一个完整的产品创新过程通常有总体规划、详细设计、工艺准备、生产制造、维护支持等五个阶段,以往这五个阶段都有独立的信息系统进行支撑,但系统与系统之间缺少集成,打个通俗的比方,这些系统之间有很多墙,信息要跨墙而跃,把墙拆掉的办法,就是应用PLM系统。

    摘要:CAD技术提高设计工作效率,新产品成几十倍的增加,要求管理系统适应设计成果的重用和一致性保证。产品数据管理提出完全不同于文档管理的产品数据模型和面向产品对象的管理方法。目前很多PDM系统实施没有达到BOM正确性的目标,主要原因就是把PDM当作文档管理系统来使用。

    在计算机辅助设计(CAD)技术出现以前,产品定义主要依靠常规的工程语言-工程制图。人们用约定标准的二维视图描述产品的几何形状、表面要求、加工方法、装配关系等定义信息。工程图纸是最重要的产品技术文档,甚至有人讲“没有图纸,哪来的产品?”。
    在CAD技术的广泛使用中,人们以为只要管好CAD软件产生的电子文件就等于把产品最重要的文档管好,确保产品开发顺利进行。事实却出乎意料,CAD技术的推广造成越来越严重的文档混乱,主要表现为:
        ◆车间用的纸质图纸和计算机内的电子文档不一致;
        ◆几经变形设计后,不知道正确的电子文档是哪个;
        ◆被借用的设计发生变更,无法保持所有借用数据的一致性。
    面对上述困难,原先把电子文档打印成纸质文档,沿用档案管理方法无法解决不一致问题。电子文档快速传递和重复利用远远胜过纸质文档。因此人们开始从纸质文档为依据逐步转移到以电子文档为标准的道路上来,产生电子文档管理系统。
    在电子文档管理系统中继续沿用纸质档案管理的逻辑,每个电子图形文档代表一个产品对象(产品、部件或零件),文档编号等价于物料号。在设计、工艺和制造等阶段,由于改错、改进或改变都会生成电子文档的一个新的小版本,以便追溯该文档的变化历史。直接采用电子文档有效后,进一步发挥CAD的能力,新产品和变形产品的设计能力提高几十倍。然而随着产品种类急剧增加,新的混乱又暴露出来:
        ◆同一个零件在不同批次中不完全相同,即产品对象有多个版本同时有效;
        ◆带有原创型号标志的图档编码被借用到其它产品,日久后其含义发生混淆;
        ◆一个系列产品的不同配置对应的产品结构和物料清单不一样;
        ◆同一个产品在不同部门制造时,加工和装配工艺不一样。
    文档管理系统无法解决上述问题,于是诞生面向产品对象的产品数据管理(PDM)新系统。PDM系统核心是产品数据模型,其中包括产品对象和文档对象。
产品对象:
    凡是组成产品或为了制造而准备的各种实体均称为产品对象。如零件、部件、硬件、软件、成品、包装、工装、刀量夹具、机床、工作台等。
文档对象:
    文档对象不是具体的一个电子数据文件,而是一个集合,包含描述产品对象的一个或一组电子数据文件。如可行性报告、总体方案、设计图纸、分析计算报告、测试结果、变更通知、电原理图、软件开发文档和执行代码、数控程序、工艺文件等属于不同类的文档对象。
对象要素:
    产品对象和文档对象均具有以下五个要素
        ◆标识- 唯一标识该对象的代码
        ◆属性- 对象的分类、检索/查询和统计的特征参数
        ◆阶段- 区分预研、样机、小批、定型等研制阶段中的对象
        ◆状态- 区分该对象处于工作、审批(临时冻结)、发布、归档等工作状态
        ◆关联- 描述对象和对象之间的关系(产品对象之间、产品对象和文档对象、文档对象之间)
对象实例:
    在产品生命周期中产品对象和文档对象均会发生变化。每一个实例代表具有阶段性的变化,用不同的版本加以区别。在同一个版本中由于各种原因进行的非本质的修改用不同的版次进行区别,以便保留变化的历史。同一个版本中不同版次的有效性在工作状态可以按照需要设定一个或多个,但最终发布时只能有一个。
产品实例:
    代表产品对象的某一个实例,除了上述五个对象要素外还包含以下内容
        ●每个产品对象缺省就有第一个版本的产品实例(A版本)和第一个版次(01)
        ●对产品实例每进行一次检出/检入(Check out/Chick in)系统自动生成同一个版本下的下一个版次。如A01被检后自动生成A02产品实例,同时保留A01和文档对象相同的关系。在A02重新检入时,则根据用户操作的内容,重新修改A02与文档对象的关系
        ●产品实例中部分文档实例提交审批后,审批的文档实例冻结为版本。全部文档实例审批后产品实例才能提交审批和冻结为版本。直接提交产品实例到审批流程则意味着同时审批全部文档实例
        ●不同版本的产品实例完全由人工创建和组织不同数量或内容的文档对象
        ●产品实例与文档对象的关系可以是描述性、参考性、备注性等不同类型。其中只有描述性的文档实例才是需要进行审批的对象
        ●产品实例之间的关系就是产品的结构(制造、装配、采购、维修等)关系,全部关系构成产品结构树
        ●产品对象包含的不同实例(版本)可以同时有效,须说明各自有效的相应条件
文档实例:
    代表具体的一个电子文件,除了上述五个对象要素外,还有以下特点:
        ●文件在每次检入/检出时用不同的版次(小版本)来区分该文档对象的不同实例。通过审批入库的电子文件,代表该文档对象(大版本)对应的有效版次
        ●通常规定文档对象允许包含有限个文档实例,后产生的推出限额外先产生的。文档对象必须有一个,且只有一个电子文件(实例)代表有效,其余实例均用于追溯该文档对象的变化历史
        ●一个文档实例可以和一个或多个产品实例相关联,用于定义产品对象。文档实例之间也可以互相关联,用于建立需求约束关系
        ●每个文档实例必须包含唯一的指针指向具体的电子文件存放的物理地址
电子数据:
    真正的设计、分析、加工等电子数据文件是存放在文件系统中,而上述的对象和实例数据则存放在关系型数据库中。
    由上可见产品数据管理和文档管理的主要区别在于:
    1)产品数据管理的主要对象是产品结构。每个产品实例与唯一有效的一套文档实例一一对应。文档的查询和审批都是先经过产品实例,后关联到文档实例,最后在文档实例的指针指引下获得具体的电子数据;
    2)产品对象有效性表示有没有该产品对象。产品实例有效性表示那个版本中指定版次的产品实例有效;
    3)文档对象从各个方面描述产品对象。相同文档对象中不同的有效实例(文件的版次)必然对应不同的产品实例。这种产品数据模型可以解决多品种系列产品的定义;
    4)其他有关产品配置、业务流程、可视化协同等方面的区别另行讨论。

    随着社会经济的发展,物质供应的充足,制造业为了满足最大范围的用户需求,必须加大创新的能力,加快新产品上市的速度,降低产品的成本,提高产品质量和完善售后服务。因此,小批量、多品种的生产模式已经成为当代制造业的主流。CAx等计算机辅助手段明显地提高产品设计能力,产品变形速度大大增加。但是采用面向电子文档的管理系统,无法管理一个型号产品中各种各样的变型,再加上不同供应商提供的零部件,还有集团中不同生产部门采用不同的生产工艺,特别是同一个零件被借用到不同型号、不同批次等情况,就文档而文档的管理办法已经失去意义。
    面向产品数据的管理方法是集中精力管理产品的各种变型,做到任何时候,无论是设计、工艺、采购、加工、装配、发货、维修等均能够获得准确的产品结构,即每一个产品的设计BOM、工艺BOM、采购BOM、制造BOM、实建BOM、备件BOM和维修BOM等。至于各种BOM中任一个产品实例均对应一套唯一的文档实例。这些文档实例从产品的需求、定义、制造、变更、维修等各个角度进行描述,保证在任何时间、任何地点均可以得到每一个产品及其零部件的准确的完整的信息。
    绿色环保对制造业日益提出越来越高的要求。因此,像飞机、汽车、电子/电力、船舶、机床、动力等各种装备,还有各种家用电器等行业都面临市场和环保的压力。如果不能及时调整创新的手段和创新的管理,在当今创新的时代就会落伍。
    根据上述分析不难看出,PDM技术采用一种完全不同于习惯的管理方法。保证PDM项目成功的首要条件就是把全部产品的结构搞清楚,再把描述每个产品对象的文档理清楚。在此基础上才能够考虑PDM的人员及其权限管理、工作流程管理、可视化异地协同管理、变更管理、与其他信息系统集成管理等等。(

清华大学软件学院教授 莫欣农)

发表于: 2007-07-30 15:47 莫欣农的博客 阅读(6276) 评论(17) 收藏 好文推荐

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评论列表
# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-08-01 09:47 | 【匿名用户】:坷岩 | 1楼
很受启发,谢谢。

# re: 产品数据管理与文档管
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2007-08-01 16:09 | 土木大师 | 2楼

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-08-03 16:35 | cw.20009 | 3楼
请关注www.cio100.cn(CIO的家园)

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-08-08 15:26 | 数码走天涯 | 4楼
写的不错 授教了

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
原来工科的文章可以写得这么繁琐啊!枯燥是知道的了,原以为应是枯燥而简约,没想到是枯燥儿繁复。呵呵!

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-08-31 09:31 | 老东西 | 6楼
阿苏大发送颠覆

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-08-31 09:31 | 老东西 | 7楼
阿苏大发送颠覆

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-09-16 10:42 | weijiangcmmsg | 8楼
写的很好感谢作者!以后这方面多点更好!

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-09-17 16:31 | 莫欣农的博客 | 9楼
产品数据管理和文档管理之间最大的区别是前者着重管理产品结构,后者着重点在电子文件。具体表现在前者把装配图中的明细表提取出来进行有效的管理,后者则把明细表和图纸中的视图等同起来放在电子文件这个黑盒子里。显然前者的管理粒度要明显高于后者,并且由此引出配置管理的新功能。当然,设计的方法也随之发生变化。PDM系统要求不同级别的设计人员分别负责定义产品不同层次的产品结构,同时负责该层结构的设计文档。

上述看法希望得到大家的讨论,中国的PDM系统是否应该走这样的路。

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-09-21 14:06 | 【匿名用户】:E-works热心网友 | 10楼
谢谢莫教授

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-09-28 17:29 | smardoing | 11楼
确实存在以管理文档为主的PDM和以管理产品结构为主的PDM这样两类情况,直到目前为止还没有足够事实证明以管理文档为主的PDM没有用,如果选型和实施得当,完全可以帮助用户解决一些众所周知的突出的问题。尤其是这一类PDM产品价格较低、实施和使用都相对容易,所以还是有用户需要的。
考虑制造业企业越来越立足于产品自主开发和不断改进,而且要同时达到更好更快更新的要求,那么必然面临产品平台规划和管理、大批量定制等课题,从PDM这个方面着眼,可以说只有采用支持以产品模型为核心的PDM才是正确的选择。

文章中的图片做得很清晰,但是我还是有看不懂的,比如“产品实例属性”和“文档对象属性”,以前没有见过这样的字眼,在此请教莫老师。谢谢

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-10-06 15:10 | 莫欣农的博客 | 12楼
来信提到以管理文档为主的PDM系统可以帮助用户解决问题。我完全同意。事实上产品的类型有简单和复杂之分,寿命也有长短之别,管理也是有简有繁。比如专业生产螺栓的企业确实没有必要采用面向产品对象的PDM系统。因此企业在选择PDM系统时首先需要考虑自己的产品特点和管理要求,然后再作出需要什么样PDM的判断。否则不是过渡采购就是需要推倒重来。

信中提到何谓“产品实例属性”和“文档对象属性”的问题。看来你是仔细研究了这张图,非常感谢,在此可以互相切磋一下。

所谓面向对象技术就是把具有相同属性的一类实体归结为一类对象。例如产品对象可以是最终的产品,也可以是部件、零件、毛坯、半成品、原材料,甚至于把工厂、设备、仪器、刀具、量具、工装、夹具等生产工具和辅料也用产品对象进行描述。文档对象则包含办公文档、科技文档、技术文档等子类。每一种子类又包含几种甚至上百种不同格式的文档。例如会议决定、科研计划、标准法规、总体方案、设计图纸、分析报告、试验数据、工艺卡片、采购清单、产品质量验收报告、变更单、维修记录、等等。上述例子中任何一个只代表一个对象的整体。每个对象在它的生命周期中难免发生变化。变化有分成二种。一种是发生在审批通过及正实发布以后。另一种发生在设计人员预发布到项目组内的协调过程中。前者用不同的版本,如A、B、C等字符进行区分,后者用不同的版次,如A.1、A.2、A.3分别代表A版本下的3个不同版次。由此可见,每个版本代表一个对象的一组实例,每个有效的版次才真正代表该对象当前的有效数据。每个版本下面只允许有一个版次有效。如果当前有多个版本分别在不同时间段、或不同批次、或其他配置条件下有效,则意味着该对象在不同技术状态下有不同的表现形式。

为了描述上述复杂的技术状态,必须通过产品对象/实例、文档对象/实例、数据对象、电子文件等多层结构进行描述。目前PDM系统中通常可以采用二种途径:
1.先将数据对象和文档实例合而为一,用来描述文档对象。每一个数据对象对应操作系统中具体的一个(或一组)电子文件。再用文档对象描述产品实例;
2.把数据对象和文档实例合而为一,再将多个文档实例合并为一个数据集,用该数据集代替文档对象来描述产品对象。
文中的图形说的正是采用第二种方法的PDM系统,用一个数据集代替文档对象,只不过我用“文档对象属性”代替“数据集属性”而已。至于产品实例属性应该指的是某一个版本下的产品对象的属性。上述二种属性在关系形数据库中都有对应的管理表格。

以上说明不知说清楚没有,欢迎交流。


# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-10-10 16:43 | 【匿名用户】:E-works热心网友 | 13楼
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# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-10-10 17:32 | smardoing | 14楼
我确实很仔细看了上面那张图,那张图可以说是珍贵。

根据莫老师10月6日回复,我想关键在于对两组术语的理解和表达:
1.产品对象 vs 数据对象 用于描述PDM数据结构模型
2.产品对象实例 vs 数据对象实例 用于描述虚拟产品数据模型

“产品实例属性”和“文档对象属性”大约就是数据对象实例吧。

一般用户登录PDM后执行创建、更新、删除等操作,所得或者针对的均是第2组,也就是说一般用户看到的视图就是“实例”。

把两组术语放在一个视图里面也许为了说明“实例”是“对象”的实例,但是这就把一般用户搞糊涂了,因为在哪里都看不到如此“实例”。我和几个用户朋友曾经讨论过,他们是从供应商那里听说这些术语的,但是术语之间到底有怎样的关系和区别呢,他们和这些术语又有什么关系呢,不清楚。带着这样的问题,我就特别关注莫老师这篇文章。

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2007-10-11 06:12 | Sempron | 15楼
你可以把产品对象看作是一个人,而实例则是他在不同年龄段的全息照相

而不同的文档对象则是相当于他的不同器官,文档对象的不同版次就如同该器官的x光片

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
引用
2007-12-28 22:53 | ldb6688 | 16楼
从企业推进PDM的角度来看,选择以文档管理为主还是以产品数据模型为主的PDM,主要还是取决于企业的产品特性和企业本身的特点,或者说是企业发展的阶段,如果不具备选择后者的条件,选择前者,即使上线后几年内再推翻,我认为也是发展规律。莫老师讲的很清楚,但我认即使产品特点适合上后者,当企业的发展水平还不到,还是应先选择前者,应用到一定程度再发展到后者,这个过程可以通过有效的措施加速,但往往是很难一步登天,否则导致的是实施失败。一旦失败又将责任归结到PDM软件的好坏上。这样很不好的。

# re: 产品数据管理与文档管理的区别
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2009-12-10 12:28 | asanmi | 17楼
学习了!!!


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莫老师说的真好。--ewklxl
嗯 很不错 谢谢分享!--longlong899
莫教授,您好,想请您讲课,您的联系方式多少?--【匿名用户】:E-works热心网友
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莫教授,您好,我们是一家国内大型集团制造企业,最近要上PLM/PDM项目,希望聘请您为我们的选型专家,不知如何联系您?

谢谢!--【匿名用户】:鲁征
真知灼见--吴宇昊
信息化实施,基础工作非常关键,但是往往被忽略,莫老师的总结浅显易懂!--李翔
学习了!!!--asanmi
非常同意莫老师的意见。
也有不少人问过我这个问题,我觉得实施PDM,目的一定要明确,就像行军打仗,出发之前,敌人都不知道在哪里,这仗想不败都难。--愤怒的公牛

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