引言
隨著企業自動化程度的提高，有效地管理好企業中的各種信息變得日益重要和迫切。目前，由于各企業自動化水平的不同，對信息管理的要求也不一樣。大致有下面四種不同的情況和要求：
(1)大量工程圖紙和技術文檔的計算機化管理。一個企業經過長期的發展，積累了大量的、豐富的圖紙、文檔等技術資料，這些資料的管理和維護占用了大量的空間資源和人力資源，人們希望借助計算機將它們有效地管理起來、在節省存儲空間和人力資源的同時，能夠很好地滿足在用戶需要時可方便、快捷地查詢與獲取所需文檔的要求，這是目前一些大中型企業普遍需要解決的問題。
(2)企業已有一定的自動化基礎，已經實施了CIMS的部分單元技術，如輔助設計(CAD)、工程分析(CAE）、NC編程(CAM)、工藝規劃（CAPP）、制造資源規劃(MRPII）等，計算機分布在企業的各個部門，并通過網絡聯系在一起。但由于各部門所采用的硬件平臺、支撐軟件與應用軟件的不同，而產生了大量的分布式異構數據。如何對這些種類繁多的，不同部門之間共享的異地異構數據進行管理是目前自動化程度較高的企業亟待解決的問題。
(3)在某些大型產品開發的過程中，如在飛機設計與制造中，涉及分布在不同地區的多個企業及各個企業不同部門之間的協同工作問題，如何以先進的信息管理手段支持異地設計，保證產品數據的安全、可控以及數據的頻繁修改，而不至于造成數據混亂和形成許多冗余甚至是無用的“信息垃圾”，這也是我國當前新的大、中型產品設計中面臨的急待解決的技術難題。
(4)許多企業為了使自己在競爭中立于不敗之地、積極尋求能夠縮短產品上市時間、提高產品質量、降低產品成本的途徑。并行工程（CE)作為一種提高產品設計能力的新方法，已在國內外受到廣泛重視。它把先進的管理思想和先進的自動化技術結合起來，采用集成化和并行化的思想設計產品及其相關過程，在產品開發階段就充分考慮到產品生命周期中各個環節的影響，力爭設計一次成功，并在設計的同時，盡可能將產品開發過程中的其它階段往前提。
CE對信息管理技術提出了更高要求，不僅要求對產品信息作統一管理與控制，而且要求能支持多學科領域專家群體的協同工作(Teamwork)，并要求把產品信息與開發過程有機地集成起米，做到把正確的信息在正確的時間以正確的方式傳遞給正確的人。目前，基于網絡與數據庫的一般信息管理技術滿足不了上述要求。它存在以下不足：
①面向記錄，不能很好地管理文檔與文件等；
②不支持過程管理與控制；
③缺乏協同工作支持機制等。
這些缺點導致它們在處理非結構化數據（如圖形、圖像、文檔等）時顯得力不從心；數據誤置；結構化數據與非結構化數據管理的不統一。設計人員已經對數據作了修改卻無法通知后續人員，造成后續人員在舊的數據版本上浪費大量的時間，甚至造成不可估量的經濟損失。PDM技術是用于解決產品數據管理問題的一門新技術，它把數據庫的數據管理能力、網絡的通訊能力、文件系統的文件管理能力以及其自身的數據控制能力結合在一起，通過有效地管理和控制所有與產品相關的信息，可以滿足企業對信息管理較高層次的需求。
1 PDM的開發
PDM技術出現在80年代初期，目的是為了解決大量工程圖低、文檔的計算機化管理問題，而后逐漸擴展到產品開發過程中的三個主要領域，即：
(1)設計圖紙和電子文檔的管理；
(2)材料報表(BOM)與產品結構的管理；
(3)工程更改單(Engineering Change Orker，ECO)的跟蹤與管理。
隨著網絡、數據庫技術的發展，以及主從結構(Client Server)與面向對象(O-O)技術的使用，最近兩年，PDM技術產生了突飛猛進的發展，在國外企業中得到越來越多的應用，在國內企業中也受到廣泛關注。但是，迄今人們還未能給它一個確切的定義。1995年，主要致力于PDM技術和計算機集成技術研究與咨詢的國際咨詢公司，CIMdata公司總裁的Ed Miller給出了PDM的簡單定義：“PDM是一門管理所有與產品相關的信息（包括產品規范、電子文擋、CAD文件、產品結構、存取權限等）和所有與產品相關的過程（包括工作流程的定義與管理等）的技術”。而Gartner Group公司的Burdick D，則把PDM定義為：“PDM是在企業范圍內為設計與制造構筑一個并行化產品協作環境（ConcurrentArt-to-Product Environment-CAPE，由供應、工程設計、制造、采購、市場與銷售、客戶等構成）的關鍵使能器。一個成熟的PDM系統能夠使所有參與創建、交流、維護設計意圖的人們在整個信息生命周期中自由共享與產品相關的所有異構數據，包括圖紙與數字化文檔、CAD文件和產品結構等。”從上面兩個定義可以看出，PDM可以是狹義上的，也可以是廣義上的。從狹義上講，PDM僅管理與工程制造相關的領域內的信息，而從廣義上講，它可以覆蓋到整個企業中從產品的需求、研究與開發、產品設計、工程制造、銷售、服務與維護等各十領域、全生命周期中的信息。
2 PDM的開放式體系結構
由于PDM技術在企業的實施，將為企業的工程數據管理與過程的自動化管理提供統一的支持環境，并以它作為工程部門的集成框架，支持下同計算機硬件、系統軟件和應用軟件的集成、以便能滿足不同企業的不同用戶的需求，所以PDM系統必須有很好的開放性（如圖1所示的企業層PDM框架）。PDM的開放性體現在三個方面：
圖1 企業層PDM框架
(1)對基礎環境的適應性
PDM系統以分布式網絡、主從結構、圖形化用戶接口(GUI)及數據庫管理四方面技術作為它的基礎環境。與基礎環境的連接是通過不同的口來實現的，如中性OS接口、中性的數據庫接口、中性的圖形化用戶接口以及中性的網絡接口等。
(2)PDM內核的開放性
PDM內核的開放性體現在面向對象(O-O)的建模方法，可以幫助用戶方便地定義或擴展原有數據模型，同時提供動態的數據字典及動態的規則處理器，以滿足用戶對系統不同定制的要求。
(3) PDM框架的插件功能/工具封裝
為了使不同的應用系統之間能夠共享信息，以及對應用系統所產生的數據進行統一的管理，就必須提供中性的應用接口把外部應用系統“封裝”到PDM系統中，作為PDM新增的一個子模塊，并可以在PDM環境下方便地運行。所謂“封裝”，即是通過應用接口將一個應用集成到另一個應用中，使得該應用的功能可以從另一應用中方便啟用。大多數應用程序都可以以工具的方式封裝到PDM中，有些應用，如自身提供定制接口，也允許將PDM封裝到應用中。封裝涉及與各應用相關的規則的辨識以及對應用產生的數據類型的辨識，同時也規定了應用系統運行時的條件及應用系統產生的數據在PDM中自動存儲的方式。插件功能／工具封裝的結構如圖2所示。
圖2 插件功能／工具封裝的結構圖
3 PDM系統的主要功能
PDM系統為企業提供了一種宏觀管理和控制所有與產品相關的信息的機制。PDM的功能可分成三部分，見圖3。
圖3 PDM的功能
(1)電子倉儲功能(Engineering Document Management or VauLt)
電子倉儲功能PDM系統最基本、最核心的功能模塊，由管理數據的數據（元數據）以及指向描述產品不同方面的物理數據和文件的指針所組成。由于安全性、正確性及一致性是PDM系統強調的重點之一，所以用戶在存取PDM系統中的數據時都要通過入庫(check-in)與出庫(checkour)功能來檢驗。一個完全分布式的電子倉庫允許用戶在企業范圍內能迅速無縫地訪問產品的相關信息，而不用考慮用戶和數據的物理位置。
(2)面向用戶的使用功能(User FuncTions)
PDM系統提供了五種面向用戶的基本使用功能，分別為文檔控制、變更控制、配置管理、設計檢索與零件庫和項目管理。
文檔控制(Documenr ConTrol)：將電子倉儲功能中的入庫／出庫、記存(Rigister)與工作流程(Workflow)管理功能中的校對(Review)、審簽(Approve)、發布(Release)等過程結合起來，另加應用程序調用(lnvoke)，將處理過的文檔通過元數據(Meradata)交由系統控制。
變更控制(Change Control)：定義產品數據變更的工作流程、驗證其正確性，根據其完成情況控制其狀態的變化、以及查詢與維護歷史記錄。
配置管理(Configuration Managemenr)：以電子倉儲功能為底層支持，以BOM為其組織核心，把定義產品的所有工程數據和文檔聯系起來、實現產品數據的組織、控制和管理，并在一定目標或規則約束下向用戶或應用系統提供產品的不同結構視圖（如As-designed，As-manu—facruring等），并支持與MRP II的集成。
設計檢索與零件庫(Design Rerieval and ComponenT Lihra ries)：任何設計都是設計人員智慧的結晶，一個企業日積月累的設計結果既是企業極大的智力財富，也是任何新的設計的基礎。此功能旨在為企業最大限度地利用已有成果設計新的產品，它包括對企業已有零件（標準件、常用件、普通零件等）按其屬性關系進行管理，并提供基于屬性的查詢功能。
項目管理(Project Managemenr)：任何一個產品都可以看作是由一個項目或若干個子項目構成的，項目管理器旨在對開發過程及其進度進行管理與監控。但項目管理目前仍是PDM系統中必須進一步開發的功能。大多數PDM系統只能對其工作流程用其狀態信息進行管理與監控，還不能上升到對整個項目的管理。
(3)實用化的支持功能(Urility Functions)
PDM系統接受用戶的應用請求后．在系統內部需耍有相應的處理方式的支持，這些方式包括通知及通訊(Norificarion and Communicarion)、數據傳遞(DaTa transfer)、數據翻譯(Daratranslation)、圖象服務(lmage Service)、系統管理(Sysrern Admimsrrarion)等。通過這些實用化技術的支持．使得上述使用功能得以順利實現、
4 CAD/CAM、CIMS與PDM的關系
傳統的CAD/CAM集成是基于網絡、數據庫基礎上的，它主要解決CAE/CAD/CAPP/CAM功能單元之間的信息集成與功能集成，而集成的主體對象是零件，而不是整個產品。它對單個零件的產品信息的描述可以很詳細。甚至有國際標準(如IGES、STEP)的支持，以便支持不同功能單元之間的信息集成（如CAD/CAE集成、CAD/CAPP的集成等），但它缺乏對整個產品的宏觀管理與協調的手段。而PDM則是應多元性數據管理與集成的需要而產生的，旨在解決地理上分布式的，計算機環境復雜的、多用戶協怍的、多功能需求的多類型、大容量數據的管理與控制問題。
PDM真正以產品為核心，通過產品結構將不同零、部件信息、宏觀上集成起來。它不僅提供產品的信息集成，同時還可以提供工具的封裝與團隊協作的支持環境，以及企業活動的管理與監控，如設計變更管理、設計過程管理等，為企業從CAD/CAM集成走向CIMS技術的更高階段一并行工程提供了必要的支持環境。
PDM系統主要著眼于宏觀上的管理與控制，它不能解決、更不能代替于零件的CAD/CAM集成本身要解決的技術問題，因此有了PDM并不等于什么集成問題都解決了。
PDM技術不等于CIMS技術或CIMS集成，但是它可使CIMS技術在更高的技術起點上來實施，更能有效、方便地解決企業在實施自動化過程中存在的實際問題和可能產生的數據混亂。
PDM軟件不同于CAD/CAM軟件．CAD/CAM軟件要求客戶適應軟件的操作模式。而PDM軟件則要求軟件操作符合企業的使用習慣．因此必須利用PDM系統的開放性，對其作“客戶化”定制與修改，所以必須有較強的技術支持，否則難發揮PDM系統的功效。
5 結束語
PDM是目前世界上相當熱門的、且飛速發展的技術，據美國CIMdata公司預估，今后五年將以30%的年增長率發展。其帶來的教益也是相當可現的。通過減少用戶的信息查詢時間及設計變更的通告時間以及設計人員之間方便的協作環境，可使新產品開發周期縮短30%以上。
PDM技術為我國實施企業設計過程自動化或CIMS技術的大、中型企業不可缺少的支撐技術。如能早一點在方案設計中考慮這一點，將會大有裨益，市場上PDM軟件已有不少，其各自的功能特點及可解決的工程問題的著眼點也不完全相同，因此企業選用PDM軟件時一定要了解清楚某-PDM軟件的功能特點及自身要解決的問題的關鍵所在，這樣才能選出緊佳性能/價格比的軟件系統。
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