“管理大讲堂”——产品数据管理（二）

“管理大讲堂”——产品数据管理（二）

by AMT 刘宇

五．技术特征与架构

不同的PDM系统所提供的通用功能模块基本一致，但不同软件的底层结构和功能实现方式不尽相同，比如当前主流PDM软件在基本结构模式便存在B/S和C/S的区别，不同结构的PDM系统针对不同的应用企业时又可能各有优势；有的PDM系统可能在工作组级的应用上效果较好，有些系统（如Windchill和eMatrix）主要面向企业级；有些软件供应商可能对某些行业的PDM实施很有经验。

图3：PDM体系结构的进化

当前先进的PDM系统普遍采用Web技术及大量业界标准，其体系结构如图一所示。整体可分为五层，底层服务层、PDM核心服务层、PDM应用组件层、应用工具层和实施理念层。

（1）底层平台层

主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库、中间件等支撑环境。当前PDM软件底层平台的发展主要有两个特点：一是适应能力不断扩展，能够支持越来越多的软硬件环境。二是底层平台朝廉价方向发展。很多大型PDM如Metaphase、IMAN、PM等都相继推出了各自的微机版，而像Windchill等新生贵族更是以PC/Windows为主要平台，后来才推出Unix版本。

图4：当前PDM主流体系结构

（2）PDM核心服务层

PDM软件产品一般指的就是核心服务层和PDM应用组件层，比如Metaphase的对象管理框架、Windchill的Windchill Foundation、IMAN的eServer等都属于各自的核心服务层。核心服务层实际上就是一组对象模型，它主要完成三个功能，一是向下连接并操纵数据库，二是向上为PDM应用组件提供基本服务，三是为应用软件提供应用编程接口（API）以集成应用软件。

（3）PDM应用组件层

PDM应用组件实际上就是由调用PDM基础服务的一组程序（界面）组成并能够完成一定应用功能的功能模块。各PDM厂商都不断丰富自己的应用组件，统一的用户界面也归入了应用组件层，几乎所有的PDM都支持通过Web方式访问和操纵PDM，较新的如eMatrix、Windchill等C/B/S结构的PDM都是以Web浏览器为客户端。

（4）应用工具层

应用工具主要指CAx/DFx等工程设计领域软件、Word等办公用软件以及所有PDM以外的其它应用软件，PDM通过多种方式与这些应用软件实现集成。

（5）实施理念层

PDM软件厂商在推销其软件产品的同时，也在推销它的理念，如PTC倡导CPC、Metaphase倡导它的4C理念等。而PDM软件又是一种只有通过实施才能完美地与企业结合并体现其价值地软件，因此，实施理念列在了PDM体系结构的最上层。

1993年关于信息系统的泛太平洋会议上，电子咨询系统公司产品信息管理中心的Scott Tsao也曾给出了产品信息管理系统的一个完整描述，并提出了一个包括应用和数据两个方面的产品信息管理系统体系结构。

图5：产品信息管理系统体系结构

六．实施要点

在企业中要建立一个实用的PDM管理系统，不是简单的购买一些硬件和软件产品把它们互相连接起来就可以实现的。

（1）需求分析

企业在开展PDM应用时，首先必须全面分析企业有关事务处理和问题，清楚地定义企业对PDM的需求。

1. 分析确定企业实施的范围

2. 分析企业预期的最终用户的构成、用户数、地理位置的分布等

3. 分析希望应用PDM系统的那些功能及如何应用

4. 企业所期望的用户接口

5. 系统结构和操作环境的选择或需求说明

6. 与已有系统的接口和集成

7. 管理工具和实用程序

8. 认真分析需要管理的数据类型和数据量

9. 分析需要数据类型和数量

10. 企业所希望的在技术指导和咨询服务

11. 分析必须满足的企业和工业标准

PDM系统对不同的企业都有不同的实施问题。在充分分析企业的需求后并对企业的业务环填、计算机环境和企业实施PDM的目标深入了解的基础上，就可以评价PDM满足企业需求的程度以及适合企业组织应用的局限性。

（2）PDM实施前的准备

1. 起草规划，准备实施

2. 精确的系统规划与分析

3. 定义和描述工作流程，确定工作流程的基本组成、数目、关键环节和基本结构

4. 分析和定义企业的数据类型和相互关系

5. 分析现有应用系统的情况和集成方式

6. 消除传统习惯的制约

（3）PDM产品的选择

在选择PDM产品时通常需要考虑以下主要因素:

1. 产品的功能

2. 系统的开放性

3. 系统集成性

（4）选择合理的PDM实施方法论

一个完整的PDM实施需要有合理的实施方法论进行指导，该实施方法论应该具备下列特点：

1. 覆盖实施的生命周期

2. 全面质量控制

3. 能让用户接受

4. 业界经验与Know-How技术

此外，与PDM供应商的合作也是成功实施PDM的重要条件。由于PDM供应商十分了解PDM产品本身，所以能够针对客户需求和PDM软件的特点提供最佳解决方案。同时在较长的实施周期中，他们能够提供最新的技术资料、及时的技术咨询，并为客户进行PDM基础知识、基本使用、高级开发、系统规划、系统实施等各方面的培训和指导。

七．PDM与ERP的关系

企业用户ERP系统时常常面临许多问题，比如信息管理（MIS）部门和产品的研究开发部门、设计制造部门之间的数据资料无法有效流通并综合利用，产品在研究、设计和开发过程中的规格变动无法及时通知相关部门，以至产品开发流程不通畅、ERP系统无法发挥应有的效用。为解决以上问题，提高ERP系统的运作效率，PDM系统进入人们的视野，成为企业用户成功建立、实施及应用ERP系统的有力工具。

PDM系统（Product Data Management）是一座连接设计和制造的桥梁。PDM管理与产品相关的所有信息和过程，使产品数据电子仓库、结构和配置的管理、版本管理及工程修改定单（ECOs）管理成为可能，并保证正确的设计信息在正确的时间传递给制造组。

ERP系统（Enterprise Resource Management）架起了一座沟通制造和采购的桥梁。它保证采购组在正确的时间提供正确数量的正确部件给正确的工厂。ERP系统主要功能模块有：定单录入、采购安排、存货管理、主生产计划（MPS）、物料需求计划（MRP）、工作量与能力计划。

从系统的应用上看，PDM与ERP之间的差异主要表现在以下几个方面：

（1）捕获产品定义数据

PDM系统首要功能就是捕获和共享任何形式的产品定义数据，该功能的作用贯穿于整个企业之中，从产品设计生命周期的早期阶段就开始发挥作用，而这种关键能力在ERP系统中却并不能得到充分的展示。

（2）有效捕获工程数据

PDM系统通常提供应用程序界面（API）开发工具箱，以便能为多种设计、制造、分析软件建立应用接口。这一独特的连接工具使系统集成工程师几乎可以用户化所有PDM功能，以满足对特定软件设计工具的特定数据实施管理的要求。与此相反，现有的ERP系统却不易进行用户化。

（3）对共享数据的访问

一个具有优秀体系结构的PDM系统能够利用“电子数据仓库”来保护和存储工程数据。电子数据仓库可能由一个或多个“仓库位置”构成，它们分布在整个网络计算环境中。储存在“电子仓库”中的工程数据根据PDM系统的使用规则，可以被授权用户访问。而ERP系统在产品定义数据共享方面的能力是有限的。

（4）产品结构和产品定义数据

在许多企业中，产品结构规划是从设计部门编写工程零部件清单开始的。工程部件清单通过手工输入到ERP系统，并且作为创建按计划的视图材料明细表(BOM)的起始点。现代PDM系统已经能够实现产品结构功能，它不仅能够代替传统的工程部件清单，而且提供了一个易于使用的图形界面，让用户可以方便地定位和使用产品定义数据。比较先进的PDM系统都采用了面向对象的数据管理工具，这样就能将产品定义数据与产品结构部件、子装配、装配联系起来。

（5）PDM控制的更改管理

ERP系统从产品计划视图的角度更改管理，一旦更改的细节通过了设计过程，并且更改对制造过程的影响也已清楚，制造计划安排过程就将在ERP系统中重新运行，以决定在需求、存货清单、资源可利用性、部件替代等方面需进行的更改。然而， PDM的更改控制功能可以跟踪更改处理全过程：从更改提出之时起，贯穿所有受到影响的职能部门，直到更改在生产车间得到实施。PDM工作流确保合适的人员执行必要的任务，并且负责通知到所有受影响的部门。使用PDM概念处理更改控制的另一个优点是能够保留版本的更改历史信息。

（6）配置管理

在产品结构领域和产品配置管理中，ERP系统和PDM系统功能之间的重叠表现得尤为突出。通常，多数企业至少会有三类视图：按设计的视图(As Designed)、按生产计划的视图(As Planned)以及按制造的视图(As Built)。产品结构视图可以看成是对同一产品的部件以不同方式观察的结果。ERP系统因为面向生产计划，所以是按生产计划的视图管理产品配置；而PDM系统则认为在考虑多个设计方案时，对配置管理的要求是从产品计划阶段的早期就开始了。从概念设计到按制造视图管理的各阶段，PDM产品不断提升包含产品配置的产品结构视图的利用效率。

八．PDM的发展与前景预测

PDM系统逐渐为国内所重视，许多软件厂商也看到了PDM市场的巨大潜力，纷纷开发出自己的PDM产品，如华中理工大学的华中软件公司、清华大学的高华公司、中科院的凯思公司、南京的同创公司及东北大学的阿尔派公司等。同时，有许多企业实施了PDM系统。

当今的PDM出现了以下发展趋势：

1. 提供企业信息建模方法论和相应工具的支持

2. 广泛应用面向对象的系统分析和设计技术

3. 基于Internet/Intranet平台的PDM产品

4. 从传统的客户机/服务器结构转向三层结构

5. 系统的开放性

6. 支持快速定制和开发客户化系统

7. 分布式技术

由于信息技术和电子商务的发展，PDM必然会走向面向产品全生命周期的支持协同商务的平台模式，网络技术在PDM系统中的应用会越来越深入。PDM与ERP的功能也会相互渗透，PDM的功能会越来越多、越来越强大。实际应用中PDM出现了以下的新发展：

（1）协同产品商务（CPC）

CPC是一类基于Internet的软件和服务，它能让每个相关人员在产品整个生命周期内协同地对产品进行开发、制造和管理，不管这些人员在产品的商业化过程中担任什么角色，使用什么计算机工具，处在什么地理位置或在供应链的什么环节。

CPC的理念把传统PDM的功能扩展到了扩展企业的信息、过程和管理集成平台的高度。通过CPC系统，企业的产品信息可上升为整个扩展企业的有限共享知识资产。此外，采用Internet技术的CPC将产品设计、制造、采购、销售、营销、现场服务等利益干系方以及客户紧密地联系在一起，形成一个全球的产品知识网络。CPC产品可以作为建立新一代的电子商务所必须的扩展企业的基础结构，用于协同完成产品的开发和管理工作。

（2）协同产品定义管理（cPDM）

cPDM是由CIMdata提出的。其定义是：cPDM是一种战略经营方法，运用一套调和的商业解决方案来协同地管理扩展企业环境下的产品定义生命周期。cPDM最大的的特点也在于它的“扩展（Extended）”性。cPDM强调协同工作过程，协同产品商务（CPC），供应商集成，企业应用集成（EAI）等，其核心是信息的集成和工作的协同。 cPDM并不仅是一组应用或技术方案，cPDM是一种战略性经营策略，它依赖于一整套成熟的技术，包括业务过程、产品数据管理、可视化、协同、CPC、企业应用集成（EAI）、组件供应商管理等。注意到，CPC只是其中的一项关键技术。

（3）产品全生命周期管理（PLM）

PLM是一种战略性的商业方法，它应用一组一致的业务解决方案来支持在扩展企业内创建、管理、分发和使用覆盖产品从概念到消亡整个生命周期的定义信息，它集成了人、过程和信息。完整的产品的信息应该包括产品从需求到概念、定义，到采购、生产、服务、维护和报废各个生命周期阶段的相关数据、过程、资源分配、使用工具等信息以及这些信息之间的有机关联。记录并跟踪产品全生命周期的数据及其演化过程，并将它们应用到新产品的开发当中去，这就是产品全生命周期管理（PLM）的内涵。

CPC、cPDM和PLM代表了现代PDM的最新思想和理念。它们都是对PDM的扩展，PDM仍然是核心，它们的出发点都是为了实现企业内部和企业之间的信息集成和业务协同，最终使企业在产品的创新和推向市场的速度方面获得竞争优势。

九．总结

PDM归根结底不仅是一种软件工具。这种软件工具只有在先进的企业运作模式下才能发挥作用，因此，PDM的实施几乎都离不开CE（并行工程）、CPC（协同产品商务）、VM（虚拟制造）、SCM（供应链管理）、ISO 9000等先进的管理理念和质量标准。只有在这些先进思想的指导下，PDM的实施才能确保成功，并发挥出较大的作用。另一方面，PDM实施又是这些先进理念得以成功贯彻的最有效的工具和手段之一。

PDM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化相结合的技术。PDM与企业自身密切相关。考察当今PDM实施成功的企业，每个企业都有自己非常具体的奋斗目标和项目名称，从福特的“Ford 2000”、波音的“DCAC／MRM”到日产的“业务过程革新”等，凡取得成就者，无一不是将PDM融会于企业文化之中。PDM的生命力也正在于此。