产品数据管理系统研究论文.docx

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1、目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 本论文的选题背景和意义11.2 国内外研究与应用现状21.3 本论文研究目的和主要内容52 PDM及其相关理论方法62.1 PDM的产生和相关基本概念62.2 PDM的体系结构72.3 PDM相关的关键技术103 某企业PDM系统的总体规划123.1 企业概况123.2 企业系统需求分析123.3 总体规划的目标和原则133.4 企业PDM的总体架构133.5 基于PDM的零部件分类管理系统需求分析143.6 零部件分类管理系统在PDM中作用和地位154 零部件分类编码技术的设计与实现164.1 信息分类编码164.1.1 信息分类编码164

2、.1.2 信息分类编码的意义164.1.3 编码结构164.1.4 信息编码的基本原则174.2 成组技术及其在产品设计中应用184.2.1 零件分组方法194.3 成组技术在产品设计中的应用214.3.1 成组零件设计与传统零件设计的区别224.3.2 零件标准化224.4 零部件编码的应用实现264.4.1 结构设计CAD（MCAD）产品设计264.4.2 电子设计自动化（EDA）产品设计275 基于WINDCHILL平台的系统集成的实现285.1 系统集成的目标295.2 零部件分类管理325.2.1 零部件分类325.2.2 器件信息的构成和定义335.2.3器件部件和文档的关联关系3

3、85.2.4 器件信息的存放405.2.5 器件的分类和检索管理425.3 EDA/MCAD/PDM的集成技术515.3.1 符号库/封装库建设515.3.2 三维模型库建设525.3.3 数据接口定义525.3.4 板级设计的EDA/MCAD/PDM集成596 总结与展望626.1 总结626.2 展望62致 谢63参考文献641 绪论1.1 本论文的选题背景和意义产品数据管理（Product Data Management，简称PDM） 是用来管理所有与产品相关信息（如零件、配置、文档、CAD 文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术，实质就是对企业的物质（

4、原材料等）、设备（加工机床等）、工具（刀具、量具等）、管理（生产管理等）等各方面的信息进行管理。而对这些信息进行分类、编码，使之适宜于计算机处理，便是 PDM 要解决的首要问题。所以编码系统是 PDM系统的基础。编码的优劣是 PDM 系统运行效率和企业能否接受 PDM 系统的关键性指标。在 PDM 中编码的作用主要体现在：（1）企业中的管理是以产品为中心的管理，产品的信息分布在企业内的各个职能管理部门，需要进行统一的产品编码标识。（2）产品过程如开发过程、制造过程及销售过程，是以人为主体的活动，采用统一的编码可以方便地了解生产过程的细节，提高管理的效率。（3）PDM 的基础是数据库技术，对信息

5、的统一编码可以方便数据的存储与提取。（4）PDM 也可以说是一种典型的群件，对产品信息的统一编码有利于各功能软件的集成和有效开发。企业的一切活动均是以产品为中心的，PDM 的管理也是围绕产品进行的。对产品进行规范化编码，使它便于 PDM 管理，是企业实施 PDM的先决条件。本课题是在研究信息分类编码基础之上进行产品零部件编码的研究和实践的。成组技术（Group Technology，简称GT）是在零件设计和制造中利用相似性原理对零件进行识别和分组的方法。采用成组技术进行产品信息的分类及编码，能将相似信息进行归类处理，使产品信息简化、标准化、要素化和条理化。PDM 系统中，GT 技术主要体现在信

6、息的编码管理和零件族管理，编码方案应根据企业的需求，与企业的产品紧密结合在一起，充分考虑企业产品的更新换代和生产过程中信息的表示，使编码简洁、实用，起到组织和协调企业内部生产的作用。编码系统不仅为 PDM 提供编码，而且其本身含有重要的生产信息，可以为企业的快速产品设计提供技术支持。结构化信息通过编码系统迅速检索，而设计图纸等非结构化信息则可用 PDM 浏览，二者互动形成良性循环。所以研究零部件编码有很强的实用价值。编码系统所建立起来的物料和零部件的资料最终将传递到电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称EDA）和结构计算机辅助设计（Mechitectur

7、e Computer Aided Design，简称MCAD）设计中，而设计就可以产生出正确的BOM数据，从而以一个编码信息贯穿了设计流程，保证了EDA和MCAD设计的数据源能够与物资系统一致，达到解决“信息孤岛”目的。1.2 国内外研究与应用现状PDM 是指企业内分布于各种系统和介质中，关于产品及产品数据信息和应用的集成与管理。产品数据管理集成了所有与产品相关的信息。企业的产品开发效益取决于有序和高效地设计、制造和发送产品。产品数据管理有助于达到这些目的。PDM 是依托 IT 技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与企业现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品

8、。产品数据管理是帮助企业、工程师和其他有关人员管理数据并支持产品开发过程的有力工具。产品数据管理系统保存和提供产品设计、制造所需要的数据信息，并提供对产品维护的支持，即进行产品全生命周期的管理。一个成熟的 PDM 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相关的所有异构数据。一个能够满足企业各方面应用的 PDM 系统应具有的九大功能，包括文档管理、工作流与过程管理、产品结构和配置管理。查看和批注、扫描和图象服务、设计检索与零件库、项目管理、电子协作、工具和集成件功能。按照 SummitSourceConsulting 的VPSCii 指南所描述的,C

9、PSCii 是 PDM 的别名,它是由 Vault、Process、Structure 和 ConfigurationManagement/ChangeControl的缩写,其中的两个小写i代表 interface 和 integration。按照这种描述,PDM 有如下相关的术语定义:ElectronicVault 即电子数据库。Vault 最通常的应用是Vault 提供生成、存储、查寻、控制存取、恢复、编辑、电子检查和记录电子对象的历史及通用文件的能力。Process 或 ProcessControl 即过程或过程控制。它对任何工作流的形式进行过程控制、或在过程开始后的任务控制。它提供了路

10、线、驱动事件的动作,电子检查、历史、查寻、存取控制、恢复和对象的编辑。过程控制的基本能力是定义过程、调度和电子任务。Structure 即结构。如果用户具有存储和控制大量电子信息的能力,那么,维护不同信息段之间的关系是非常重要的。这一点对于某对象来说也是特别重要的。产品提供了连接一个对象到另一个对象的能力。这种对象是 VPSCii 结构部分描述的。结构允许生成、命名、导航和多级的编辑一对一的关系以及控制基于关系的对象。这种能力通常是通过一个或多个公司可制造的产品结构项实现的。ConfigurationManagement/ChangeControl 即配置管理/改变控制。除简单的关系之外,许多

11、公司采取由产品提供简单的结构能力来控制更完整的产品数据。这些公司要想控制配置和改变控制,他们必须做强有力的关系控制。配置管理/改变控制提供了生成、管理、导航和编辑一对一和一对多的关系。它们也提供利用关系信息查寻和存取控制的能力。Interface 即接口。毫无疑问,要成功地实施应用 PDM 系统,就需要改变企业的传统管理模式和传统文化,企业要作这些改变,就需要有新的信息组织方式。用户接口的应用,能够明显地减少由于这些改变和新的信息组织方式所造成的影响。Integration 即集成。集成是保持 VPSCii 的多个模块紧密地贴在一起,它也把相关的其它应用于 VPSCii 的工具紧密地贴在一起。

12、包括操作系统、服务平台、客户平台、DBMS、集成和开发工具以及附加的应用等。interface 和 integration 不是 PDM 本身的组成部分。但是,它们对 PDM 的推广应用是至关重要的。所以,一个好的 PDM 软件产品都包括了电子数据库、过程或过程控制、结构、配置管理/改变控制、接口和集成等几个部分组成。PDM 是一项不断发展的应用技术：PDM 是一个相对较新的概念，尽管类似的概念已经存在很长一段时间了，但真正可用的商业化 PDM 系统的出现还是 80年代初期的事。随着技术的飞速进步，用来定义 PDM 基本功能的术语也不断发展。PDM 进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态

13、的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是 PDM 系统有别于其它信息管理系统，如管理信息系统(MIS)、制造资源计划系统(MRPII)、项目管理系统(ProjectManagement)的关键所在。PDM 也是以整个企业作为整体,能跨越整个工程技术群体,是促使产品快速开发和业务过程快速变化的使能器。另外,它还能在分布式企业模式的网络上,与其它应用系统建立直接联系的重要工具。由上可知：所谓 PDM，并不只是一个技术模型，也不是一堆时髦的技术辞藻的堆砌，更不是简单的编写程序。它必须是一种可以实现的技术：必须是一种可以在不同行业、不同企业中实现的技术；必须是一种与企业文

14、化相结合的技术。因此，它与企业自身密切相关。以上信息表明 PDM 系统将产品技术和过程技术作为其两大主体支撑，从而充当了产品与过程集成的关键使能器。认清 PDM 的发展趋势，对于企业选好适合自己的 PDM 系统有着非常重要的作用。将来 PDM 技术开发的方向会集中在以下三个方面：电子商务和合作商务、虚拟产品开发和支持供应链管理。 电子商务下一代 PDM 系统能够提供这样的功能，即在网上就可以得到产品数据信息，为电子商务提供一个重要的基础。通过从产品及相关产品配置中选择参数，就可得到产品模型，这一领域的深入发展，将会使得网络完全能提供产品/服务选择、建议准备和订购过程。 虚拟产品开发管理VPDM

15、 是在虚拟设计、虚拟制造和虚拟产品开发环境中，通过一个可以即时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型，并行、协同地完成产品开发过程的设计、分析、制造和市场营销及服务。VPDM 集合了 Web、PDM、3D-CAD 和 DMU(电子样机技术)技术，使企业具有更好的产品革新能力。在概念设计期的高灵活、不可预测的环境下，它为数据的变化提供了很典型的管理框架。它还可以作为一个知识库和渠道，将不同阶段的产品信息转化成为连续的信息状态。 支持供应链管理随着网络技术的不断深入应用，PDM 系统作为标准的黑盒解决方案，以及较廉价的硬件、软件和网络技术，其利用率在不断提高。PDM 系统能够很容易地在虚拟企业

16、中实施。在虚拟企业中，一个组织要与供应商、合作伙伴和其他人共同加入到供应链中，工程信息需要在虚拟企业内不断地交换。PDM 技术中各个系统间的通信和数据交换，使得产品开发形成了 OEM 合作“中心”，并能随时在整个供应链中得到产品信息。下一代 PDM 系统将是完整意义上的供应链管理系统，它将会提供下列功能：工程仓库/工程服务、工程合作。产品数据管理蕴含着巨大的潜在效益，受到许多国家和组织的重视，纷纷投资进行相关领域研究，并推广实施。有的是系统研究，有的是分项研究。随着虚拟企业概念的提出，要求企业能够实现与供应商和客户之间交换多种类型的产品数据，每个企业在产品开发过程中必须全面有效地协作，从产品的

17、概念设计阶段到制造阶段。为此 Gartner Group 公司提出包含虚拟产品开发管理（virtual product development management，VPDM）、传统的 PDM 和 ERP 系统三个要素的PDM。PTC 公司等应用产品协同商务（CPC）解决方案，将产品信息视为企业的宝贵财富，利用 Internet 让员工、客户和供应商能在整个产品生命周期中，协同开发、生产和管理产品。CIMdata 公司又提出了 CPDM（collaborative Product Definition management），从战略的高度阐明一种实现跨企业的产品定义全生命周期的协同管理理念。由

18、此可见 PDM 的内涵随时代和技术的发展而变化。现今围绕着 Product Lifecycle，Product Definition，Collaboration 这些概念产生了很多缩写词：PLM(Product Lifecycle Management) 、CPC(Collaboration Product Commerce) 、CME(Collaboration Manufacturing Enterprise)、 cPDm(collaboration Product Definition management )。可以看出，人们已将产品的更新换代视为最重要的事。提高产品更新速度需要管理产品

19、定义（Product Definition），协作也是一个重要途径。产品生命周期（Product Lifecycle）也体现了人们视角的改变。可以将这些变化归结为两点：分布式协同运作；对智力资源（知识）的重视和管理。产品数据管理的基本要求是对产品开发过程状态的记录文档进行管理，更高的要求是作为产品开发过程自动化的核心支持产品数据交换与共享。随着对产品开发过程技术的发展，随着过程的集成，应用系统之间应能互操作、分布跨网。而且能够对产品的开发进行决策，例如，对市场进行调研、决策生产何种产品、分析更改对下游生产制造所产生的影响、对系统设计方案进行选择等。PDM 支持决策是因为采用了数据仓库、数据挖掘

20、技术。1.3 本论文研究目的和主要内容本文对零部件信息分类编码先介绍信息分类编码和成组技术以及成组技术在产品设计中的应用介绍， 目的是提出一套以综合特征项目与编码混合的方法来建立零部件分类系统，为产品设计及PDM系统实施服务，以满足采用EDA、MCAD等为设计手段的编码要求，实现零部件和器件的分类检索，为减少新器件的品种无限扩大，降低库存积压，有效的保证了产品的研制周期和质量控制。围绕目标，本文主要研究以下内容:1）零部件信息分类编码和成组技术，以及成组技术怎样用于产品设计。2）零部件编码系统的构成，并以工程机械企业为例设计了一套适合哑铃型企业的零件编码系统。3）基于Windchill平台的零

21、部件分类系统如何和EDA及MCAD集成。602 PDM及其相关理论方法2.1 PDM的产生和相关基本概念随着科学技术的进步和电子、信息及自动化技术的广泛应用，社会生产得到了巨大发展，也使市场竞争变得愈来愈激烈，给企业造成了严酷的生存环境。企业要力争在最短时间（T）内、消耗最少的资金（C）、生产出满足市场需求（Q）的产品。市场的需求在不断变化，对产品的结构、性能的需求越来越苛刻，从而使新产品的研制变得越来越复杂，迫使企业在再设计（Redesign）、企业过程调整（BPR）等包括设备改造及制造上不断投资。其中开发费用基本上与时间成正比。这种因素也促使企业采用各种手段缩短产品开发周期。如何缩短日趋复

22、杂产品的开发周期以占有市场、并降低成本，如何去适应快速变化的市场需求，对企业进行重组，不断以高质量、低成本、快速开发新产品等手段，在竞争中求生存和发展，已成为全球企业共同追求的目标。为了实现这个目标，企业不断强化在产品设计开发过程中采用计算机辅助技术。虽然产品开发周期在缩短，但信息量却在成倍增加，信息已在企业中占据愈来愈重要的位置。企业实现计算机信息化，是进步与发展的标志。信息化最有效的应用在于支持企业目标的实现。信息成为一种新的企业资源，其利用程度（信息创建、流动的速度与重用的程度）、有效的管理（存取，版本）就成为企业信息化的新的任。七十年代，美国的Joseph Harrington博士就根

23、据计算机越来越强大的信息处理能力和计算机网络技术的发展情况及其在制造业广泛的应用前景，首先提出了计算机集成制造（CIM，Computer Integrated Manufacturing）的概念，其核心思想就是强调在制造业中充分利用计算机的网络、通讯技术和数据处理技术，实现产品信息的集成。而近年来提出的并行工程(CE, Concurrent Engineering)的概念则是强调在CIM 信息集成的基础上，在制造业中采用并行处理的方法进行产品设计及其相关过程的实施，克服了传统的顺序工程在设计时不能及早考虑制造过程、支持环境、质量保证和设计开发周期长等问题，使得企业开发的产品能够及早地以低成本投

24、放市场，并很好地满足用户的需求，以期获得强大的市场竞争能力。企业需要有一个统一的工具从宏观上将各种应用软件集成起来，并对其产生的大量数据统一管理与控制；要用先进的信息管理手段支持团队的异地协作，保证产品数据的安全、可控，并可以跟踪产品开发进度及适应数据的频繁修改等。这就是产品数据管理思想的来源。它能为 CIMS 和并行工程实施奠定良好基础。总之，由于计算机技术的发展和普遍应用，使得产品开发过程各阶段计算机化，要求并推动了产品数据管理的产生和发展。产品数据管理技术是从 CAD/CAM和工程设计领域产生出来的。由于新的制造模式的发展与应用，如 CIMS、并行工程、虚拟制造等，人们已经认识到产品数据

25、管理对企业作为一个集成系统运行的重要性，可以认为产品数据管理是适用于企业过程、组织方式的技术，具有强烈的企业运行模式的背景。产品数据管理译自英文 Product Data Management，即管理一切与产品相关的数据信息。产品数据管理要包含所有与产品设计相关的设计信息(不只是工程图纸)，并使它们可被所有参与产品开发的人员(不只是技术人员)访问。关于产品数据管理的定义尚未有统一的定论，Gartner Group 公司给出的 PDM 定义为：PDM 是在企业范围内为设计与制造构筑一个并行化产品协作环境的关键使能器。一个成熟的 PDM 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人们在整个产品生

26、命周期中自由共享与产品相关的所有异构数据，包括图纸与数字化文档，CAD 文件和产品结构等。产品数据管理系统用更大更完整的视图展示产品、过程与人员的关系。它横跨企业的产品设计开发全过程直至产品全生命周期，它纵向深入到产品结构的各个层面直至产品零件的各个侧面，它从信息共享等方面有力地支持并行工程，它为产品开发团队的每一个成员角色提供完备的服务；特别是在支持设计重用方面它能发挥明显的优势，产品数据管理系统就是按照产品数据管理思想实现的软件。企业组织的分散化使分布式系统成为计算机系统发展的方向。分布式系统是由多种计算资源以一定的互联方式组成的、开放式的、多平台的、可互操作的、合作的系统，能够为用户提供

27、一定范围的服务。一个分布式系统内资源的位置对用户来讲是透明的，只要具备所用系统的基本知识，被授权的用户就可在任何地点、任何时候访问并使用系统中的资源。产品数据管理在企业范围内为设计与制造建立一个并行化产品开发协作环境。它视整个企业为一体，可跨越整个工程技术群体，是加速产品开发的使能器。它也是在分布式企业管理模式的基础上，与其它应用系统建立直接联系的重要工具。产品数据管理依据产品信息共享的观点，扩大了产品开发建模的含义。它为不同地点、不同部门的人员提供了一个协同工作环境，使其可以在同一数字化的产品模型上一起工作。产品数据管理系统在企业中的作用可概括为：PDM 是 CAD/CAPP/CAM(3C)

28、的集成平台；PDM是产品信息传递的桥梁；PDM 支持并行工程；PDM 是CIMS的集成框架。2.2 PDM的体系结构PDM 系统的构造框架可分为应用框架和数据框架。这种构架突出强调了系统的功能、界面、标准、方法及结构。应用框架应用框架涉及 PDM 系统内部应用的设计和构造，它由三层组成：应用层、系统服务层和网络层。1) 应用层应用层为用户提供各种应用功能及一致、友好的用户界面。它包括三个应用组件： 环境管理，全面控制应用功能单元的执行情况，为整个系统提供过程集成。应用功能单元，提供用户执行各种功能所需要的能力。应用功能单元与其他应用一起构成整个系统应用。应用服务单元，为系统应用的开发和执行及集

29、成各种非 PDM 系统应用提供应用服务。应用服务单元独立于应用功能单元，以避免受应用技术变化的影响及减少软件开发费用和时间，提高代码可重用性，并在各应用间共享数据。2) 系统服务层系统服务层通过一致的接口以独立的方式提供访问分布式网络层的功能。它为存储在不同物理设备上的数据提供一致的逻辑表述。系统服务层独立于应用层，以避免数据位置变化时受到影响。它为用户提供一致的接口并允许应用层单元是可移植的、可互用的，它对功能和数据的物理位置是透明的。使用系统服务层可保护在应用层软件上的投资。它允许改变数据表述而不影响应用层软件。系统服务层有五个组件：通讯服务器提供独立于通讯网络单元的数据传输服务，它通过通

30、讯网络单元传输数据。计算服务器为系统中的各种计算设备提供接口。它还具有提供监视计算资源使用情况的能力。表达服务器为所有输入/输出设备提供不依赖于设备的接口。为远端设备通过网络提供通讯服务调用安全服务器为系统所有单元提供安全和管理功能。如检查、验证、访问存取控制、数据传输及存储保护等。数据服务器为数据存储设备提供不依赖于设备的接口，这些设备通过网络进行物理配置。为远端设备提供通讯服务调用。对于客户机/服务器体系，为应用提供不依赖于物理存储设备的一致的数据逻辑视图。数据服务必须支持在数据框架中所描述的逻辑数据框架组成的主要单元。3) 网络层网络层提供基本的计算和通讯服务功能及对输入/输出设备的访问

31、功能。这些设备包括数据存储设备和交互式终端及由通讯设施互联的各种计算机。这一单元最有可能由于技术的提高而产生变化。因而通过系统服务层提供的标准界面，其特征对于应用层单元必须是不可见的。网络层有三个组件：输入/输出，提供从系统中发送和接收数据的功能。其硬件允许对各地的计算机系统进行操作。计算器执行计算机指令，管理、控制指令和过程的执行情况。通讯网络，提供在计算机间和 I/O 设备间传输数据的功能。该组件包括硬件设备和物理传输媒介，它们将计算机和各种硬件联成一个分布式计算环境。数据框架数据框架涉及逻辑数据结构的建立。PDM 系统内部各应用间的数据基于这一框架实现共享。通过建立和维护一个基于整个企业

32、公共数据模型的应用，以减少数据转换器的使用。这一策略对应用框架内各单元提出了各种要求。数据框架和应用框架构成了一个完整的 PDM 体系结构。数据框架也分三层：1)应用层应用层展示用户的数据视图。组成这一层的数据模型称为应用数据模型。几个应用可共享同一应用数据模型。应用间的数据共享通过下列方式完成：数据交换器在不符合公共数据模型的应用间传输数据的过程。中间文件交换协议是不同应用数据模型间的桥梁。应用必须使用转换器以从协议中读写数据。视图映射器在符合公共数据模型的应用间共享数据的过程。概念层的公共数据模型推动应用数据模型的发展。应用层和概念层的视图映射由接口软件提供。2) 概念层概念层表达了贯穿整

33、个企业的公共数据视图，它为所有需要在系统内部应用间共享的数据提供单一、一致的定义和描述。这种公共数据视图比应用层和物理层的视图更稳定。组成概念层的数据模型存储在数据仓库中。应用框架中各单元的配置、运行和管理所需的信息由数据仓库提供一致的定义。这些信息包括系统配置、应用信息和安全策略等。3)物理层物理层表达了数据库管理者的数据视图。这些数据存储在遍及整个企业网络的多个存储设备中，它包括记录或表的定义及在物理层和物理存储设备中移动数据的机制。物理层和概念层的视图映射由接口软件提供。物理层也提供下列信息：存储分配器分割和复制数据以获得最佳系统性能。查询分配器将查询和事物处理转换成任何数据服务单元都能

34、理解的格式。2.3 PDM相关的关键技术1）PDM 的系统构造方法从总体上看，当前 PDM 产品大多采用分布式的客户机/服务器（Client/Server）结构，服务器端负责公共数据的存储、多用户的同步等功能，客户端主要负责与用户的交互、客户私有数据的管理等。同时，PDM 系统的内部构造是层次型的。PDM 系统建立在操作系统、网络环境和分布式数据库的基础上。对象管理框架是 PDM 系统的核心模块，为 PDM 系统提供了统一的数据管理的基石。它集中管理了 PDM 系统中的全部信息实体，是整个系统信息建模思想的具体体现。所有 PDM 涉及的实体，如人员、数据、过程及其之间的关系最终都是以对象的形式

35、由对象管理框架统一管理。建立在对象管理框架之上的是各种 PDM 系统的功能框架，包括产品结构与配置管理、集成工具、工作流程管理等。2）面向对象的企业信息建模方法面向对象的思想是软件工程学发展的结果。它以对象的观点表达信息以及信息之间的关系，对象代表数据和行为的封装，对象之间通过消息传递信息。从 1970 年以来，人们从思想理论和设计方法学等各个方面对面向对象的技术进行了广泛而深入的研究。研究表明面向对象的方法能够同时支持计算机进行计算、推理和人机交互能力的开发，不仅用于程序设计和信息系统开发，还涉及诸多领域，包括人工智能技术、图形用户接口、CAD/CAM技术和 CIMS 技术、网络技术等。因而

36、有广泛的应用前景。目前，面向对象的分析和设计方法已经成为大型系统软件设计和开发的重要技术。3）数据库技术传统的数据管理系统大多建立在关系数据库基础上。但是关系数据库系统存在语义不丰富、建模手段不完善等问题。为了解决这些问题，近年来有关面向对象数据库、演绎数据库、知识数据库的研究正在不断取得突破，这些发展都将推动 PDM 的进步。4 ）Internet 技术近年来，Internet 技术获得了巨大的发展，Internet 已经深入并影响到人们生活的方方面面。随着 Internet 技术的发展，“电子商务”的概念也已经深入人心，我们正在迎来一个网络时代。Internet 的广泛普及，给企业传统经营

37、管理方法带来巨大冲击。如何面对网络时代的挑战，已经成为企业信息化过程中必须面对的问题。5）分布式计算技术基于网络的分布式计算技术也是近年来获得很大进步的技术之一。以分布式计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。在分布式计算技术的标准方面，一直存在着两大阵营，一个是以 OMG 组织为核心的CORBA 标准，另一个是以微软为代表的基于 DCOM 的 ActiveX 标准。近年来，OMG 组织在 CORBA 标准的制定和推广方面付出了巨大的努力，同时许多 CORBA 标准的产品也在逐渐成熟和发展；同时由于微软在操作系统方面的绝对统治地位，ActiveX 标准在 Wind

38、ows系列平台上显得更加实用，相应的工具也更加成熟。目前这两在标准的争夺仍然没有结束，许多商品化软件多是同时支持两个标准。6）Java 语言Java 从出现的第一天就成为计算机界的一个热点。Java 语言具有高度的可移植性、健壮性和安全性等优点，这些使它一经推出就获得了广泛的支持。Java 不仅仅是一种新的计算机语言，同时还是一种移动式的计算平台。Java 语言的“一次编程，到处可用”的特点使它成为了编写网络环境下的移动式构件的最佳选择。将分布式计算框架和 Java 技术结合起来将是构造网络信息系统最理想的模式。7）客户机/服务器技术近年来，计算机技术的发展，使以 PC 为主力的个人计算机迅速

39、普及，并渗透到各个领域。网络技术的逐步成熟，使得资源共享，并能充分发挥各种计算机的优势。以图形化方式为主的用户界面技术的发展，特别是多媒体技术的发展，使计算机对使用者更友善、更方便。基于 PC-LAN 的客户机/服务器体系结构已经成为一种成熟的信息处理和集成技术广泛应用于企业的管理信息系统。客户机/服务器的作用对象是进程，即客户机进程和服务器进程。这两个进程协同工作构成了一个应用。客户机和服务器进程所处的物理位置并不重要，重要的是它们之间的协作关系。另外，客户机/服务器协同工作的过程是，客户向服务器发出服务请求，服务器根据客户的请求完成相应的任务并将处理结果回送给客户。在这一过程中，客户只需了

40、解服务器界面而不必知道服务的具体处理过程（服务封装）。客户机/服务器之间的协作关系包括紧耦合的请求/回答交互和基于队列机制的消息传输交互。3 某企业PDM系统的总体规划3.1 企业概况3.2 企业系统需求分析3.3 总体规划的目标和原则3.4 企业PDM的总体架构在整个PDM系统中，主要包括ProjectLink、PDMLink、PartsLink、CounterPart以及相应的辅助模块，同时实现系统（包括：生产系统、物资系统、取号系统、档案系统、MCAD/ECAD系统、CAPP系统）集成，构成整个协同的研发环境。系统总体架构及数据流程如下图：3.5 基于PDM的零部件分类管理系统需求分析零

41、部件对象是PDM系统管理的核心业务对象，是整个产品开发设计过程的基础和支点。零部件按照它们之间的装配关系被组织起来，形成产品结构。零部件是产品的基本组成要素，零部件管理首先是对零部件进行标准化、规范化的分类管理。产品为满足个性化的需求不断进行变型设计，零部件变型也越来越多，如何从已有的零部件设计库中快速找到符合要求的零部件设计（包括零部件图纸或者工艺文件），避免设计人员重复“发明”已经存在的零部件，是对产品开发管理工作的一个挑战。一个零部件可能会被多个产品使用，当零部件进行更改时，需要检索其涉及到的全部产品，并对更改进行影响范围分析，零部件的更改控制使得对零部件的管理变得复杂，产品越复杂，保证

42、更改后产品数据的一致性就越困难。零部件可能因为使用的产品不同、或批次不同、或时期不同将对应不同的工艺路线，为了保证传递给生产部门正确的零部件加工信息，需要进行大量协调工作。一般零部件管理都有一套规范的编码标准，每个零部件都有唯一代号。随着产品的扩充，原有的编码系统逐渐无法满足要求，企业不得不追加新的编码规范；此外很多企业在引进外部产品图纸时往往将外部产品编码系统也一并引入，导致产品编码体系变得复杂和混乱。单纯依靠手工操作保证零部件编码规范的统一越来越成为一种不现实的要求。因此根据自身特点对零部件进行分类，以利于生产和管理，快速准确产生零部件分类清单(BOM清单)，在产品设计开发过程中进行零部件

43、的统一和优化，形成零部件族，进而实现零部件的通用化、标准化，最终形成基于功能模块的客户化产品配置解决方案。3.6 零部件分类管理系统在PDM中作用和地位零部件分类系统是使用Windchill分类管理模块，通过定义外购件和自制件的分类结构和分类属性，使设计师在进行设计的过程中能够方便地搜索到已经存在的零部件资料。对于元器件的选用，如果元器件不存在，设计师可以及时地启动器件申请流程，入优选流程等。零部件分类管理可以使设计师方便地搜索已经存在的相似设计成果。从而减少设计的差错，提高设计的效率和器件的复用率，有效降低产品开发的成本。4 零部件分类编码技术的设计与实现4.1 信息分类编码4.1.1 信息

44、分类编码信息（Information）是指具有一定含义的事物或概念。信息分类（Information Classifying）就是把具有某种共同属性或特征的信息归并在一起，把不具有这种共同属性或特征的信息区别开来的过程。编码（Coding）是将事物或概念赋予一定规律性的易于人或计算机识别和处理的符号、图形、颜色、缩减的文字等等，是人们统一认识、统一观点、交换信息的一种技术手段。信息编码（Information Coding）就是将表示信息的某种符号体系转换为便于计算机或人识别和处理的另一种符号体系；或在同一体系中，由一种信息表示形式改变为另一种信息表示形式的过程。信息分类编码标准（standa

45、rd of information classifying and coding）是把信息按照科学的原则方法进行分类并加以编码，经有关方面协商一致，由标准化主管机构批准发布，作为有关单位在一定范围内进行信息处理与交换时其同遵守的规则。4.1.2 信息分类编码的意义信息分类编码首先是建立代码与事物或概念之间的一一对应关系，便于信息的识别和区别、集成和共享，方便使用和管理，保证信息的可靠性、可比性。其次，作到信息的规范化和标准化，最大程度地消除对信息的命名、描述、分类和编码不一致所造成的误解和分歧，减少诸如：一名多物，一物多名，对同一名称的分类和描述不同，以及同一信息内容具有不同代码等混乱现象，使

46、事物名称和术误含义统一化、规范化。再次，可以减少对信息进行重复采集、加工、存储的情况，减少重复工作和重复劳动，使之真正成为连接一个系统各组成环节的纽带。信息分类编码技术已发展成为当代信息技术的重要分支之一，它不仅有了自己的一套相对独立的方法和原则，而且已经逐渐形成自己的一套相对独立的理论体系。PDM 技术的关键是信息的集成，其中最基本的技术条件之一，是对 PDM 所涉及到的各种信息进行分类编码标准化。信息分类编码标准化的研究水平和推广应用程度，制约着 PDM 的开发和运行，直接影响着它的经济效益。信息分类编码标准化是现代化管理的重要基础工作，也是 PDM 实现的基本技术条件之一。4.1.3 编

47、码结构编码结构有三种：1)层次结构 每一个后级符号的意义取决于前级符号的值，存在着从属关系，具有相对密实性，能以有限个位数传递大量信息。这种结构也称为单码结构或树状结构。2)链式结构 有序符号的意义是固定的，与前级符号无关，也称多码结构。它要复杂些，因而可以方便地处理具有特殊属性的零件，有助于识别具有工艺相似要求的零件。3)混合结构 由上述两种编码结构组合而成，具有单码结构和多码结构共同的优点。能最好地满足设计和制造的需要，特别是在建立成组技术加工体系时。广泛用于机械设计、制造及管理的奥匹兹分类编码系统采用的就是该结构。4.1.4 信息编码的基本原则编码（代码）是信息编码的产物，它是一个或一组

48、有序的符号排列。信息编码必须遵从下述原则：1)编码的唯一性原则。一个代码只能表示一个事务或一个概念。无论编码对象有何种名称或描述，作为一个编码对象则只能有一个唯一赋予它的代码，代码设计的唯一性原则贯穿于整个代码系统的始终。2)编码与数据结构关联性。要能反映数据的类别和特性，要在充分分析编码数据集的结构和分类的基础上，对其子集分别给予适当编码，以利于识别各子集数据，把握总体信息。3) 编码的标准化原则。要求尽可能采用已颁布的国际国内有关标准化来统一编码形式。4)编码的稳定性原则。所制定信息代码方案在该系统生命期内具有相对稳定性。5)编码要考虑可扩展性，防止因数据量扩充而重构编码结构，因此编码分析期间既要准确预测编码对象总量，还要留有余地，为不可预见性编码对象保留适当数量的备用码。6)编码的简短性原则。在代码长度设计满足