基于PDM的產品協(xié)同設計系統(tǒng)集成

崔建偉，徐建軍，何 鑫，吳 昊，何子旭

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

0 引言

齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司(簡稱齊軌道裝備公司)經過多年的信息化建設，應用信息技術的廣度和深度不斷提升，信息技術廣泛應用于公司的產品研發(fā)、經營管理、生產制造、辦公自動化等各個方面，信息化建設的成效顯著.

在產品研發(fā)信息化建設方面，全面采用了三維CAD進行貨車產品設計，采用多種CAE軟件進行產品研發(fā)中的仿真分析，采用CAPP技術進行制造工藝設計，并通過PDM系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了產品研發(fā)數(shù)據(jù)及過程管理.在優(yōu)化產品結構設計、提高產品設計質量、減少試驗次數(shù)、縮短產品研發(fā)周期、降低產品成本等方面發(fā)揮了巨大作用，取得了明顯的經濟效益.

在ERP建設方面，完成了物資、生產、財務和銷售等核心系統(tǒng)的建設工作.通過優(yōu)化的信息流程進行規(guī)范管理，保證物流、資金流實時受控，實現(xiàn)從銷售，到生產訂單、采購訂單、成本自動歸集各個環(huán)節(jié)的閉環(huán)管理，從而降低了產品成本，降低了資金占用量，取得了明顯的經濟效益.

但隨著大連、齊齊哈爾跨省異地產品設計、工藝設計、生產制造產品研發(fā)業(yè)務模式的建立和研發(fā)工具、相關應用系統(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)深化應用及系統(tǒng)集成建設.

1 產品協(xié)同設計集成系統(tǒng)總體框架

1.1 問題提出

隨著大連、齊齊哈爾跨省異地產品設計、工藝設計、生產制造產品研發(fā)業(yè)務模式的建立及產品研發(fā)工具、相關應用系統(tǒng)不斷增加，出現(xiàn)了如下信息化瓶頸：

(1)異地產品設計、工藝設計、生產制造方面的數(shù)據(jù)協(xié)同效率不高，異地設計、工藝協(xié)同設計效率不高，異地產品設計會簽效率不高;

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

(3)產品設計、工藝、ERP數(shù)據(jù)流通道不暢通，ERP系統(tǒng)無法及時獲得所需的上游信息.

為解決上述瓶頸問題，齊軌道裝備公司提出了基于PDM的產品協(xié)同設計系統(tǒng)集成建設.

1.2 建設目標

為實現(xiàn)齊軌道裝備公司發(fā)展目標提供強有力的支撐，通過PDM系統(tǒng)深化應用與研發(fā)工具及相關應用系統(tǒng)集成，實現(xiàn)跨省異地(產品設計、工藝設計、生產制造)產品研發(fā)過程、產品數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)產品研發(fā)過程并行化、協(xié)同化、集成化，實現(xiàn)高效的產品開發(fā)和技術管理模式，建設世界一流貨車產品研發(fā)信息化支撐平臺，為公司實現(xiàn)貨車產品研發(fā)進入世界先進水平目標提供支撐.

具體目標：

(1)實現(xiàn)跨省異地貨車產品設計、工藝、制造的研發(fā)過程、產品數(shù)據(jù)管理，縮短設計、工藝、制造周期;

(2)實現(xiàn)PDM與研發(fā)工具及相關應用系統(tǒng)集成，提高設計效率，縮短產品研發(fā)周期;

(3)實現(xiàn)產品研發(fā)知識積累、檢索、重用與傳承;

(4)實現(xiàn)產品研發(fā)進度、資源監(jiān)控與管理，實現(xiàn)產品研發(fā)數(shù)據(jù)分析，為管理者提供決策支撐;

(5)構建異地設計、工藝聯(lián)合攻關的協(xié)同環(huán)境，支撐設計、工藝人員能力提升.

1.3 系統(tǒng)架構

基于PDM(Teamcenter)系統(tǒng)前期建設和應用經驗，結合行業(yè)的最佳實踐和技術發(fā)展方向，構建大連與齊齊哈爾異地協(xié)同設計工作平臺，實現(xiàn)異地產品研發(fā)并行與協(xié)同應用，并在此基礎上進一步提升項目團隊之間的并行與協(xié)同效率，提升產品研發(fā)管理水平.

基于PDM系統(tǒng)，將研發(fā)工具及相關應用系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)：方便研發(fā)人員使用;方便研發(fā)人員及時知道流程中任務;消除信息孤島，實現(xiàn)單一數(shù)據(jù)源，減少和消除了產品數(shù)據(jù)復制和傳替的中間過程.通過研發(fā)工具及相關應用系統(tǒng)集成化應用，提高產品研發(fā)效率.

系統(tǒng)架構如圖1所示，異地部署如圖2所示.

圖1 基于PDM的產品協(xié)同設計系統(tǒng)集成架構

圖2 基于PDM的產品協(xié)同設計系統(tǒng)集成異地部署

2 信息集成核心技術

2.1 PDM信息集成方法

采用PDM提供的業(yè)務功能和面向服務SOA(Service-oriented architecture)架構，結合齊軌道裝備公司自身的業(yè)務特點構造和調整PDM中的各類業(yè)務邏輯，降低IT的復雜性并加速IT系統(tǒng)的實施.

集成具體方法：

(1)將PDM功能集成到目前的業(yè)務過程或者創(chuàng)建定制的、基于任務的應用程序;

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

(3)通過Web服務重用原有的應用程序，并將PDM系統(tǒng)與相關應用系統(tǒng)的業(yè)務活動結合起來，建成統(tǒng)一的信息集成平臺.

集成基本思路是：使業(yè)務IT系統(tǒng)變得更加靈活，以適應業(yè)務中的改變.通過允許強定義的關系和靈活的特定實現(xiàn)，IT系統(tǒng)既可以利用現(xiàn)有系統(tǒng)的功能，又可以準備在以后做一些改變來滿足它們之間交互的需要.

2.2 產品協(xié)同設計信息集成分析

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)、貨車基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、RAMS系統(tǒng)、協(xié)同設計平臺、協(xié)同仿真平臺等信息系統(tǒng)的集成.

主要集成信息分析：

(1)產品設計、工藝設計過程信息

PDM與OA系統(tǒng)集成，PDM中設計通知單、工藝通知單發(fā)OA系統(tǒng)，下發(fā)到相關單位.PDM與貨車基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，為貨車基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供上報鐵道部的新產品設計數(shù)據(jù).PDM與RAMS系統(tǒng)集成，進行產品設計數(shù)據(jù)與RAMS/LCC數(shù)據(jù)交互;

(2)產品設計、工藝設計過程工作方便性所需信息

與門戶系統(tǒng)集成，通過門戶系統(tǒng)，實現(xiàn)PDM的單點登錄，PDM中的流程任務和郵件展現(xiàn)到門戶系統(tǒng)Portal系統(tǒng)中業(yè)務辦理.與RTX系統(tǒng)集成，實現(xiàn)PDM任務消息發(fā)送到RTX系統(tǒng)，便于及時獲取工作任務;

(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)布的產品設計、工藝設計數(shù)據(jù)自動批量傳送給檔案管理系統(tǒng)，用于檔案管理及生產圖紙下發(fā).

(4)為生產制造系統(tǒng)提供信息

PDM與北車MDM系統(tǒng)集成，根據(jù)PDM系統(tǒng)中零部件的設計屬性獲取北車統(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，將產品設計數(shù)據(jù)遞給ERP系統(tǒng)，將產品設計數(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信息集成設計

通過項目管理，實現(xiàn)產品研發(fā)過程管控.實現(xiàn)項目計劃多級分解、實時任務執(zhí)行反饋、多項目狀態(tài)以及資源監(jiān)控、項目組成人員管理、項目計劃報表等，確保管理信息和設計信息的一體化管理.

通過PDM系統(tǒng)，規(guī)范產品研發(fā)過程，為產品研發(fā)知識積累、快速檢索產品研發(fā)信息、提高產品研發(fā)效率，提高產品研發(fā)數(shù)據(jù)重復利用提供了技術保障.通過對產品研發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，為管理者提供決策支撐.同時通過產品研發(fā)應用規(guī)范，實現(xiàn)技術管理保障.通過即時協(xié)同可視化會議進行互動討論.通過PDM系統(tǒng)，將研發(fā)工具及相關應用系統(tǒng)集成起來，實現(xiàn)CAD工具集產生的產品研發(fā)數(shù)據(jù)能夠通過集成接口高效地保存到PDM系統(tǒng)，實現(xiàn)與相關應用系統(tǒng)間產品研發(fā)數(shù)據(jù)自動傳遞.

通過安全系統(tǒng)，實現(xiàn)對從PDM系統(tǒng)讀取到客戶端的產品研發(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)，即使產品研發(fā)數(shù)據(jù)被非法從客戶端拷貝出來，數(shù)據(jù)仍然是加密的，保證了產品研發(fā)數(shù)據(jù)的保密.

通過PDM系統(tǒng)將地理上分散的異地產品研發(fā)過程、產品研發(fā)數(shù)據(jù)管理起來，大連部署“主站點”，齊齊哈爾部署“輔助站點”，通過站點之間數(shù)據(jù)的傳遞，實現(xiàn)兩地的項目協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、流程協(xié)同和即時協(xié)同，基于大連研發(fā)中心實現(xiàn)大連和齊齊哈爾兩地設計人員之間的即時協(xié)同溝通，促進跨部門、跨地域的協(xié)同交流溝通，縮短產品研發(fā)周期并提高產品研發(fā)質量.

3 實例

主要實例如下：

(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)中零部件的設計屬性獲取北車統(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，將產品設計數(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，通過門戶系統(tǒng)，實現(xiàn)PDM的單點登錄，PDM中的流程任務和郵件展現(xiàn)到Portal系統(tǒng)中業(yè)務辦理;

(6)與OA系統(tǒng)集成，PDM中設計通知單、工藝通知單發(fā)OA系統(tǒng)，下發(fā)到相關單位;

(7)與RTX系統(tǒng)集成，通過集成接口，實現(xiàn)PDM任務消息發(fā)送到RTX系統(tǒng);

(8)與貨車基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，為貨車基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供上報鐵道部的設計數(shù)據(jù);

(9)與RAMS系統(tǒng)集成，進行產品設計數(shù)據(jù)與RAMS/LCC交互.

通過PDM與相關應用集成，消除了企業(yè)一個個信息孤島，構建了信息交換平臺，實現(xiàn)了各系統(tǒng)之間的交互，保證了信息的準確性，提高產品設計質量，縮短產品研發(fā)周期.

4 結論

通過PDM系統(tǒng)持續(xù)建設，構建統(tǒng)一的、集成化的異地協(xié)同研發(fā)支撐平臺，實現(xiàn)研發(fā)工具及MDM、ERP等相關應用系統(tǒng)集成，提升項目進度管理、產品研發(fā)過程管控、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)略的實現(xiàn)提供強有力的支撐，為實現(xiàn)產品研發(fā)過程并行化、協(xié)同化、集成化提供技術保障，為實現(xiàn)未來多地域異地協(xié)同產品研發(fā)和技術管理模式奠定了基礎.

［1］中國制造業(yè)信息化門戶網.中國制造業(yè)產品技術創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會論文集［C］.蘇州：［s.n.］，2010.

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

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