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1、第三章 新产品开发发及其数字字化管理本章主要内内容： 新产品开发发管理 产品数据管管理（Prodduct Dataa Mannagemment，简称PDMM）简介随着生产力力的发展和和经济的发发展，消费者需求求日益多样样化，企业面临临的市场是是一个变化化迅速且难难以预测的的买方市场场。企业要要想在这中中环境中生生存，就必必须加强研研究与开发发，增强开开发新产品品的能力，使使企业具有有较强的处处理环境的的变化和有有环境的变变化引起的的不确定性性的能力。因因此，新产产品开发在在企业的生产运作作中所占的的地位也越越来越重要要，近年来来随着数字字化技术的的发展更是是涌现了新新的产品管管理的工具具产品数
2、数据管理（PPDM）。本章主要从新产品的具体概念、新产品开发的动力模式、新产品的开发程序、新产品的开发方法，以及产品数据管理（PDM）这一新兴的信息管理技术等方面展开论述。3.1 新产品开发发3.1.1 新产品的概概念所谓新产品品，实际上上是一个相相对的概念念，从不同同的角度出出发，可以以对新产品品给出不同同的定义。新产品是指在产品性能、产品结构、材料性能和技术特征等方面或多方面比老产品有显著改进和提高、或独创的，具有使用价值和推广价值，可产生明显经济效益的产品。新产品主要体现先进行和独创性，先进性是指由新技术、新材料产生的先进性，或由原有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性，独创性是指产
3、品由于采用新技术、新材料或引进新技术所产生的全新产品或在某一市场范围内属于全新产品。新产品按照技术特性可以分为以下几种：(1) 全新产品具有新原理理、新技术术、新结构构、新工艺艺、新材料料等特征，与与现有任何何产品毫无无共同之处处的产品。全全新产品是是科学技术术上的新发发明，在生生产上的新新应用。如如汽车、飞飞机、计算算机、半导导体、电视视机、化学学纤维、青青霉素等，都是在某个时代开发出的全新产品。(2) 改进新产品品主要指对老老产品采用用各种改进进技术，使使产品在功功能、性能能、质量、外外观、型号号有一定改改进和提高高的产品。如如增加电视视机遥控功功能，增加加电风扇定定时功能。(3) 换代新
4、产品品主要是指适适合新用途途、满足新新需要、在在原有产品品的基础上上，部分地地采用新技技术、新材材料、新元元件而制造造出来的产产品。如计计算机已从从电子管、晶晶体管、集集成电路进进入到大规规模集成电电路的第四四代产品，目目前正在研研制第五代代具有人工工智能的新新产品。换换代新产品品的技术或或经济指标标往往有显显著提高，具具有新的用用途，可以以满足新的的需要。(4) 本企业新产产品指对本企业业来说是新新的但对对市场来说说并不新的的产品。但但通常企业业不会完全全仿照市场场上的已有有产品，而而是在造型型、外观、零零部件等方方面作部分分改动或改改进后推向向市场。在当今的经经济环境下下，市场竞竞争日益激
5、激烈，顾客客需求日益益多样化，企企业在选择择新产品发发展方向时时必须有更更多的考虑虑。目前，新新产品发展展方向有如如下多个特特点：(5) 多功能化即扩大同一一种产品的的功能和使使用范围。例例如，收录录唱组合音音响，多功功能计算器器等。在扩扩大产品功功能时还应应该注意提提高产品的的效率和精精度。(6) 复合化即把功能上上相互关联联的不同单单体产品发发展为复合合产品。例例如，洗衣衣机和干燥燥机的一体体化，打印印机、复印印机、传真真机的一体体化，如集集拍照、冲冲印为一体体的一次成成像照相机机，集打字字、计算、储储存、印刷刷为一体的的便携式文文字处理机机，集办公公（文字处处理、电话话、传真）、计计算、
6、娱乐乐为一体的的多媒体计计算机等。(7) 小型化即通过改革革产品结构构，减少零零部件数量量，缩小产产品的体积积，使产品品便于操作作、携带、运运输以及安安装。这样还可可以节省大大量资源和和能源，降降低成本，有有利于在低低成本条件件下开发多多种品种，扩扩大产品功功能，利用用产品的差差异化占领领市场。很很多日本的的企业采取取这种新产产品开发策策略取得了了成功，如如丰田的节节油小轿车车，索尼、松松下等企业业的家电，还还有东芝的的笔记本电电脑，几乎乎欧美每生生产出一种种工业或家家用大型产产品，日本本的企业就就能立即将将其小型化化、多功能能化，从而而占领市场场。值得注注意的是，产产品的小型型化需要新新技术
7、、新新材料的支支持，可能能会增加生生产成本，如如，轻、薄薄、高强度度的合金钛钛、合金钢钢等材料，电电脑设计、激激光切割、纳纳米等技术术。(8) 智能化、知知识化即把一般人人需要长期期学习才能能掌握的知知识和技术术转化到产产品中去，使使产品功能能“傻瓜化”。这可以以使许多专专业性产品品发展成大大众产品，从从而大大扩扩大这些产产品的市场场。产品智智能化、知知识化的一一个最好例例子是所谓谓的“傻瓜”照相机，这这种照相机机把以往一一个生手用用手动照相相机需要学学习一两个个月以上、并并废掉几卷卷胶卷的照照相技术蕴蕴藏进照相相机，使任任何一个不不懂照相技技术的人都都能使用。(9) 艺术化、品品位化即从产品
8、的的造型、色色彩、质感感和包装等等方面使产产品款式翻翻新，风格格各异，体现现独特的艺艺术品味，从从而增加产产品的魅力力。当今对对产品艺术术化、品味味化的研究究已经成了了产品研究究与开发中中的重要组组成部分，不不仅汽车、电电视、家具具这些具有有一定观赏赏功能的产产品，就连连洗衣机、马马桶一些实实用产品也也在追求尽尽善尽美，以以在激烈竞竞争的市场场中赢得顾顾客。对于服务型型企业来说说，同样面面临着不断断推出新服服务项目的的课题，同同样需要考考虑新产品品的发展方方向。随着着生活水平平的提高，自自由时间的的增多，价价值观的多多样化等，人人们越来越越要求社会会提供广泛泛的多样性性服务，大大力发展新新的服
9、务项项目。以物物质消费为为主的消费费结构向以以精神和文文化消费为为主的消费费结构转变变的倾向也也需要非制制造业企业业不断提供供新的精神神食粮和文文化食粮。因因此，服务务型企业应应根据这些些环境特点点开发新服服务项目。3.1.2 新产品开发发的动力模模式新产品的开开发有两种种动力模式式：技术的的推动和需需求的拉动。技术术的推动，是是指按照被被称为Seeed TTheorry的方式式进行新产产品开发。也就是说，从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。需求的推动，也就是市场的推动，是指按照Need Theory方式，从市场需求出发进行新产品开发。也就是说，首先通过市场调查来
10、了解市场需要什么样的新品，然后对其作为商品来说在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品商品化后的销售预测来决定是否开发。技术推动型型产品是以以技术生产市场的模模式出现，即即将研究成成果推向市市场。市场场推动型产产品则是以以市场研究与开开发生产市场的模模式出现，即即把市场需需求带入研研究，洗衣衣机、电冰冰箱、空调调等都是典型型的市场导导向型产品品。由于市场需需求的日益益多样化和和技术进步步的日新月月异，已经经不可能简简单地说哪哪一种动力力模式更重重要。对当当今的企业业来说，这这二种动力力模式有着着同等重要要的地位。技术推动模模式往往能能够使新产产品在市场场上“先发制人人”。
11、美国西屋屋电器公司司发明了晶晶体管，日日本索尼公公司购买了了晶体管技技术，开发发出晶体管管收音机和和电视机，创创造了世界界范围的大大市场。但但是，在晶晶体管诞生生之前，甚甚至在晶体体管收音机机推出之前前，市场根根本不知道道晶体管为为何物，更更不会产生生对晶体管管收音机和和电视机的的现实需求求。这种需需求是潜在在的，隐性性的，需去去发掘。而而这正是企企业应努力力去做的。技技术推动型的产产品构成了了众多企业业的生产内内容，每一一种产品都都带动一批批企业，甚甚至构成一一个行业，创创造规模巨巨大的市场场需求，并并引发激烈烈的市场竞竞争。很多多企业也正正是因为不不断推出技技术推动型产品品，不断用用这些产
12、品品创造一个个个大市场场，才使企企业迅速地地成长壮大大起来。美美国的英特特尔公司、杜杜邦公司、PG公司，日本的索尼公司等，都是这方面的成功典范。技术推动模模式虽然能能在市场上上“先发制人人”，创造出出一个大市市场，但是是，反过来来，这个市市场一旦从从潜在转为为现实，它它就开始分分化。顾客客在花色、性性能、品种种、质量和和价格上不不断产生新新的期望，不不同的期望望形成不同同的细分市市场，造成成市场需求求的差别化化。而谁能能够满足这这些不同的的期望和层层次，谁就就能“后发制人人”，占领细细分市场并并分享该产产品的利润润。“后发制人人”一个很成成功的例子子就是日本本汽车行业业，日本的的汽车行业业看中
13、了欧欧美市场对对小型车的的需求，以以其擅长的的小型车技技术大量生生产低成本本、多品种种、高质量量的小型车车，一举打打开了欧美美市场，后后来又采取取合资和本本地化策略略，扩大车车型范围，在在中、高档档车型取得得了突破。但是产品开开发的本质质动力是市市场需求的的拉动，产产品的开发发设计都要要根据市场场的需求进进行，市场场对产品没没有需求，开开发的产品品也只能是是废物，近近年来，企企业对技术术成就以及及技术过度度关注尤其在电电子领域，以以至于他们们有时候无无暇顾及顾顾客，这是是一个值得得注意的问问题，不断断满足顾客客的需求应应该是企业业致力的目目标，质量量功能展开开（QFDD）正是一种种以市场为为导
14、向、以以用户需求求为依据的的强有力的的计划方法法。n 质量功能展展开质量功能展展开（Quualitty Fuunctiion DDeplooymennt, QQFD）是是一种将顾顾客心声引引入产品设设计规范，以市场为为导向、以以用户需求求为依据的的计划方法法。这种方法法利用来自自于市场营营销部门、设设计部门和和制造部门门的职能交交叉的团队队。QFD产生生于日本。在在60年代代，随着TTQC的深深入，日本本人开始考考虑能否在在产品的设设计阶段就就确定制造造过程中的的质量控制制要点，以以减少生产产初期大量量错误的发发生。19972年，三三菱重工有有限公司神神户造船厂厂首先使用用了QFDD，丰田公公
15、司使用QQFD大幅幅度缩短设设计时间，降降低了600%的汽车车成本。美美国而后引引入了QFFD 技术术，并在汽汽车工业和和国防工业业进行推广广，进一步步的提高了了QFD技技术。QFD以研研究和倾听听顾客的想想法，确定定一个优良良的产品特特征为起点点。通过市市场研究，将将顾客对产产品的需求求和偏好定定义下来并并进行分类类，也就是是顾客的要要求。顾客客的需求信信息用特定定的交叉矩矩阵形式表表示出来，此此矩阵称为为质量屋矩矩阵，如图图3-1所所示，是一一个保温杯杯的质量屋屋矩阵。通过构造造一个质量量屋矩阵，交交叉职能团团队能够用用顾客反馈馈信息进行行技术、营营销和设计计的决策，矩矩阵帮助团团队将顾客
16、客的要求转转换为具体体操作或技技术目标，要改进的重要的产品性能与目标在质量屋中都有详细的说明，质量屋顶反应的是各项工程要求的相关性，有正相关也有负相关。质量屋最重要的优点在于它能帮助团队致力于生产满足客户需求的产品。构造质量屋屋的第一步步是列出顾顾客对产品品的要求，对对这些要求求按重要性性顺序进行行排序，接接下来请顾顾客对本企企业的产品品与竞争者者的产品进进行比较。最最后确定开开发产品的的一系列技技术特征，这这些特征与与顾客的要要求直接相相关。竞争性评价 计划质量图3-1保温杯质质量屋矩阵阵n 根据顾客需需求设计产产品的成功功实例凌志产品设设计的改进进一个持持续的过程程此顾客服务务案例发生生在
17、路易斯斯安那（LLouissianaa）的凌志志汽车行。某位女顾客客在一周前前购买了一一辆新车，现现在却苦恼恼地回到了了汽车行。他他穿着定制制的某种品品牌的鞋，右右脚的鞋跟跟卡在加速速器脚踏板板下，加速速很困难。最最后非常不不幸的是折折断了鞋跟跟。汽车行行服务经理理记下了这这一问题，并并提出赔偿偿这双鞋。该女士说，这这将是她最最后一次与与凌志汽车车行打交道道。然而一一周后，一一名来自日日本凌志的的设计工程程师出现在在她的家门门口。他察察看了那双双鞋，并作作了测量，画画下草图。之之后他一句句话也没说说就离开了了。一个月后，凌凌志汽车行行联系到该该女士，并并请她将车车带入车行行。工程师师重新设计计
18、的加速器器踏板确保保不会再卡卡住鞋跟。他他们更换了了她骑车上上的加速器器踏板。现现在想后安安装的加速速器踏板已已经成为凌凌志的生产产标准。(Richhard B. CChasee, Niichollas JJ. Aqquilaano, F. RRoberrt Jaacobss, Prroducctionn andd Opeeratiions Manaagemeent: Manuufactturinng annd Seervicces. Eighhth EEditiion.p90)3.1.3 新产品开发发程序新产品的开开发是一个个周期长、过过程复杂的的活动。对对机械产品品来说，一一般的开发发周期
19、为33年，而现现今产品的的生命周期期一般为11年。了解解新产品开开发程序的的主要目的的是加强对对新产品开开发的管理理，尽力缩缩短产品开开发周期，解解决开发周周期长和生生命周期短短的矛盾，尽尽量避免开开发过程中中的无谓的的反复和浪浪费。产品开发活活动是顾客客的需要和和期望与产产品制造要要求之间的的桥梁，因因此新产品品的开发要要建立在满满足顾客需需求的基础础上，还要要考虑产品品的可制造造性。一般般的新产品品开发程序序可以概括括为“概念发展产品规划划产品/流程程的工程设设计试市场/生产”的过程。如如图3-22所示。图3-2新产品开开发程序(1) 概念发展这一阶段是是指新产品品构想及方方案的产生生，获
20、得新新产品概念念的来源有有很多种，有有来自企业业内部，公公司经理、员员工和研究究开发部门门等，有来来自企业外外部，经销销商、产品品许可经营营者和发明明者等。(2) 产品规划新产品的概概念确定之之后，就进进入新产品品的开发阶阶段。产品品规划是企企业产品战战略中重要要的组成部部分，它决决定着产品品的特征、功功能和用途途。产品的的设计注重重的是产品品的性能和和质量，要要求在产品品设计中充充分考虑顾顾客要求，体体现产品的的经济价值值，并以此此为原则，保保证高品质质设计。特特别注意的的是，产品品设计要充充分考虑产产品的可制制造性，基基本的原则是易于理解解、便于制造造和装配、易于使用用且安全可可靠。(3)
21、 产品/流程程的工程设设计这一阶段首首先要对产产品规划阶阶段的结果果进行评价价，决定投投产后开始始进行生产产准备，进进行工艺设设计、工夹夹具设计和和技术文件件准备等。必必要的时候候要进行样样品试制或或批量试生生产。(4) 试市场/产产量增加这一阶段，首首先要进行行市场试销销，如果市场反反应良好，就就进入到生生产阶段。3.1.4 新产品开发发的要求新产品开发发有两点要要求，一是是产品与生生产工艺技技术的同时时开发，二二是产品开开发与服务务设计的同同时重视。n 产品与生产产工艺技术术的同时开开发产品的生产产工艺技术术是指生产产产品的方方法，其中中包括加工工路线、加加工方法、加工工诀窍、工工艺参数和
22、和质量标准准等等。要要使产品与与生产工艺艺技术同时时开发，产产品开发就就要做到为为制造与装装配而设计计产品，怎怎样才能做做到这一点点？需要设计人人员在进行行产品结构构设计的时时候就考虑虑到工艺设设计的要求求和难度，产品品开发设计计人员和生生产工艺技技术人员密密切配合，建建立一种合合作开发的的体制，使使得在进行行产品构思思和设计时时就考虑到到制造的可可行性和经经济性，在在对新产品品作出正式式生产的决决策时，已已经有一批批生产工艺艺技术人员员对该新产产品的生产产方法和程程序有比较较深刻的理理解和计划划。这样，不不仅能够缩缩短新产品品的开发周周期，也能能节约R&D资金。并并行工程和和团队工作作方式是
23、近近年来企业业实现产品品开发和生生产工艺技技术开发同同时进行的的好方法。避免设计者者的传统方方法“隔墙墙方法”，隔墙方方法是指即即使新产品品投入生产产，投资的的错误率很很高。n 产品开发与与服务设计计的同时重重视新产品开发发的根本出出发点是更更好地满足足顾客的需需求，对企企业来说，顾顾客购买的的并不是产产品本身，而而是产品所所提供的功功能，产品品功能的获获得和享用用除了产品品本身以外外，还需要要附带的服服务来支持持。在当产产品的技术术含量、知知识含量越越来越高的的情况下，服服务也就显显得更为重重要。也就就是说，新新产品=有形产品品+必要服务务。因此，企企业在进行行产品设计计的时候，必必须考虑到
24、到产品服务务的设计，特特别在现今今的激烈的的市场竞争争中，服务务已经逐步步成为企业业提高其竞竞争力的一一个重要手手段。3.1.5 新产品开发发的串行与与并行方法法传统的新产产品开发是是一种串行行的方法，新新产品的开开发是分阶阶段按照前前后顺序进进行的，而而且各阶段段之间相互互独立。开开始阶段形形成新产品品的概念之之后，只是是由设计工工程师开发发和设计新新产品，然然后转给制制造工程师师制定生产产工艺方法法和技术，进行试制，生产供应人员准备材料配件和组织生产，最后由销售人员负责产品销售。这种串行过程存在很多问题。首先，整个开发周期很长，新产品一般的开发周期为3年左右，而现今产品的生命周期一般为1年
25、左右，也就存在开发周期长、生命周期短的矛盾；其次，修改反馈比较频繁，在产品设计阶段往往缺乏考虑生产实际，而引起许多返工，结果浪费了大量开发成本和时间，甚至给以后的生产带来沉重负担；最后，所开发的产品甚至可能并不是适合市场需要的最佳设计，而不得不重新开发。为了解决这这些问题，提出了一种新的产品开发方法并行设计。并行设计又称为并行工程（CE），是指集成地、并行地设计产品及其零部件和相关过程的一种系统方法。这种方法要求产品设计人员与其它人员一起共同工作，在产品设计开始就考虑产品整个寿命周期中从概念形成到设计、制造和使用全过程的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。因此，并行设计实际上是一种
26、团队工作方式，强调设计过程的系统性、平行性。并行设计的方法让新产品开发的各个阶段差不多同时（由于产品的设计有先动和后动的顺序）开始，可以大大缩短产品开发周期。新产品开发发的串行与与并行方法法的对比可可以参见图图3-3。从常理来看，先进行概念设计，然后进行结构设计、过程设计、原型制造与设计、生产制造的新产品开发过程是合理的，但是在开发的过程中，各阶段之间的独立性，在后一阶段的设计中会发现前一阶段设计中的问题，这时就需要反馈进行修改，因此修改反馈的频率比较高，而且反馈的周期也比较长。而并行设计由于是产品的开发阶段几乎是同时开始的，因此，反馈的周期会大大缩短；由于并行设计要求所有相关的技术人员都参与
27、到产品的开发设计中，而且是几乎同时参与到产品开发团队中，其中一个阶段的设计发生变化，其他阶段的设计人员也能几乎同时得到相应的信息，因此，反馈的次数也会大大少于串行设计。概念设计详细设计过程设计原型制造与测试生产制造概念设计详细设计过程设计原型制造与测试生产制造减少反馈次数并行开发流程串行开发流程修改反馈频繁产品结构功能对结构、功能的改进意见几何特征工艺过程解决方案定性定量可行性评估可加工性、经济、资金评估图3-3产品开发发的串行和并并行方法比比较从以上的分分析中可以以明显的看看出并行设设计消除了了“隔墙问题题”，能够缩短产产品开发和和生产准备备时间、加加快新产品品上市、降降低成本、提提高质量、
28、保保证产品功功能的实用用性。在并行设计计实现的过过程中，需需要很多关关键的技术术，主要有有以下几种种：(1) 过程管理与与集成技术术 过程建模、过过程管理、过过程评估、过程分析、过程集成过程建模是是指对具体体产品开发发过程的抽抽象描述，用用于分析、优优化和建立立产品开发发活动流程程，最终用用来辅助整整个产品开开发的管理理和监控。过过程管理是是指对具体体产品开发发过程进行行监督和控控制，用于于把设计者者从设计过过程的计划划和数据的的管理中解解脱出来，它它使得设计计者能够集集中精力进进行创造性性和开拓性性设计，实实现设计过过程的自动动化，提高高产品的质质量和开发发进度。(2) 团队技术术 企业组织
29、演演变 IPT的概概念、组建建、角色定定义、管理理模式、决决策模式(3) 协同工作作环境一个团队能能否正常、高高效地运作作，协同工工作环境是是一个至关关重要的因因素。这里里的环境不不仅指通常常所说的硬硬环境，还还包括软环环境。硬环环境主要指指团队内的的信息能准准确顺畅交交流的硬件件设施机器器支撑系统统，其为团团队工作的的运行提供供了物质上上的支持和和最基本的的保证。一一般来说，团团队工作的的硬件设施施主要包括括计算机设设备、数据据库设备机机器管理系系统、网络络设备及其其协议、信信息交流环环境等。软软环境是指指团队内的的文化氛围围，是团队队成功的关关键。3.2 产品数据管管理（PDDM）简介介3
30、.2.1 产品数据管管理的产生生计算机技术术在企业生生产运作中中的广泛应应用，导致致了大量数数据文档和和其他形式式的数据的的产生，还还有各种各各样的网络络信息和数数不清的电电子邮件，形形成了庞大大的企业数数据流，如如图3-4。数数据量的增增大，同时时导致了数数据类型的的复杂度增增高，例如如各种CAAD（Compputerr Aidedd Desiggn）系统统所产生的的产品设计计信息，有有限元分析析等应用程程序所产生生的工程分分析结果，CAPP（Computer Aided Process Planning）系统所产生的工艺信息、材料明细表、工程更改单、不同版本的产品结构、各种零件族、过程管理
31、信息、记录各种技术说明和管理要求的文本文件、多媒体数据，等等。这些数据类型之间存在着广泛的分类、组合、继承和引用关系，需要对它们进行全面的描述和管理，但用一般的数据技术很难作到这一点。图3-4产品形成成过程中的的各种数据据在企业的生生产运作管管理中，企企业会使用用许多不同同的IT工具。利利用这些工工具，可以以在产品的的开发过程程中，建立立一个能完完整描述产产品的电子子文件夹（如图3-5）保存它们生成的各种产品描述文档。但通常情况下，很少有应用系统能将其所生成的文件与一条数据记录在逻辑上关联起来，通过该数据记录的属性，随时访问相应的文件。如果没有一种计算机支持下的有效的、透明的管理手段，跨部门的
32、信息处理过程需要经过很长时间的查询，同时还会造成大量的信息损失，企业中大量的数据资源无法产生其应有的价值，造成很大的浪费。总体设计报告QS资料CAD模型仿真模型CAD工程图安装说明工艺过程规划检验计划NC程序物料清单FEM结构计算结果电子文件夹图3-5电电子文件夹夹的生成CAD、CCAPP、CAM、CAQ、ERP等应应用系统在在生产过程程中的使用用，提高了了企业各种种技术、管管理、制造造过程的效效率，改善善了工作质质量，增强强了企业的的竞争力。但但由于各应应用系统只只管理自己己产生的数数据，于是是形成了一一个个的信信息处理孤孤岛，使得得这些昂贵贵的投资无无法产生最最高的收益益。为了有有效的实现
33、现产品的信信息集成，实实现各个应应用系统的的集成是最最基本的要要求。另外外，由于不不同企业对对数据管理理的需求不不同，需要要在通用的的数据管理理系统的基基础上，通通过其提供供的开发接接口进行定定制。以上几方面面的原因，迫迫切需要开开发一种有有效、透明明的管理技技术，采用用面向对象象的技术，以以其所提供供的分解、组组合和继承承的特性来来描述数据据，实现对对大量不同同类型数据据的层次化化管理。基基于以上的的思想，逐逐步产生了了产品数据据管理系统统。3.2.2 产品数据管管理的概念念产品数据管管理（PDDM）是一一门以软件件为基础，管管理所有与与产品相关关的信息（包括工程程规范、电电子文档、扫扫描图
34、像、CAD/CAE/CAM文件、产品结构、产品定单、供应商状况等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程、审批/发放过程、工程更改单等）的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内，为设计与制造建立一个并行化的产品开发协作环境。PDM将整个企业视为一体，能跨越整个工程技术群体，是促使产品快速开发和业务过程快速转化的使能器，也是在分布式企业管理模式的基础上，与其它应用系统建立直接联系的重要工具。PDM常分为三个层次：企业图纸文档的电子化管理、企业部门级的数据管理、企业级的数据管理。PDM的基基本原理就就是在逻辑辑上将各个个应用系统统的信息化化孤岛集成成起来，利利用计算机机系统控制制整个
35、产品品的开发设设计过程，通通过逐步建建立虚拟的的产品模型型，最终形形成完整的的产品描述述、生产过过程描述以以及生产过过程控制数数据，如图图3-6。PDM技术信息系统CADCASECAOCAPCAQCAMPDM图3-6集于PDDM的系统统集成3.2.3 PDM系统统的体系结结构PDM系统统的体系结结构可分为为四层：用用户界面层层，应用软软件层，核核心模块层层，系统模模块层，如如图3-77所示。用户图示化用户界面产品数据集成工具产品结构模块编辑工作流程控制模块电子邮件文档管理模块对象管理框架数据管理系统用户界面层应用软件层核心模块层系统模块层图3-7PDM系系统的体系系结构(1) 用户界面层层用户
36、界面是是用户和系系统之间的的接口，PPDM系统统提供给用用户一个交交互式的人人机对话的的图形界面面，以用户户可接受的的方式，将将其所有的的功能透明明的体现出出来。其中中包括图示示化的浏览览器、各种种菜单、对对话框等，用用以完成用用户的操作作命令，向向用户展示示其所关心心的产品数数据信息，以以及接收用用户的输入入信息。通通过PDMM提供的图图示化用户户界面，用用户可以直直观方便地地完成管理理整个系统统中各种对对象的操作作，是实现现PDM各种种功能的手手段、媒介介。用户界界面必须拥拥有操作性性较强的具具有图形化化的Winndowss风格。目目前，图形形工作站上上采用的是是Motiif Wiindo
37、wws操作系系统，微机机上采用的的是 Miicrossoft Winddows操操作系统。(2) 应用软件层层这一层是由由一系列的的PDM系统统中对产品品数据进行行管理的应应用软件模模块和对产产品数据进进行处理的的应用软件件系统组成成。除了系系统管理外外，PDMM为用户提提供的主要要功能模块块有电子仓仓库与文档档管理、人人员组织管管理、工作作流程管理理、零件分分类及检索索、工程变变更管理、产产品结构与与配置管理理、集成工工具等。(3) 核心模块层层提供了多种种网络与数数据库接口口，使PDDM系统的的对象管理理具有屏蔽蔽异构操作作系统、网网络、数据据库的特性性，用户在在应用PDDM系统的的各种功
38、能能时，实现现了对数据据的透明化化操作、应应用的透明明化调用和和过程的透透明化管理理等。该层层的功能是是将不同的的应用软件件程序对产产品数据的的处理要求求进行中间间转换，转转换成系统统模块可以以接受的形形式。(4) 系统模块层层主要提供数数据库操作作、操作系系统的实用用程序运行行、网络的的数据存取取等功能。以以目前流行行的关系数数据库系统统为PDMM的支持平平台，通过过关系数据据库提供的的数据操作作功能，支支持PDMM系统对象象在底层数数据库的管管理。PDM是作作为企业级级的管理工工具，对与与产品形成成过程有关关的数据和和过程进行行管理的技技术，必须须适用于异异构的硬件件和软件环环境，为此此P
39、DM必须具具有一个开开放的、灵灵活的体系系结构，才才能满足对对它提出的的各种要求求。PDMM的体系结结构应具有有以下特点点：(1) 支持环境的的灵活性PDM系统统一般是以以分布式网网络技术、客客户机/服服务器结构构、图形化化用户接口口及数据库库管理等技技术作为它它的环境支支持。多种种应用系统统与底层环环境的信息息交流是通通过不同接接口来实现现的，如中中性的操作作系统接口口、中性的的数据库接接口、中性性的图形化化用户接口口以及中性性的网络接接口等，从从而保证PPDM系统统可以支持持多种类型型的硬件平平台、操作作系统、数数据库、图图形界面及及网络协议议。并且在在分布式环环境下，上上述硬件平平台、操
40、作作系统、图图形界面和和网络协议议中的不同同类型可以以并存，但但数据库必必须是唯一一的。(2) PDM功能能的可定制制性PDM产品品采用面向向对象的建建模方法和和技术来建建立系统的的管理模型型与信息模模型，并提提供对象管管理机制以以实现产品品信息的管管理，使得得PDM系系统越来越越开放。同同时，PDDM系统所所提供的一一系列开发发工具与应应用接口使使用户能方方便的定制制或扩展原原有的标准准数据模型型，增加新新的应用功功能，存取取相关信息息，以满足足用户对PPDM系统统的不同应应用需求。(3) PDM功能能模块的可可分性由于PDMM系统采用用客户机/服务器结结构，并具具有分布式式功能，如如图3-
41、88，企业在在实施时，可可以从单服服务器开始始，逐步进进行扩展。用用户在选用用功能模块块时，除必必须模块外外，其他模模块可根据据需要进行行增减。(4) PDM的集集成功能PDM系统统提供中性性的应用接接口，把外外部应用系系统封装或或集成到PPDM系统统中，作为为PDM新增增的子模块块，使外部部应用系统统与PDMM系统之间间建立起非非常紧密的的关系，并并可以在PPDM环境下下运行。这这样就能更更有效地管管理由应用用系统产生生的各种数数据，使用用户和应用用系统之间间的数据交交流更加方方便和高效效。用户2用户1用户3工作组服务器协同服务器工作组服务器工作组服务器用户4用户5用户6用户7用户8用户9图
42、3-8PDM系系统的分布布式客户机机/服务器器结构3.2.4 PDM的基基本特征PDM系统统是利用模块块化的结构构对产品的的整个形成成过程进行行控制，并并对该过程程中形成的的或需要处处理的数据据和文档进进行管理，因因此，PDDM系统的的基本特征征就是进行行数据管理理、过程管管理和系统统集成。(1) 数据管理PDM的数数据管理是是从数据的的安全性和和数据的质质量两方面面对企业中中的庞大数数据进行有有效的管理理，对产品品信息和其其他业务数数据的管理理是PDMM系统的核核心任务之之一。产品品信息由基基本数据和和各种不同同的文档组组成。为了了方便对各各种与产品品有关的信信息进行描描述，一般般根据信息息
43、的特点将将它们分成成业务对象象（Bussinesss Obbjectt）和数据据对象（DData Objeect）两两类。业务对象用用来描述某某个事物（如如零件/部部件、项目目、顾客等等）或定义义组织方面面的信息；数据对象象则被用来来控制文件件或索引表表，包括一一条描述文文件或索引引表属性的的数据记录录和指明其其在计算机机网络中存存储位置的的指针。数数据对象由由两部分组组成，即所所描述的属属性（元数数据）和对对应的文件件或索引表表（物理的的数据）。业业务对象和和数据对象象的元数据据由一个受受PDM系统统控制的数数据库管理理系统（DDBMS）进进行管理。通通过一个联联系对象，可可以将某个个业务对
44、象象与数据对对象，在逻逻辑上关联联成一个整整体。图33-9表示示了一个PPDM系统统中的数据据管理的例例子。图号：版本号：处理状态：名称：工程图基本记录联系工程图第1页工程图第2页图号：处理状态：名称：材料：页号图3-9业务对象象与数据对对象的联系系(2) 过程管理过程管理又又称为工作作流管理，是是PDM系统统的第二项项主要任务务。过程管管理的任务务是对整个个产品形成成过程进行行控制，并并使该过程程在任何时时候都可以以追溯。实实施过程管管理，必须须建立一个个包括产品品形成过程程中所有重重要特性的的过程模型型，确定过过程的结构构。每一个个过程，都都包括若干干的过程步步骤，每一一个步骤都都对应一个
45、个完成指定定功能的活活动。同时时，过程结结构还描述述了各个过过程步骤在在逻辑上的的先后顺序序，见图33-10。过程步骤1步骤2步骤3步骤n活动1活动2活动3活动n图3-100过程的结结构过程管理主主要用来对对复杂的更更改和发放放过程进行行管理。图图3-111表示一个个简单的更更改和发放放过程，每每一个功能能完善的PPDM系统统都具有类类似的处理理过程。更改工程图检验并发放工程图冻结工程图通知使用该工程图的所有用户通知项目负责人.失败失败失 败失败任务清单图3-111一个更改设设计的例子子(3) 系统集成PDM系统统要在真正正意义上实实现对所有有应用系统统中的产品品数据进行行管理，首首先必须将将
46、各种不同同应用系统统所产生的的数据组织织成一个有有机的整体体，这是PPDM系统统的核心任任务。而要要完成这一一任务，PPDM系统统必须与所所有有关的的应用系统统紧密的集集成在一起起，也就是是在各个信信息化孤岛岛之间架起起连接的桥桥梁，如图图3-122。PDMCADCADCAQCAMCAPERPCASEMRP图3-122PDM系系统与应用用系统的集集成3.3 产品数据管管理的主要要功能PDM系统统为企业提提供了管理理和控制所所有与产品品相关的信信息以及与与产品相关关过程的机机制与功能能。按系统统功能模块块划分，PPDM的功功能可划分分为文档管管理、零件件管理、产产品结构和和配置管理理、工作流流管
47、理、项项目管理、应应用集成、用用户管理等等，其中前前五项功能能是PDMM系统应具具备的基本本功能。3.3.1 文档管理1 文档的分类类和管理的的对象文档就是以以文件或图图档的形式式存在的各各种与产品品相关的信信息的统称称。根据不不同的分类类标准，可可以将文档档分为不同同的类型，如如按照文件件的来源进进行划分，可可以分为设设计文档，生生产文档等等；按照文文档的动静静态特征进进行划分，可可以分为静静态文档，动动态文档等等。其中比比较常用的的是按照文文档存在的的状态进行行划分，将将其分为文文本文件、数数据文件、图图形文件、表表格文件和和影像文件，见见表3-l。表31文文件类型分分类分类特征例子文本文件以文字为主主、描述产产品性能的的文件产品说明书书设计任务书书数据文件描述产品的的以数据为为主的文件件性能测试报报告有限元分析析文件图形文件描述产品及及其零部件件的二维、三三维图各种CADD工具生成成的文件表格文件描述具有类类似属性的的零部件和和结构关系系材料明细表表影像文件为了某种特特殊用途而而生成的多多媒体