基于PDM的工藝過程管理方法

王士一，張春磊，溫洪昌

（中國人民解放軍駐一二〇廠軍代表室，哈爾濱 150066）

1 工藝管理的實現方式

1.1 工作流簡介

工作流技術是近十余年來興起的關于過程建模和過程控制的一項計算機軟件技術。根據工作流管理聯盟（Workfl ow Management Coalition，WfMC）的定義，工作流是指業務流程在計算機支持下全自動或者半自動的執行過程，它按照一系列預定義規則，使文檔、信息或任務在多個參與者之間自動傳遞和執行，從而實現某個預期的目標[1]。

以某型號齒輪加工為例，基于WfMC的工藝管理工作流基本上為：首先，由工藝員發出工藝卡片，經工藝負責人校對、審核后，由工藝資料檔案部門使該卡片生效；然后工藝員根據發放的工藝卡片生產工藝規程；最后再由檔案部門將工藝文件發放，工藝文件從此開始指導生產。其基本過程如圖1所示。

圖1 某型號齒輪的工藝流程

但是，由于工藝文件多種多樣，而且數量大，涉及部門多，在手工管理階段，工藝過程管理容易出錯，是影響生產效率和生產質量的一個瓶頸，而PDM系統在流程管理方面有諸多的優勢[2]，因此，可在PDM系統的基礎上進行二次開發，建立適當的工作流程，及時、正確地對工藝文件進行管理。

1.2 工藝管理功能分析

工藝管理的目的就是集成并管理與工藝有關的信息、過程及參與人員，并提供工藝流程的管理。在工藝管理中通過引入任務和角色，并在此基礎上進行工藝流程的功能和信息模型分析，即可得到如圖2所示的工藝管理的功能模型。

圖2 工藝管理功能圖

2 工藝管理過程在PDM中的實現

2.1 過程建模

如前所述，工藝管理的主要內容是對數據、流程、人員以及相關任務等四個方面的管理[3]。本文采用基于活動的A-Net（活動網絡）見面方法，此法便于實現，直觀。圖3是根據企業實施需要和相關工藝準則建立的工藝管理過程模型。圖4和圖5分別是工藝管理中的審核工藝卡片子過程和工藝規程執行子過程，對于不同企業，由于產品類型或者規模大小的不同，相應的工藝管理過程也許會有一定差別，但是只要從圖4和圖5基礎上進行稍微改動，就可以得到適應本企業的管理過程模型。

圖4 工藝審核流程

圖5 工藝執行過程

2.2 組織建模

在大型的制造企業中，人員組織比較復雜，分工比較細化，在這種情況下，組織建模既要體現項目管理的優點，又要體現專業分工的特性。隨著現代科技的發展，PDM系統的應用復雜度不斷提高，傳統的訪問控制越來越有局限性，尤其是其幾乎靜態化的個體-資源控制，已經無法適應復雜多變的應用系統-資源的變動、人員的變動以及系統/任務之間相互協調和關聯關系[4]。在這種情況下，基于任務和基于角色等較為主動型的訪問控制形式應該得到足夠重視和發展。

基于以上思想，本文建立了基于角色的訪問控制模型，如圖6所示。

圖6 基于角色的訪問控制模型

在工藝管理過程體系中，有可能涉及多個企業、多個部門，人員、角色也有可能隨著時間不斷更換，采用基于角色的訪問控制模型可以有效地對角色進行控制，使得整個工藝過程管理更加安全、規范、有序和高效。

2.3 在PDM中建立工藝管理流程

基于PDM創建的工藝管理流程如圖7所示，它根據工藝管理復雜程度啟動難易適當的流程。

圖7 基于PDM的工藝管理架構

1）工藝過程開始后，根據相關信息，由PDM系統工作流通知相關人員制定工藝卡片。給相關人員分配任務，并從數據庫中提取信息，按照主動推送或者信息定制的方法，將信息發送給工作人員。

2）對數據的控制。產品工藝信息包括產品的原始信息、工藝過程中產生的信息和可用資源信息。這些信息以一定的格式存放于系統數據庫中。隨著工程進程的推進，隨時準備存儲即時產生信息。同時，當數據庫收到管理人員的調用信息指令后，PDM信息流以一定的格式將所需信息發送給相關人員。

圖8 TCEng進程模板

3）對參與人員的控制。工藝管理人員組織本次工藝過程的實際參與員工，所有人員均有唯一的ID，并存儲在數據庫中，由工藝管理人員統一設置系統使用權限。在審核階段，由PDM工作流提示管理人員對相關工藝卡片進行審核，并提交給工藝員進行工藝規程的編制，最后以信息主動推送的形式將相關人物告知參與人員，對后續的加工過程進行指導。

3 工藝管理方案在齒輪加工方面的應用

3.1 系統實現

本文將利用UGS公司的PDM軟件TCEng作為工藝流程管理的主體軟件和集成平臺，實現工藝過程的設計和管理。首先，基于用戶和權限管理進行任務分工，根據工藝任務分工計劃，可以對工藝過程進行監控管理。工藝分工過程可使用TCEng進程模板Review Task實現，見圖8。然后利用TCEng系統提供的工作流模板，完成工藝流程的建模，如圖9所示。

3.2 齒輪加工實例

在某齒輪制造企業，應用本文所述的PDM系統管理工藝進程方法后，其主要工作流進程包括：

1）由檔案管理人員在TCEng中設置所有參與人員的ID，并建立工藝工作流；

2）工作流提示齒輪工藝承制單位編寫工藝卡片，包括齒輪鍛坯、齒坯加工、齒形加工及齒輪磨削等精加工；

圖9 TCEng工藝工作流建模

3）工作流提示承制單位相關人物進行校對；

4）由工藝管理人員進行審核和會簽；

5）工作流返回檔案管理人員，并將工藝卡片編號；

6）工作流提示承制單位進行詳細工藝規程的編制；

7）發放工藝規程對制造進行指導。

4 結論

由于傳統靠人工進行的工藝管理過程存在諸多缺點[5]，本文提出了利用計算機輔助工具PDM系統對整個工藝流程進行管理，提高了企業制造效率，減少了工藝過程中的遺漏和誤差，具有一定的積極作用，并利用齒輪加工的實例說明了本文方法的應

用過程。但本文存在的不足之處在于，一些制造企業并沒有實施PDM系統，而是實施了ERP、PLM等其他類型系統，本文的后續工作就是將本文模型進行擴展，應用于所有的管理系統。

[1] 何湘初.PDM的工作流管理技術研究[J].成都信息工程學院學報,2005,20(2):156-159.

[2] 陶以政.工作流技術在產品數據管理中的應用研究[J].信息與電子工程,2005,3(3):233-236.

[3] 田穎,江平宇,周光輝,屈挺.基于蟻群算法的零件多工藝路線決策方法研究[J].計算機集成制造系統,2006,12(6):882-887.

[4] 孔憲光,等.面向網絡化制造的工藝分工系統[J].制造業自動化,2004,26(4):28-30.

[5] 田錫天,張振明,仝春民.面向網絡化制造的工藝分工規劃技術研究[J].計算機集成制造系統,2005,11(8):1109-1103.