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案例:江淮汽车PDM二期工程的应用实施

  传统的客户/服务器(C/S)体系结构是基于“肥客户机”结构下的两层结构应用软件。客户机软件一般由应用程序及相应的数据库连接程序组成,服务器软件一般是某种数据库系统。这种体系结构的优点是与客户交互性好,执行效率较高,其缺点是系统的可伸缩性差和安装维护困难,且不能跨局域网使用。这种体系结构多应用于一些部门级或小组级的数据管理应用软件。考虑到大型企业级PDM对分布式协同工作的需求,纯粹的C/S体系显然不满足大型PDM的功能需求。

  目前较为流行的浏览器/服务器(B/S)体系结构是基于方兴未艾的三层/多次结构的软件体系结构,具有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好、节省开发时间、能更好地支持异地数据存储共享和管理等优点,但它的缺点是与客户机上的应用软件交互集成不够,另外服务器承担了过于繁重的数据处理任务,执行效率较低。B/S体系结构比较适用于主要用于信息发布的企业门户网站的建设。由于PDM系统必需与企业产品开发过程中的各种应用工具(如CAD、CAPP、CAE)紧密集成,而这些工具一般部署在客户机上,缺乏与客户机应用工具紧密集成的单纯B/S体系结构也不能满足大型PDM的功能需求,使PDM的实用性、方便性大为降低。

  针对这些特点,天喻软件在IntePDM中采用了一种新的体系结构方案C+B/S,即基于先进的多层次体系,采用最新的WEB SERVICE技术,一方面在被封锁了本地数据交互能力的浏览器客户端增加客户端插件或Java 小应用程序,另一方面自主开发了基于传统windows风格的客户端工具。这样就保证了PDM系统既支持异地设计与共享,又支持与客户机应用软件紧密集成,满足PDM应用的长远发展。

  3.4.2 产品数据的全生命周期管理

  建立面向产品全生命周期的数据管理平台的关键之一,就是建立全生命周期的产品信息模型。即在现代设计方法学的指导下,以一定的数据模式定义和描述在开发设计、工艺规划、加工制造、检验装配、销售维护直至产品消亡的整个生命周期中关于产品的数据内容、活动过程及数据联系的一种信息模型,由各活动的定义及其全部过程实施的知识所构成,包括与产品有关的所有几何与非几何信息,用来为产品全生命周期各个阶段和各个部门提供服务。全生命周期产品信息模型将整个产品开发活动和过程视为一个有机整体,所有的活动和过程都围绕一个统一的产品模型来协调进行。

  产品全生命周期管理,最终都落实在产品的不同阶段、不同状态下的产品数据管理。其中对于产品数据的生命周期的认识,一般是单纯是从零部件设计制造的角度,包括从设计到工艺再到制造的各个阶段,强调各阶段的应用如CAD、CAPP、CAM等的信息交换和集成的一维串行模型。但从企业全局的角度关照整个产品从概念到市场的过程,产品开发与设计的过程包括了开发设计、定型生产、售后服务及产品变型等不同阶段,每一个阶段都需要综合地考虑设计、工艺、制造的问题,因此,建立产品数据全生命周期模型的二维管理模型,如图3所示。

  在产品生命周期的每个阶段中都有大量的产品数据产生,而且产品数据管理的特点和策略各不相同。例如新产品的开发要经过多轮次的设计和整改,而数据管理的挑战就在于数据的变更修改频繁而变更过程控制手段不力,对变化的数据不能有效追踪,过程的记录不到位或没有形成可操作的管理规范,因而难以避免大量的反复和重复设计,也无法充分利用已有的设计资源,开发周期和质量都难以有效控制。这就需要PDM系统提供很强的变更控制、数据一致性维护管理的能力。

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  图3 产品数据全生命周期的二维管理模型

  3.4.3基于三维的数字化设计环境

  (1)产品开发设计管理模型

  江汽公司面向产品全生命周期的产品开发设计过程包括面向产品族的平台产品开发和变型产品设计,这两个过程的目的和任务不同,但具有十分紧密的联系,相应的管理模型如图4所示。

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  图4 产品开发设计管理模型

  (2)三维CAD系统的集成和产品特征参数管理

  产品开发和设计是以模型和结构为基础、面向功能和性能的多学科协同优化过程。在江淮PDM二期工程中使用主模型的策略建立PDM的产品模型,保持数据的一致性,在PDM和CAD之间双向地修改对象和文件的属性,实现了与三维CAD应用的双向集成和三维数据管理的要求,并实现了基于事务特性表的特征信息管理,为产品全生命周期中应用系统的功能集成和数据融合奠定了基础,如图5所示。

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  图5 三维CAD系统集成

  (3)可视化产品配置管理

  在产品结构与产品配置功能方面,支持自顶向下的产品结构建模,也能实现从二、三维CAD系统直接导入产品结构,并实现了基于轻量化模型的可视化配置功能。如图6所示。

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  图6 可视化产品配置

  (4)CAPP集成和工艺信息管理

  由于CAPP系统的个性化特点,目前大多数的PDM系统面向工艺的数据管理功能欠缺。IntePDM实现与CAPP系统的紧密集成并在PDM系统中建立了专门的工艺信息模型,有利于实现工艺管理能力的整体提升和PDM的产品数据全生命周期管理。

  4 实施效果及效益分析

  (1)通过数据规划和业务蓝图设计,建立了平台产品开发和变型产品设计的管理模式和数字化的管理流程,建立了相应的基础管理技术规范。

  (2)将产品开发全生命周期管理的理念落实到PDM系统功能中,全面管理产品规划、设计、试制、批试、量产和衰退过程中所有产品数据及其处理流程,通过深化应用,将PDM系统从以零部件为核心的文档管理系统提升为以过程为核心的面向产品全生命周期的管理系统,建立了三维环境下数字化产品设计的集成管理平台,解决了业务流程“体外循环”和纸质文档与电子数据“两张皮”的问题,实现了“甩图纸”的目标。

  (3)避免了重复设计,提高了零部件的重用水平,为产品知识的积累和共享提供了基础平台,缩短了设计周期,提高了产品质量,使产品开发能力得到系统的提高,跃上了一个新的台阶。

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