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1、西飞产品数据管理系统设计与实施侯卓兵西安飞机工业（集团）有限责任公司 摘 要要：本文文分析了了航空企企业产品品数据管管理面临临的问题题，阐述述了西飞飞LCAA（一种种具体的的PDMM软件）系系统设计计和实施施中的管管理和安安全以及及理想的的系统架架构，重重点从分分类、组组织、版版本、关关联、可可视化等等方面对对数据管管理中的的文档管管理和产产品结构构管理进进行了分分析和论论述，在在并行工工程和面面向制造造的设计计方面主主要论述述了关联联设计、主主模型、上上下文设设计以及及DMUU等技术术。本文文还对异异地协同同研制飞飞机中产产品生命命周期管管理技术术进行了了探讨。关 键 词词：产品品数据管管理
2、 PDMM LLCA 协同同设计 主模模型 上下文文设计1引言市场经济已已经把企企业直接接推向市市场，传传统的管管理方式式、组织织结构和和决策准准则已不不能适应应日趋激激烈的市市场竞争争。当前前我国企企业，特特别是大大中型企企业存在在着生存存困境和和竞争能能力低的的严重局局面，而而飞机制制造企业业更是直直接面对对着国际际先进航航空制造造企业的的竞争，面面对瞬息息万变的的市场变变化，要要想在竞竞争激烈烈的国际际环境中中求生存存、求发发展，就就要及时时开发出出满足用用户需求求的新产产品，缩缩短新产产品的上上市时间间，提高高产品的的质量，降降低产品品的成本本，具有有竞争力力的价格格，并提提供优质质的
3、售后后服务，在在用户中中享有极极高的信信誉。PPDM能能为提高高企业的的核心竞竞争力和和生存能能力提供供有效的的技术和和管理手手段。2企业在在产品数数据管理理方面面面临的主主要问题题 21 技术落落后数字化技术术催发了了航空产产品研发发技术的的进步，但但其应用用的范围围、技术术水平还还处在较较低的层层次，飞飞机研制制大多还还采用三三维设计计、二维维发图的的形式，这这在一定定程度上上虽然缩缩短了产产品研制制周期，特特别是使使设计人人员从繁繁重的体体力劳动动中解脱脱出来，但但并不能能解决复复杂产品品的设计计优化、零零部件间间的干涉涉、机构构运动仿仿真、曲曲面描述述、复杂杂零件数数控等问问题，特特别
4、是对对衍生型型号在知知识重用用、快速速设计等等方面存存在严重重的缺陷陷。22 管理落落后 （1）文档档管理落落后企业每天都都要产生生大量的的产品数数据，用用手工管管理和维维护这些些数据会会占用大大量的资资源，CCAD技技术的应应用更进进一步激激化了先先进设计计技术与与落后管管理手段段的矛盾盾，人们们希望借借助计算算机把大大量的图图纸和技技术资料料有效地地管理起起来，能能够方便便、快捷捷地根据据项目、设设计人、工工作阶段段、审批批状态、日日期、类类型以及及预先定定义的各各类参数数（例如如装配关关系、材材料、重重量、加加工方法法等）进进行查询询和获取取。（2）产品品数据管管理落后后飞机通常由由上万
5、项项零部件件组成，面面对数量量如此之之多的零零部件，在在原材料料的采购购、生产产计划的的安排、零零件制造造和装配配等工作作中，使使用手工工管理很很难获得得准确的的数据，如如何完整整地描述述这些零零部件以以及他们们之间的的相互关关系是一一项重要要而复杂杂的工作作。另外外，不同同部门有有不同形形式的物物料清单单（Biill of Matteriial，BOMM），而而且还要要不断维维护这些些BOMM的一致致性。再再者，企企业要不不断地开开发新产产品，改改进改型型老产品品，构造造新的约约束关系系，这也也使得管管理的难难度急剧剧加大。（3）并行行工程要要求更高高层次的的信息管管理传统的设计计过程采采用
6、的是是按功能能部门分分割的串串行工作作法，由由于没有有制造、维维修等人人员的早早期介入入，产品品的设计计会存在在较多的的错误，这这些错误误或缺陷陷在工艺艺审查中中会得到到部分的的纠正，而而大部分分则只能能在其后后的制造造和使用用中才能能逐渐被被发现。并并行工程程不仅要要求多学学科领域域专家群群体协同同工作，而而且要求求把产品品信息与与开发过过程有机机地集成成起来，做做到正确确的时刻刻、把正正确的信信息、以以正确的的形式、传传送给正正确的人人、及时时作出正正确的操操作。另另外，各各级领导导根据主主管权限限可以透透明地调调用所需需的信息息。这是是目前最最高层次次的信息息管理要要求。3LCAA的系统
7、统设计及及应用实实施 31 系统管管理和安安全性数据是企业业的财富富，系统统的安全全性是数数据安全全的基础础，LCCA系统统具有严严密的安安全管理理机制，根根据西飞飞的管理理规范，综综合考虑虑飞机型型号研制制中项目目管理的的要求，建建立了灵灵活的、基基于标准准的人员员和组织织模型，采采用分布布式、基基于WEEB的管管理方式式，实现现安全的的、基于于策略的的用户管管理，使使得各种种角色以以及权限限得到了了很好的的控制，作作到了与与内部其其他系统统的信息息同步。同同时，考考虑了在在整个扩扩展企业业中，与与外部的的业务伙伙伴和价价值链的的信息同同步，信信息保护护和核心心知识产产权的保保护。理想的服务
8、务器架构构如图11所示，电电子仓库库可以在在ENOOVIAA服务器器上、也也可以在在任何异异地服务务器上。ENOVIA LCA Application V5 Server DB ServerVault ServerFile IntrospectionWebsphere / HTTP ServerRDBMS proprietaryRDBMS proprietaryClash ServerRDBMS proprietary图1 PPDM服服务器理理想架构构32 数据管管理数据管理主主要包括括：文档档管理和和产品结结构管理理。（1） 文档管理统一、安全全地管理理包括33D/22D几何何模型、技技术文
9、档档在内的的各类文文档，方方便对文文档进行行检索、浏浏览、更更改、版版本控制制、状态态控制和和发放。文文档管理理包括：文档分类及及编号：文档的的分类可可以方便便用户进进行查找找，可以以通过分分类对同同一类文文档采用用相同的的管理策策略，如如文档成成熟度控控制。建建立了规范的的确保文文档唯一一性的文档档编码体体系，实实现了文档电电子化管管理。文档版本控控制：文档的的版本用用于控制制文档的的有效性性及跟踪踪文档的的变更历历史；在发生生工程变变更时，通通过工程程更改控控制，实实现文档档升版。文档检索：企业内内部和外外部的成成员在给给定权限限内可以以检索、查查询所需需的文档档。此外外，通过过相互关关联
10、的数数据模型型，可以以依据产产品结构构获得所所有相关关的设计计信息，如如三维模模型、二二维图纸纸、设计计任务书书等。文档与产品品结构关关联：在产品品结构树树节点上上，描述述零部件件的文档档与其相相关的零零部件有有机地关关联在一一起，实实现产品品数据的的组织、控控制和管管理。对对于多CCAD系系统产生生的几何何模型（如如CATTIA、UUG等），按按特殊的的文档类类型进行行管理，并并建立产产品结构构和模型型文档之之间的关关联。在在电子样样机环境境中，管管理多CCAD系系统的零零部件，支支持Muultii-CAAD数据据的共享享、安全全机制（检检入/检检出）。文档安全性性：为了提提高文档档安全性性
11、，通过过P&OO（Peeoplle & Orgganiizattionn，人员员和组织织）构建建文档的的安全机机制，安安全控制制可以划划分层次次，支持持对象属属性级的的安全控控制。如如用户登登录权限限、用户户访问控控制策略略等，确保只只有正确确的用户户和工作作组才能能访问正正确的项项目中正正确的生生命周期期状态的的对象。文档可视化化：通过可可视化VViewwer和和DMUU功能，让让整个企企业的用用户查看看各种与与产品相相关的文文档，如如Offficee文档、33D模型型和2DD图纸等等。可视视化功能能支持产产品结构构的浏览览和展开开，可以以查看33D模型型文档，进进行剖切切、测量量、空间间分
12、析、打打印等功功能。实实施产品品DMUU和文档档可视化化，各部部门人员员可以使使用统一一的工具具，借助助网络访访问不同同格式的的数据，完完成圈阅阅和评审审等，如如图2所所示。文档的成熟熟度：不同类类型的文文档具有有不同的的生命周周期，如如设计-校对对-审审核-预发放放-发发放。不不同状态态的文档档对应不不同的文文档成熟熟度。图2 数数据的成成熟度和和工作流流程（2） 产品结构管管理产品结构管管理包括括：零部件：产产品总成成、组件件、零件件都具有有唯一零零件IDD号和版版本，零零部件可可以关联联到多份份图纸、设设计规范范和工艺艺文档等等。支持持对零部部件的扩扩展，提提供与设设计、制制造相关关的描
13、述述信息。不不同类型型的零部部件及其其关联的的各类文文档共同同描述产产品结构构上的节节点。零部件版本本：零部件件版本用用以控制制零部件件的更改改和演化化，并跟跟踪零部部件的变变化历史史。在零零件发放放后，处处于冻结结状态。利利用产品品和零部部件的版版本管理理，使用用户随时时查阅各各状态、各各版本下下BOMM数据。产品结构：提供不不同层次次、不同同对象的的BOMM视图，管管理BOOM中的的替代件件、备用用件、可可选件，维维护产品品结构的的隶属关关系。BOM：BBOM结结构及其其关联文文档的单单级或多多级展开开、BOOM结构构的差异异比较、BBOM清清单输出出等。33 面向制制造的设设计并行数字化
14、化定义是是面向制制造的设设计的基基础，它它包括虚虚拟开发发团队的的构建、支支持并行行工作的数数据环境境（包括括上下文文设计、关关联设计计、主模模型）等等。（1） 虚拟开发团团队为支持型号号研发，需需要将型型号研发发分成若若干项目目组，并并通过划划分不同同的角色色和人员员构建企企业的虚虚拟组织织，将其其分别关关联起来来，形成成产品研研发上下下文，如如图3所所示，便便于数据据共享和和权限控控制。图3 任任务分配配和研发发上下文文（2） 上下文设计计上下文设计计（如图图4所示示）即与与其他部部件在某某一环境境中进行行设计（DDesiign Witth SSurrrounndinng）。在在上下文文设
15、计中中载入部部件时，装装配约束束也将同同时载入入。上下下文设计计的特点点是支持大大装配件件，部分载载入设计计环境，支持产产品结构构过滤机机制（如按区区域、属属性、产产品配置置等），支持持轻量化化浏览，充分利利用发布布（Puubliicattionn）机制制。图4 上上下文设设计（3） 关联设计关联设计（RRelaatioonall Deesiggn）是是一种建建立、理理解和管管理“起起因和影影响”关关系的技技术，贯贯穿整个个产品生生命周期期。不仅仅记录产产品数据据，而且且可以记记录数据据间的各各种关联联，将产产品信息息转化为为产品知知识；支支持更改改通报、影影响分析析和自动动更改传传播等技技术
16、方法法。首先，管理理CADD系统丰丰富的关关联特征征，一个零零部件中中不仅保保存着自自身的几几何特征征和属性性信息，也也保存着着与其他他零部件件之间几几何关联联及上下下文环境境，包括括：零件件模型的的设计依依据是另另一个零零件的某某个特征征，工程图图与三维维实体的的一致性性，几个零零件实体体组成的的装配等等；通过技技术性关关联管理理，管理理相互之之间的关关系。其其次，建建立Toop-DDownn的上下下文关联联设计环环境，利用发发布（PPubllicaatioon）功功能，在在设计中中可以采采用多种种优化的的设计方方法，TTop-Dowwn即是是其中一一种实现现并行设设计的方方法，针对特特定产
17、品品结构方方便建立立Topp-Doown的的上下文文关联设设计环境境和CAAD系统统紧密集集成。在在LCAA中对不不同部件件的公共共设计接接口及参参数进行行管理，设设计任务务被分发发执行，零零件的设设计变更更若影响响到公共共设计接接口，将将被自动动传播到到相关零零件，保保持数据据的一致致性；另另外，在在设计更更改之前前分析“起起因和影影响”，基准模模型发生生更改时时，直观观地分析析和查找找影响到到的模型型。在产品研发发过程中中，通过过关键设设计技术术，在上上下游相相关的设设计数据据之间或或并行设设计的数数据之间间建立信信息关联联，实现现某一数数据的更更改向相相关数据据的自动动传播，从从而实现现
18、设计更更改自动动化。（4） 主模型采用主模型型技术，支支持并行行数字化化定义。主主模型通通过构建建节点（IItemm）并附附着与该该节点关关联的所所有信息息来组织织数据。主模型包括括如下信信息：节节点编号号、节点名名称、节点版版本/版版次、模型文文档、说明文文档（MManiifesstattionn）、规格文文档（SSpeccifiicattionn）等。如如图5所所示。通过节点之之间的关关联关系系、节点点附着对对象之间间的关联联关系，可可以构成成各种不不同的研研发上下下文，支支持虚拟拟产品开开发团队队的并行行设计。图5 主主模型（5） DMU技术术探索DMU技术术是决策策管理设设计评审审（D
19、MMDR）平平台。产产品设计计及研发发以完整整的3DD模型为为基础，在在统一的的协同环环境下进进行设计计及各类类DMUU仿真，实实现设计计和制造造在内的的产品研研发流程程的集成成和畅通通，确保保产品质质量。DMU提供供各类可可视化功功能对电电子样机机进行全全面的审审阅、评评估（截截面、漫漫游、真真实感等等），提供对对产品或或部件间间进行功功能分析析的手段段，如：机构运运动、干干涉分析析、拆装装分析、空空间分析析和管理理等，并并对干涉涉检查结结果进行行分类管管理、消消除干涉涉的更改改状态管管理等。34 产品研研发中的的协同在产品开发发过程中中，越来来越多的的设计数数据要求求能够实实现异地地共享和
20、和交流，在在企业内内部建立立不同部部门（包包括设计计、制造造）之间间的异地地产品开开发的基基础和机机制，提提供信息息共享、同同步和协协同环境境。内部协同以以WBSS分解为为基础、以以跨部门门的IPPT为执执行单位位、借助助企业支支持的应应用系统统/模块块来完成成，如工工作流程程模块、可可视化模模块、33D会议议、即时时协同等等。如图图6所示示。图6 IIPT和和内部协协同4进一步步研究和和发展的的方向随着PDMM应用的的深入和和广泛，PPDM的的应用领领域和技技术正在在向着PPLM即企业业全局信信息集成成的方向向发展。特特别像飞飞机这样样的航空空高科技技产品，未未来的飞飞机研制制不可能能封闭在
21、在一个企企业进行行，因此此，异地地协同飞飞机研制制下的PPDM必必然向企企业外延延伸，PPLM技技术必然然成为研研究和应应用的热热点。41 基于PPPR的的集成产产品研发发平台，必必将贯通通飞机产产品研制制的生命命周期它的具体表表现形式式是底层层的PPPR-HHub数数据库，中中间层基基于M-Hubb的PPPR应用用平台，以以及前端端的PPPR AAppllicaatioon和PPPR Navvigaatorr。它能能使所有有用户基基于统一一的数据据源使用用最新的的数据进进行工作作，方便便的对产产品、过过程、资资源进行行可视化化浏览和和关联查查阅，任任何的数数据变化化都会立立刻反馈馈到所有有用
22、户。PPR-HHub主主要由以以下几部部分技术术来实现现：首先是数字字化产品品定义技技术，进进行产品品的几何何、关系系、构型型等的定定义，并并生成产产品的EEBOMM。其次次是过程程定义技技术，进进行典型型工艺过过程、工工艺计划划等的定定义，以以及与产产品相关关联，并并调用相相关资源源，形成成产品的的MBOOM。然然后是管管理产品品、流程程和资源源三大数数据源的的通用技技术。同同时，PPPR-Hubb还能够够以插件件的方式式嵌入到到各种CCAD、PDMM以及OFFFICCE等工工具软件件中，以以便在它它们产生生的文档档中提取取属性、特特征以及及数据相相关性等等信息，并并将这些些信息组组织起来来
23、。另外外，还进进行产品品数据的的存储与与恢复等等等管理理。42 异地协协同异地协同支支持整个个供应链链的上下下文设计计，并通通过将关关联设计计延伸至至企业之之外，实实现与战战略合作作伙伴和和供应商商的协作作。协同同的过程程涵盖工工作任务务分解、虚虚拟开发发团队、数数据可视视化等内内容。如如图7所所示。图7 异异地协同同43 数据可可视化数据的可视视化是进进行异地地协同的的手段之之一。工工作内容容如下：（1）对不不同产品品数据源源进行访访问，包包括多PPDM系系统和基基于文件件系统的的数据源源等（2）支持持Webb轻客户户端操作作方式，使使供应商商通过广广域网进进行数据据的访问问（3）支持持多C
24、AAD支持持（Muultii-CAAD）、多多数据格格式（4）支持持可视化化审阅（5）支持持即时协协同，如如在线讨讨论和33D会议议等5结束语语如果说PDDM的实实施应用用重点在在工程部部门，那那么PLM技术所所涉及的的领域已已经超出出了设计计、工程程部门的的范畴，逐逐步向生生产、经经营管理理部门渗渗透，PPLM是产品品开发过过程中生生成、管管理和分分配的全全部信息息的集成成者。企企业需要要的是全全局信息息的集成成，既包包括设计计、工艺艺、人、财财、物、产产、供、销销等信息息，企业业各个职职能部门门都必须须共享和和访问与与产品模模型相关关的信息息，只有有这样才才能生产产出适销销对路的的产品，抓抓住稍纵纵即逝的的机会，尽尽快打入入市场。参考文献：1 范范玉青，现现代飞机机制造技技术 MM 北京京航空航航天大学学出版社社，200012 白白永红，王王泽玉，邱邱唏，飞飞机制造造企业PPDM的的组织与与实施 J 航航空制造造技术，220044年第六六期3 张张恒喜，朱朱家元，郭郭基联，军军用飞机机型号发发展工程程导论 M 国国防工业业出版，22004413