掀開幕布看PDM：產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的概念與應用

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PDM，作為信息化應用的一個重要領域，始終處于不溫不火的境地。這樣說，是因為提到PDM，真正了解其內涵的人并不多——有人說PDM其實就是一種知識管理系統(tǒng)，使用PDM的目的就是積累產品過程中的數(shù)據(jù)、知識；也有人說PDM是一種和ERP類似的業(yè)務系統(tǒng)，只是應用的領域偏重于研發(fā)。那么，PDM到底是什么？能夠解決哪些問題？在企業(yè)信息化體系中的地位如何呢？

PDM（Product Data Management，產品數(shù)據(jù)管理）技術，最早出現(xiàn)在20世紀80年代初期。當時，隨著CAD技術的逐步成熟，廣泛應用CAX技術導致企業(yè)出現(xiàn)大量的電子圖檔，而且電子圖檔在數(shù)量上往往會呈指數(shù)級地增長。在這樣的情況下，如何有效地管理這些文檔就成為企業(yè)必須面對的問題。這種需求，直接導致了PDM原型技術的出現(xiàn)。隨后，在應用方面，PDM技術逐步增加了產品結構管理、工作流管理等技術，形成第一代PDM。第一代PDM在功能上，主要包括電子繪圖倉庫、數(shù)據(jù)版本控制和初步的產品結構管理。在此基礎上，后來又增加了產品配置管理等功能。

隨著企業(yè)競爭的加劇，縮短產品開發(fā)時間、降低生產成本已經成為企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。面對這樣的挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了虛擬企業(yè)這樣的概念。第一代PDM專注于設計階段工程信息的管理，產品設計與制造的脫節(jié)沒有得到很好的解決，在這樣的背景之下，出現(xiàn)了第二代產品數(shù)據(jù)管理（PDM II）的概念。PDM II最初由Gartner group提出，后經IBM、Dassault Syetem和ENOVIA等公司進一步的發(fā)展。PDM II有三個核心的要素：虛擬產品開發(fā)管理（VPDM）、傳統(tǒng)的PDM和erp系統(tǒng)。從軟件功能的角度講，這個時代的產品具備了工作流管理和產品生命周期這樣的模塊，并且管理的范圍擴展到企業(yè)一級。從PDM II所提供的功能上可以看出，這個時代的PDM系統(tǒng)隱含著這樣的基本管理思想：通過流程自動化手段,將技術人員放到產品開發(fā)的流水線中,并通過自動化的流程追求產品開發(fā)的低成本和高效率。

盡管PDM的內涵和外延不斷擴展，但其核心脈絡還是比較清晰的。著名的咨詢機構CIM data對PDM的是這樣定義的：PDM是一門管理所有與產品相關的信息和過程的技術。而Gartner Group對PDM的定義則為：PDM是一個輔助工具，它用于在企業(yè)范圍內構造一個從產品策劃到產品實現(xiàn)的并行協(xié)作環(huán)境，一個成熟的PDM系統(tǒng)能夠使所有參與創(chuàng)建、交流以及維護產品設計意圖的人員在整個產品生命周期中自由共享與產品相關的所有異構數(shù)據(jù)，如圖紙與數(shù)字化文檔、CAD文件與產品結構等。

仔細閱讀這兩個定義，不難發(fā)現(xiàn)：PDM可以是狹義上的，也可以是廣義上的。從狹義上講，PDM僅僅管理與工程設計相關領域內的信息；從廣義上講，它可以覆蓋到整個企業(yè)中從產品的市場需求分析、設計、制造、銷售、服務直到維護等整體生命周期過程中的信息。

PDM的“功力”

PDM究竟能解決哪些業(yè)務問題呢？要回答這個問題，首先需要看一下企業(yè)在產品的全生命周期過程中可能存在的問題。從大的方面來看，企業(yè)所面臨的問題主要還是在開發(fā)周期和產品成本方面：產品開發(fā)周期居高不下、隨著市場競爭的日益加劇產品的生命周期不斷降低、新產品開發(fā)的風險也越來越大。

在這種情況下，如何有效縮短產品開發(fā)周期成為企業(yè)必然要面對的挑戰(zhàn)。長期以來，產品開發(fā)一直沿用傳統(tǒng)的串行設計方法，企圖保留產品開發(fā)的串行方式，通過修修補補是不能有效地降低開發(fā)周期的，有效地解決這個問題必須采用新思路——并行工程。要實現(xiàn)并行工程一般需要通過PDM的幫助從而有效解決以下問題：

◆產品信息不一致

傳統(tǒng)的產品開發(fā)過程，是一個產品信息在部門間傳遞和逐步成型的過程。在這個過程中，傳統(tǒng)的手動傳遞過程往往很容易導致信息的失真，導致企業(yè)為此付出相當大的代價。比如，我們在某些企業(yè)就曾經看到這樣的現(xiàn)象：設計部門已經對產品進行了改版，但改版的信號在傳遞的過程中出現(xiàn)了問題，導致采購部門和生產部門還是按照原有的設計結構采購和生產產品，而銷售人員出售的產品卻是新版的產品。設計、生產、銷售之間的不一致，最終導致的結果是客戶滿意度的下降。

◆產品開發(fā)過程的可追溯性差

在產品開發(fā)的過程中，往往會有大量的參考、版本升級等行為發(fā)生，記錄下這些行為有助于回溯產品開發(fā)過程，為開發(fā)過程的改進打好基礎，或者事后在出現(xiàn)問題時有助于查找原因。在傳統(tǒng)的開發(fā)模式下，企業(yè)往往很難記錄、管理這些過程性的信息和數(shù)據(jù)。

◆頻繁的設計變更

任何一個企業(yè)在產品開發(fā)的過程中都會碰到變更問題，這是由產品開發(fā)的特性決定的。缺乏必要的工具，往往會導致企業(yè)出現(xiàn)過多的變更以及變更執(zhí)行的效率低下等問題。最終導致開發(fā)周期的拉長和開發(fā)成本的抬高。

◆設計重用效果不佳

今天的市場正朝著產品多樣化的方向發(fā)展，企業(yè)為了拉住客戶必然要開發(fā)多種型號的產品從而滿足客戶的個性化需求。在這樣的背景下，能否有效地設計重用將會對開發(fā)周期和成本產生重大的影響。在傳統(tǒng)的設計模式下，企業(yè)很難對標準化的優(yōu)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(yè)無法有效應用已有設計成果從而降低開發(fā)周期和成本。

◆開發(fā)流程的規(guī)范化

前面提到的一些業(yè)務問題是針對那些管理相對規(guī)范的企業(yè)而言的。實際上，還存在許多企業(yè)，其管理尚未達到規(guī)范的階段。在這樣的情況下，規(guī)范產品開發(fā)過程成為企業(yè)的首要課題，而PDM的實現(xiàn)將有助于達到這個目標。

實踐結果表明，在實施良好的情況下，PDM能有效地解決上述的問題。盡管不同的PDM系統(tǒng)在應用上各不相同，但其核心往往是比較標準的，一般情況下，PDM系統(tǒng)會有這些核心模塊或功能：

＊文檔管理

＊工作流及生命周期管理

＊產品結構與配置管理

＊變更管理

＊零部件分類管理

＊項目管理

通過這些模塊的實施，PDM首先能建立一個產品全生命周期內的產品知識庫，有效地幫助產品開發(fā)人員和管理人員快速地尋找信息、檢索信息，相關人員不必知道要到什么地方尋找發(fā)布的設計或其他信息，只要經過授權就能得到這些信息或數(shù)據(jù)，這樣可以使相關人員將更多的精力放在創(chuàng)造價值的活動上（據(jù)統(tǒng)計，設計人員在查找信息和處理信息上要花費30%～70%的時間在獲取信息上），加速產品開發(fā)的進行。

其次，PDM的實施將提高設計與制造信息的準確性和一致性。前面我們提到，產品信息的不一致已成為令企業(yè)頭疼的業(yè)務問題。PDM系統(tǒng)的版本管理能使所有參加項目的人員采用同一數(shù)據(jù)工作，而且是最新的數(shù)據(jù)，這樣就能避免設計上的重復和不一致。版本管理還能保證產品開發(fā)具有很強的可追溯性。

為了更有效地管理變更，PDM提供了兩種思路。首先通過PDM的實施要能有效地降低變更的產生。其次，在變更不可避免的情況下，PDM的課題是如何更有效地管理變更。有效地降低變更的發(fā)生在本質上是通過并行工程來實現(xiàn)的，通過PDM可以實現(xiàn)產品數(shù)據(jù)的共享，通過共享機制使更多的人盡早地參與到產品設計中來。

比如，在產品設計期間，工藝人員、制造人員就能及時查閱這些未經審閱的設計數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)在后續(xù)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題，這樣將錯誤扼殺在搖籃，用更少的代價解決問題。在變更不能消除的情況下，PDM中的管理模塊提供變更請求和變更指令兩部分內容。下游人員在發(fā)現(xiàn)問題后，及時向上游人員發(fā)出變更請求，并將請求提交給管理部門進行審核，審核通過后將產生變更單，實施變更。這個過程基本上都可以通過PDM中的變更流程實現(xiàn)的，它和文檔管理、產品結構管理結合在一起，提供完整的變更方案，提高變更的效率。

針對前面提到的設計重用問題，PDM中的零部件和分類管理可以將企業(yè)的零部件按照相似性原則劃分為若干類，分別加以管理。從而實現(xiàn)以零部件為中心，組織相關信息，達到便于檢索、便于借用和重用的目的。

對國內企業(yè)而言，PDM實施還有一個更為重大的意義，就是輔助實現(xiàn)開發(fā)流程的規(guī)范化。目前，大部分PDM系統(tǒng)都會提供靈活的流程自定義功能，在實施PDM的過程中，企業(yè)可以借機理順產品開發(fā)流程，在一些關鍵點上固化流程，實現(xiàn)開發(fā)過程的規(guī)范化。PDM可以通過自動數(shù)據(jù)發(fā)布和電子審簽程序加強控制，使那些關鍵任務一經確定就不會被忽略或遺忘。

PDM“放”在哪兒

既然PDM能夠幫助企業(yè)解決這些業(yè)務問題，對研發(fā)型的企業(yè)來說，PDM已經不是是否必要的問題，而是如何實現(xiàn)以及在信息化大家庭中的地位問題。

今天的企業(yè)所面臨的問題是一個全面E化的問題，企業(yè)所需要的是一個集中、集成的數(shù)據(jù)平臺，因此，需要從整體上考慮不同應用系統(tǒng)之間的關系，下面我們先看看企業(yè)信息化的主流系統(tǒng)。

企業(yè)信息化分為四個主要的業(yè)務領域，由四種主要的IT信息系統(tǒng)所代表。它們是：

ERP（企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)）：面向企業(yè)的物質資源，側重對有形資產進行管理和整合，涉及生產、銷售、庫存、供應、財務、人力資源等各個環(huán)節(jié)。

SCM（供應鏈管理系統(tǒng)）：優(yōu)化企業(yè)供應鏈，讓企業(yè)更好地采購制造產品和提供服務所需的原材料和服務，并將產品送達客戶，涉及供應商、倉儲、運輸和銷售渠道等各個環(huán)節(jié)。

CRM（客戶關系管理系統(tǒng)）：以企業(yè)的客戶為中心，從獲取和保存客戶資料到跟蹤客戶、簽單、售后服務、紀錄缺陷、反饋客戶需求等業(yè)務，支持產品研發(fā)、營銷和服務流程。

PDM（產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）：側重對無形資產進行管理。以企業(yè)的產品為核心，在其全生命周期內，橫跨整個企業(yè)和供應鏈，協(xié)同化地支持產品定義信息的生成、管理、分發(fā)和使用，充分利用企業(yè)現(xiàn)有智力資產，推動創(chuàng)新產品的研發(fā)。

PDM在企業(yè)信息化架構中的地位取決于企業(yè)對PDM的期望。一般說來，企業(yè)實施PDM的目標可分為大小兩種。大的目標是將PDM作為集成平臺或集成框架，對產品設計、工藝、制造、計劃、銷售、維護等過程的相關數(shù)據(jù)和過程進行管理。而小目標則是將眼光專注于設計環(huán)節(jié)，將這個環(huán)節(jié)產生的數(shù)據(jù)有效地管理起來。從集成的角度講，此時PDM往往會掛在其他的集成框架上。

企業(yè)究竟要實現(xiàn)何種目標和自身的特性有關。要看產品開發(fā)在企業(yè)價值鏈中的地位，尤其對于那些兩頭大、中間小的“啞鈴型”企業(yè)來說，將PDM作為集成平臺往往是一種理性的選擇，最終建立PDM為核心的產品全生命周期管理，形成產品全生命周期管理生態(tài)鏈。

過去，人們早就注意到了系統(tǒng)的集成問題。但是，更多的集成工作內容是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞和轉換，傳遞的數(shù)據(jù)是靜態(tài)的而非動態(tài)；傳遞的方式是遲滯的而非實時。傳遞的數(shù)據(jù)是機械式的累積而非精煉后提升的信息和知識。最關鍵的是，在系統(tǒng)彼此連通的基礎上，這些信息和知識沒有有規(guī)律地、有組織地在一個內涵更廣泛的“生態(tài)系統(tǒng)”內暢通地循環(huán)流動起來，增值起來。PDM則可以將從產品生命周期下游（包括從各系統(tǒng)中）獲得的經驗、知識，及時反饋到生命周期的上游，在一個更高的起點上，支持新的產品決策，為企業(yè)帶來更大的效益。

PDM的效益

A企業(yè)是一家生產齒輪箱的企業(yè)，他們在經營過程中發(fā)現(xiàn)，由于近年來國內、國際市場競爭日益加劇，迫切需要用信息化手段改造企業(yè)，提升整體競爭力。經過反復權衡和探討，A企業(yè)將信息化目標鎖定在以下五個方面：

◆建立決策支持系統(tǒng)，提高經營層決策的科學性和準確性；

◆通過CAX系統(tǒng)的實施，對產品、工裝和模具進行數(shù)字化設計、仿真分析、計算機輔助工藝設計等；

◆對產品設計和工藝設計的數(shù)據(jù)和過程進行全面管理；

◆實施ERP系統(tǒng)，有效利用各種制造資源，縮短生產周期、降低生產成本；

◆實施ERP系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機質量保證體系。

信息化實施為該企業(yè)帶來了相當大的效益，包括下面可以量化的效益：

◆產品開發(fā)周期縮短50%左右，使用CAE系統(tǒng)后，一般產品的強度校核計算等由原來的1～2天減少至1～2小時；使用二維及三維CAD技術、成組技術以及先進的產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM），提高了產品設計的速度。通用齒輪箱的設計周期由原來的3～4個月縮短到1.5～2個月，軋機類大型齒輪箱的設計周期由原來的半年縮短至3～4個月，產品設計周期平均縮短50%。

◆產品成本降低2%，通過利用CAD、CAE、GT、PDM技術，提高了產品設計質量，減少因設計差錯造成的損失約20萬元；優(yōu)化產品設計，減少材料消耗，每年降低產品成本約2％，每年節(jié)省費用約360萬元。

◆市場份額得到擴展，通過實施信息化建設系統(tǒng)，提高了企業(yè)核心競爭力，特別是用CAD、CAE技術進行電子營銷，使產品的市場占有率由15%增加到25%。

實施PDM給該企業(yè)帶來的效益不僅于此，實際上更大的效益是在管理的全面提升上：

提高管理的規(guī)范化程度和管理水平

系統(tǒng)的實施不僅簡化了業(yè)務流程，規(guī)范業(yè)務工作，提高了信息的規(guī)范化程度和管理的規(guī)范化程度。同時，通過信息集成與共享，提高了信息的流轉速度，使企業(yè)管理由粗放管理變?yōu)榫毣芾?，由定性管理變?yōu)槎抗芾?。企業(yè)管理與決策人員能及時掌握足夠的信息進行正確的決策，提高了企業(yè)的決策水平和對市場變化的響應速度。

提高設計創(chuàng)新能力

在CAD應用過程中，工廠編制了典型產品圖樣，規(guī)范了設計標準，改變了原來大部分產品圖樣不按比例出圖的狀況，大大減少了產品設計差錯，避免了由此造成的返工、報廢等損失，提高了產品的設計質量；同時通過CAE軟件的模擬和分析，箱體的重量減輕了、材料的選配更合理經濟了，齒輪箱的噪聲降低了、產品的結構更合理了、產品及零件的壽命也有了大幅度提高。再次，使用PDM、成組技術，規(guī)范了圖檔管理、增加了零件的復用，減少了零件的種類，避免了不必要的重復工作。最后，采用CAD/CAE設計方法提高了設計的科學性，特別是采用3D設計方法，三維造型、模擬裝配、干涉檢查等充分發(fā)揮了設計人員的創(chuàng)造性，加快了新產品的開發(fā)，提高了企業(yè)產品的創(chuàng)新能力，增強了產品的競爭力。

來源：CAD世界網(wǎng)