制造型企业实施PDM项目方案研究

摘 要：产品数据管理是用来管理所有与产品相关数据（包括零部件图纸、产品配置、CAD文件等）和所有与产品相关过程（如设计评审、设计鉴定、工程变更等）的信息化系统。文中以一制造型企业为例，对实施PDM项目所涉及的实现目标、建设内容、组织保障、风险等方面进行了研究，并给出了解决方案。

关键词：产品数据管理；制造型企业；实施；研发；图文档；过程；风险

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）08-0-05

0 引 言

近年来，越来越多的制造型企业认识到了产品数据管理（Product Data Management，PDM）的价值，将建设PDM系统提上了议事日程，但PDM实施是对传统产品研发管理体系的深刻变革，涉及面广、工作量大、建设周期长、项目失败风险高。本文以一典型制造企业（以下简称“某公司”）为例，借鉴项目管理方法，设计通用性实施方案，对实施PDM提供借鉴和参考。

1 某公司研发管理存在的普遍型问题

某公司现有的研发模式的突出特点是强调试验以及设计者的经验，即设计师根据项目的性能要求进行必要的理论计算，并根据经验进行样机设计，之后是大量的加工、调试、测试。这些工作要经过多次反复，因此从样机到最终定型需要大量的修改、调试，产品的一致性较差，产品可靠性不高，研发周期长。

尽管程序文件对设计过程规定的很详尽，但从产品研制任务的分解、图纸的绘制到图纸审校，再到图纸的会签、存档和图纸改版，完全依赖人工跑签完成，图纸传递时间长，会签和审批效率低。

虽然使用软件工具进行产品的设计和仿真，但产品图纸、设计文件、工艺文档等电子版散落在各设计师、工艺师的计算机上，电子数据不仅没有得到有效的共享和重用，还经常由于人员变动而导致数据或设计经验流失，影响产品研发、制造的效率。

目前，在生产定型后产品设计图纸和其它技术资料都由技标档案处管理，基本靠手工维护，查询速度慢，查询方式单一。蓝图的刮改需要包括技标处在内的相关单位共同手工完成，效率低且一致性差，容易出现差错，影响产品的生产。

2 总体目标

2.1 产品研发的集成化

通过与计算机辅助设计工具的集成，利用数字化协同和流程控制，建立单一的多学科协同的集成产品开发环境，实现各类电子数据的有效共享。

2.2 设计成果的电子化

建立产品电子技术资料库，实现所有产品的结构、电子、软件等专业技术资料的电子化归档控制管理，实现数字化知识的积累和重用。

2.3 选配管理的精确化

建立和完善基于多批次、多配置的产品选配管理机制，最终实现精确管理每个交付产品的选配资料，确保研制要求、产品设计、生产制造、产品调试和售后服务之间的产品配置要求和更改的一致性。

2.4 数据传递的无纸化

与其他信息化系统（如ERP）的集成，实现由设计到工艺、采购等部门的无纸化信息传递，保证研制过程中各环节数据传递的及时性、正确性。

3 实施范围

3.1 图文档管理

利用PDM系统实现对产品研制过程中形成的各种图纸、文档、资料和档案数据的集中管理与安全共享。

3.2 产品结构管理

在PDM系统中，产品数据的组织通过产品结构的方式体现，产品结构中每个节点都是一个抽象的零部件对象，各类图纸、技术文件以文档对象的形式管理，并与对应的零部件建立关联关系。用户可以使用类似Explorer的浏览器来快速导航、查询和寻找相关对象，一旦找到部件或零件等对象后，就可以读取基于此对象的图纸、技术文件的信息。

3.3 工作流程管理

利用电子化工作流程对产品研制过程中涉及的业务流程（任务书下达、文档签审、归档、发放、变更等）进行管理。

3.4 工程更改管理

能够根据企业或行业标准定制相关变更文档的电子审批流程。更改审批完成后，系统跟踪、落实更改引起的工艺、工装等环节的相关变更，保证更改在相应业务部门得到贯彻落实，实现工程更改的闭环管理。此外，在系统中能够查询以往工程更改的相关信息，具有追溯性。

3.5 技术状态管理

建立覆盖结构、电子和软件的数字化技术状态管理系统，以BOM为核心，有效地组织产品数据，改变目前存在的图文、图物、图图等不一致的现象。深化基于基线的产品配置管理功能，实现功能基线、分配基线、产品基线、产品批次基线管理功能。建立基于产品配置的多版本管理能力，并依此进行投产管理。

3.6 实现与设计工具的集成

系统与Protel、Cadence、Pro/E等软件在底层集成，软件创建的文件能够直接进入系统，在系统内完成会签、审批等流程。

实施后预期达到的目标：构建企业产品数据管理平台的设计基础环境，实现和设计工具集成，方便业务部门进行协同设计，构建企业标准件库和元器件库，对设计过程中产生的产品数据进行统一管理和电子化流程控制，提升设计研发能力。实现设计数据技术状态管理，进一步提升设计研发能力。

4 实施内容

4.1 图文档及签审流程管理

根据质量管理程序文件的规定和业务实际需求，建立图文档分类体系和电子签审流程。文档可进行预发放，实现并行设计、提前介入，以提高工作效率和质量。通过组件、部件结构与图文档的关联关系，实现批量图文档的签审。

建立BOM设计签审流程，包括整个结构的设计签审以及单个零部件节点的设计签审，用以确保产品结构的正确性和完整性，以及各零部件节点的属性、关联文件等的正确性。

设计人员在创建文档时，根据选择的文档类别系统自动确定默认签审流程，除设计/编制环节外，其余环节均为可选环节，流程设计者可以在默认设置的基础上进行调整。 文档被驳回后返回给编制者，修改后需要重新提交签审，重新提交的签审存在两种方式，一种是重新进行签审标批的全流程环节，另一种是直接回到驳回环节。而采用何种方式由驳回人决定。

文档完成签审流程后发放，状态自动设为已发放，系统根据流程的签审过程为文档自动生成封面签署页。

对于Pro/E等的设计图纸，通过属性映射的方式将设计者、签审者等信息对应到图纸明细栏中。未来图文档签审流程如图1所示。

4.2 技术状态管理

（1）建立按照装配关系形成的产品结构树，将各类与产品相关的图纸、模型和技术文件都关联到产品结构树的相应节点上，形成以产品结构为核心的产品数据管理模式。

（2）通过给产品、组件、零部件和相关文档设定“阶段标识”属性，记录和标识他们所处的技术状态。

（3）通过转阶段更改单来控制转阶段流程，根据业务规则批量转换产品、组件、零部件和图文档的阶段标识属性，设计类文档随产品转入新的阶段而绝大多数研试类文档不随之进行阶段转换。

（4）通过产品归档基线的方式固化转阶段前的技术状态。

（5）基于正确的产品结构，系统自动生成各类明细表和汇总表。

4.3 工程更改管理

工程更改管理分为如下几步：

（1）采用CMII标准更改流程与公司更改业务相结合的方式，对现有的流程进行优化与重组，建立以变更通告（ECN）为核心的更改管理模式。

（2）通过ECN将更改申请说明单、更改单及改前图纸（如A.2版本）、改后图纸（如B.1版本）进行关联，执行签审流程。

（3）ECN创建后，进行变更的审核与执行，ECN必须将更改单（AUTO CAD或者WORD格式的文件）作为附件，否则ECN不能创建。

（4）为每一个改前改后创建一个更改任务（CA），如果是图册类的修改，可以在一个更改任务中添加多个改前改后。

（5）变更通告将按照CA任务中的改前数据所对应的工作流程进行审批，如果更改对象为文档，在变更通告发布的最后一步将同时修订该文档所描述的部件，断开部件与此前版本的描述文档的关联关系，并添加与新文档的关联。

（6）如果CA任务中包含部件，则用户可以对其进行修订，同时指定该部件的处理方式。变更通告的审核流程执行完毕后，将设置部件及部件下所关联的文档为发布状态。

4.4 产品数据重用管理

（1）借阅流程描述。设计人员或其他人员需要查阅没有读取权限的文档等对象时，需通过借阅流程签审来获得借阅权限。

（2）对于已经批准发放的文档，由借阅者触发借阅流程，对于非秘密的文档，不需要审批，由系统自动记录后借出，一定时间后自动收回权限。

（3）对于秘密文档，由申请者部门领导、文档所属部门领导审批；对于机密的文档，由申请者部门领导、文档所属部门领导审批后，还需公司主管领导批准。批准后，系统授予借阅申请人员对该文档的读取权限，一定时期（默认2天）后自动收回权限。

未来借阅流程图如图2所示。

5 组织保障

为了使公司PDM项目顺利实施，建议组建PDM项目领导小组，由公司主管技术领导、研发部、标准化处、工艺所、品质部、信息化部等部门主管领导组成，主要负责项目的宏观指导、资源调配和重大问题决策等。

项目领导小组下设项目实施小组，负责项目的具体实施工作，建议实施小组由以下人员组成：

（1）组长（项目经理）：在实施小组内分配任务，安排资源，并协调小组内的日常工作；向项目领导小组汇报重大项目事项；该职位应由技术部门主要负责人担任，熟悉企业的产品、业务、管理规范与标准，能够调动团队的工作积极性。

（2）副组长：协助项目经理进行PDM技术平台建设的相关工作，该职位应由技术部门负责人或信息化部门负责人担任。

（3）系统管理员：负责系统日常的维护和管理，例如数据备份、客户化代码的安装、用户/组的建立、权限规则的制定和设置。

（4）数据库管理员：负责系统的数据库技术支持和维护工作。

（5）业务管理员：负责系统运行的组织和维护工作。负责系统中组织的创建、删除、修改及流程的创建、删除、修改。应具有较好的计算机应用能力，熟知研发管理业务（科技部 XXX）。

（6）流程顾问：熟知企业现有研发体系的流程。

（7）业务部门种子用户：由各业务部门人员担任，实施系统时，率先使用系统，并在系统上线期间带动普通用户使用系统，应具有积极的工作态度、较好的计算机应用能力。

6 实施过程

PDM实施的过程分为七个阶段，具体如图3所示。

（1）项目启动阶段：公司召开项目启动大会，参加人员包括项目领导小组、实施办公室成员、相关部分用户。项目启动大会的主要目的就项目实施的目的、实施范围进行通报；宣布双方共同成立项目组、项目组人员及工作职责；宣布项目管理制度；确定项目总体计划。

（2）系统安装和用户培训阶段：首先在测试服务器及终端计算机上安装PDM软件系统，然后由实施方工程师对各级领导、项目组成员和业务骨干进行PDM系统的培训，使其理解系统的概念、结构和特点，尽快培养其与实施方对话的能力。

（3）系统需求分析及解决方案设计阶段：实施人员编制并确认调研计划，撰写调研方案及调研问卷，随后对我公司相关高层、中层领导及业务骨干进行访谈。实施办公室编制对我公司业务流程现状的描述性文档，绘制业务流程图，并进行分析。在此基础上，编写需求分析报告、解决方案，提交项目领导小组评审。

（4）系统设计阶段：实施人员根据需求分析报告和解决方案，结合系统功能和开发模式进行系统实现的详细设计，形成系统详细设计文档，作为后续系统实施及二次开发的指导文件，并提交项目领导小组评审。 （5）系统开发、集成及测试阶段：实施人员根据系统详细设计文档，进行具体的系统实现，主要包括如下工作：

①系统功能的开发、配置；

②系统联调测试；

③编写用户测试脚本；

④组织用户机进行测试；

⑤就用户测试结果进行讨论、分析，完善系统功能；

⑥编写用户测试报告；

⑦准备测试数据及生产系统数据；

⑧编制并提交测试报告。

在系统上线运行阶段，实施人员首先在服务器和终端计算机上安装PDM系统，进行正式生产环境的相关配置，然后将业务数据导入系统，并编写系统管理规范、用户操作手册、系统维护手册等文档，对种子用户进行管理规范、系统操作方面的培训，最后由项目领导小组召开系统上线启动会议。

在系统上线支持及验收移交阶段，实施方采用现场支持和离线支持相结合的方式，对在生产系统使用过程中出现的问题、疑问进行处理和解答，同时指导公司项目实施人员在实战中提高PDM系统的配置维护水平，完成知识的转移。实施人员检查系统运行期间各项规章制度的执行情况，用户对系统的应用情况进行反馈，发现问题及时协调解决。实施人员撰写项目总结报告，项目指导小组组织系统验收，验收完成后由我公司相关人员接收系统运行维护工作。

7 数据安全管理

7.1 用户认证

在系统上线运行前，可以将我公司Windows域系统中的用户导入PDM系统中，然后在系统中进行用户授权。此举不但部署便捷，且安全可靠。

7.2 用户权限管理

系统能够按照以下条件的组合来设置控制规则：

（1）数据所属产品、型号或存储库；

（2）数据类型/对象；

（3）操作人员/角色；

（4）对象生命周期状态。

系统自动通过规则来判断某个用户对某个对象是否具有读、写、更新、删除等操作，保证对数据的授权访问。

7.2.1 病毒防护机制

设置网络版杀毒软件策略，每周对病毒库升级两次，自动进行全网杀毒一次，防范病毒对数据的破坏。

7.2.2 系统日志

用户在系统中的登录、读取、删除、更新、授权、拷贝等所有操作由系统记录，使用户的操作具有可追溯性，以保证数据的安全。

7.2.3 系统备份和恢复机制

根据企业业务特点，在系统中建立数据备份机制，包括日常增量备份、阶段性全备份、异地备份等，从而有效降低因系统宕机、硬件损坏而导致数据丢失的风险。

8 实施过程中存在的风险及应对策略

8.1 业务部门参与度不够，导致项目进度不可控

PDM系统的实施与业务部门息息相关，需要他们全力配合，如果业务部门不积极参与，实施人员与业务人员前期的调研沟通深度不够，容易使用户对PDM理念的理解产生歧义，后期项目的实施推广会遭遇频繁的业务需求变更，这既增加了不必要的工作量，又导致系统的推广应用不顺畅，使项目进度难以控制。此外，实施前企业业务数据的整理工作量巨大，且业务数据的完整性、准确性会严重影响后期系统上线运行的效果。

为规避此风险，建议业务部门的领导担任项目组负责人，将业务部门的骨干人员纳入项目组，若遇到涉及各业务部门的问题时可以及时提出并解决，工作进度及质量也会得到保证。

8.2 项目推广阻力大，导致项目应用效果不好

部分业务人员往往习惯于传统的管理模式，对于新理念、新系统不愿意接受，认为额外增加了工作量，不愿意在新系统中开展工作。

在这种情况下，一方面需要各级领导的强力支持（如通过考核制度要求相关部门基于新系统开展日常工作）；另一方面，开展定期系统使用培训，使业务人员能够尽快地将工作平台转移到新系统中。

8.3 实施公司专业与否关系到项目的顺利实施

PDM系统的应用效果跟企业自身的认识有关，但与实施公司的能力有更为紧密的关系。三分软件七分实施，实施公司的专业能力关乎项目的成败。

9 结 语

在选择具有专业技术水平、丰富实战经验的实施公司的同时，加强各部门之间的互通合作，能够在后续的方案实施过程中解决可能出现的各种问题，保证项目的顺利实施。

参考文献

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