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PDM系统在轿车产品开发中的应用
摘 要：介绍协同产品开发管理--产品数据管理（PDM,ProductDataManagement）技术的概念和基本功能,探索了汽车产品数据如何存储,组织和管理等实际问题,管理完整的产品生命周期,为汽车企业提供了一套完整的ＰＤＭ实施方案.
关键词：协同管理；数据库；数据管理
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.26.088
1PDM背景
随着企业的不断发展,CAD技术的日益普及和提高,企业的产品数据（如电子图档、图纸、工艺文件等）、资源及经验不断增加.对于这些信息资源,企业的各个部门、各个环节都有自己成熟的计算机辅助管理模式,但都按照自己的规则作为管理结构,彼此之间缺少信息沟通协调的渠道,形成"信息孤岛",使企业的信息管理产生了"瓶颈".在这种情况下,很多有用的、宝贵的资源信息不能被充分利用,甚至白白浪费.针对这些问题,一种新的管理思想和技术--产品数据管理（PDM,ProductDataManagement）出现了,并得到了迅速的发展.
2PDM的功能
PDM系统包括的功能：产品配置管理,项目管理,CAD集成,工程更改管理,分类管理,工艺管理,实验数据管理,产品对象与产品结构管理,设计过程数据管理与文档管理,生命周期与工作流管理等,如图1.
2.1产品配置管理
产品配置模块是为了满足大型的汽车厂对用户的个性化需求而产生出来的,在汽车企业中,普遍拥有众多变形的产品,所以要求在短时高效的设计工作中,快速的制造出满足客户个性化的产品,所以必须采用模块的形式来实现设计工作,并且在设计中实现统一的标注和规范,利用已经量产的车型设计成功,在这个基础上进行重新配置.配置模块就是在接到订单时根据客户的实际需求进行各项配置,产生客户个性化的BOM,并按此进行设计和生产,最终设计出满足客户需要的车型.
2.2工程更改管理
变更管理是PDM系统的一个重要模块,该模块提供变更管理来跟踪对产品信息所做的变更.变更管理与生命周期和工作流进程紧密地集成在一起,变更管理中有四种对象：问题报告、变更请求、变更通知书和变更活动.其中每种对象相应有一个生命周期,而一个生命周期又对应一个工作流,而不同对象的工作流又是互相影响的,并且所有变更管理对象都必须保存在指定类型的资料夹下.
更改过程中的术语解释如表1.
变更流程如图2.
2.3CAD软件集成
市面上常见的PDM系统中,CAD集成也被分为二维图纸和三维数模的集成,二维图纸主要是对AutoCAD的集成（也有部分汽车企业二维图纸也采用CATIA软件来出图）,三维数模有对Pro/E、UG、CATIA的集成.CAD集成主要功能基本是相同的:检入、检出、撤销检出和修订等.
在车型设计中,设计人员主要使用的设计软件就是CAD类软件,而作为产品数据管理软件的PDM产品只有通过与CAD软件的充分集成,才能满足企业实际工作的需要,使PDM系统更加适应企业的需求.因此,PDM系统中的CAD集成模块主要的目的就是：在CAD（如CATIA,CREO等）软件中设计的零件基本属性和其对应的数据模型、二维图纸发布到PDM系统中；也可以从PDM系统中读取零件属性,下载图纸或直接下发数据到供应商,保证产品图纸与PDM中的产品数据的一致.
2.4项目管理
项目是在项目定义中的人员、时间、项目资源的约束条件下,开展的具有相对独立性的工作.项目管理本质是为了满足甚至超越项目涉及人员对项目的需求和期望,将理论知识、技能、工具和技巧应用到项目的活动中去.他的主要功能是实现对项目的管理和控制.
PDM项目管理包括如下功能：
（1）项目定义管理.
在PDM系统中创建项目,并维护项目相关基本信息.如,项目名称,项目说明,负责人,项目开始、结束时间,生命周期、项目预算以及项目相关文件及文档等信息获取项目资源,维护项目组织机构；定义项目的任务分解结构（WBS）,以及任务的基本信息维护,任务负责人,任务约束条件（开始、完成时间）,任务相关附件等信息；项目风险因素定义等.
（2）项目执行与跟踪管理.
根据项目的任务分解结构（WBS）定义,任务进度及资源的定义,PDM系统自动分发任务到各任务负责人的工作列表；任务负责人执行任务,并填写任务进度报表（任务完成百分比）；项目执行过程的监控,项目负责人可以管理项目,启动或终止任务的执行,修改任务的完成百分比,发送报表请求任务给任务负责人,让任务负责人填报任务完成百分比；可分别查看并管理未启动任务、正在执行任务以及已完成任务,并可以对这些任务更进一步的细化筛选.查看项目及任务的生命周期状态等；可随时查看项目统计报告,查询统计项目交付结果文档、零部件的生命周期状态.
（3）项目沟通管理.
项目参与者可建立多种项目沟通类对象,如项目问题报告、项目进度报告、项目会议纪要、项目通报、项目资金计划等；提供项目沟通对象的分类查询功能,方便项目参与者查阅项目沟通信息,加强项目沟通.
DM系统的作用
我国汽车制造企业虽然大部分已应用了CAD等计算机辅助技术,但是仍然没有彻底摆脱缺乏新产品创新能力的困境,其突出表现为产品开发周期长、缺乏新意、技术水平不高、市场响应速度慢.这主要是因为：
（1）各部门环节虽然采用了计算机辅助技术,但由于系统不同,自成一体（如CAD、CAPP、CAM、MIS等）,信息很难在各部门之间准确、可靠与安全地传递和共享；（2）不同系统产生的大量异构电子化档案无法再用原有的手工纸质方式进行管理；（3）数据管理水平的落后,造成信息资源浪费,工作重复,协调周期长；（4）应用集成系统的效率不高.
使用ＰＤＭ技术可以在企业内部建立起所有产品的完整数据模型,为信息的传递与沟通建立一个良性的数字化管理平命,其核心在于能够使所有与项目相关的人员在整个信息生命周期中自由共享与产品相关的异构数据,具有以下两方面的作用.
（1）缩短产品研发周期、加速产品更新.
在进行新产品开发时,设计人员要花30％的时间收集、整理各种资料,而且通常情况下,当产品设计工作完成后,除图纸资料存档外,设计人员在产品设计过程中的一些分析资料、所搜集整理的资料和其他大量的相关资料基本上都丢失了；在后续环节中（如工艺流程、生产、销售等）,很多技术数据又是手工重新输入或重新计算.因此,工作重复率高,效率低,缺乏对已有数据的有效保护和再利用.实施PDM系统后,与产品相关的所有数据都会被准确有效、安全地管理起来.有任何数据需求的人员,都很轻易的从系统中查询和提取所需信息,在产品设计工艺到生产制造的过程中,实现了数据共享一致,缩短产品研发周期,提高开发管理水平.
（2）促进协同设计方法在汽车产品开发中的应用.
由于PDM技术实现了产品数据的有序化管理,使得企业引入现代设计方法进行新产品的开发成为可能.
第一,模块化结构设计.轿车设计的特点是变形快、品种多,车型系列产品中全新设计开发的零件只占１一成左右,而标准件、外购件或变形件约占总数的九成,因此对已有已经量产的车型产品进行局部修改,进行相关功能、结构参数的变形设计仍是新产品开发中的主要工作.利用PDM系统对车型产品进行的参数化、模块化的设计管理,如在新产品开发中,通过模块重组,参数微调来形成不同结构的系列产品,在大型车企俗称改型车,可以大大提高产品的设计效率,缩短了更新周期,及时满足用户对产品的个性化需求.
第二,并行设计.传统产品开发一般采用串行工作方式,整个过程是静态的、顺序的和相互分离的,且各设计阶段的信息交流也是静态和被动的.而PDM系统的应用解决了大型汽车厂信息管理与数据更改以及更改过程中的动态变化.汽车企业光靠其自身是无法生存的,因为汽车生产中的很多零部件都是外购的,它需要很多配套供应商的支持.并且现代汽车产品高科技的含量日益增大,单一地点单一企业进行产品开发的模式已经无法满足现代产品的要求.因此,充分利用PDM系统对设计文件以及数据的统一管理,多加厂商共同开发,异地设计,齐头并进,实现资源共享,共同设计,开发出新型更有技术性的车型产品.
4结束语
PDM是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术信息管理以及其他产品定义信息管理技术的一种概括与扩展.它是一门管理所有与产品相关的信息（包括工程规范、电子文档、CAD/CAE等文件、产品结构等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程管理、生命周期、数据的审核发放、设计变更,颜色件管理等）的技术,为企业提供了产品整个生命周期的信息管理,彻底解决了产品设计和生产领域的集成问题,能很好地实现不同平台的集成,避免了数据的离散,为企业产品开发的数字化和规模化管理创造了良好的基础平台.
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