基于PDM的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成

崔建偉，徐建軍，何 鑫，吳 昊，何子旭

(中國(guó)北車集團(tuán) 齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

0 引言

齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱齊軌道裝備公司)經(jīng)過(guò)多年的信息化建設(shè)，應(yīng)用信息技術(shù)的廣度和深度不斷提升，信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于公司的產(chǎn)品研發(fā)、經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)制造、辦公自動(dòng)化等各個(gè)方面，信息化建設(shè)的成效顯著.

在產(chǎn)品研發(fā)信息化建設(shè)方面，全面采用了三維CAD進(jìn)行貨車產(chǎn)品設(shè)計(jì)，采用多種CAE軟件進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)中的仿真分析，采用CAPP技術(shù)進(jìn)行制造工藝設(shè)計(jì)，并通過(guò)PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)及過(guò)程管理.在優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、減少試驗(yàn)次數(shù)、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本等方面發(fā)揮了巨大作用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益.

在ERP建設(shè)方面，完成了物資、生產(chǎn)、財(cái)務(wù)和銷售等核心系統(tǒng)的建設(shè)工作.通過(guò)優(yōu)化的信息流程進(jìn)行規(guī)范管理，保證物流、資金流實(shí)時(shí)受控，實(shí)現(xiàn)從銷售，到生產(chǎn)訂單、采購(gòu)訂單、成本自動(dòng)歸集各個(gè)環(huán)節(jié)的閉環(huán)管理，從而降低了產(chǎn)品成本，降低了資金占用量，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益.

但隨著大連、齊齊哈爾跨省異地產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)模式的建立和研發(fā)工具、相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)遞增，出現(xiàn)了新的信息化瓶頸，為此，齊軌道裝備公司需要PDM系統(tǒng)深化應(yīng)用及系統(tǒng)集成建設(shè).

1 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)總體框架

1.1 問(wèn)題提出

隨著大連、齊齊哈爾跨省異地產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造產(chǎn)品研發(fā)業(yè)務(wù)模式的建立及產(chǎn)品研發(fā)工具、相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)不斷增加，出現(xiàn)了如下信息化瓶頸：

(1)異地產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造方面的數(shù)據(jù)協(xié)同效率不高，異地設(shè)計(jì)、工藝協(xié)同設(shè)計(jì)效率不高，異地產(chǎn)品設(shè)計(jì)會(huì)簽效率不高;

(2)研發(fā)人員使用的各種研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)不能進(jìn)行有效的信息集成，工作效率不高;

(3)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、ERP數(shù)據(jù)流通道不暢通，ERP系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)獲得所需的上游信息.

為解決上述瓶頸問(wèn)題，齊軌道裝備公司提出了基于PDM的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成建設(shè).

1.2 建設(shè)目標(biāo)

為實(shí)現(xiàn)齊軌道裝備公司發(fā)展目標(biāo)提供強(qiáng)有力的支撐，通過(guò)PDM系統(tǒng)深化應(yīng)用與研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)跨省異地(產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程并行化、協(xié)同化、集成化，實(shí)現(xiàn)高效的產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)管理模式，建設(shè)世界一流貨車產(chǎn)品研發(fā)信息化支撐平臺(tái)，為公司實(shí)現(xiàn)貨車產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)入世界先進(jìn)水平目標(biāo)提供支撐.

具體目標(biāo)：

(1)實(shí)現(xiàn)跨省異地貨車產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造的研發(fā)過(guò)程、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，縮短設(shè)計(jì)、工藝、制造周期;

(2)實(shí)現(xiàn)PDM與研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成，提高設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期;

(3)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)知識(shí)積累、檢索、重用與傳承;

(4)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度、資源監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)分析，為管理者提供決策支撐;

(5)構(gòu)建異地設(shè)計(jì)、工藝聯(lián)合攻關(guān)的協(xié)同環(huán)境，支撐設(shè)計(jì)、工藝人員能力提升.

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

基于PDM(Teamcenter)系統(tǒng)前期建設(shè)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合行業(yè)的最佳實(shí)踐和技術(shù)發(fā)展方向，構(gòu)建大連與齊齊哈爾異地協(xié)同設(shè)計(jì)工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異地產(chǎn)品研發(fā)并行與協(xié)同應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)之間的并行與協(xié)同效率，提升產(chǎn)品研發(fā)管理水平.

基于PDM系統(tǒng)，將研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)：方便研發(fā)人員使用;方便研發(fā)人員及時(shí)知道流程中任務(wù);消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源，減少和消除了產(chǎn)品數(shù)據(jù)復(fù)制和傳替的中間過(guò)程.通過(guò)研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成化應(yīng)用，提高產(chǎn)品研發(fā)效率.

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，異地部署如圖2所示.

圖1 基于PDM的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成架構(gòu)

圖2 基于PDM的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成異地部署

2 信息集成核心技術(shù)

2.1 PDM信息集成方法

采用PDM提供的業(yè)務(wù)功能和面向服務(wù)SOA(Service-oriented architecture)架構(gòu)，結(jié)合齊軌道裝備公司自身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)構(gòu)造和調(diào)整PDM中的各類業(yè)務(wù)邏輯，降低IT的復(fù)雜性并加速IT系統(tǒng)的實(shí)施.

集成具體方法：

(1)將PDM功能集成到目前的業(yè)務(wù)過(guò)程或者創(chuàng)建定制的、基于任務(wù)的應(yīng)用程序;

(2)將PDM管理的信息和狀態(tài)結(jié)果嵌入到現(xiàn)有的客戶端、門戶系統(tǒng);

(3)通過(guò)Web服務(wù)重用原有的應(yīng)用程序，并將PDM系統(tǒng)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，建成統(tǒng)一的信息集成平臺(tái).

集成基本思路是：使業(yè)務(wù)IT系統(tǒng)變得更加靈活，以適應(yīng)業(yè)務(wù)中的改變.通過(guò)允許強(qiáng)定義的關(guān)系和靈活的特定實(shí)現(xiàn)，IT系統(tǒng)既可以利用現(xiàn)有系統(tǒng)的功能，又可以準(zhǔn)備在以后做一些改變來(lái)滿足它們之間交互的需要.

2.2 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)信息集成分析

按照齊軌道裝備公司的信息化規(guī)劃，完成與檔案管理系統(tǒng)、北車MDM系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、OA系統(tǒng)、門戶系統(tǒng)、RTX系統(tǒng)、貨車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、RAMS系統(tǒng)、協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)、協(xié)同仿真平臺(tái)等信息系統(tǒng)的集成.

主要集成信息分析：

(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)過(guò)程信息

PDM與OA系統(tǒng)集成，PDM中設(shè)計(jì)通知單、工藝通知單發(fā)OA系統(tǒng)，下發(fā)到相關(guān)單位.PDM與貨車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，為貨車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供上報(bào)鐵道部的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).PDM與RAMS系統(tǒng)集成，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與RAMS/LCC數(shù)據(jù)交互;

(2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)過(guò)程工作方便性所需信息

與門戶系統(tǒng)集成，通過(guò)門戶系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)PDM的單點(diǎn)登錄，PDM中的流程任務(wù)和郵件展現(xiàn)到門戶系統(tǒng)Portal系統(tǒng)中業(yè)務(wù)辦理.與RTX系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)PDM任務(wù)消息發(fā)送到RTX系統(tǒng)，便于及時(shí)獲取工作任務(wù);

(3)為檔案管理，圖紙下發(fā)提供信息

PDM與檔案管理系統(tǒng)集成，PDM系統(tǒng)中已發(fā)布的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)批量傳送給檔案管理系統(tǒng)，用于檔案管理及生產(chǎn)圖紙下發(fā).

(4)為生產(chǎn)制造系統(tǒng)提供信息

PDM與北車MDM系統(tǒng)集成，根據(jù)PDM系統(tǒng)中零部件的設(shè)計(jì)屬性獲取北車統(tǒng)一的物料編碼，使PDM傳給下游BOM帶物料編碼.PDM與CAPP系統(tǒng)集成，將工程BOM及其更改信息傳遞給CAPP系統(tǒng)，CAPP工藝文檔打包傳遞給PDM系統(tǒng).PDM與ERP集成，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)遞給ERP系統(tǒng)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)更改、更改文件等數(shù)據(jù)傳遞給ERP系統(tǒng).

2.3 基于PDM信息集成設(shè)計(jì)

通過(guò)項(xiàng)目管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程管控.實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目計(jì)劃多級(jí)分解、實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行反饋、多項(xiàng)目狀態(tài)以及資源監(jiān)控、項(xiàng)目組成人員管理、項(xiàng)目計(jì)劃報(bào)表等，確保管理信息和設(shè)計(jì)信息的一體化管理.

通過(guò)PDM系統(tǒng)，規(guī)范產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程，為產(chǎn)品研發(fā)知識(shí)積累、快速檢索產(chǎn)品研發(fā)信息、提高產(chǎn)品研發(fā)效率，提高產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)重復(fù)利用提供了技術(shù)保障.通過(guò)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為管理者提供決策支撐.同時(shí)通過(guò)產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用規(guī)范，實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理保障.通過(guò)即時(shí)協(xié)同可視化會(huì)議進(jìn)行互動(dòng)討論.通過(guò)PDM系統(tǒng)，將研發(fā)工具及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)CAD工具集產(chǎn)生的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)能夠通過(guò)集成接口高效地保存到PDM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)間產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞.

通過(guò)安全系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)從PDM系統(tǒng)讀取到客戶端的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)是加密的，安裝了安全系統(tǒng)的客戶端能夠打開加密數(shù)據(jù)，未安裝安全系統(tǒng)的客戶端不能打開加密數(shù)據(jù)，即使產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)被非法從客戶端拷貝出來(lái)，數(shù)據(jù)仍然是加密的，保證了產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)的保密.

通過(guò)PDM系統(tǒng)將地理上分散的異地產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程、產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)管理起來(lái)，大連部署“主站點(diǎn)”，齊齊哈爾部署“輔助站點(diǎn)”，通過(guò)站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的傳遞，實(shí)現(xiàn)兩地的項(xiàng)目協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、流程協(xié)同和即時(shí)協(xié)同，基于大連研發(fā)中心實(shí)現(xiàn)大連和齊齊哈爾兩地設(shè)計(jì)人員之間的即時(shí)協(xié)同溝通，促進(jìn)跨部門、跨地域的協(xié)同交流溝通，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期并提高產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量.

3 實(shí)例

主要實(shí)例如下：

(1)與檔案管理系統(tǒng)集成，PDM系統(tǒng)中已發(fā)布的數(shù)據(jù)能自動(dòng)批量傳遞給檔案管理系統(tǒng);

(2)與北車MDM系統(tǒng)集成，根據(jù)PDM系統(tǒng)中零部件的設(shè)計(jì)屬性獲取北車統(tǒng)一的物料編碼;

(3)與CAPP系統(tǒng)集成，將工程BOM及其更改信息傳遞給CAPP系統(tǒng)，CAPP工藝文檔打包傳遞到PDM系統(tǒng);

(4)與ERP集成，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)更改、更改文件等傳遞給ERP系統(tǒng);

(5)與門戶系統(tǒng)集成，通過(guò)門戶系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)PDM的單點(diǎn)登錄，PDM中的流程任務(wù)和郵件展現(xiàn)到Portal系統(tǒng)中業(yè)務(wù)辦理;

(6)與OA系統(tǒng)集成，PDM中設(shè)計(jì)通知單、工藝通知單發(fā)OA系統(tǒng)，下發(fā)到相關(guān)單位;

(7)與RTX系統(tǒng)集成，通過(guò)集成接口，實(shí)現(xiàn)PDM任務(wù)消息發(fā)送到RTX系統(tǒng);

(8)與貨車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，為貨車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供上報(bào)鐵道部的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù);

(9)與RAMS系統(tǒng)集成，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與RAMS/LCC交互.

通過(guò)PDM與相關(guān)應(yīng)用集成，消除了企業(yè)一個(gè)個(gè)信息孤島，構(gòu)建了信息交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)之間的交互，保證了信息的準(zhǔn)確性，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期.

4 結(jié)論

通過(guò)PDM系統(tǒng)持續(xù)建設(shè)，構(gòu)建統(tǒng)一的、集成化的異地協(xié)同研發(fā)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)研發(fā)工具及MDM、ERP等相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)集成，提升項(xiàng)目進(jìn)度管理、產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程管控、工藝數(shù)據(jù)管理、更改管理，數(shù)據(jù)的安全保密管理水平，為公司發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的支撐，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程并行化、協(xié)同化、集成化提供技術(shù)保障，為實(shí)現(xiàn)未來(lái)多地域異地協(xié)同產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)管理模式奠定了基礎(chǔ).

［1］中國(guó)制造業(yè)信息化門戶網(wǎng).中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新數(shù)字化國(guó)際峰會(huì)論文集［C］.蘇州：［s.n.］，2010.

［2］西門子工業(yè)軟件(上海)有限公司.產(chǎn)品數(shù)字化實(shí)踐論文集［C］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［3］西門子產(chǎn)品管理軟件(上海)有限公司.產(chǎn)品數(shù)字化實(shí)踐論文集［C］.北京：電子工業(yè)出版，2008.