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1.1 企业战略的转变 1

图表目录 1

目录 1

图1-1 企业战略的转变 1

第1章 PDM简介 1

前言 1

1.2 产品形成过程的重要性及存在的问题 2

1.2.1 产品形成过程的重要性 2

图1-2 产品形成过程对产品生产周期的影响 2

图1-3 产品形成过程对产品成本的影响 3

图1-4 产品形成过程对产品质量的影响 4

1.2.2 产品形成过程中存在的主要问题 5

图1-5 零部件数量与设计人员数量的关系 5

图1-6 工业汽轮机零部件重用情况统计 6

图1-7 尽可能避免错误，尽早发现和修正错误 7

图1-8 “集成”和“协同”是制造业信息化技术发展的主旋律 8

1.3 信息集成技术的现状和发展趋势 8

图1-9 产品形成过程中的信息集成 10

1.4 PDM的基本概念 11

1.4.1 PDM与PDM系统 11

图1-10 PDM的定义 11

1.4.2 PDM系统的主要目标 12

图1-11 将正确的文档在正确的时候送到正确的地点 12

图1-12 完整的产品描述 13

1.4.3 未采用PDM系统的产品制造过程 14

图1-13 未采用PDM系统的产品制造过程 14

图1-14 不同的任务使用不同的文档 15

1.4.4 采用PDM系统的产品制造过程 16

图1-15 在PDM系统支持下的产品制造过程 16

图1-16 利用PDM可以大大简化开发和设计工作 17

1.5 PDM的作用 17

图1-17 产品增值链的核心环节 18

1.5.1 产品增值链的核心环节 18

图1-18 应用系统的集成平台 19

1.5.2 应用系统的集成平台 19

图1-19 数据安全性的重要保证 20

1.5.3 数据安全性的重要保证 20

图1-20 虚拟产品的管理工具 21

1.5.4 虚拟产品的管理工具 21

图1-21 知识管理系统的重要组成部分 22

1.5.5 知识管理系统的重要组成部分 22

图1-22 电子商务的核心技术 23

1.5.6 电子商务的核心技术 23

图1-23 产品全生命周期管理的基础 24

1.5.7 产品全生命周期管理的基础 24

2.1.1 权限管理 25

2.1 PDM的核心功能 25

第2章 PDM的基本原理 25

图2-2 用户／用户组、角色和项目之间的联系 26

图2-1 用户与用户组之间的联系 26

图2-3 规则与用户／用户组／角色之间的联系 27

图2-4 权限检验过程 28

图2-5 利用PDM系统集成不同的应用系统 29

2.1.2 系统集成 29

图2-6 PDM系统与CAx系统集成接口的原理 31

图2-7 具有远程进程调用功能的PDM/CAD接口 31

2.1.3 数据管理 32

图2-8 业务对象和数据对象 33

图2-9 业务对象DrMR和数据对象工程图 33

图2-10 PDM系统中数据的保存方法 34

图2-12 用户、计算机、存储区之间的联系 36

图2-11 Vault/Vault-Location和Workspace/Work-Location 36

图2-13 联系对象 37

图2-14 联系对象的属性作为CAD信息的载体 37

2.1.4 过程管理 38

图2-15 过程的结构 38

图2-16 分布式过程管理 39

2.1.5 项目管理 40

图2-18 任务的状态和活动的状态 41

图2-17 项目的结构 41

2.2 PDM的关键模型 42

2.2.1 产品模型 42

图2-20 产品模型的例子（局部） 43

图2-19 产品模型 43

图2-21 文件夹的结构 44

图2-22 利用文件夹的层次结构对产品进行结构化 45

图2-23 PMR对象之间与版本有关的联系 46

图2-24 零件与原材料之间的联系 48

图2-25 原材料和半成品是产品结构的最低层次 48

图2-26 过程模型 49

2.2.2 过程模型 49

图2-27 过程及其重要对象的联系 50

图2-28 项目模型 51

2.2.3 项目模型 51

图2-29 项目与过程中重要的管理对象及其属性 52

图2-30 过程建模与过程控制的集成 53

2.2.4 项目模型、过程模型和产品模型的集成 54

图2-31 项目模型、过程模型和产品模型的集成 55

2.3 PDM系统的数据分布原理 56

2.3.1 基于集中式数据库原理的PDM系统 56

2.3.2 基于分布式数据库原理的PDM系统 56

图2-33 基于分布式数据库原理的PDM系统 57

图2-32 基于集中式数据库原理的PDM系统 57

图2-34 基于网络式数据库原理的PDM系统 58

2.3.3 基于网络式数据库原理的PDM系统 58

2.4 PDM系统的结构 59

2.4.1 企业级PDM系统的应用方案 59

图2-35 企业级PDM系统应用方案 59

2.4.2 基于客户／服务器体系结构的PDM系统 60

图2-37 基于客户／服务器体系结构的分布式PDM系统 61

图2-36 基于客户／服务器体系结构的集中式PDM系统 61

2.4.3 “Web使能”和“基于Web”的PDM系统 62

图2-39 “Web使能”的PDM系统——阶段2 63

图2-38 “Web使能”的PDM系统——阶段1 63

图2-40 “基于Web”的PDM系统——阶段1 64

图2-41 “基于Web”的PDM系统——阶段2 64

图3-1 不同的PDM应用水平 65

3.1 PDM系统的应用层次 65

第3章 PDM系统的应用 65

3.1.2 企业级PDM系统 66

3.1.1 部门级PDM系统 66

图3-2 部门级PDM系统 67

图3-3 部门级PDM系统与ERP系统的集成 67

图3-5 企业级PDM系统与部门级PDM系统的集成 68

图3-4 企业级PDM 68

3.1.3 虚拟企业级PDM系统 69

图3-6 虚拟企业级PDM系统 69

3.1.4 虚拟企业级PDM系统应用案例 70

图3-7 联合攻击战斗机JSF 71

图3-8 JSF-从设计到飞行实行全线数字化 72

图3-9 JSF的信息系统框架 72

3.2.1 工程管理 73

3.2 PDM系统的应用领域 73

图3-10 基于PDM系统的工程管理 73

图3-11 基于PDM系统的并行工程 74

3.2.2 并行工程 74

3.2.6 变型设计 75

3.2.5 产品配置和可视化 75

3.2.4 面向过程的知识管理 75

3.2.3 分布式产品数据管理 75

图3-12 基于PDM系统的分布式产品数据管理 76

图3-13 基于PDM系统的知识管理 76

图3-15 基于PDM系统的变型设计 77

图3-14 基于PDM系统的产品配置和可视化 77

图3-16 基于PDM系统的协同工作 78

3.2.7 协同工作 78

3.3.1 大批量定制的基本概念 79

3.3 PDM系统与大批量定制 79

图3-17 市场的主要变化 80

图3-18 企业“中心”的变化 80

图3-19 大批量定制与大批量生产方式的比较 82

图3-20 减少内部多样化，增加外部多样化 84

图3-22 不同产品的大批量定制方法 86

图3-21 大批量定制的分类 86

图3-24 从大批量生产到大批量定制的转变 88

图3-23 客户订单分离点 88

3.3.2 大批量定制的技术体系 89

图3-25 大批量定制的技术体系 89

图3-26 大批量定制的基本思路 90

图3-28 零部件的重用 93

图3-27 零件几何形状的相似性 93

图3-30 基于PDM/ERP的产品开发设计过程重组 95

图3-29 传统订单生产型企业的业务流程 95

图3-31 总成本思想 96

图3-32 大批量定制的二维优化模型 97

图3-33 被动的定制设计与面向大批量定制设计 98

图3-34 用尽可能少的零部件种类组合成尽可能多种类的产品 99

图3-35 产品开发设计过程 102

图3-36 一种面向大批量定制的开发设计过程 102

图3-37 面向大批量定制的管理技术 103

图3-38 面向大批量定制的粗生产计划管理系统 105

图3-39 面向大批量定制的制造技术分类 106

图3-40 大批量定制的支撑技术 107

3.3.3 大批量定制的应用案例 108

图3-41 马自达汽车公司轿车在线定制系统 109

图3-42 轿车在线定制系统的原理 109

图3-43 大众汽车公司的A-Platform 110

图3-44 一个产品配置的例子 111

图3-45 戴尔计算机公司的客户定制界面 112

图3-46 雅戈尔集团的西服定制系统 113

图3-47 远程输入的男式西服定制单 114

图3-48 单件自动裁床 114

图3-49 基于Web的零件库系统 115

第4章 PDM与产品建模技术 116

4.1 基于PDM/ERP的开发设计过程 116

图4-1 开发设计过程 116

图4-2 一种基于PDM/ERP的开发设计过程 117

4.2 基于PDM/ERP的开发技术 118

4.2.1 前期工作阶段 118

图4-3 完整的编码体系 118

图4-4 零部件ABC分析 119

图4-5 层次式的零部件分类 121

图4-6 DIN 4000的分类框架 121

图4-7 非层次式的零部件分类 122

图4-8 零部件名称分析 123

图4-9 零件几何形状分析 124

4.2.2 产品建模阶段 124

图4-10 零件参数分析 125

图4-12 联轴器的主模型 127

图4-11 六角螺钉的事物特性表表头格式 127

图4-13 形状特征、零件和部件主模型的交互式建模 128

图4-15 零部件主文档的结构 130

图4-14 建立联轴器的主图 130

图4-16 滚齿刀的主图 131

图4-17 主文档技术在部件（产品）级变型设计中的应用 132

图4-18 模块化产品族的主结构示意图 133

4.3.2 产品变型设计 134

4.3.1 产品配置设计 134

4.3 基于PDM/ERP的设计技术 134

图4-19 在产品配置系统支持下的产品配置原理 135

图4-20 自动生成工程图、工艺过程规划和NC程序的原理 135

图4-21 自动编制APT程序的过程 136

图4-22 NC轮廓图是主图的一个组成部分 137

图4-23 加工图4-22所示零件的APT程序起始段 138

图4-24 加工图4-22所示零件的APT主程序 138

图4-25 基于主文档技术实现零件级变型设计 140

图4-26 基于主文档技术实现部件级变型设计 140

4.4 案例 141

图4-27 模块化的工业汽轮机 141

4.4.1 模块化的工业汽轮机 141

图4-28 模块化工业汽轮机汽缸的组合原理（1） 142

图4-30 不同模块组合成的工业汽轮机汽缸 143

图4-29 模块化工业汽轮机汽缸的组合原理（2） 143

图4-31 汽轮机本体的产品主结构（局部） 145

图4-32 型号为NG25/20的汽轮机本体结构（局部） 146

4.4.2 汽轮机汽缸变型设计 147

图4-33 汽轮机汽缸体的构成 148

图4-34 构建过渡段上半段事物特性表 148

图4-35 预览后驱段上半段模型 149

图4-37 修改后驱段上半段实例 150

图4-36 产生后驱段上半段实例 150

图4-38 预览汽轮机汽缸体模型 151

图4-39 产生和修改汽轮机汽缸体实例 152

图4-40 过渡段-延长段-过渡段组合 152

图4-41 延长段-过渡段组合 153

图4-42 延长段-2个过渡段-延长段组合 153

4.4.3 汽轮机转子变型设计 154

图4-43 工业汽轮机转子的外形图 154

图4-44 用形状特征拼接成的工业汽轮机整体转子 155

图4-45 汽轮机转子及其各轴段模型 155

图4-46 汽轮机转子的构成 156

图4-47 汽轮机转子通流部分轴段的事物特性表 157

图4-48 通流部分轴段的轮廓描述 157

图4-49 汽轮机转子的事物特性表 158

图4-50 预览通流部分轴段模型 159

图4-52 产生和修改汽轮机转子模型 160

图4-51 产生和修改通流部分轴段模型 160

图4-54 工业汽轮机通流部分轴段几何模型 161

图4-53 汽轮机转子通流部分轴段实例（76436） 161

图4-55 工业汽轮机转子的NC程序（局部） 162

5.1.2 PDM/CAD的主要接口功能 163

第5章 PDM/CAx/ERP的集成 163

5.1 PDM/CAD的集成 163

5.1.1 PDM/CAD的集成方式 163

图5-1 PDM/CAD的集成方式 164

5.1.3 PDM/CAD接口功能的实现 165

图5-2 在PDM系统中注册CAD工程图（第1步） 166

图5-3 在PDM系统中注册CAD工程图（第2步） 167

图5-4 在PDM系统中注册CAD工程图（第3步） 167

图5-5 通过PDM系统加载／编辑CAD视图／模型（CAD系统具备数据管理功能） 169

图5-6 通过PDM系统加载／编辑CAD视图／模型（CAD系统无数据管理功能） 169

图5-7 通过PDM系统从主图中派生CAD工程图 170

图5-8 通过PDM系统加载／阅览CAD工程图 170

图5-9 从部件的CAD模型／工程图生成产品结构 171

5.2.1 PDM系统与ERP系统的分工与集成 172

5.2 PDM/ERP的集成 172

图5-10 PDM系统与ERP系统的分工与集成 172

5.2.2 PDM/ERP过程链及其数据流 173

5.2.3 PDM系统与ERP系统之间的数据交换 173

图5-12 PDM系统与ERP系统之间的数据交换 174

图5-11 PDM/ERP过程链及其数据流 174

5.2.4 控制PDM系统与ERP系统之间数据的冗余 175

图5-14 PDM系统和ERP系统中不同的数据模型 176

图5-13 控制PDM系统与ERP系统数据的冗余 176

图5-15 三种生成物品编号的方案 177

5.2.5 PDM/ERP集成中的编码器 177

5.2.6 PDM/ERP接口功能的实现 178

图5-17 PDM/ERP集成中的文档传输（第2步） 179

图5-16 PDM/ERP集成中的文档传输（第1步） 179

图5-18 在PDM客户端显示ERP系统中的MaMR属性（第1步） 180

图5-20 在PDM客户端显示ERP系统中的MaMR属性（第3步） 181

图5-19 在PDM客户端显示ERP系统中的MaMR属性（第2步） 181

5.3.3 产品数据与工艺装备数据的集成 182

5.3.2 基于PDM系统的M-CAD/E-CAD集成 182

5.3.1 PDM/CAx集成的基本原理 182

5.3 PDM/CAx的集成 182

图5-22 基于PDM系统的M-CAD/E-CAD的集成 183

图5-21 利用通用接口进行PDM/CAx集成 183

图5-24 集成的产品数据与工艺装备数据 184

图5-23 机械和电气／电子产品数据的集成管理 184

图5-25 文件（例如工程图）的注册 185

5.4.1 注册 185

5.4 PDM的重要操作功能 185

图5-26 文件（例如工程图）的复制 186

5.4.2 复制 186

5.4.3 Check-out 187

5.4.4 Check-in 187

图5-28 业务对象DrMR的Check-out（带数据对象工程图） 188

图5-27 业务对象DrMR的Check-out（不带数据对象工程图） 188

图5-30 业务对象DrMR的Check-in（替代原始版本） 189

图5-29 数据对象工程图的Check-out（不带业务对象DrMR） 189

图5-31 业务对象DrMR的Check-in（不替代原始版本） 190

图5-33 对象链DrMR-工程图的Check-in（替代原始版本后） 191

图5-32 对象链DrMR-工程图的Check-in（替代原始版本前） 191

5.4.5 冻结 192

图5-35 数据对象工程图的Check-in（替代原始版本前） 193

图5-34 对象链DrMR-工程图的Check-in（不替代原始版本） 193

图5-36 数据对象工程图的Check-in（替代原始版本后） 194

图5-37 数据对象工程图的Check-in（不替代原始版本） 194

5.4.7 访问权限转移 195

5.4.6 审核 195

图5-38 文件（例如工程图）的冻结 196

图5-39 对工程图进行审核和Check-out 196

图5-40 工程图审核和更改后的状态 197

图5-41 访问权限的转移 197

5.4.8 浏览 198

图5-42 PDM系统与浏览器的协同工作 198

5.5.1 长期存档 199

5.5 PDM的重要管理功能 199

图5-43 具有集成光盘档案库PDM系统 200

图5-44 PDM与档案库系统之间的引用指针 200

5.5.2 数据的输陶入／输出 201

图5-45 从已有的应用系统和数据源输入数据 201

6.1.1 零部件编码系统的主要功能 202

6.1.2 对零部件编码系统的技术要求 202

6.1 零部件编码技术基础 202

第6章 PDM与零部件编码技术 202

图6-1 零部件编码系统的类型和功能 203

图6-2 对零部件编码系统的主要技术要求 203

图6-3 平行编码系统和复合编码系统 204

6.1.3 平行编码系统和复合编码系统 204

图6-5 平行编码与复合编码的区别和联系 205

图6-4 完整编码系统的构成 205

6.2.1 PDM编码系统的构成 206

6.2 面向PDM的零部件编码系统 206

6.2.2 PDM编码系统中的分类码 206

图6-7 SML-ID的结构 207

图6-6 PDM编码系统的构成 207

图6-8 对六角螺钉进行分类的例子 209

图6-9 DIN FB14规定的视图编码 210

6.2.4 PDM编码系统中的视图码 210

6.2.3 PDM编码系统中的识别码 210

图6-11 显示等级 212

图6-10 构件的层次结构 212

图6-12 视图号 213

图6-13 同一个零件不同的组装状态 213

6.2.5 PDM编码系统的应用 214

图6-14 PDM编码系统体现了图、表、码三位一体的思想 214

第7章 若干重要问题的讨论 215

7.1 PDM项目的管理与实施 215

7.1.1 PDM项目的管理结构 215

图7-1 PDM项目的管理结构 216

图7-2 项目实施阶段示例 217

7.1.2 PDM项目的实施 217

图7-3 子项目里程碑示例 218

图7-4 项目阶段与里程碑 218

图7-5 零部件和文档组织的规范化 219

7.2.1 零部件和文档组织的规范化 219

7.2 数据模型和数据组织 219

图7-6 对象链DoMR-文档 220

7.2.2 对象链DoMR-文档 220

7.2.4 对象链PMR-MMR-模型 221

7.2.3 对象链PMR-DrMR-工程图 221

图7-8 通过统一的界面生成对象链PMR-DrMR-工程图 222

图7-7 对象链PMR-DrMR-工程图 222

图7-10 对象链PMR-MMR-模型的实现 223

图7-9 对象链PMR-MMR-模型 223

7.3.1 基于PDM系统的工程图发放过程 224

7.3 业务流程重组 224

图7-11 基于PDM系统的工程图发放过程 225

图7-12 符合质量管理要求的、标准化的PDM更改过程 226

7.3.2 产品数据更改管理工作流 226

图7-13 基于PDM的订单管理过程 227

7.3.3 基于PDM系统的订单处理过程 227

7.4.1 产品的正确分解 228

7.4 产品技术文件的规范化 228

图7-14 产品的主要分解方法 229

图7-15 作为例子的产品结构 229

图7-16 从加工角度对产品进行分解 230

图7-17 从装配角度对产品进行分解 230

7.4.2 建立规范的BOM系统 231

图7-18 数量一览BOM 232

图7-19 结构BOM 232

图7-20 将图7-15的产品结构划分成若干个组合产品BOM 233

图7-21 按图7-20划分方法得到的组合产品BOM 234

图7-22 产品结构与不同的BOM 235

7.4.3 BOM的处理 236

图7-23 PMR对象与产品结构的逻辑联系 236

图7-24 零件使用说明 238

图7-25 产品结构是BOM的信息载体 238

图7-26 BOM的生成方式 239

图7-27 BOM的转换 239

图7-28 扩展的BOM 240

7.5.2 与PDM系统实施和应用有关的标准／规范 241

7.5.1 与PDM系统开发有关的标准／规范 241

7.5 PDM与标准化 241

图7-29 ISO10303中的PDM模块包（部分） 242

图7-30 与PDM系统开发有关的标准／规范（部分） 242

图7-31 与PDM系统实施和应用有关的基础标准／规范 244

图7-32 与PDM系统实施有关的标准／规范 244

7.5.3 零件库国际标准（ISO13584） 245

图7-34 ISO13584标准的组成 246

图7-33 ISO13584的功能分类 246

图7-36 零件库在企业间协同设计中的作用 247

图7-35 基于ISO13584标准的零件库共享原理 247

图7-37 产品全生命周期管理PLM 248

7.6 PDM与PLM 248

图7-39 PDM-支持产品全生命周期管理 250

图7-38 配置管理 250

图7-40 SAP公司的产品全生命周期管理系统mySAP PLM 251

7.7 PDM系统效益的综合评价 252

图7-41 PDM系统的效益 252

图7-42 PDM系统投入／产出分析示例 253

图7-43 PDM的效益分析（文件处理） 254

图7-44 PDM的效益分析（文件检索） 254

主要参考文献 255