基于PDM的装载机设计和生产管理关键技术研究

摘 要：利用PDM技术，建立装载机设计和生产过程数据管理系统，对装载机设计和生产、工艺过程中PDM技术的应用及其成果进行分析研究，构建了装载机设计和生产过程的PDM系统。

关键词：PDM；装载机；编码；设计管理

引言

目前，中国装备制造业正处于高速发展期，市场竞争激烈。而传统的研发模式和生产模式无法适应新的市场形势。现代企业的发展，产品数据地位越来越重要，数据已经成为企业生产赖以正常、高效运转的依据，因此对企业的产品数据管理提出了更高的要求。随着信息化技术的发展，CAD、PRO/E、CAE、CAM等技术的越来越普遍应用，要求企业提高产品设计质量和生产效率，集成管理产品的设计、产品装配、制造、生产工艺、产品零部件等[1]。产品数据管理（PDM），专门用于管理生产过程各种数据的技术，可以有效提高企业的生产效率。文章将对基于PDM 数据管理系统在装载机设计生产中的应用及其成果进行分析研究。

1 PDM系统概况

PDM是用来管理所有与产品相关的信息的技术[2]。可以提高生产效率，有利于对产品的全生命周期进行管理，加强对于文档，图纸，数据的高效利用，使工作流程规范化。PDM系统具有对产品构型管理、图文档管理、流程管理等功能，可以集成产品的设计、生产过程与PDM系统，从而实现产品设计与产品的制造生产的衔接，保障产品整个流程中同类数据的一致性，PDM系统对整个企业产品核心设计、开发、制造能力的积累和提升具有重要的意义[3]。

2 装载机设计和生产过程基础数据

传统装载机的数据管理存在着一些问题，主要包括以下几点：（1）装载机生产数据管理无法准确反映装载机的制造、装配过程，因此缺乏对设计、生产、成本核算等方面的指导能力；（2）装载机生产数据管理系统无法准确描述装载机的需要的所有零部件，无法完整地描述装载机生产过程中产品、零部件等相互关系；（3）装载机的数据管理的层次结构无法适应新型装载机的设计、制作、配置过程；（4）在装载机的数据管理中，当装载机的型号逐渐增多时，各型装载机零部件借用较多、而且借用的零部件数量也将增多，此时，会导致零部件管理混亂[4]。为使装载机数据满足PDM的要求，对装载机的设计和生产过程基础数据进行研究。

2.1 装载机的零部件库和编码

为建立装载机的PDM系统，首先需要建立装载机的零部件库，并建立零部件的编码规范和命名规则，规范装载零部件数据管理方式，改变传统的装载机零部件编号和命名方式。主要包括以下工作：

（1）建立新的装载机零部件编码规则，该编码规则，不再用于表述装载机型号和零部件的从属关系；（2）装载机零件的新的编码是唯一的，将是装载机零件的唯一标识。设计编码规则时，零部件的编码将分为类别号和识别号，以方便后续的查询和管理；（3）基于装载机零部件本身的功能和属性，建立新的装载机零件命名规则，对现有装载机零部件进行统一命名。新的装载机零部件名称不能包含装载机零部件使用信息。

基于新的装载机零部件编码规则和零部件命名规则，可以建立装载机零部件数据管理库，以零部件的编码为唯一标识。同时，根据装载机零部件的功能、装载机的生产工艺等，确定零部件之间的使用关系，形成装载机生产过程零部件的BOM。

2.2 装载机设计和生产过程BOM管理

为建立装载机的PDM系统，需要对装载机的设计和生产过程进行新的设计和划分，明确装载机设计和生产过程的各个阶段。装载机设计和生产过程的物料清单（BOM），是装载机设计和生产过程中所有产品、配套件、零件、易耗品、协作件等与生产有关的物料的统称，是装载机设计和生产过程管理的主要对象。因此装载机设计和生产过程BOM管理主要包括以下几方面工作。

（1）建立装载机设计和生产过程新的层次结构划分，实现装载机设计的模块化，为建立装载机设计和生产过程的PDM系统做准备；（2）基于装载机的生产工艺、步骤，构建装载机生产过程各部件之间的关系，包括核心部件、联接件和附件等，分解工艺步骤，实现装载机生产的积木化搭建；（3）构建装载机设计和生产过程BOM中各部件的关系，以满足装载机生产的积木化搭建。为保证 BOM 的准确性，在装载机零部件的采购、外协、仓储过程中，按照前述的编码和命名规则，对零部件进行编号和命名。

2.3 装载机文档和标准规范的管理

装载机设计、生产过程中，存在众多文档，包括设计文档、技术协议、工艺文档、管理文档、更改通知单、服务文档、国标、厂标、行业标准、质量体系文件、情报信息、质量反馈等，这些文档需要系统的管理，需要进行标准化工作。

在装载机的设计和生产过程中，PDM实施中，对这些文档的标准化工作主要包括：文档的编码规则、文档的命名规则、术语字典、工作规范等。

（1）建立文档的编码规则，对文档进行统一的编码；（2）建立文档的命令，对文档的名称进行规范；（3）制订严格的生产过程工作规范和章程，其中包括装载机设计图样设计规范、装载机数据生成规范。（4）装载机设计和生产过程中，会产生了许多的名词，制定术语字典，对这些名词加以准确地解释。

3 装载机设计和生产过程PDM系统设计

在装载机设计和生产过程中，将利用PDM技术，实现装载机设计和生产过程中装载机零部件管理、装载机文档管理、装载机生产过程BOM管理、装载机新产品设计与开发流程管理、装载机设计变更流程管理、系统管理、报表功能等。

装载机PDM系统设计主要包括：

（1）建立装载机零部件、设计文档、工艺文档、技术协议、行业标准、工艺规范、等数据的编码系统，建立装载机产品基础数据库。（2）规范装载机产品相关数据：科学设计和整理装载机产品结构BOM，清楚的搭建装载机制造BOM、装载机设计BOM、装载机服务BOM三者之间的转换关系，实现装载机BOM的准确率至少达到98%。（3）规范装载机设计和生产流程，实现装载机设计和生产的规范化；确立新型装载机设计和生产更改流程，实现装载机产品相关数据的有效管理。（4）实现装载机相关产品数据的共享，并逐步向装载机设计和生产整个流程延伸。

4 效益分析

装载机PDM系统的实施，将与装载机有关设计和生产数据等实现统一综合管理，包括：装载机设计和生产过程BOM表、装载机零部件数据、装载机相关文档装等。通过实施装载机PDM系统，实现了装载机设计和生产过程数据保存和文件管理、装载机结构管理、装载机设计和生产流程管理、装载机相关数据的分类及检索等。通过实施装载机PDM系统，这些数据的流动和管理变得更加科学有序。

因此，装载机PDM系统可以节省装载机缩短装载机进入市场的时间，有效减少装载机设计时间，并提高装载机的质量，节约制造成本。通过PDM系统的实施，有助于企业严格装载机数据管理、理顺装载机设计和生产管理流程、保证装载机相关数据的一致性和完整性，实现装载机相关数据的共享，可以极大地提高企业核心竞争力和生产数据管理水平，为企业的ERP的实施，打下了坚实的基础。

5 结束语

文章根据现有文献对PDM技术的研究成果，针对装载机设计和生产过程的实际情况，从分析厦工装载机设计和生产过程数据管理出发，就装载机设计和生产过程PDM实施的技术和系统的设计进行了阐述，探讨了如何利用PDM技术促进装载机设计和生产科学化、信息化进行。

参考文献

[1]傅迎春.产品数据管理PDM关键技术研究[D].浙江大学，2001.

[2]张汉平.装载机产品开发知识库的规划及应用研究[D].吉林大学，2009.

[3]蔡亮.厦工产品数据管理系统（PDM）的开发研究[D].重庆大学，2004.