食品机械装备企业PDM系统的开发与应用

　0 引言

    食品机械装备大多按订单进行设计和制造，品种多、批量小、交货周期短。因此，缩短设计制造周期，提高设计制造质量是提升企业市场竞争力的关键。实现数据共享与协同工作是缩短设计制造周期的有效方法，然而传统生产模式下设计文件管理混乱、设计流程不规范、“信息孤岛”现象严重，难以实现数据共享与协同工作。

    传统食品装备制造企业数据管理主要存在以下问题：

    (1)数据共享程度差，并行设计困难。食品机械融合了多个学科的专业技术，设计制造过程中会产生种类繁多、数量庞大的文档和数据。传统模式下文档和数据是以纸质形式保存的，工程技术人员要从数量庞大的资料库中检索到所需的资料是件很棘手的事，更谈不上数据共享和并行设计了。

    (2)文件管理混乱，数据重用困难。不能对产品文档和数据进行有效的结构配置和版本管理，给通用件的数据重用带来了很大的困难。

    (3)流程不规范。项目执行流程通过员工间的交流进行，执行效率低；缺乏有效监控机制，许多重要环节容易被忽略，从而导致产品的可靠性偏低。

    产品数据管理(PDM)技术的诞生为解决传统企业面临的困难提供了新思路。它通过计算机网络和数据库技术，实现对产品数据的有序管理和高效共享。该技术已在发达国家装备制造企业广泛应用。我国的PDM技术起步较晚，在食品机械装备企业中未得到应用和普及。现基于SolidWorks Enterprise PDM、SQL Server及Auto CAD Mechanical软件平台，对PDM技术在食品装备制造企业的应用进行探索和研究。

　1 PDM系统实施方案总体架构

    食品机械装备PDM系统总体架构如图1所示，可以划分为3个层次：

    (1)应用层。它通过提供了一个友好的交互界面，使用户可以方便地实现产品结构的配置管理、设计过程管理、文档管理；

    (2)系统服务层。它通过提供一致的接口，实现PDM系统与应用软件的集成与数据交换；

    (3)网络层。它通过网络连接实现分布输入、输出设备，计算机及数据库之间的基本计算和通信服务。

    图1 PDM系统总体架构

　2 PDM系统实施的关键技术

    2.1 产品数据管理

    (1)分布式、多类型的文件管理 

    各部门的数据资料统一存放在PDM数据库中，数据库对有访问权限的用户是完全透明的，用户只需通过如图2所示的交互界面，就可以方便地对数据库中各种格式的数据资料进行在线预览、下载、打印和发布。

    图2 PDM系统的用户界面

    对于系列产品中一个文档存在多个版本问题，系统提供了文档版本管埋功能，如图3所示，用户只需输入相关检索条件，就可以快速准确地检索到正确的版本。

    图3 文档版本管理

    (2)数据检索与重用

    食品机械装备有相当数量的零部件是通用件。因此，开发新产品时，许多图纸是可以借用的。PDM系统的自定义检索功能可以让工程技术人员迅速、准确地找到所需的文件及与其具有关联性的文件，如图4(a)所示，从而实现对设计成果的重用。同时，针对企业常用的通用零件，建立如图4(b)所示的企业标准零件库，工程技术人员可以根据需求选择合适的通用件，该零件的图样和BOM信息将会自动被调用到相关装配图中。

    图4 数据搜索与重用

    (3)产品结构管理

    在PDM系统中，零部件按照装配关系被组织起来，用户将各种产品的定义数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完整描述。这些经过结构化的数据将为后期数据重用、明细表和外购件清单的生成、数据交换等提供有利基础。

    (4)数据的安全性

    PDM系统提供了有权限的数据共享机制，即系统根据各类人员所承担的不同职责，分别赋予不同的数据访问权，处理不同范围的资料；根据部门业务性质，划分为不同的数据仓库，从而实现数据安全可靠而又方便高效的共享。

    2.2 工作流程管理

    (1)角色管理 

    用户的角色属性包括个人属性和组织属性。个人属性是静态属性，包括人员的工号、用户名、所具有的权限等。组织属性既包括个人所属部门的静态属性，也包括项目组、项目角色的动态属性。两种属性的结合将使角色管理变得极为方便。

    PDM系统管理员可以根据工程人员的工作职责，定义他们的个人属性，如图5(a)所示，同时，还可以根据公司实际情况，设置一些工作组，如设计组、工艺组、标准化组等，如图5(b)所示，并给每个工作组设置相应权限，被分配到组中的人员将会获得该组的权限。

    图5 角色管理

    (2)文件统一编码 

    为了实现对数字化的产品的数据的有序管理，必须对产品数据进行统一编码。PDM系统可以对产品及组成产品的各级部件、零件、外购件、标准件、原材料的技术文件、图纸等进行统一编码与管理。用户只需向系统提交编码申请，系统会自动给用户分配一个编码，这个编码是由系统统一分配的，因此，可以很好控制编码的唯一性。

    (3)项目流程管理 

    PDM系统按企业需求，预定义多个工作流程模板，项目分配初期，项目管理人员或设计部门负责人根据计划，选用合适的流程模板，如图6所示，并给流程上的每个节点安排负责人，如设计人员、审核人员、标准化人员、批准人员等，系统将根据负责人在节点上的位置，赋予他们相应的工作权限。

    任务被启动后，整个工作流程的执行是自动的，例如，设计人员提交图纸后将自动进入审核环节，审核人员将会接收到提示信息，并且必须在规定时间内完成审核，若审核通过，则进入标准化环节，若审核不通过，则有回到设计环节，审核人员可以对错误的地方做一些标注。

    图6 审批流程模板

　3 结束语

    针对食品机械装备企业开发的PDM系统，以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业设计过程和生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致、最新和安全，为工程技术人员提供一个良好的协同工作的环境。该系统是食品机械企业降低成本、缩短产品的设计与制造周期、提升客户的满意度、提升企业竞争力的重要工具。

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