现代CAD技术东北大学机械工程与自动化学院先进制造与自动化技术研究所2013年12月5日2第一篇设计集成化第篇设计集成化第2章产品集成设计的理论与方法第2章产品集成设计的理论与方法第3章产品共享信息模型的建立第4章产品数据管理技术第5章产品数据交换技术第5章产品数据交换技术第6章产品装配设计技术第7章工程设计集成平合现代CAD技术ModernCADTechnology3第4章产品数据管理技术第4章产品数据管理技术随着工业生产中先进的设计与制造手段被采用特别是随着工业生产中先进的设计与制造手段被采用,特别是信息技术的应用,使企业的产品研发能力和市场竞争能力大大提高生产力得到了促进和发展效益明显提高大提高,生产力得到了促进和发展,效益明显提高。与此同时,产品研发过程中的设计数据和技术文档信息呈现出“信息爆炸”的增长之势。另一方面,企业各个部门使用的各种应用系统之间,缺乏有效的信息传递和转换,不使用的各种应用系统之间,缺乏有效的信息传递和转换,不利于产品数据的使用和管理。产品数据管理正是解决这个问题的有效手段之一题的有效手段之。本章介绍PDM的基本概念、发展、功能、系统框架和系现代CAD技术ModernCADTechnology统建模。4第4章产品数据管理技术第4章产品数据管理技术41产品数据管理(PDM)技术概述4.1产品数据管理(PDM)技术概述4.2PDM系统的主要功能4.3PDM系统的信息建模4.4PDM系统的应用实施45产品数据管理技术的发展趋势4.5产品数据管理技术的发展趋势现代CAD技术ModernCADTechnology541产品数据管理(PDM)技术概述4.1产品数据管理(PDM)技术概述411基本概念4.1.1基本概念412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构4.1.3支持PDM系统实现的主要使能技术支持系统实现的要使能技术现代CAD技术ModernCADTechnology6411基本概念4.1.1基本概念PDM技术昀早出现在20世纪80年代初期目的是为了PDM技术昀早出现在20世纪80年代初期,目的是为了解决大量工程图纸、技术文档以及CAD文件的计算机化管理问题,然后逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领域:设领计图纸和电子文档的管理,物料清单(BOM)及与工程文档的集成管理,工程变更管理。由于早期软件功能比较单一,各自解决问题的侧重点也不完全相同,所以有不同叫法,如文档管理、工程数据管理等等。现在所说的PDM技术是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理、图像管理及其它产品定义信息管理技术的一种概括与总称。现代CAD技术ModernCADTechnology7411基本概念4.1.1基本概念随着网络数据库技术的发展以及客户机/服务器(随着网络、数据库技术的发展,以及客户机/服务器(C/S)或浏览器/服务器(B/S)与O-O技术的应用,PDM技术产生了突飞猛进的变化,在美国、欧洲、日本等发达国家本的企业中得到越来越多的应用。随着CAD技术及CIMS技术的应用与推广,PDM技术在随着技术及技术的应用与推广,技术在国内企业也越来越广泛的受到关注。但是,由于PDM技术与应用范围发展之快,人们对它还没有一个统一的认识,给出的定义也不完全相同的定义也不完全相同。主要致力于PDM技术和计算机集成制造技术研究与咨询的国际咨询公司CIMdata给出的定义是:PDM是一门管理所有与产品相关的信息和过程的技术。现代CAD技术ModernCADTechnology8411基本概念4.1.1基本概念GartnerGroup公司给出的定义为:GartnerGroup公司给出的定义为:PDM是在企业范围内从策划到产品构筑一个并行化协作环境,由供应、工程设计、制造、采购、市场与销售、客户环境,由供应、工程设计、制造、采购、市场与销售、客户等构成的关键使能器。一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流、维护个成熟系统能够使所有与建交维护设计意图的人们在整个信息生命周期中安全、有序、高效地共享与产品相关的所有异构数据,包括图纸与数字化文档、CAD文件和产品结构等CAD文件和产品结构等。从上面两个定义可以看出,PDM的定义可以是狭义的,也可以是广义的从狭义上讲,PDM仅管理与工程设计相关也可以是广义的。从狭义上讲,PDM仅管理与工程设计相关的领域内的信息,而从广义上讲,它可以覆盖到整个企业中从产品的市场需求、研究与开发、产品设计、工程制造、销售服务与维护等各个领域全生命周期中的产品信息现代CAD技术ModernCADTechnology售、服务与维护等各个领域、全生命周期中的产品信息。9411基本概念4.1.1基本概念产品数据管理(ProductDataManagement产品数据管理(ProductDataManagement,PDM)是对产品全生命周期数据和过程进行有效管理的方法和技术的总称。实现产品数据管理功能管理的方法和技术的总称。实现产品数据管理功能的信息系统称为产品数据管理系统(PDMS)。现代CAD技术ModernCADTechnology10411基本概念4.1.1基本概念PDM有很多相关的概念如PDM有很多相关的概念,如:1)EDM:EngineeringDataManagement2)PDMII:ProductDevelopmentManagement3)CM:ConfigurationManagement3)CM:ConfigurationManagement4)PIM:ProductInformationManagement5)TIM:TechnicalInformationManagement6)DM:DocumentManagement6)DM:DocumentManagement7)TDM:TechnicalDataManagement现代CAD技术ModernCADTechnology11411基本概念4.1.1基本概念PDM的作用PDM的作用:1)产品增值链的核心环节;2)应用系统的集成平台;3)数据安全性的重要保证;3)数据安全性的重要保证;4)虚拟产品的管理工具;5)知识管理系统的重要组成部分;6)电子商务的核心技术;6)电子商务的核心技术;7)产品全生命周期管理的基础。现代CAD技术ModernCADTechnology12412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构PDM在企业的实施将为企业的工程信息管理与过程的自PDM在企业的实施将为企业的工程信息管理与过程的自动化管理提供统一的支持环境,并成为连接企业应用系统及其它信息系统(如MRPII、CAD/CAE/CAPP/CAM等)的桥梁与纽带梁与纽带。PDM不仅面临不同企业中不同部门复杂计算机环境及不同功能需求同时还要求适应不同企业不同管理文化的要求同功能需求,同时还要求适应不同企业不同管理文化的要求,所以PDM系统必须具有良好的开放性体系结构。PDM的开放性主要体现在四方面:PDM的开放性主要体现在四方面:(1)对基础环境的适应性;(2)PDM内核的开放性(2)PDM内核的开放性;(3)PDM规模的可变性;()框架的插件功能具封装和集成现代CAD技术ModernCADTechnology(4)PDM框架的插件功能/工具封装和集成。13412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构(1)对基础环境的适应性(1)对基础环境的适应性PDM系统是以分布式网络、客户机/服务器结构、图形化用户接口及数据库管理等四个方面技术作为它的环境支持。与底层环境的连接是通过不同接来实现的如中性的操作系统接环境的连接是通过不同接口来实现的,如中性的操作系统接口、中性的数据库接口、中性的图形化用户接口以及中性的网络接口等,从而保证PDM系统可支持多种类型的硬件平台操作系统、数据库图形界面及网络协议据库、图形界面及网络协议。例如,SDRC公司的Metaphase2.2支持的硬件平台有SUN、HPPC共八种,支持的常见操作系统有SUNSolarisHP-UX,HP、PC共八种,支持的常见操作系统有SUNSolaris、HP-UX,IBMAIX、PCWindows共九种,支持的常见数据库有Oracle、Sybase、SQLServer共四种,支持的常见图形界面标准有X/Motif、Windows、Macintosh;支持的常见网络协议有:X/Motif、Windows、Macintosh;支持的常见网络协议有:TCP/IP、AppleTalk、DECnet、WinsockCompliant等。并且,在分布式环境中,同类系统软件中的几种类型可以并存,只有数据库必需单一化。现代CAD技术ModernCADTechnology据库必需单化。14412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构(2)PDM内核的开放性(2)PDM内核的开放性PDM内核的开放性体现在越来越多的PDM产品采用面向对象的方法和技术建立系统的管理模型与信息模型,并提供对象管理机制实现产品信息的管理。在此基础上,提供一组开发工具与应用接口帮助用户方便地定制或扩展原有数据模型,存取相关信息,并增加新的应用功能,以满足用户对模型,存取相关信息,并增加新的应用功能,以满足用户对系统不同应用的要求。(3)PDM规模的可变性由于PDM系统采用客户机/服务器结构,并具有分布式功能,企业在实施时可从单服务器开始,逐渐扩展到几个、几十个甚至几百个覆盖整个企业图41是个典型的几十个、甚至几百个,覆盖整个企业。图4-1是一个典型的客户机/服务器结构(选于Metaphase2.2)。用户在选用功能模块时,除必需模块外,其它模块可根据需要裁剪。现代CAD技术ModernCADTechnology15412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构现代CAD技术ModernCADTechnology16412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构(4)PDM框架的插件功能/工具封装和集成(4)PDM框架的插件功能/工具封装和集成为了更有效地管理由应用系统产生的各种数据,实现对产品数据的统一管理并方便地提供给用户和应用系统使用产品数据的统一管理,并方便地提供给用户和应用系统使用,就必须建立PDM系统与应用系统之间更紧密的关系,即基于PDM系统实现工具封装或应用集成。于系统实现具封装或应用集成这就要求PDM系统提供中性的应用接口把外部应用系统“封装或集成”到PDM系统中,作为PDM系统新增的一部封装或集成到PDM系统中,作为PDM系统新增的部分,并可以在PDM环境下方便地运行。现代CAD技术ModernCADTechnology17412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构现代CAD技术ModernCADTechnology18412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构现代CAD技术ModernCADTechnologyCASE:计算机辅助软件工程19412开放式体系结构4.1.2开放式体系结构现代CAD技术ModernCADTechnology20413支持PDM系统实现的主要使能技术4.1.3支持PDM系统实现的主要使能技术PDM系统的实现依赖一些核心的使能技术的支持过去PDM系统的实现依赖些核心的使能技术的支持。过去这些技术被看作是一种标准和专有技术的混合,而今这些技术正逐渐演变为标准化和商品化的构件。这种演变使得软件演演开发商能以较低的成本与较快的速度开发PDM系统。这些使能技术包括电子仓库(vault)技术、工作流(这些使能技术包括电子仓库()技术、作流(workflow)技术、数据库技术、客户机/服务器技术、面向对象O-O技术、Internet/web技术等。现代CAD技术ModernCADTechnology21413支持PDM系统实现的主要使能技术4.1.3支持PDM系统实现的主要使能技术1电子仓库技术1.电子仓库技术电子仓库是一种元数据管理器,它保存了管理数据的数据(元数据)以及指向描述产品的相关信息的物理数据和文据(元数据)以及指向描述产品的相关信息的物理数据和文件的指针。完全分布式的电子仓