PDF《吉林大学》

论文分类号:U463.

82 单位代号:10183 密级:内部 研究生学号:2200211 吉林大学 硕士学位论文 集中于车身开发过程的 PDM 研究与应用 PDM Research and Application Focused on The Process of Auto-body Development 作者姓名:曲小飞专业:设计艺术学 导师姓名 及职称:陈吉清 副教授 论文起止年月:2001年9月至 2003年2月汽车设计网: www.you288.com 提要 现代企业正面临着迅速把产品投入市场的竞争压力.市场需求高质量、低价 格的产品,能不能采取现代信息技术提高产品在国内和国际上的竞争力是摆在企 业决策者面前迫切需要解决的问题.PDM(Product Data Management)系统是管 理现代企业产品数据的一种新技术,它可以充分合理地解决企业人力资源和信息 资源存在的各种问题. 汽车的开发过程是一个复杂的过程,是一个团队合作的结果.随着计算机水 平的提高,特别是计算机辅助技术的进步,在汽车开发的过程中广泛采用CAD、 CAE、CAM 技术,再加上企业内部办公自动化等大量应用软件的使用,就会生 成大量文档.如何对这些数据进行有效的管理,使各种应用之间进行有效的连接, 并能适应团队协同开发的需要,最终提高产品的开发效率,缩短开发的时间和减 少开发经费是进行传统行业改革的关键. 汽车车身的开发过程是汽车开发过程的一个重要环节,作者将集中讨论如何 采用达索集团公司的一个独立子公司(SmarTeam 公司)的PDM 解决方案来为 设计师和工程师在车身的开发的过程中管理相关的数据. 本文首先简单介绍了 PDM 的定义、特点、类型、应用现状及发展趋势;

系 统介绍了 PDM 的各个功能;

探讨了 PDM 与CAD/CAE/CAM 以及 ERP 软件的 集成问题;

提出了一般的产品开发过程的 PDM 的实施方法;

总结了车身的开发 过程及特点;

并最终针对车身的开发过程实现了 SmarTeam 解决方案. 作为本文的重点,本文着重介绍了SmarTeam 工作组级的解决方案,并且以 上海万丰皮卡车身开发过程为例,集成了各种 CAD 及各种办公自动化软件,提 出了系统的软硬件配置情况,并采用SmarTeam 的各功能模块进行了电子仓库的 建立,为安全和有效地进行数据的存储和管理提供了保障,在实施的过程中建立 了信息模型,根据实际需要实现了人员管理模型、流程管理模型、产品对象模型 和产品结构配置及管理模型等四个模型. 汽车设计网: www.you288.com 目录

第一章 绪论

1 1.1 产品数据的特点

1 1.2 PDM的形成与发展

2 1.3 PDM的定义

4 1.4 PDM的体系结构

5 1.5 PDM的类型

6 1.6 PDM系统的应用现状分析

7 1.7 PDM的发展趋势

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第二章 PDM 系统的主要功能

12 2.1 项目管理

12 2.2 电子仓库与文档管理功能

12 2.3 工作流与过程管理

13 2.4 产品结构管理与配置管理

13 2.5 零件分类管理与检索

14 2.6 其他功能

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第三章 PDM 的应用集成

17 3.1 应用集成概述

17 3.2 CAD/CAPP/CAM 的集成

18 3.3 PDM与ERP 的集成

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第四章 PDM 系统的实施方法

22 4.1 PDM的实施目标与内容

22 4.2 PDM 系统实施的特点与过程

23 4.3 PDM系统实施的模型方法

25 4.4 软件选型

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第五章 车身开发过程分析

29 5.1 车身开发程序

29 5.2 现行车身设计存在问题

31 汽车设计网: www.you288.com 5.3 车身数据的特点

33 5.4 传统汽车行业需要解决的问题

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第六章 SmarTeam 解决方案

36 6.1 系统配置

36 6.2 SmarTeam 软件介绍

37 6.3 电子仓库的建立

40 6.4 信息模型的建立

44 6.4.1 人员管理模型

44 6.4.2 流程管理模型

46 6.4.3 产品对象模型

48 6.4.4 产品结构与配置管理模型

49 6.5.5 利用 SmartWizard 建立数据结构

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第七章 结论与展望

55 致谢.55 参考文献.56 摘要.I Abstract.V 汽车设计网: www.you288.com

第一章 绪论 1.

1 产品数据的特点 1.1.1 数据量大、类型多. 产品数据主要有两类:一是设计环境数据,主要是设计环境规则、设计方法、 设计元素、设计条件和需求等;

二是设计对象数据,主要是设计产品定义、设计 约束控制、产品性能、生产要求、经济核算、设计方案等.两类数据中,都存在 基本标准数据类型,同时又存在非结构化的变长数据,如变长字符串、图形、图 像信息、声音信息等.一般的基于传统数据模型的数据库就难于用自然的方式对 这类复杂对象进行描述、操纵和检索,更谈不上有效的调用和处理. 1.1.2 数据结构复杂. 产品数据在随机过程展开而动态形成发展的同时,随之带来复杂多样的实体 间的关系.这些关系呈网状结构,又有层次之分.分层设计不仅有层次结构,而 且对于不同的设计对象的层次数目也不一样,在每个结点中,有的可能本身就具 有复杂的结构特性.而传统的数据库无法提供这类设计数据的存储结构,也难以 用方便的手段操纵这种非标准层次化的数据.因此,必须采用新的结构和方法来 定义和操纵这种非标准层次化的数据. 1.1.3 动态数据模式. 产品数据一般包括静态数据部分和动态数据部分.静态数据部分是指事先准 备好用于指导设计的信息,如设计规范等.动态数据指在产品设计过程中随设计 行为展开而动态产生、并且直接关系到最后结果的数据,如结构分析计算、力学 模型、零件图形等,又如工艺规程、方案处理、技术归档等.在产品数据的描述 和管理中,动态数据的管理更为重要.在动态数据的管理中,库模式也要求具有 动态构造性质,直到产品对象最终结果产生出来,数据库的模式构造才完成.一 般的传统的商用型数据库管理系统难以支持这类动态数据的描述和处理. 1.1.4 随机存取和过程存取运行方式. 产品设计通常要持续很长一段时间,对数据不仅是简单的查询,或大量的提 取,而且提取的数据要参与设计过程.设计过程又使用多方面的信息,并且新产 生的设计结果和对已有设计数据的修改要作为事务提交,存入数据库.产品数据 主要是过程存取.另外,产品设计是一个试探性的过程,要求能保留和管理设计 的历史、不同设计方案和动态变化的模式等.因此产品数据运行方式上还有版本 控制的要求.产品设计中有总体数据、各专业数据、横向关联数据和竖向关联数 汽车设计网: www.you288.com 据,在一个集成系统中,随机存取的数据量很大. 1.1.5 小结 综上所述,企业需要一种新的数据管理技术.产品数据管理正是这样一种新 的信息管理思想和技术.它以软件技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关 的数据、过程和资源的集成化管理技术[6] . 1.2 PDM 的形成与发展 1.2.1KBE 阶段 在工程设计领域,产品的数据量大,种类多,结构复杂,特别是随着设计过 程的进行,产品数据在不断地动态变化.传统的商用数据库存在只面向记录,不 支持设计过程,缺乏协调工作机制等弱点,难以处理非结构化的数据,在企业的 工程数据管理及各种工程应用方面不能适应企业对信息管理的要求,为此出现了 多种工程数据库管理系统,用于满足工程设计和制造的、生产管理与经营决策支 持环境的数据库系统.但工程数据库系统仍然存在着对工程应用支持不够的弱 点,包括[6] : ① 对工程应用的数据表示不够充分,不能全面描述数据类型之间的分类、组合、继承和引用关系.产品的开发过程存在多个阶段,包括需求分析 , 概念设计, 结构设计, 详细设计, 工艺设计, 数据分析, 直至产品制造与组装,每个阶段都会 产生大量的数据,产品类型繁多.这些数据类型之间还存在着分类.组合、继承 和应用关系.这些关系难以用普遍的数据组织技术来清晰地描述和管理. ② 对应用集成的支持能力不强,难以做到产品信息和应用程序的完全集成. 由于各种工程数据来自不同的部门、不同的应用系统,这些应用系统之间的集成 和产品信息的集成是数据管理的关键,也是基本要求.然而现有的工程数据库难 以完全满足应用系统的之间的无缝集成. ③ 应用开发接口能力差.由于不同的企业对工程数据管理的实际需求各不相 同,因此往往需要在通用的工程数据管理系统的基础上,通过接口和用户化工具, 进行客户化定制工作.现有的工程数据库提供的手段不能满足这一要求. 另外,工程数据库管理系统仍然采用结构化的设计思想,仅限于结构化的数据, 功能扩展不多,应用集成功能考虑不够全面. 面向对象技术提供的分解、组合和继承特性适于描述结构复杂、种类繁多的 工程数据特别是工程设计领域的产品数据. PDM 技术正是在这一技术的支持下, 结合分布式数据库的技术和计算机网络技术而发展起来的一种新型企业信息集 成平台技术. 1.2.2PDM 技术的发展可以分为以下三个阶段[6] : 汽车设计网: www.you288.com ① 配合 CAD 使用的早期简单的 PDM 系统 早期的 PDM 产品诞生于

20 世纪的

80 年代初.随着 CAD 在企业中的广泛 的应用,工程师们在享受 CAD 带来好处的同时,也不得不将大量的时间浪费在 查找设计所需要的信息上,对于电子数据和文档的存储和获取的新方法需求变得 越来越迫切了.针对这种需求,各CAD 厂家配合自己 CAD 软件推出了第一代 PDM 产品,这些产品的目的主要是解决大量电子数据的存储和管理问题,提供 了维护 电子绘图仓库 的功能.其主要表现形式为各类文档管理或图纸管理软件 系统等. ② 产品数据管理(PDM) 九十年代初中期,出现了专业化的 PDM 产品,如SDRC 公司的 Metaphase、 IDS 公司........