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