC-PDM系统以统一BOM信息模型为集成模式下的单一数据源，以BOM为主线的产品信息贯穿于企业生产的设计、工艺、生产、采购等整个生产活动过程。在统一BOM数据源的支持下，EBOM、PBOM、MBOM逐渐演化形成完整的产品信息。通过定义统一BOM数据源，实现设计信息、工艺信息和生产信息的集成。
在项目实施过程中，涉及整个产品开发生命周期关联的工作流程、产品部件及文档、工程变更、权限组织等相关信息，将来自不同工作地的数据结合在一起，最后形成单一的异构类型的产品定义。本项目采取的关键技术与创新特色主要归结为以下几点。
产品生命周期的主要环节（如装配、制造、销售等不同部门）需要不同的产品结构信息，即需要不同的产品结构视图。
产品结构视图采用自顶向下和自底向上相结合的方式形成。在产品结构设计阶段，由项目负责人建立产品的主要结构（自顶向下），设计人员采用CAD软件进行零部件设计，然后通过WGM集成工具将其检入到JWYC-PDM系统，挂接到整个产品结构树上（自底向上），形成初步的EBOM，经过工程部件签审流程，最后形成完整的发放EBOM。此外，设计人员依据设计任务书或用户合同的需要进行派生设计时，需要将原有EBOM修订或配置新的EBOM。
工程设计完成后，系统通过增加新视图的方式自动生成工艺视图，形成产品的PBOM。工艺设计员根据工艺加工的要求进行工艺策划，添加工艺路线属性，有时需进行工艺结构调整（添加虚拟件、工艺合件等），并传递给CAPP系统，然后在CAPP中完成详细的工艺设计，并将设计结果检入到JWYC-PDM系统。工艺设计完成后，系统根据拆分规则将部件自动拆分，再经材料定额员添加定额后，系统将PBOM和工艺排序文档导出到共享目录，供JW-ERP读取系统集成。
根据公司的实际情况，JWYC-PDM管理的BOM分为EBOM和PBOM两类（图2）。
图 2 BOM类型与层次
利用JWYC-PDM提供的产品结构管理功能，对具体产品的组成以及其结构隶属关系进行有效管理（既可对组成产品的结构关系进行描述，还可对产品结构在各个版本对应的设计结果进行管理）。为了满足其它部门对设计数据的访问要求，还定制了产品结构的报表输出，如典型报表、部件列表、材料单报表、多级使用情况报表、多级材料单比较等，真正实现产品设计数据的有效利用。这样，通过基于BOM数据的集成，建立单一的产品开发数据源，将EBOM、PBOM信息进行集成，减少了因多次BOM 录入造成的周期延长、差错率高和工作强度大所产生的种种弊端。
JWYC-PDM系统作为产品信息集成的核心，全面地、正确地管理产品设计与制造等整个生命周期内的各类数据，可及时地、正确地向ERP系统提供各类经营管理中所需的产品信息。同时，JWYC-PDM系统作为CAD/CAPP系统与ERP系统之间信息传递的桥梁，实现了企业全局信息的集成。
由于JWYC-PDM系统封装了CAD/CAPP系统以及其它的应用系统，如文字处理、表格处理等，因此利用该应用平台，可以实施并有效管理各种产品开发信息系统，使产品信息在整个供应链中共享。具体地说，JWYC-PDM系统通过识别应用文件类型，并通过WGM集成工具等接口实现PDM系统与应用系统之间的切换，协同完成相应的数据管理操作，实现信息传递与共享。
在整个产品开发生命周期中，技术人员通过使用包括工作流、生命周期、部件及文档管理等在内的产品数据管理工具，创建与管理开发产品中涉及的全部类型的工程设计及相关信息，并借助Web浏览器显现产品结构及相关组件，将来自不同地理位置的数据结合在一起，最后形成单一的异构类型的产品定义。在JWYC-PDM系统平台的支撑下，技术人员只需管理并继承数据信息而不考虑其原始文件格式、数据库组织或平台，就能保证在任何地点、任何时候都可得到所需要的产品信息，从而使得产品开发周期大大缩短。
1）PDM与CAD的集成
JWYC-PDM系统与其所支持的CAD系统的集成是通过WorkGroup Manager（工作组管理器）实现的，利用该工具可将设计对象（如3D实体模型、2D绘图）直接链接到部件对象上。JWYC-PDM与CAD的信息集成是基于属性映射实现的。除基本属性外，不同的CAD软件由于应用领域和实现方法不同，CAD中的属性参数可能要比PDM中的IBA属性要多，必要时，属性参数还需要进行类型转换。
2）PDM与KMCAPP的集成
在JWYC-PDM内部，大量的工艺文件是从KMCAPP系统中产生的。所有的工艺文档将按照不同的工艺部门存储在相应的工艺部门文件夹中，以便于控制各工艺部门对这些工艺文件的访问权限。与KMCAPP之间的集成是通过中性文件实现的。中性文件存放在双方约定的服务器目录下，各系统将定期检测该目录中是否有新文件生成。如果有，则系统自动进行刷新，以保证数据的一致。PDM向CAPP传递的数据：部件工艺信息表和工艺文件。CAPP向PDM传递的数据：汇总文件表、工艺排序文件、工艺汇总文件。
3）PDM与JW-ERP的集成
与JW-ERP之间的集成也是通过中性文件实现的。中性文件存放在双方约定的服务器目录下，JW-ERP系统将定期检测该目录中是否有新文件生成。如果有，则自动进行数据刷新，以保证数据的一致。这样，ERP能从PDM中取得PBOM和工艺排序信息。在PDM中可以浏览JW-ERP输出的中性文件信息。
业务流程的电子化使公司的产品研发业务运作实现自动化，JWYC-PDM系统通过生命周期定义的对象状态，自动将信息、任务和对象传递给项目参与者，取代了传统的手工作业，大大缩短流程周期。在产品开发过程中，项目负责人（或成员）可以以可视化的方式监控工作流程，关注项目的进展，有效提高了项目管理水平。
在分析公司产品研发的业务流程的基础上，JWYC-PDM以几个重要的业务流程设计为突破口，规范和定义了产品研发流程，建立电子化的流程运行和监控环境，实现产品研发过程中各种审批、更改流程的控制，实现流程管理、圈阅、批注等功能。现有的主要流程有工程部件审签流程、技术咨询通知单审签流程、工程变更管理流程、借阅流程以及工艺文档审签流程等。以典型的工程变更管理流程为例，表现为以下几方面：
（1）工程变更管理流程为工程变更过程提供了完整的控制和管理手段，设计人员、工艺人员、管理人员可以随时追踪变更实施的情况；
（2）变更对象与产品数据对象与版本紧密相关，在变更活动中关联了变更前后的产品数据，避免了变更过程中变更活动无法清楚描述所变更的内容；JWYC-PDM采用的变更管理模式由变更事项、变更请求、变更单及变更活动组成（图3）；
图 3 变更对象及其约束关系
（3）可根据业务需要选择复杂变更模型（对于重大变更）或简单变更模型（对于简单变更），并能够方便地管理对于一个变更请求所需要完成的所有相关变更，如设计变更、工艺变更等；
（4）通过对变更过程进行完整的记录，可以增强后续设计人员了解产品设计改进、产品完善的过程，减少重犯同样一个错误的机会，同时提高了设计人员、工艺人员的技能。
3 结语
该项目于2005年底分别通过了国家863主题专家组和省科技厅组织的验收，并进入试运行阶段。本项目成果具有较广泛的应用前景, 它的应用使经纬榆次分公司的数据管理内涵发生了根本变化，所构建的企业构建的信息化管理平台为实现企业生产经营全过程的信息化管理奠定了基础，使公司从传统的纺机制造企业迈向了现代化信息技术武装的新型制造企业，并推动着公司现代企业管理制度的不断完善，使企业在新的发展浪潮中能够掌握先机，为参与全球化市场竞争提供了可靠的保证。同时，经纬榆次分公司通过本次项目实施，将在纺机行业起好带头示范作用，并逐步在同行业中推广使用。
转载本网专稿请注明出处“中国纺织网”
编辑：纺织网
文章关键词： 纺织机械
「相关报道」
免责声明：浙江网盛生意宝股份有限公司对中国纺织网上刊登之所有信息不声明或保证其内容之正确性或可靠性；您于此接受并承认信赖任何信息所生之风险应自行承担。浙江网