新产品开发及其数字化管理培训课程21871.docx

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1、第三章 新产品开发及其数字化管理本章主要内容： 新产品开发发管理 产品数据管管理（Prooducct DDataa Maanaggemeent，简称PDDM）简介随着生产力力的发展展和经济济的发展展，消费者者需求日日益多样样化，企业面面临的市市场是一一个变化化迅速且且难以预预测的买买方市场场。企业业要想在在这中环环境中生生存，就就必须加加强研究究与开发发，增强强开发新新产品的的能力，使使企业具具有较强强的处理理环境的的变化和和有环境境的变化化引起的的不确定定性的能能力。因因此，新新产品开开发在企业的生产运运作中所所占的地地位也越越来越重重要，近近年来随随着数字字化技术术的发展展更是涌涌现了新新

2、的产品品管理的的工具产品品数据管管理（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，实际际上是一一个相对对的概念念，从不不同的角角度出发发，可以以对新产产品给出出不同的的定义。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

3、技术综合产生的先进性，独创性是指产品由于采用新技术、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、新技技术、新新结构、新新工艺、新新材料等等特征，与与现有任任何产品品毫无共共同之处处的产品品。全新新产品是是科学技技术上的的新发明明，在生生产上的的新应用用。如汽汽车、飞飞机、计计算机、半半导体、电电视机、化化学纤维维、青霉霉素等，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采用各种种改进技技术，使使产品在在功能、性性能、质质量、外外观、型型号有一一定改进进和提高高的产品品。如增增加电视

4、视机遥控控功能，增增加电风风扇定时时功能。(3) 换代新产品品主要是指适适合新用用途、满满足新需需要、在在原有产产品的基基础上，部分地采用新技术、新材料、新元件而制造出来的产品。如计算机已从电子管、晶体管、集成电路进入到大规模集成电路的第四代产品，目前正在研制第五代具有人工智能的新产品。换代新产品的技术或经济指标往往有显著提高，具有新的用途，可以满足新的需要。(4) 本企业新产产品指对本企业业来说是是新的但对市市场来说说并不新新的产品品。但通通常企业业不会完完全仿照照市场上上的已有有产品，而而是在造造型、外外观、零零部件等等方面作作部分改改动或改改进后推推向市场场。在当今的的经济环环境下，市市

5、场竞争争日益激激烈，顾顾客需求求日益多多样化，企企业在选选择新产产品发展展方向时时必须有有更多的的考虑。目目前，新新产品发发展方向向有如下下多个特特点：(5) 多功能化即扩大同一一种产品品的功能能和使用用范围。例例如，收收录唱组组合音响响，多功功能计算算器等。在在扩大产产品功能能时还应应该注意意提高产产品的效效率和精精度。(6) 复合化即把功能上上相互关关联的不不同单体体产品发发展为复复合产品品。例如如，洗衣衣机和干干燥机的的一体化化，打印印机、复复印机、传传真机的的一体化化，如集集拍照、冲冲印为一一体的一一次成像像照相机机，集打打字、计计算、储储存、印印刷为一一体的便便携式文文字处理理机，集

6、集办公（文文字处理理、电话话、传真真）、计计算、娱娱乐为一一体的多多媒体计计算机等等。(7) 小型化即通过改革革产品结结构，减减少零部部件数量量，缩小小产品的的体积，使产品便于操作、携带、运输以及安装。这样还可以节省大量资源和能源，降低成本，有利于在低成本条件下开发多种品种，扩大产品功能，利用产品的差异化占领市场。很多日本的企业采取这种新产品开发策略取得了成功，如丰田的节油小轿车，索尼、松下等企业的家电，还有东芝的笔记本电脑，几乎欧美每生产出一种工业或家用大型产品，日本的企业就能立即将其小型化、多功能化，从而占领市场。值得注意的是，产品的小型化需要新技术、新材料的支持，可能会增加生产成本，如，

7、轻、薄、高强度的合金钛、合金钢等材料，电脑设计、激光切割、纳米等技术。(8) 智能化、知知识化即把一般人人需要长长期学习习才能掌掌握的知知识和技技术转化化到产品品中去，使使产品功功能“傻瓜化化”。这可可以使许许多专业业性产品品发展成成大众产产品，从从而大大大扩大这这些产品品的市场场。产品品智能化化、知识识化的一一个最好好例子是是所谓的的“傻瓜”照相机机，这种种照相机机把以往往一个生生手用手手动照相相机需要要学习一一两个月月以上、并并废掉几几卷胶卷卷的照相相技术蕴蕴藏进照照相机，使使任何一一个不懂懂照相技技术的人人都能使使用。(9) 艺术化、品品位化即从产品的的造型、色色彩、质质感和包包装等方方

8、面使产产品款式式翻新，风风格各异，体体现独特特的艺术术品味，从从而增加加产品的的魅力。当当今对产产品艺术术化、品品味化的的研究已已经成了了产品研研究与开开发中的的重要组组成部分分，不仅仅汽车、电电视、家家具这些些具有一一定观赏赏功能的的产品，就就连洗衣衣机、马马桶一些些实用产产品也在在追求尽尽善尽美美，以在在激烈竞竞争的市市场中赢赢得顾客客。对于服务型型企业来来说，同同样面临临着不断断推出新新服务项项目的课课题，同同样需要要考虑新新产品的的发展方方向。随随着生活活水平的提高，自自由时间间的增多多，价值值观的多多样化等等，人们们越来越越要求社社会提供供广泛的的多样性性服务，大大力发展展新的服服务

9、项目目。以物物质消费费为主的的消费结结构向以以精神和和文化消消费为主主的消费费结构转转变的倾倾向也需需要非制制造业企企业不断断提供新新的精神神食粮和和文化食食粮。因因此，服服务型企企业应根根据这些些环境特特点开发发新服务务项目。3.1.2 新产品开发发的动力力模式新产品的开开发有两两种动力力模式：技术的的推动和和需求的的拉动。技技术的推推动，是是指按照照被称为为Seeed TTheoory的的方式进进行新产产品开发发。也就就是说，从从最初的的科学探探索出发发开发新新产品，以以供给的的变化带带动需求求的产生生和变化化。需求求的推动动，也就就是市场场的推动动，是指指按照NNeedd Thheorr

10、y方式式，从市市场需求求出发进进行新产产品开发发。也就就是说，首首先通过过市场调调查来了了解市场场需要什什么样的的新品，然然后对其其作为商商品来说说在生产产技术、价价格、性性能等方方面的特特性进行行研究，进进而再通通过该新新产品商商品化后后的销售售预测来来决定是是否开发发。技术推动型型产品是是以技术术生产市场的的模式出出现，即即将研究究成果推推向市场场。市场场推动型型产品则则是以市市场研究与与开发生产市场的的模式出出现，即即把市场场需求带带入研究究，洗衣衣机、电电冰箱、空空调等都是典典型的市市场导向向型产品品。由于市场需需求的日日益多样样化和技技术进步步的日新新月异，已已经不可可能简单单地说哪

11、哪一种动动力模式式更重要要。对当当今的企企业来说说，这二二种动力力模式有有着同等等重要的的地位。技术推动模模式往往往能够使使新产品品在市场场上“先发制制人”。美国西西屋电器器公司发发明了晶晶体管，日日本索尼尼公司购购买了晶晶体管技技术，开开发出晶晶体管收收音机和和电视机机，创造造了世界界范围的的大市场场。但是是，在晶晶体管诞诞生之前前，甚至至在晶体体管收音音机推出出之前，市市场根本本不知道道晶体管管为何物物，更不不会产生生对晶体体管收音音机和电电视机的的现实需需求。这这种需求求是潜在在的，隐隐性的，需需去发掘掘。而这这正是企企业应努努力去做做的。技技术推动动型的产产品构成成了众多多企业的的生产

12、内内容，每每一种产产品都带带动一批批企业，甚甚至构成成一个行行业，创创造规模模巨大的的市场需需求，并并引发激激烈的市市场竞争争。很多多企业也也正是因因为不断断推出技技术推动动型产品品，不断断用这些些产品创创造一个个个大市市场，才才使企业业迅速地地成长壮壮大起来来。美国国的英特特尔公司司、杜邦邦公司、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然能在市市场上“先发制制人”，创造造出一个个大市场场，但是是，反过过来，这这个市场场一旦从从潜在转转为现实实，它就就开始分分化。顾顾客在花花色、性性能、品品种、质质量和价价格上不不断产生生新的期期望，不不同的期期望形成成不同的的细分

13、市市场，造造成市场场需求的的差别化化。而谁谁能够满满足这些些不同的的期望和和层次，谁谁就能“后发制制人”，占领领细分市市场并分分享该产产品的利利润。“后发制制人”一个很很成功的的例子就就是日本本汽车行行业，日日本的汽汽车行业业看中了了欧美市市场对小小型车的的需求，以以其擅长长的小型型车技术术大量生生产低成成本、多多品种、高高质量的的小型车车，一举举打开了了欧美市市场，后后来又采采取合资资和本地地化策略略，扩大大车型范范围，在在中、高高档车型型取得了了突破。但是产品开开发的本本质动力力是市场场需求的的拉动，产产品的开开发设计计都要根根据市场场的需求求进行，市市场对产产品没有有需求，开开发的产产品

14、也只只能是废废物，近近年来，企企业对技技术成就就以及技技术过度度关注尤其其在电子子领域，以以至于他他们有时时候无暇暇顾及顾顾客，这这是一个个值得注注意的问问题，不不断满足足顾客的的需求应应该是企企业致力力的目标标，质量量功能展展开（QQFD）正是一一种以市市场为导导向、以以用户需需求为依依据的强强有力的的计划方方法。n 质量功能展展开质量功能展展开（QQuallityy Fuuncttionn Deeplooymeent, QFFD）是是一种将将顾客心心声引入入产品设设计规范范，以市场场为导向向、以用用户需求求为依据据的计划划方法。这种方方法利用用来自于于市场营营销部门门、设计计部门和和制造部

15、部门的职职能交叉叉的团队队。QFD产生生于日本本。在660年代代，随着着TQCC的深入入，日本本人开始始考虑能能否在产产品的设设计阶段段就确定定制造过过程中的的质量控控制要点点，以减减少生产产初期大大量错误误的发生生。19972年年，三菱菱重工有有限公司司神户造造船厂首首先使用用了QFFD，丰丰田公司司使用QQFD大大幅度缩缩短设计计时间，降降低了660%的的汽车成成本。美美国而后后引入了了QFDD 技术术，并在在汽车工工业和国国防工业业进行推推广，进进一步的的提高了了QFDD技术。QFD以研研究和倾倾听顾客客的想法法，确定定一个优优良的产产品特征征为起点点。通过过市场研研究，将将顾客对对产品

16、的的需求和和偏好定定义下来来并进行行分类，也也就是顾顾客的要要求。顾顾客的需需求信息息用特定定的交叉叉矩阵形形式表示示出来，此此矩阵称称为质量量屋矩阵阵，如图图3-11所示，是是一个保保温杯的的质量屋屋矩阵。通过构构造一个个质量屋屋矩阵，交交叉职能能团队能能够用顾顾客反馈馈信息进进行技术术、营销销和设计计的决策策，矩阵阵帮助团团队将顾顾客的要要求转换换为具体体操作或或技术目目标，要要改进的的重要的的产品性性能与目目标在质质量屋中中都有详详细的说说明，质质量屋顶顶反应的的是各项项工程要要求的相相关性，有有正相关关也有负负相关。质质量屋最最重要的的优点在在于它能能帮助团团队致力力于生产产满足客客户

17、需求求的产品品。构造质量屋屋的第一一步是列列出顾客客对产品品的要求求，对这这些要求求按重要要性顺序序进行排排序，接接下来请请顾客对对本企业业的产品品与竞争争者的产产品进行行比较。最最后确定定开发产产品的一一系列技技术特征征，这些些特征与与顾客的的要求直直接相关关。竞争性评价 计划质量图3-1保温杯杯质量屋屋矩阵n 根据顾客需需求设计计产品的的成功实实例凌志产品设设计的改改进一个持持续的过过程此顾客服务务案例发发生在路路易斯安安那（LLouiisiaana）的的凌志汽汽车行。某位女顾客客在一周周前购买买了一辆辆新车，现现在却苦苦恼地回回到了汽汽车行。他他穿着定定制的某某种品牌牌的鞋，右右脚的鞋鞋

18、跟卡在在加速器器脚踏板板下，加加速很困困难。最最后非常常不幸的的是折断断了鞋跟跟。汽车车行服务务经理记记下了这这一问题题，并提提出赔偿偿这双鞋鞋。该女士说，这这将是她她最后一一次与凌凌志汽车车行打交交道。然然而一周周后，一一名来自自日本凌凌志的设设计工程程师出现现在她的的家门口口。他察察看了那那双鞋，并并作了测测量，画画下草图图。之后后他一句句话也没没说就离离开了。一个月后，凌凌志汽车车行联系系到该女女士，并并请她将将车带入入车行。工工程师重重新设计计的加速速器踏板板确保不不会再卡卡住鞋跟跟。他们们更换了了她骑车车上的加加速器踏踏板。现现在想后后安装的的加速器器踏板已已经成为为凌志的的生产标标

19、准。(Richhardd B. Chhasee, NNichholaas JJ. AAquiilanno, F. Robbertt Jaacobbs, Prooducctioon aand Opeerattionns MManaagemmentt: MManuufaccturringg annd SServvicees. Eigghthh Edditiion. p90)3.1.3 新产品开发发程序新产品的开开发是一一个周期期长、过过程复杂杂的活动动。对机机械产品品来说，一一般的开开发周期期为3年年，而现现今产品品的生命命周期一一般为11年。了了解新产产品开发发程序的的主要目目的是加加强对新新产

20、品开开发的管管理，尽尽力缩短短产品开开发周期期，解决决开发周周期长和和生命周周期短的的矛盾，尽尽量避免免开发过过程中的的无谓的的反复和和浪费。产品开发活活动是顾顾客的需需要和期期望与产产品制造造要求之之间的桥桥梁，因因此新产产品的开开发要建建立在满满足顾客客需求的的基础上上，还要要考虑产产品的可可制造性性。一般般的新产产品开发发程序可可以概括括为“概念发展展产品规规划产品/流流程的工工程设计计试市场场/生产产”的过程程。如图图3-22所示。图3-2新产品品开发程程序(1) 概念发展这一阶段是是指新产产品构想想及方案案的产生生，获得得新产品品概念的的来源有有很多种种，有来来自企业业内部，公公司经

21、理理、员工工和研究究开发部部门等，有有来自企企业外部部，经销销商、产产品许可可经营者者和发明明者等。(2) 产品规划新产品的概概念确定定之后，就就进入新新产品的的开发阶阶段。产产品规划划是企业业产品战战略中重重要的组组成部分分，它决决定着产产品的特特征、功功能和用用途。产产品的设设计注重重的是产产品的性性能和质质量，要要求在产产品设计计中充分分考虑顾顾客要求求，体现现产品的的经济价价值，并并以此为为原则，保保证高品品质设计计。特别别注意的的是，产产品设计计要充分分考虑产产品的可可制造性性，基本本的原则是易于理理解、便于制制造和装装配、易于使使用且安安全可靠靠。(3) 产品/流程程的工程程设计这

22、一阶段首首先要对对产品规规划阶段段的结果果进行评评价，决决定投产产后开始始进行生生产准备备，进行行工艺设设计、工工夹具设设计和技技术文件件准备等等。必要要的时候候要进行行样品试试制或批批量试生生产。(4) 试市场/产产量增加加这一阶段，首首先要进进行市场场试销，如果市场反应良好，就进入到生产阶段。3.1.4 新产品开发发的要求求新产品开发发有两点点要求，一一是产品品与生产产工艺技技术的同同时开发发，二是是产品开开发与服服务设计计的同时时重视。n 产品与生产产工艺技技术的同同时开发发产品的生产产工艺技技术是指指生产产产品的方方法，其其中包括括加工路路线、加加工方法法、加工工诀窍、工工艺参数数和质

23、量量标准等等等。要要使产品品与生产产工艺技技术同时时开发，产品开发就要做到为制造与装配而设计产品，怎样才能做到这一点？需要设计人人员在进进行产品品结构设设计的时时候就考考虑到工工艺设计计的要求求和难度度，产品品开发设设计人员员和生产产工艺技技术人员员密切配配合，建建立一种种合作开开发的体体制，使使得在进进行产品品构思和和设计时时就考虑虑到制造造的可行行性和经经济性，在在对新产产品作出出正式生生产的决决策时，已已经有一一批生产产工艺技技术人员员对该新新产品的的生产方方法和程程序有比比较深刻刻的理解解和计划划。这样样，不仅仅能够缩缩短新产产品的开开发周期期，也能能节约RR&D资资金。并并行工程程和

24、团队队工作方方式是近近年来企企业实现现产品开开发和生生产工艺艺技术开开发同时时进行的的好方法法。避免设计者者的传统统方法“隔隔墙方法法”，隔墙墙方法是是指即使使新产品品投入生生产，投投资的错错误率很很高。 n 产品开发与与服务设设计的同同时重视视新产品开发发的根本本出发点点是更好好地满足足顾客的的需求，对对企业来来说，顾顾客购买买的并不不是产品品本身，而而是产品品所提供供的功能能，产品品功能的的获得和和享用除除了产品品本身以以外，还还需要附附带的服服务来支支持。在在当产品品的技术术含量、知知识含量量越来越越高的情情况下，服服务也就就显得更更为重要要。也就就是说，新产品=有形产品+必要服务。因此

25、，企业在进行产品设计的时候，必须考虑到产品服务的设计，特别在现今的激烈的市场竞争中，服务已经逐步成为企业提高其竞争力的一个重要手段。3.1.5 新产品开发发的串行行与并行行方法传统的新产产品开发发是一种种串行的的方法，新新产品的的开发是是分阶段段按照前前后顺序序进行的的，而且且各阶段段之间相相互独立立。开始始阶段形形成新产产品的概概念之后后，只是是由设计计工程师师开发和和设计新新产品，然然后转给给制造工工程师制制定生产产工艺方方法和技技术，进进行试制制，生产产供应人人员准备备材料配配件和组组织生产产，最后后由销售售人员负负责产品品销售。这这种串行行过程存存在很多多问题。首首先，整整个开发发周期

26、很很长，新新产品一一般的开开发周期期为3年年左右，而而现今产产品的生生命周期期一般为为1年左左右，也也就存在在开发周周期长、生生命周期期短的矛矛盾；其其次，修修改反馈馈比较频频繁，在在产品设设计阶段段往往缺缺乏考虑虑生产实实际，而而引起许许多返工工，结果果浪费了了大量开开发成本本和时间间，甚至至给以后后的生产产带来沉沉重负担担；最后，所所开发的的产品甚甚至可能能并不是是适合市市场需要要的最佳佳设计，而而不得不不重新开开发。为了解决这这些问题题，提出出了一种种新的产产品开发发方法并行行设计。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

27、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行与并行行方法的的对比可可以参见见图3-3。从从常理来来看，先先进行概概念设计计，然后后进行结结构设计计、过程程设计、原原型制造造与设计计、生产产制造的的新产品品开发过过程是合合理的，但但是在开开发的过过程中，各各阶段之之间的独独立性，在在

28、后一阶阶段的设设计中会会发现前前一阶段段设计中中的问题题，这时时就需要要反馈进进行修改改，因此此修改反反馈的频频率比较较高，而而且反馈馈的周期期也比较较长。而而并行设设计由于于是产品品的开发发阶段几几乎是同同时开始始的，因因此，反反馈的周周期会大大大缩短短；由于于并行设设计要求求所有相相关的技技术人员员都参与与到产品品的开发发设计中中，而且且是几乎乎同时参参与到产产品开发发团队中中，其中中一个阶阶段的设设计发生生变化，其其他阶段段的设计计人员也也能几乎乎同时得得到相应应的信息息，因此此，反馈馈的次数数也会大大大少于于串行设设计。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

29、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产品开开发的串行和和并行方方法比较较从以上的分分析中可可以明显显的看出出并行设设计消除除了“隔墙问问题”，能够缩短短产品开开发和生生产准备备时间、加加快新产产品上市市、降低低成本、提提高质量量、保证证产品功功能的实实用性。在并行设计计实现的的过程中中，需要要很多关关键的技技术，主主要有以以下几种种：(1) 过程管理与与集成技技术 过程建模、过过程管理理、过程程评估、 过程分析、过程集成 过程建模是是指对具具体产品品

30、开发过过程的抽抽象描述述，用于于分析、优优化和建建立产品品开发活活动流程程，最终终用来辅辅助整个个产品开开发的管管理和监监控。过过程管理理是指对对具体产产品开发发过程进进行监督督和控制制，用于于把设计计者从设设计过程程的计划划和数据据的管理理中解脱脱出来，它它使得设设计者能能够集中中精力进进行创造造性和开开拓性设设计，实实现设计计过程的的自动化化，提高高产品的的质量和和开发进进度。(2) 团队技术术 企业组织演演变 IPT的概概念、组组建、角角色定义义、管理理模式、决决策模式式 (3) 协同工作作环境 一个团队能能否正常常、高效效地运作作，协同同工作环环境是一一个至关关重要的的因素。这这里的环

31、环境不仅仅指通常常所说的的硬环境境，还包包括软环环境。硬硬环境主主要指团团队内的的信息能能准确顺顺畅交流流的硬件件设施机机器支撑撑系统，其其为团队队工作的的运行提提供了物物质上的的支持和和最基本本的保证证。一般般来说，团团队工作作的硬件件设施主主要包括括计算机机设备、数数据库设设备机器器管理系系统、网网络设备备及其协协议、信信息交流流环境等等。软环环境是指指团队内内的文化化氛围，是是团队成成功的关关键。3.2 产品数据管管理（PPDM）简介3.2.1 产品数据管管理的产产生计算机技术术在企业业生产运运作中的的广泛应应用，导导致了大大量数据据文档和和其他形形式的数数据的产产生，还还有各种种各样的

32、的网络信信息和数数不清的的电子邮邮件，形形成了庞庞大的企企业数据据流，如如图3-44。数据据量的增增大，同同时导致致了数据据类型的的复杂度度增高，例例如各种种CADD（Commputter Aideed DDesiign）系系统所产产生的产产品设计计信息，有有限元分分析等应应用程序序所产生生的工程程分析结结果，CCAPPP（Commputter Aideed PProccesss Plannninng）系系统所产产生的工工艺信息息、材料料明细表表、工程程更改单单、不同同版本的的产品结结构、各各种零件件族、过过程管理理信息、记记录各种种技术说说明和管管理要求求的文本本文件、多多媒体数数据，等等等

33、。这这些数据据类型之之间存在在着广泛泛的分类类、组合合、继承承和引用用关系，需需要对它它们进行行全面的的描述和和管理，但但用一般般的数据据技术很很难作到到这一点点。图3-4产品形形成过程程中的各各种数据据在企业的生生产运作作管理中中，企业业会使用用许多不不同的IIT工具具。利用用这些工工具，可可以在产产品的开开发过程程中，建建立一个个能完整整描述产产品的电电子文件件夹（如如图3-5）保存它它们生成成的各种种产品描描述文档档。但通通常情况况下，很很少有应应用系统统能将其其所生成成的文件件与一条条数据记记录在逻逻辑上关关联起来来，通过过该数据据记录的的属性，随随时访问问相应的的文件。如如果没有有一

34、种计计算机支支持下的的有效的的、透明明的管理理手段，跨跨部门的的信息处处理过程程需要经经过很长长时间的的查询，同同时还会会造成大大量的信信息损失失，企业业中大量量的数据据资源无无法产生生其应有有的价值值，造成成很大的的浪费。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电子文文件夹的的生成CAD、CCAPPP、CAMM、CAQQ、ERPP等应用用系统在在生产过过程中的的使用，提提高了企企业各种种技术、管管理、制制造过程程的效率率，改善善了工作作质量，增增强了企企业的竞竞争力。但但由于各各应用系系统只管管理自己己

35、产生的的数据，于于是形成成了一个个个的信信息处理理孤岛，使使得这些些昂贵的的投资无无法产生生最高的的收益。为为了有效效的实现现产品的的信息集集成，实实现各个个应用系系统的集集成是最最基本的的要求。另另外，由由于不同同企业对对数据管管理的需需求不同同，需要要在通用用的数据据管理系系统的基基础上，通通过其提提供的开开发接口口进行定定制。以上几方面面的原因因，迫切切需要开开发一种种有效、透透明的管管理技术术，采用用面向对对象的技技术，以以其所提提供的分分解、组组合和继继承的特特性来描描述数据据，实现现对大量量不同类类型数据据的层次次化管理理。基于于以上的的思想，逐逐步产生生了产品品数据管管理系统统。

36、3.2.2 产品数据管管理的概概念产品数据管管理（PPDM）是是一门以以软件为为基础，管管理所有有与产品品相关的的信息（包括工工程规范范、电子子文档、扫扫描图像像、CAAD/CCAE/CAMM文件、产产品结构构、产品品定单、供供应商状状况等）和所有有与产品品相关的的过程（包括工工作流程程、审批批/发放放过程、工工程更改改单等）的技术术。它提提供产品品全生命命周期的的信息管管理，并并可在企企业范围围内，为为设计与与制造建建立一个个并行化化的产品品开发协协作环境境。PDDM将整整个企业业视为一一体，能能跨越整整个工程程技术群群体，是是促使产产品快速速开发和和业务过过程快速速转化的的使能器器，也是是

37、在分布布式企业业管理模模式的基基础上，与与其它应应用系统统建立直直接联系系的重要要工具。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的基基本原理理就是在在逻辑上上将各个个应用系系统的信信息化孤孤岛集成成起来，利利用计算算机系统统控制整整个产品品的开发发设计过过程，通通过逐步步建立虚虚拟的产产品模型型，最终终形成完完整的产产品描述述、生产产过程描描述以及及生产过过程控制制数据，如如图3-6。PDM技术信息系统CADCASECAOCAPCAQCAMPDM图3-6集于PPDM的的系统集集成3.2.3 PDM系统统的体系系结构PDM系统统的体系系结构可

38、可分为四四层：用用户界面面层，应应用软件件层，核核心模块块层，系系统模块块层，如如图3-7所示示。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3-7PDMM系统的的体系结结构(1) 用户界面层层用户界面是是用户和和系统之之间的接接口，PPDM系系统提供供给用户户一个交交互式的的人机对对话的图图形界面面，以用用户可接接受的方方式，将将其所有有的功能能透明的的体现出出来。其其中包括括图示化化的浏览览器、各各种菜单单、对话话框等，用用以完成成用户的的操作命命令，向向用户展展示其所所关心的的产品

39、数数据信息息，以及及接收用用户的输输入信息息。通过过PDMM提供的的图示化化用户界界面，用用户可以以直观方方便地完完成管理理整个系系统中各各种对象象的操作作，是实实现PDDM各种种功能的的手段、媒媒介。用用户界面面必须拥拥有操作作性较强强的具有有图形化化的Wiindoows风风格。目目前，图图形工作作站上采采用的是是Mottif Winndowws操作作系统，微微机上采采用的是是 Miicroosofft WWinddowss操作系系统。(2) 应用软件层层这一层是由由一系列列的PDDM系统统中对产产品数据据进行管管理的应应用软件件模块和和对产品品数据进进行处理理的应用用软件系系统组成成。除了

40、了系统管管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有电子仓库与文档管理、人员组织管理、工作流程管理、零件分类及检索、工程变更管理、产品结构与配置管理、集成工具等。(3) 核心模块层层提供了多种种网络与与数据库库接口，使使PDMM系统的的对象管管理具有有屏蔽异异构操作作系统、网网络、数数据库的的特性，用用户在应应用PDDM系统统的各种种功能时时，实现现了对数数据的透透明化操操作、应应用的透透明化调调用和过过程的透透明化管管理等。该该层的功功能是将将不同的的应用软软件程序序对产品品数据的的处理要要求进行行中间转转换，转转换成系系统模块块可以接接受的形形式。(4) 系统模块层层主要提供数数据库操操作、操

41、操作系统统的实用用程序运运行、网网络的数数据存取取等功能能。以目目前流行行的关系系数据库库系统为为PDMM的支持持平台，通通过关系系数据库库提供的的数据操操作功能能，支持持PDMM系统对对象在底底层数据据库的管管理。PDM是作作为企业业级的管管理工具具，对与与产品形形成过程程有关的的数据和和过程进进行管理理的技术术，必须须适用于于异构的的硬件和和软件环环境，为为此PDDM必须须具有一一个开放放的、灵灵活的体体系结构构，才能能满足对对它提出出的各种种要求。PDM的体系结构应具有以下特点：(1) 支持环境的的灵活性性PDM系统统一般是是以分布布式网络络技术、客客户机/服务器器结构、图图形化用用户接

42、口口及数据据库管理理等技术术作为它它的环境境支持。多多种应用用系统与与底层环环境的信信息交流流是通过过不同接接口来实实现的，如如中性的的操作系系统接口口、中性性的数据据库接口口、中性性的图形形化用户户接口以以及中性性的网络络接口等等，从而而保证PPDM系系统可以以支持多多种类型型的硬件件平台、操操作系统统、数据据库、图图形界面面及网络络协议。并并且在分分布式环环境下，上上述硬件件平台、操操作系统统、图形形界面和和网络协协议中的的不同类类型可以以并存，但但数据库库必须是是唯一的的。(2) PDM功能能的可定定制性PDM产品品采用面面向对象象的建模模方法和和技术来来建立系系统的管管理模型型与信息息

43、模型，并并提供对对象管理理机制以以实现产产品信息息的管理理，使得得PDMM系统越越来越开开放。同同时，PPDM系系统所提提供的一一系列开开发工具具与应用用接口使使用户能能方便的的定制或或扩展原原有的标标准数据据模型，增增加新的的应用功功能，存存取相关关信息，以以满足用用户对PPDM系系统的不不同应用用需求。(3) PDM功能能模块的的可分性性由于PDMM系统采采用客户户机/服服务器结结构，并并具有分分布式功功能，如如图3-8，企企业在实实施时，可可以从单单服务器器开始，逐逐步进行行扩展。用用户在选选用功能能模块时时，除必必须模块块外，其其他模块块可根据据需要进进行增减减。(4) PDM的集集成

44、功能能PDM系统统提供中中性的应应用接口口，把外外部应用用系统封封装或集集成到PPDM系系统中，作作为PDDM新增增的子模模块，使使外部应用用系统与与PDMM系统之之间建立立起非常常紧密的的关系，并并可以在在PDM环境境下运行行。这样样就能更更有效地地管理由由应用系系统产生生的各种种数据，使使用户和和应用系系统之间间的数据据交流更更加方便便和高效效。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3-8PDMM系统的的分布式式客户机机/服务务器结构构3.2.4 PDM的基基本特征征PDM系统统是利用模模块化的的结构对对产品的的整个形形成过程

45、程进行控控制，并并对该过过程中形形成的或或需要处处理的数数据和文文档进行行管理，因因此，PPDM系系统的基基本特征征就是进进行数据据管理、过过程管理理和系统统集成。(1) 数据管理PDM的数数据管理理是从数数据的安安全性和和数据的的质量两两方面对对企业中中的庞大大数据进进行有效效的管理理，对产产品信息息和其他他业务数数据的管管理是PPDM系系统的核核心任务务之一。产产品信息息由基本本数据和和各种不不同的文文档组成成。为了了方便对对各种与与产品有有关的信信息进行行描述，一一般根据据信息的的特点将将它们分分成业务务对象（Business Object）和数据对象（Data Object）两类。业务

46、对象用用来描述述某个事事物（如如零件/部件、项项目、顾顾客等）或或定义组组织方面面的信息息；数据据对象则则被用来来控制文文件或索索引表，包包括一条条描述文文件或索索引表属属性的数数据记录录和指明明其在计计算机网网络中存存储位置置的指针针。数据据对象由由两部分分组成，即即所描述述的属性性（元数数据）和和对应的的文件或或索引表表（物理理的数据据）。业业务对象象和数据据对象的的元数据据由一个个受PDDM系统统控制的的数据库库管理系系统（DDBMSS）进行行管理。通通过一个个联系对对象，可可以将某某个业务务对象与与数据对对象，在在逻辑上上关联成成一个整整体。图图3-99表示了了一个PPDM系系统中的的

47、数据管管理的例例子。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业务对对象与数数据对象象的联系系(2) 过程管理过程管理又又称为工工作流管管理，是是PDMM系统的的第二项项主要任任务。过过程管理理的任务务是对整整个产品品形成过过程进行行控制，并并使该过过程在任任何时候候都可以以追溯。实实施过程程管理，必必须建立立一个包包括产品品形成过过程中所所有重要要特性的的过程模模型，确确定过程程的结构构。每一一个过程程，都包包括若干干的过程程步骤，每每一个步步骤都对对应一个个完成指指定功能能的活动动。同时时，过程程结构还还描述了了各个过过程步骤骤在逻辑辑上的先先后顺序序，见图图3-110。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过程的的结构过程管理主主要用来来对复杂杂的更改改和发放放过程进进行管理理。图33-111表示一一个简单单的更改改和发放放过程，每每一个功功能完善善的PDDM系统统都具有有类似的的处理过过程。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3-111一个更改改设计