隨著計算機和數字化信息的發展，計算機輔助設計與制造技術的應用水平已成為衡量一個企業工業現代化的重要標志。PDM繼承并發展了這一先進技術的核心思想，實現了一種能夠通過集成化手段對產品數據和相關過程進行管理的方法。
本文筆者介紹了在摩托車設計、工藝和制造中采用PDM系統管理產品數據與過程的方法及優勢，以及從事摩托車行業產品數據管理PDM實施的一些經驗體會，以供同行參考。
1 傳統摩托車設計、制造瓶頸
a)按排量分，摩托車產品系列眾多，體積雖小但設計原理與結構較為復雜，設計、制造周期較長。隨著市場競爭的日益激烈，客戶的需求不斷增長，訂單的多樣化及新產品性能亮點要求都促使摩托車企業要不斷推陳出新，以增強企業的競爭力，這對企業設計部門的產品開發速度和質量提出了更高要求。如按照傳統的流程進行設計，設計周期過長，重復設計工作過多，設計部門和工藝部門的工作量很大，效率低。
b)公司多年的產品設計已積累了大量的設計圖紙和技術文檔，很多電子圖文檔資料保存在設計人員客戶端電腦中，安全性、完整性得不到保證。傳統的產品開發流程是一個產品信息在部門間傳遞和逐步成形的過程，紙質文檔的傳遞容易導致與電子信息版本不一致，同時，工藝部門很難直接利用設計數據進行工藝編制。
c)電子數據版本的管理，無論是在試制、小批試生產還是在量產環節，反復的設計變更是任何一個企業在產品開發過程中都會碰到的問題。很多圖紙和資料在設計生產中不斷被查詢、調用和更改， 由于傳統的設計變更審批及更改周期長，過程控制能力較弱，存在查詢困難、版本混亂、圖紙與實際生產數據不一致等問題，嚴重影響了設計效率。在傳統的管理模式下，企業往往很難記錄、管理這些過程性的信息和數據，導致開發周期拉長、生產成本增高。
d)企業的標準化設計問題。在傳統設計模式下，企業很難對標準化的優化設計進行有效管理并為設計人員提供便捷的查詢工具，最終導致企業無法有效應用已有設計成果來降低開發周期和成本。
2 PDM 系統特點
PDM系統為企業提供一種以產品數據為中心的集成平臺，實現了與二維CAD、三維UG、Pro/E等應用設計軟件的集成及其他常用文檔數據的管理，并嵌套了這些數據的電子審核流程，從而使PDM成為工程系統數據與過程的控制中心。同時，PDM作為面向企業的信息集成平臺，能夠以產品數據為中心，通過相應的接口建立與ERP等系統的廣泛集成，從而實現了計算機集成制造系統。
a)能滿足摩托車行業應用的PDM產品應具有文檔管理，工作流和過程管理，產品結構與配置管理，查看和批注、設計檢索和零件庫、項目管理，電子協作等，有的PDM系統還將CAPP中的工藝設計功能也集成進去，使PDM系統功能更強大。PDM系統的實施，以特定的企業產品數據為核心，通過相關數據共享管理、人員的協調和過程的優化控制等手段，解決企業產品設計中的瓶頸問題，提高工作效率。
b)PDM通過工作流和過程管理來組織產品的相關數據與過程，將設計、工藝和制造過程及所涉及的技術數據有機管理起來。這種流程環境對提高工程部門的工作效率有顯著的促進作用。借助于這種環境支持，所有的產品開發人員及其他相關人員都能靈活地共享全生命周期的產品設計、開發和其他相關信息。
c)PDM系統能充分發揮計算機高效、準確的處理數據和邏輯控制特點，實現了企業對技術數據的有效管理和審批流程的智能化控制。
3 PDM在摩托車設計中的應用
3.1 人員組織、權限及安全管理
在企業中，根據產品開發情況，會存在不同的人員組織方式，PDM系統針對這些組織方式，給人員分配相應的角色，即根據崗位的屬性在系統中賦予權限，根據產品開發的特點，設定了系統管理員、公司總經理、部長、產品工程師、工藝工程師和標準化工程師等角色。PDM系統中的權限管理是通過控制角色對數據對象的訪問權限來實現的，同時權限的管理又通過嵌套管理來實現，當某一用戶需要額外權限時，同樣可以對用戶進行單獨授權，這樣可保證數據的安全與共享、系統的安全穩定運行。當然，權限管理需要一個正式的審批流程，由系統管理員來進行增加和維護。
安全管理包含用戶管理和日志管理，所有PDM用戶必須采用自己的用戶名及密碼進行系統登錄，每個用戶都有權限維護自己的密碼；同時PDM系統具備完善的日志功能，對系統的運行狀態和所有用戶的操作進行詳細記錄，既保證了系統管理員對系統運行的實時監控，又實現了對意外發生時的追溯。
3.2 產品數據管理
a)PDM系統采用面向對象的編程技術來管理系統內的產品數據對象和數據對象之間的關系，摩托車行業的數據對象包括電子文檔(Document)、電子圖檔(CAD Document)、三維零件(Part)、產品結構(Product)、項目(Project)等；對象之間的關系有零件與文檔、零件與圖檔的關聯關系，產品與零件之間的結構關系等，所有這些都構成產品數據管理。
b)PDM能建立一個產品全生命周期內的產品數據庫，有效幫助技術人員快速信息檢索。
c)根據摩托車行業的特點和企業現有的制造技術，建立國家和行業標準知識庫、企業工藝數據庫、培訓資料庫、刀具庫、設備庫、通用件庫、工裝庫、產品知識庫、文檔模板庫等，系統用戶通過授權可進行訪問查閱，節省了查找紙質文檔的時間。
d)在手工管理圖檔時代，圖紙的更改是通過劃改和更改標記實現的，技術人員每次更改都要將受控的所有圖紙全部及時更改，一旦疏忽就會造成產品信息的不一致而延誤生產。PDM系統通過版本的升級和歷史版本的保存，實現了版本統一管理。
e)PDM的實施提高了設計與制造信息的準確性和一致性，保證所有用戶使用統一、最新的數據，避免設計上的重復和不一致。
f)保證產品開發具有可追溯性。
3.3 設計部門數據源頭的規范化
產品技術編碼規范：通過分析摩托車結構特性形成通用的編碼規則，然后將所有零部件的傳統圖號與編碼一一對應；當然，這一工作非常龐大，為確保質量，還應有編碼器軟件的支持。
圖紙格式的規范管理：按照企業標準規定，首先將產品開發中涉及的所有圖檔模板標準化，包括產品零部件圖、裝配圖及工裝的裝配及零部件圖從4～0加長的所有模板。當設計人員開始圖紙設計時直接調用，不必再重新設計圖紙模板，同時也保證了企業設計圖紙的統一與規范。
工藝文件標準化：包括生產控制計劃、工藝規程卡、檢驗標準、作業指導書等所有需要PDM系統管理的技術文檔模板，將其收集、整理、規范后，設計為數據化模版，在系統中只要進行簡單的操作就能實現模板的調用，同步實現編碼、名稱產品所屬等關聯屬性的自動提取與反簽。
3.4 產品結構的管理
PDM系統將已生成的大量設計圖文件，按照總成結構關系納入到PDM系統中進行集中管理，通過產品BOM展開，創建出一系列包含結構和設計圖的對象，并根據零部件對象內部的結構關系組織成一棵產品結構樹，與被展開圖紙的裝配關系一一對應，通過PDM與CAPP集成，PDM為CAPP提供產品結構信息(包括代號、名稱、材料、數量等信息)。
3.5 新產品開發項目管理
PDM系統項目儀表控制平臺如圖1所示。
圖1 PDM系統項目儀表控制平臺
統一開發流程：基于PDM系統的特點，可將TS16949標準中的流程管理固化到系統中，當公司開發一個新產品時，直接調用系統中模板組織流程文檔。
過程管理：在新品開發的每一階段，都要提交相應的技術資料及設計圖檔，通過系統過程控制，直接在系統中體現項目的進度及設計過程。
項目審批流程管理：每一份受控的技術資料都可以在系統中流轉審批，系統記錄下每一個審批的環節，嚴格控制了開發的各個過程，為產品開發提供有效的質量保證。
版本的控制：每個新產品的開發都要經歷樣機、試制和批量，在這3個環節中需要對技術數據反復修訂與驗證，做好每次修訂版本的控制是關鍵，PDM系統版本管理功能為此提供了可靠保證。
產品開發進度監控：根據公司高層職能設置功能，對每個項目的開發進度予以關注，監測項目風險，PDM系統中通過產品開發進度及各階段技術圖檔完成情況，分析出項目的進度值，通過儀表盤形式體現出來，使管理者方便地監控各項目數據，把握整體項目風險。
3.6 實現多系統的集成
濟南輕騎摩托車股份有限公司自2007年開始實施PDM，現已達到了CAD/PDM/CAPP系統的集成，PDM系統將各環節產生的產品數據進行統一管理，從而實現了技術信息化系統內部信息的集成與共享。
PDM通過建立與ERP及其他分系統的接口，實現了技術信息化系統與ERP系統的集成，如圖2所示。
圖2 以PDM為中心的集成信息系統圖
4 結論
實現信息化管理是摩托車行業在激烈的市場競爭中求生存、求發展的基礎，基于產品設計技術的數據管理(PDM)系統的應用，為企業提高技術能力與市場競爭力起到了很大的作用。通過PDM的實施和應用，產品數據信息得到了高度共享，產品設計實現了數字化，大大縮短了產品的開發周期，提高了設計質量，增強了企業競爭力，推進了企業信息化進程。
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本文標題：PDM系統在摩托車設計中的實施與應用
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