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      船舶系统工程部PDM应用

      任何企业的PDM实施都不是一蹴而就的事情,往往要经历很长的过程。PDM项目在技术上非常复杂,除了实施方要充分理解客户的需求,打造一个稳定、开放的软件环境之外,软件的使用和


          船舶系统工程部的PDM是并行协同开发环境中的一个重要的分系统。在并行协同环境中,PDM一方面要完成设计团队管理、文档管理、并行化设计工作流程管理、工程更改流程管理等功能,另一方面要完善其作为并行协同集成框架的作用。
       
          PDM的实施为船舶系统工程部进行并向、协同的产品开发提供了集成的环境。以文件为主要介质的手工管理,变成了以计算机进行自动化管理。工程更改过程得到规范化和自动化。质量管理体系的建立和PDM的实施结合在一起,一些关键过程通过PDM系统进行计算机化管理,既提高了更改活动的质量,也简化了设计人员的工作。应用系统通过PDM的集成,促进了项目团队之间的交流与协作。随着PDM开发和使用的逐步深入,将在质量、成本、时间等各个方面都给系统部带来
      极大的效益。
       
      体系结构
      船舶系统工程部PDM系统的体系结构如图10-37所示。

       PDM系统体系结构
      图10-37 PDM系统体系结构

          整体体系结构分五层,最下一层是硬件环境、网络、操作系统、数据库,这些都取决于具体PDM软件对其的支持,例如:选用Windchill,只能选用Windows平台和Orack数据库等。然后是PDM的服务层,现在较为通用的大型PDM软件均采用面相对象结构,向下通过自己的数据处理逻辑直接与数据库交互,向上提供基本服务供应用组件使用。
       
          PDM应用层主要是各种功能相对集中的应用模块,其实各模块之间有着密切的联系,只是根据其功能把它们划分开,根据针对系统工程部的需求分析,确定采用设计团队管理、文档管理、并行化系统设计工作流程管理和工程更改管理四项主要功能,作为集成框架,还需要封装各应用工具,并和特定的工具实现数据接口。应用工具层范围较广,所有CAPE环境中采用的工具其产生的数据都应该得到统一有效地管理。最上层是对使用者和管理者一致的PDM客户端界面。
       
      PDM系统功能组成
      系统部PDM的实施按功能分成四个阶段来实施:文档管理、工程更改管理、过程/目录管理和系统集成。
       
          1.文档管理
      文档管理是首先实现的功能。SER-文档(SERIDocument )是对Windchill标准文档类(WTDocument )进行客户化扩展后生成的客户化文档类。图10-38为文档类的扩展。

       文档类的扩展
      图10-38文档类的扩展

       
          (1)文档的存储和权限管理
          数据存储模式的规划决定了产品开发团队之间的协作过程和数据的共享程度:在确保产品技术文件的共享要求同时又要维护产品技术文件的保密要求。
       
          文档存储结构的规划需要基于两方面的考虑:一方面是基于项目或部门的文档组织;另一方面需要考虑文档的权限管理。
       
          1)在创建文档时,必须选择文档的存储位置,如文件柜或文件夹。
          2)文档在建立时一般先存放在用户的个人文件柜中,只有本人或系统管理员可以访问个人文件柜中的数据。个人文件柜中的数据组织方式可以根据用户每个人的个人喜好进行子目录的划分,对文档进行分类存放。
       
          3)系统工程部的共享文件柜分为两类:项目文件柜和部门文件柜。
          4)为了体现产品的结构关系,通过项目文件柜中文件夹的组织和建立来反映产品宏观的结构层级;同时,通过建立文档之间的使用关联,来进一步反映产品的结构组织关系。
          5)个人文件柜和共享的文件柜之间需要通过检入了检出操作实现对文件的转移和版本控制。
       
          6)根据文档所属项目或部门以及密级的不同,满足不同用户组对文档的访问要求;
          7)为了实现对数据访问权限控制规则的补充,用户可以通过借阅流程来申请某文档的读取权限。
          8)对产生的各类文档,实现对数据进行归档管理的要求。
       
          (2)文档的版本管理
          文档的版本演化模型如下:任何一个文档的版本由大小两种版本构成,大版本变化序列为:A→B→C→D,小版本变化序列为:1→2→3→4。因此,一个文档完整的版本信息示例如下:A.1,B.2。文档在未达到审批状态以前的修改,只记录小版本的历史,不需要严格的设计更改过程控制,系统只记录修改历史和最新小版本的文档。
       
          小版本的变化过程是通过修改者把文档从项目文件柜中检出到个人文件柜,修改完成后再检入到项目文件柜实现的,小版本变化过程如下:A.1→A.2→A.3→A.4。当文档的状态达到审批状态和发放状态后,对文档的修改不仅需要严格的设计变更过程控制,而且需要实现大版本之间的变化,例如从A.2版变成B.1版。这种变化需要通过修订命令(Revise)对文档进行修订,并使得版本升级。一个完整的文档版本演变过程如下面所示:A.1→A.2→A.3 ‖ B.1→B.2 ‖C.1→C.2→C.3。版本的变化不会造成文档编号的改变。
       
          对于未发放的文档更改是在文档的审核审批流程中实现,与之相对应的文档版本体现在小版本的变化上(A.1→A.2);对于己经走完审核审批流程成为发放状态(预立卷或归档)的文档的更改,则用户需填写设计文件更改单,该更改单在系统之外完成审批过程再输入到系统中,系统会通知相对口的设计人员进行文档的更改。这种更改使文档大版本变化(A.2→B.1)。
       
          (3)文档的生命周期管理与拟制审批流程
          以文档工作流程为核心实现技术文档的传递,保证文档传递的真实性、一致性和完整性:通过文档的生命周期控制文档拟制——审批各个环节中文档成熟度,通过流程反映文档在审批过程中的数据传递过程。
       
          1)文档的校对者、审核者、标检者、会签者、批准者以电子方式将自己意见和建议反映出来,并及时反馈给编制者,使任何变更有据可依。
          2)通过查询文档的生命周期状态,能够及时了解文档进行的状况。
          3)通过整理文档流程,在系统中及时保存经过审批的有效业务数据。
          4)文档审核审签流程中的签署意见,产生一个带有URL的HTML汇总报告,报告中带有签署人员、审查意见和签署完成时间栏位,同时该HTML页面需要加入到该文档的URL附件中。
          5)对于没有访问权限的文档,用户可以通过借阅流程对所需文档进行借阅浏览。
       
          (4)文档的检索和查询
          文档的快速检索和利用,将有利于减少辅助工作时间,提高用户的工作效率。Windchill提供了四种检索方式:
          1)基于文档属性的检索
          根据文档名称,文档类型、所属部门、阶段、项目名称、隶属于质量体系要素、作者等基本属性,进行快速的检索,以获得所需的数据。
          2)基于文档存储地点的检索
          在系统中直接点击相应的档案柜或存储目录来获得相应的信息。
          3)基于文档关联性的检索
          在文档之间、文档与产品结构之间建立对应的关联,通过关联的展开获得所需的信息。
          4)基于全文本的检索
       
          以全文检索的方式快速查找并访问内部及外部产品数据。
          对于归档后的文档,只有文档中心成员有读权限,其他用户没有访问权限。当用户需要查看文档时,需要通过借阅流程来获得访问权限。系统提供采用全文检索或其他客户化方式来使用户可以搜索到所需文档,并通过借阅流程获得相应的访问权限。过程如下:
          .用户首先通过全文检索查找出相关的文档,搜索结果将显示文档的名称和编号。
          .根据查找出的文档编号,填写文档借阅申请单。
          .在填写文档借阅申请单时。用户可以查看此份文档的所属部门、作者、项目阶段和摘要属性。
          .用户提交文档借阅申请单,文档借阅审批流程被启动。
          .审批流程完成后,用户将收到通知是否准予借阅以及借阅方式:可以读取电子文档还是在指定地点阅读。
       
          2.工程更改管理
          通过PDM引入的更改管理功能,可以从如下几个方面对企业的业务管理工作进行改进:
          1)对工程更改过程提供了完整的控制和管理千段,设计人员、管理人员可以随时追踪更改实施的情况。
          2)工程更改对象与产品数据对象、产品数据的版本管理能够紧密相关,在更改通知单中(对应的更改活动中)关联了更改前和更改后的产品数据,避免了更改过程中更改通知单无法清楚描述更改内容。
          3)可以根据业务需要选择复杂更改模型(对于重大更改)和简单更改模型(对于简单更改),能够很好地管理对于一个更改申请所需要完成的所有相关更改。
          4)对更改过程进行完整的记录,其实质是一个知识积累的过程,可以增强后续设计人员了解产品设计改进、产品完善的过程,减小重复犯同样错误的几率,同时提高设计人员的技能。
          在大多企业中,典型的更改管理过程可以总结为如图10-39所示的流程。

       典型的更改管理过程
      图10-39典型的更改管理过程
       

      根据系统工程部的工程更改的特点,基于PDM提供的功能进行工程更改管理后,未来的更改过程将通过更改请求/更改通知单/更改活动三个对象来进行描述,如图10-40所示。

       工程更改模型
      图10-40工程更改模型

          工程更改完整的流程如图10-41所示。

       工程更改完整的流程
      图10-41工程更改完整的流程

       
          3.过年影项目管理
          针对系统工程部对开发过程管理(项目管理)的需要,考虑对Windchill进行二次开发来实现。Windchi是一个功能强人的PDM系统,因此它可以很好地解决项目(SERI型号研制过程中阶段或任务的分解)与围绕项目其他数据的关联问题。此外Windchill自身提供的生命周期和工作流程管理功能,可以保证通过执行规范了的并且符合业务实际的业务流程来对项目执行过程进行管理。
       
          Windchill具有基于Web的架构体系,因此还可以在离散的业务环境中来保证担任不同角色的用户可以根据系统赋予自己的权限参与到型号研制(项月)过程中来。
          在Windchill中可以实现如下的过程管理/项目管理功能:
          .将围绕项目的关键内容(文档),业务流程等通过项目本身紧密地集成在一起。
          .通过生命周期(项目关键阶段)与工作流程的紧密集成有效地展开项目工作。
          .支持项日结构层次模板的重用。
          .不同用户在离散环境下,有效地参与某型号研制过程(某项目过程)中所涉及的活动。
       
          为了实现针对SERI的过程管理了项目管理功能,这里首先给出典型企业进行过程管理项目管理工作的一些推荐做法:
          .在业务工作规范有序的企业或科研单位.将所有需要大家协同完成的型号研制过程(项目)基本上概括为若干类。根据该特点,可以在系统中对项目进行规范化与自动化的管理。
          .在对这种需要大家协同完成的型号研制过程(项目)进行管理时,一种普遍被企业接受同时又已经充分显示了其优点的做法是:引入型号研制过程的关键阶段并对该阶段提交的     文档内容进行控制。这样可以保证围绕型号研制过程(项目)相关文档的齐套性和完备性,进而保证项日实施时的质量。
          .通过工作流程的任务分发和相关电子邮件的发送来实现项目成员之间的沟通。
       
          为了对SERI的型号研制过程以及所对应的项目进行管理,在PDM系统中针对SERI开发其所需要的项目对象管理类,项目管理类主要的属性包括:
          .项目名称。
          .项目代号。
          .合同号。
          .项目类别。
          .型号。
          .计划完成时间。
          .计划启动时间。
          .实际启动时间。
          .实际完成时间。
          .项目内容描述。
          .项目成果描述。
       
          系统工程部的项日可以划分为11大类。例如新研项目(系统设备)设计过程的项目结构分解如图10-42所示。其主要阶段包括:

      新研项目(系统设备)设计过程的项目结构分解
      图10-42新研项目(系统设备)设计过程的项目结构分解

          .指标论证项目。
          .产品实现策划。
          .设计策划。
          .方案设计。
          .方案评审。
          .技术设计。
          .技术设计评审。
          .系统调试。
          .设计验证。
          .技术状态固化。
          .设计确认。
          .设计定型准备。
          .设计定型试验。
       
          由于系统部进行过程/项目管理的重点是对型号研制的过程进行管理,而不是对项目任务的多层次并行分解来进行管理,因此这里可以将项目节点按照是否执行质量文件要求的流程而分成质量管理程序文件严格规范的项目节点和质量管理程序文件没有更进一步严格规范的项目节点。对前者,在程序文件中严格定义了项目的规范流程:对后者则没有相应的流程与之相对应。此外对后者,又可以根据项目是否为项目关系结构树上的根节点,将其对应的流程划分为根节点项目流程和一般节点项目流程。
       
          一般节点的项目流程如图10-43所示。

       一般节点的项目流程
      图10-43 一般节点的项目流程

       
          4.与应用系统的集成
          PDM系统是CAPE环境的集成平台,本身实现了三项功能以支持系统工程部的电子化文档、过程和工程更改管理,并集成了文档辅助生成工具、设计评估专家系统等CAD工具,协同仿真平台及其他应用工具。
       
          CAPE环境中的应用工具包括自行开发的CAD软件(文档辅助生成系统、设计评估专家系统)、买进的商品化CAD软件(可靠性分析等)、协同仿真平台、Office工具、RFlow等,这些应用工具或系统对于Windchill而言都是应用工具的一种,都实现了封装,对这些工具进一步集成主要采用如下的两种集成方式:
       
          (1)把应用工具纳入Windchill文档管理模式中
          应用工具本身由活动执行者自行操作。但是其产生的结果文档由Windchill系统按文档管理模式统一管理,具体表现为:
          .按写“文档管理”中描述的文档的13个属性。
          .按项目或部门把文档保存在相应位置。
          .按项目或部门方式规范文档的访问权限规则。
          .确定文档归类,归入相应的生命周期和工作流程管理。
       
          (2)把应用工具纳入Windchill过程管理模式中
          分析应用工具对系统设计过程的影响,如:用此应用工具完成或辅助完成什么样的系统设计活动?此应用工具在系统设计过程中的哪些阶段使用?此应用工具由系统设计团队的哪些成员使用?此应用工具需要什么样的输入?产生什么样的输出?
       
          基于以上的分析,将应用工具对过程的影响反映到系统设计过程中去,定义相应的工作流模板。
       
          小结
          任何企业的PDM实施都不是一蹴而就的事情,往往要经历很长的过程。PDM项目在技术上非常复杂,除了实施方要充分理解客户的需求,打造一个稳定、开放的软件环境之外,软件的使用和推广实际上是客户思想的一个转变过程。如何准确地认识、适应、加速这种转变过程成为PDM系统实施的一个关键点。

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