基于PDM的产品协同设计系统集成

崔建伟，徐建军，何 鑫，吴 昊，何子旭

(中国北车集团 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161002)

0 引言

齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司(简称齐轨道装备公司)经过多年的信息化建设，应用信息技术的广度和深度不断提升，信息技术广泛应用于公司的产品研发、经营管理、生产制造、办公自动化等各个方面，信息化建设的成效显著.

在产品研发信息化建设方面，全面采用了三维CAD进行货车产品设计，采用多种CAE软件进行产品研发中的仿真分析，采用CAPP技术进行制造工艺设计，并通过PDM系统的应用，实现了产品研发数据及过程管理.在优化产品结构设计、提高产品设计质量、减少试验次数、缩短产品研发周期、降低产品成本等方面发挥了巨大作用，取得了明显的经济效益.

在ERP建设方面，完成了物资、生产、财务和销售等核心系统的建设工作.通过优化的信息流程进行规范管理，保证物流、资金流实时受控，实现从销售，到生产订单、采购订单、成本自动归集各个环节的闭环管理，从而降低了产品成本，降低了资金占用量，取得了明显的经济效益.

但随着大连、齐齐哈尔跨省异地产品设计、工艺设计、生产制造产品研发业务模式的建立和研发工具、相关应用系统递增，出现了新的信息化瓶颈，为此，齐轨道装备公司需要PDM系统深化应用及系统集成建设.

1 产品协同设计集成系统总体框架

1.1 问题提出

随着大连、齐齐哈尔跨省异地产品设计、工艺设计、生产制造产品研发业务模式的建立及产品研发工具、相关应用系统不断增加，出现了如下信息化瓶颈：

(1)异地产品设计、工艺设计、生产制造方面的数据协同效率不高，异地设计、工艺协同设计效率不高，异地产品设计会签效率不高;

(2)研发人员使用的各种研发工具及相关应用系统不能进行有效的信息集成，工作效率不高;

(3)产品设计、工艺、ERP数据流通道不畅通，ERP系统无法及时获得所需的上游信息.

为解决上述瓶颈问题，齐轨道装备公司提出了基于PDM的产品协同设计系统集成建设.

1.2 建设目标

为实现齐轨道装备公司发展目标提供强有力的支撑，通过PDM系统深化应用与研发工具及相关应用系统集成，实现跨省异地(产品设计、工艺设计、生产制造)产品研发过程、产品数据管理，实现产品研发过程并行化、协同化、集成化，实现高效的产品开发和技术管理模式，建设世界一流货车产品研发信息化支撑平台，为公司实现货车产品研发进入世界先进水平目标提供支撑.

具体目标：

(1)实现跨省异地货车产品设计、工艺、制造的研发过程、产品数据管理，缩短设计、工艺、制造周期;

(2)实现PDM与研发工具及相关应用系统集成，提高设计效率，缩短产品研发周期;

(3)实现产品研发知识积累、检索、重用与传承;

(4)实现产品研发进度、资源监控与管理，实现产品研发数据分析，为管理者提供决策支撑;

(5)构建异地设计、工艺联合攻关的协同环境，支撑设计、工艺人员能力提升.

1.3 系统架构

基于PDM(Teamcenter)系统前期建设和应用经验，结合行业的最佳实践和技术发展方向，构建大连与齐齐哈尔异地协同设计工作平台，实现异地产品研发并行与协同应用，并在此基础上进一步提升项目团队之间的并行与协同效率，提升产品研发管理水平.

基于PDM系统，将研发工具及相关应用系统进行集成，实现：方便研发人员使用;方便研发人员及时知道流程中任务;消除信息孤岛，实现单一数据源，减少和消除了产品数据复制和传替的中间过程.通过研发工具及相关应用系统集成化应用，提高产品研发效率.

系统架构如图1所示，异地部署如图2所示.

图1 基于PDM的产品协同设计系统集成架构

图2 基于PDM的产品协同设计系统集成异地部署

2 信息集成核心技术

2.1 PDM信息集成方法

采用PDM提供的业务功能和面向服务SOA(Service-oriented architecture)架构，结合齐轨道装备公司自身的业务特点构造和调整PDM中的各类业务逻辑，降低IT的复杂性并加速IT系统的实施.

集成具体方法：

(1)将PDM功能集成到目前的业务过程或者创建定制的、基于任务的应用程序;

(2)将PDM管理的信息和状态结果嵌入到现有的客户端、门户系统;

(3)通过Web服务重用原有的应用程序，并将PDM系统与相关应用系统的业务活动结合起来，建成统一的信息集成平台.

集成基本思路是：使业务IT系统变得更加灵活，以适应业务中的改变.通过允许强定义的关系和灵活的特定实现，IT系统既可以利用现有系统的功能，又可以准备在以后做一些改变来满足它们之间交互的需要.

2.2 产品协同设计信息集成分析

按照齐轨道装备公司的信息化规划，完成与档案管理系统、北车MDM系统、CAPP系统、ERP系统、OA系统、门户系统、RTX系统、货车基础数据管理系统、RAMS系统、协同设计平台、协同仿真平台等信息系统的集成.

主要集成信息分析：

(1)产品设计、工艺设计过程信息

PDM与OA系统集成，PDM中设计通知单、工艺通知单发OA系统，下发到相关单位.PDM与货车基础数据管理系统集成，为货车基础数据管理系统提供上报铁道部的新产品设计数据.PDM与RAMS系统集成，进行产品设计数据与RAMS/LCC数据交互;

(2)产品设计、工艺设计过程工作方便性所需信息

与门户系统集成，通过门户系统，实现PDM的单点登录，PDM中的流程任务和邮件展现到门户系统Portal系统中业务办理.与RTX系统集成，实现PDM任务消息发送到RTX系统，便于及时获取工作任务;

(3)为档案管理，图纸下发提供信息

PDM与档案管理系统集成，PDM系统中已发布的产品设计、工艺设计数据自动批量传送给档案管理系统，用于档案管理及生产图纸下发.

(4)为生产制造系统提供信息

PDM与北车MDM系统集成，根据PDM系统中零部件的设计属性获取北车统一的物料编码，使PDM传给下游BOM带物料编码.PDM与CAPP系统集成，将工程BOM及其更改信息传递给CAPP系统，CAPP工艺文档打包传递给PDM系统.PDM与ERP集成，将产品设计数据递给ERP系统，将产品设计数据更改、更改文件等数据传递给ERP系统.

2.3 基于PDM信息集成设计

通过项目管理，实现产品研发过程管控.实现项目计划多级分解、实时任务执行反馈、多项目状态以及资源监控、项目组成人员管理、项目计划报表等，确保管理信息和设计信息的一体化管理.

通过PDM系统，规范产品研发过程，为产品研发知识积累、快速检索产品研发信息、提高产品研发效率，提高产品研发数据重复利用提供了技术保障.通过对产品研发数据统计分析，为管理者提供决策支撑.同时通过产品研发应用规范，实现技术管理保障.通过即时协同可视化会议进行互动讨论.通过PDM系统，将研发工具及相关应用系统集成起来，实现CAD工具集产生的产品研发数据能够通过集成接口高效地保存到PDM系统，实现与相关应用系统间产品研发数据自动传递.

通过安全系统，实现对从PDM系统读取到客户端的产品研发数据是加密的，安装了安全系统的客户端能够打开加密数据，未安装安全系统的客户端不能打开加密数据，即使产品研发数据被非法从客户端拷贝出来，数据仍然是加密的，保证了产品研发数据的保密.

通过PDM系统将地理上分散的异地产品研发过程、产品研发数据管理起来，大连部署“主站点”，齐齐哈尔部署“辅助站点”，通过站点之间数据的传递，实现两地的项目协同、数据协同、流程协同和即时协同，基于大连研发中心实现大连和齐齐哈尔两地设计人员之间的即时协同沟通，促进跨部门、跨地域的协同交流沟通，缩短产品研发周期并提高产品研发质量.

3 实例

主要实例如下：

(1)与档案管理系统集成，PDM系统中已发布的数据能自动批量传递给档案管理系统;

(2)与北车MDM系统集成，根据PDM系统中零部件的设计属性获取北车统一的物料编码;

(3)与CAPP系统集成，将工程BOM及其更改信息传递给CAPP系统，CAPP工艺文档打包传递到PDM系统;

(4)与ERP集成，将产品设计数据及数据更改、更改文件等传递给ERP系统;

(5)与门户系统集成，通过门户系统，实现PDM的单点登录，PDM中的流程任务和邮件展现到Portal系统中业务办理;

(6)与OA系统集成，PDM中设计通知单、工艺通知单发OA系统，下发到相关单位;

(7)与RTX系统集成，通过集成接口，实现PDM任务消息发送到RTX系统;

(8)与货车基础数据管理系统集成，为货车基础数据管理系统提供上报铁道部的设计数据;

(9)与RAMS系统集成，进行产品设计数据与RAMS/LCC交互.

通过PDM与相关应用集成，消除了企业一个个信息孤岛，构建了信息交换平台，实现了各系统之间的交互，保证了信息的准确性，提高产品设计质量，缩短产品研发周期.

4 结论

通过PDM系统持续建设，构建统一的、集成化的异地协同研发支撑平台，实现研发工具及MDM、ERP等相关应用系统集成，提升项目进度管理、产品研发过程管控、工艺数据管理、更改管理，数据的安全保密管理水平，为公司发展战略的实现提供强有力的支撑，为实现产品研发过程并行化、协同化、集成化提供技术保障，为实现未来多地域异地协同产品研发和技术管理模式奠定了基础.

［1］中国制造业信息化门户网.中国制造业产品技术创新数字化国际峰会论文集［C］.苏州：［s.n.］，2010.

［2］西门子工业软件(上海)有限公司.产品数字化实践论文集［C］.北京：电子工业出版社，2010.

［3］西门子产品管理软件(上海)有限公司.产品数字化实践论文集［C］.北京：电子工业出版，2008.