基于PDM的产品并行工程研究

摘要

并行工程是近些年来出现的一种产品开发模式。它的出现引起了工业界、学术界，甚至政府部门的高度重视。普遍认为，并行工程的应用可以有效地提高产品的创新、研制和开发能力，保证国内企业领先于世界先进的制造领域。因此，对并行工程的研究和实践具有重要而深远的意义。 并行工程的显著特点在于重视用户的要求，能从全局优化角度出发，对产品整个开发过程进行集成管理和控制。首先涉及组织模式的变革。在并行工程中新产品开发队伍的组织，即不是按部门划分，也不是按专业分工，而是组织多学科产品开发队伍。其次，从产品信息集成到产品开发过程的自动集成，强调注重知识、协作和人的有效参与，即从过去单纯的信息集成向人、管理、技术三者集成方向发展。在异构的计算机、网络数据库支撑环境下，在集成的框架平台上，多学科产品开发队伍成员利用各自的DFX工具，协同完成新产品开发任务。 从进一步的发展目标和要求来看，并行工程及CIMS集成平台的研究、开发和应用，是项目应用实施的关键。在并行工程中，提倡“小组协调工作”，即强调小组成员在产品设计的同时进行产品相关过程的设计，如刀具、加工、装配工艺、产品运输、产品服务等，这样就要求与产品过程相关的人员在产品生命周期内的各个环节和产品过程相关的各个地方均能在用户的权限范围内对有关产品数据进行一定的操作，这就是PDM(Product Data Management)技术的功能。它提供了一种综合管理和控制工程信息的方式，通过对工程信息的组织、跟踪和存取控制，PDM系统可以促进设计小组的开发工作，使各种工程信息不断地建立、检验、修改、评价和存档。 本文从集成管理的角度出发，以PDM产品IMAN为典型，结合PDM的实施厂家(国家高技术研究发展计划“863/CIMS”重大关键技术项目攻关--上海鼓风厂有限公司“并行工程”成果应用工程项目)，具体地阐述了PDM在企业中实施的总体思想，规划步骤及关键问题。分析了企业生产和经营管理中的问题和瓶颈，提出了技术目标。并根据企业各部门的数据流动特点，制定了产品数据并行集成框架。同时，从实践的角度出发，描述了IMAN与企业内部各系统，各阶段之间的数据集成，通过任务管理，运用封装和集成的方法，使企业各部门在权限机制的保证下，进行并行设计，从理论和实际两个方面分析了PDM是实现并行工程有效方法。

目录

文摘

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绪论

第一章产品开发过程的并行机理分析

1.1产品生命周期分析

1.2新产品生命周期中的技术因素

第二章面向并行设计的PDM技术方法

2.1 PDM思想

2.2 以PDM为基础的产品数据定义和主模型

2.2.1 产品数据及其相关性

2.2.2 主模型的概念与应用

2.2.3 主模型数据的维护

2.3 PDM的面向产品对象的特征

2.3.1 封装(Encapsulation)

2.3.2 继承(Inheritance)

2.3.3 多态性(Polymorphism)

2.4 PDM和并行工程

2.5 IMAN环境下的集成数据管理

2.5.1 IMAN的主要对象

2.5.2 集成数据管理的特点

2.5.3 IMAN环境下的用户模式

第三章基于PDM技术的产品并行设计框架

3.1企业的人员机构组织与管理模式

3.1.1并行工程的机构组织与管理

3.1.2 PDM环境下人员组织机构的建立

3.2基于PDM的产品并行设计系统集成方案

3.2.1并行设计微循环集成方法

3.2.2 系统集成框架

3.2.3 PDM与CAD的集成

3.2.4 PDM与CAPP的集成

3.2.5面向制造资源计划的设计(DFRP)

3.3 工作流程集成方法

3.3.1 流程任务模型

3.3.2 PDM过程集成

3.3.3基于BOM的任务划分的优化——动态线形整数规划

第四章上海鼓风机厂基于PDM的风机并行集成系统

4.1 上海鼓风机厂并行工程项目实施背景

4.1.1 上海鼓风机厂概况及生产经营特点

4.1.2 企业生产和经营管理中的问题和瓶颈

4.1.3 企业对攻关成果的应用需求分析

4.1.4 目标

4.2 实施环境

4.2.1 设备环境

4.2.2 支持软件环境

4.3 产品开发人员组织机构建立方案

4.3.1 组织机构的建立原则

4.3.2 基本组织机构定义与建立

4.4 并行实施总体框架

4.5 实施开发内容

4.5.1 SBW-CE并行设计过程管理

4.5.2产品信息编码管理

4.5.3产品数据管理

4.5.4 CAPP系统集成

4.5.5工作流程控制

4.5.6 DFRP技术实现

第五章结论与展望

主要参考文献及附录

参加完成的有关项目

期间发表的论文

致谢