丁勝 ， 江志煒 ， 謝晨浩 ， 羅勇 ， 鄭昆 ， 樊文琪

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所， 廣東 廣州 511370；2.廣州五所環(huán)境儀器有限公司， 廣東 廣州 511370）

0 引言

信息技術(shù)的大力發(fā)展， 促使更多的企業(yè)引進先進的信息技術(shù)以應對愈加復雜的市場競爭環(huán)境。 原有的以手工操作管理為主的設(shè)計圖紙、 工藝文件和工裝文件等產(chǎn)品的管理系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)分散、 產(chǎn)品數(shù)據(jù)升級變更追溯困難和產(chǎn)品標準化程度低等問題，已無法滿足企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求[1-2]。 現(xiàn)代企業(yè)有必要做好產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化有序管理來提升企業(yè)核心競爭力、 提高生產(chǎn)效率和管理水平。 本文結(jié)合國內(nèi)某多品種小批量的環(huán)境試驗設(shè)備制造離散型企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)需求， 利用SolidWorks EPDM 技術(shù)對其進行改造。

1 SolidWorks EPDM 概述

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM： Product Data Management） 技術(shù)產(chǎn)生于20 世紀80 年代， 前期的主要目的是解決大量圖紙文檔的管理問題， 但隨著全球信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展， 目前PDM 通過集成CAD/CAM/ CAPP/CRM/ERP 等多種系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)， 可解決產(chǎn)品全生命周期中數(shù)據(jù)的管理， 實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息集成， 從而可達到在正確的時間內(nèi)給正確的人傳遞正確的數(shù)據(jù)的運行效果[3-4]。

SolidWorks EPDM （ Enterprise Product Data Management） 作為一種軟件平臺， 其以企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)為中心， 結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)、 數(shù)據(jù)庫等技術(shù)， 將企業(yè)產(chǎn)品全生命周期內(nèi)所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)集成統(tǒng)一管理， 確保產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)一致、 安全， 可為企業(yè)人員提供一個協(xié)同工作的環(huán)境。 基于SolidWorks EPDM 平臺開發(fā)產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)，可明顯地提高企業(yè)設(shè)計資源的重用度， 縮短產(chǎn)品的上市時間， 提高工作效率[5-7]。

2 企業(yè)面臨的產(chǎn)品管理問題

該企業(yè)一直從事環(huán)境試驗儀器設(shè)備的研發(fā)、 生產(chǎn)、 銷售和服務等業(yè)務， 是典型的多品種小批量離散制造型企業(yè)。 該企業(yè)產(chǎn)品的典型特征是種類多、批量小， 客戶的個性化、 定制化需求多。 隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴大及市場環(huán)境日益復雜， 該企業(yè)亟需建立高效的產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)。

該企業(yè)在產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)改造前面臨的產(chǎn)品管理問題主要有： 1） 產(chǎn)品設(shè)計、 審批和變更等工作流程模糊、 不清晰； 2） 產(chǎn)品共用的零部件無法借用， 沒有形成標準規(guī)范， 設(shè)計重用率低； 3）產(chǎn)品設(shè)計資料沒有有效的版本控制， 新舊版本經(jīng)常錯用； 4） 產(chǎn)品圖紙及生產(chǎn)BOM 清單由人工統(tǒng)計、編制， 效率較低且出錯風險較高。

3 產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)架構(gòu)

為了解決上述問題， 該企業(yè)基于SolidWorks EPDM 建立了產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)， 系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。 為了保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全性， 將產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)建立在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)上， 產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)與企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP 系統(tǒng)） 之間可進行數(shù)據(jù)交換， 并有產(chǎn)品分類管理、 設(shè)計庫管理、 圖文檔管理、 工作流程管理、 權(quán)限管理和BOM 管理等功能， 實現(xiàn)產(chǎn)品分類管理、 研發(fā)過程管理、 圖紙的關(guān)聯(lián)管理和版本管理、 標準庫的管理、 自動輸出BOM 和管理， 以及規(guī)范的流程管理等目標。

圖1 產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)架構(gòu)

4 產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 產(chǎn)品分類管理

經(jīng)調(diào)研分析， 該企業(yè)的圖紙主要由標準產(chǎn)品、非標產(chǎn)品、 其他文件和設(shè)計庫等組成。 產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)利用SolidWorks EPDM 的Windows 的管理思想， 所有的文件可以按照不同的分類放在不同的文件夾下進行分類管理， 因此根據(jù)上述的分類，在該產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)中建立不同的文件夾， 并在父文件夾下創(chuàng)建子文件夾， 在子文件夾中可再建文件夾， 實現(xiàn)對產(chǎn)品的分類管理， 如圖2 所示。

圖2 SolidWorks EPDM 產(chǎn)品分類管理示例

4.2 設(shè)計庫管理

產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng) 利 用 SolidWorks EPDM 分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲、 檢索和管理的電子資料庫和文檔管理功能， 與Windows 的文件夾的管理模式一樣，建立模板庫、 注釋庫和型材庫等各種文件庫（夾）， 從而可對模板、 標準件和原材料的選用進行集中管理。 設(shè)計庫建立起來后， 其維護和操作應由特定、 具有相應權(quán)限的人員按相應的管理規(guī)則進行。 同時， 設(shè)計庫管理還應與企業(yè)的ERP 系統(tǒng)中的管理進行關(guān)聯(lián)， 如庫中零部件的最新物料信息等。 設(shè)計庫基本框架如圖3 所示。

圖3 設(shè)計庫基本框架（示例）

4.3 圖文檔管理

在企業(yè)的實際業(yè)務中， 產(chǎn)品文件需要按一定的組織結(jié)構(gòu)進行存放， 以便查找和存取。 本產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)利用SolidWorks EPDM 實現(xiàn)的圖文檔管理功能包括： 文件版本管理（1.0、 2.0…）、 文件狀態(tài)管理（設(shè)計、 審批、 發(fā)布等）、 文件安全管理（不同類型的文件可以進行不同的授權(quán)等） 和文件瀏覽（多方式檢索， 如圖4 所示） 等功能。 同時根據(jù)需要， 利用SolidWorks 對文件設(shè)計屬性卡（如圖5 所示）， 以方便管理。

圖4 文件檢索界面

圖5 文件屬性信息卡

4.4 工作流程管理

在企業(yè)項目業(yè)務流程中主要有新產(chǎn)品設(shè)計流程、 圖紙變更流程等。 本產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)利用SolidWorks EPDM 定義了企業(yè)在指定開發(fā)過程中各個階段的產(chǎn)品設(shè)計、 相關(guān)信息變更必須遵循的流程， 同時還指定了與之對應的責任人， 以及他們執(zhí)行自己特定工作職能所需的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限（如讀取、 修改和審批權(quán)限）； 同時應確保相關(guān)部門能夠并行工作， 以及跨部門之間的信息流轉(zhuǎn)自動化，滿足產(chǎn)品設(shè)計過程中不斷進行的工程更改的要求。產(chǎn)品設(shè)計流程（示例） 如圖6 所示。

圖6 產(chǎn)品設(shè)計流程（示例）

4.5 權(quán)限管理

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應確保企業(yè)的工程圖和文檔等技術(shù)數(shù)據(jù)的安全， 利用SolidWorks EPDM 電子倉庫服務器為管理的所有文檔提供安全保護和控制機制， 并通過檢入和檢出（Check In/Check Out） 的生命周期管理來實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)文檔的安全性和版本的控制。 通過用戶分組、 文件夾權(quán)限和工作流程權(quán)限等劃分， 可為企業(yè)不同的人員指定相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的管理權(quán)限和每一個文件的訪問權(quán)限，確保未授權(quán)的用戶無法修改或者刪除甚至無法看到其他用戶的文檔。 用戶登錄界面如圖7 所示。

圖7 用戶登錄界面

4.6 BOM 管理

企業(yè)物料清單（BOM： Bill of Material） 中包含物料編碼、 零件代號、 物料名稱、 物料描述、 類型、 數(shù)量、 單位和備注等信息。 本產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)利用SolidWorks EPDM 自動地從結(jié)構(gòu)規(guī)范的2D/3D CAD 數(shù)據(jù)中提取完整的BOM 表， 支持導出零件、 部件及組件的BOM， 導出的BOM 表以Excel的格式存儲在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中。 同時利用SolidWorks EPDM 提 供 的ERP 接 口， PDM 中 的BOM 數(shù)據(jù)也可以輸出到ERP 系統(tǒng)中， 方便倉庫采購等部門及時地了解相關(guān)信息。 BOM 表的內(nèi)容示例如表1 所示。

表1 BOM 表的內(nèi)容示例

5 結(jié)束語

結(jié)合SolidWorks EPDM 系統(tǒng)， 企業(yè)建立了符合多批量小品種離散制造型企業(yè)要求的產(chǎn)品數(shù)字化管理系統(tǒng)， 提高了企業(yè)設(shè)計標準化程度， 規(guī)范了產(chǎn)品的工作流程， 解決了產(chǎn)品全生命周期內(nèi)數(shù)據(jù)無法共享， 以及與產(chǎn)品相關(guān)的各種信息之間相互孤立的問題， 由此降低了產(chǎn)品的研制時間及成本， 提升了企業(yè)的工作效率， 為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了強有力的支撐。