PDM的電子電路設(shè)計制造一體化

摘要分析企業(yè)電子電路設(shè)計制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀及問題，提出基于 PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)的設(shè)計制造一體化系統(tǒng)的方法和該系統(tǒng)實施過程中的一些關(guān)鍵技術(shù)。

一、 概述

  目前， EDMI(電子電路模塊設(shè)計制造一體化)系統(tǒng)一般采用人工管理或僅基于數(shù)據(jù)庫支持進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息管理。在這種情況下，產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)過程主要分為產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計(包括工裝設(shè)計)、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品制造、質(zhì)量保證以及銷售等比較獨(dú)立的管理、設(shè)計、制造和銷售階段及其相應(yīng)的部門劃分，各階段以及部門將產(chǎn)生大量的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和文檔，這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)和文檔分散在各個系統(tǒng)中，不能形成以產(chǎn)品為對象的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，信息的共享程度差，各應(yīng)用分系統(tǒng)內(nèi)部及分系統(tǒng)之問數(shù)據(jù)查詢困難，查詢效率較低，特別是針對小批量、柔性化生產(chǎn)類型的企業(yè)，尤其需要對其產(chǎn)品的整個生命周期進(jìn)行靈活快速的過程控制與數(shù)據(jù)共享。

因此，企業(yè)迫切需要一種能夠有效、快速、全面地對其產(chǎn)品數(shù)據(jù)與生產(chǎn)過程進(jìn)行控制和維護(hù)的手段，建立電子電路模塊產(chǎn)品的數(shù)據(jù)倉庫，建立以電子電路模塊為對象的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型 (分類模型、屬性模型、組織模型等)，將電子電路模塊產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)(電原理圖文件、P C V板圖文件、元器件B O M、設(shè)計說明書、…)、工藝數(shù)據(jù)(工藝規(guī)程、工藝參數(shù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、工裝數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)、…)、質(zhì)量數(shù)據(jù)(焊接質(zhì)量數(shù)據(jù)、功能質(zhì)量數(shù)據(jù)、…)等有機(jī)地組織起來，建立實現(xiàn)電子電路模塊產(chǎn)品數(shù)據(jù)分類和查詢機(jī)制，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的高效管理及信息共享。

二、PDM應(yīng)用于電子電路設(shè)計制造一體化的關(guān)鍵技術(shù)

1．異地協(xié)同設(shè)計工作機(jī)制的建立  

所謂異地協(xié)同，是指不在同一地域的部門人員之間的協(xié)同工作方式。各設(shè)計單位根據(jù)分工不同獨(dú)立進(jìn)行產(chǎn)品的部分設(shè)計，但是通過協(xié)同工作完成整個產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)即協(xié)同設(shè)計，由于各設(shè)計單位所處的地理關(guān)系，整個協(xié)同設(shè)計工作的過程稱為異地協(xié)同設(shè)計。

由于企業(yè)及各設(shè)計單位之間存在地理上的異地環(huán)境，并且各設(shè)計單位只負(fù)責(zé)產(chǎn)品的某一部分的設(shè)計開發(fā)，只涉及產(chǎn)品的部分?jǐn)?shù)據(jù)生成、維護(hù)使用，此類數(shù)據(jù)保存在該設(shè)計單位所在地的分布式數(shù)據(jù)庫中。通過分布式 PDM 系統(tǒng)可以在分布式的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上建立異地的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

在分布式 PDM系統(tǒng)中設(shè)置一個目錄服務(wù)器，其上存放的是各設(shè)計單位的PDM系統(tǒng)準(zhǔn)備和其他設(shè)計單位進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)的目錄，該目錄的所有權(quán)歸發(fā)布者所有。在各設(shè)計單位本地的獨(dú)立PDM系統(tǒng)中，通過權(quán)限管理，用戶可以在本地局域網(wǎng)內(nèi)高效、快速地處理數(shù)據(jù)、交換數(shù)據(jù)。本地的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中記錄了該地區(qū)的PDM全部用戶帳號和工作權(quán)限，保存了該地區(qū)產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)的全部特征屬性和目錄。

本地文件服務(wù)器上存放的是該地區(qū)生成的全部詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶需要與其他異地用戶或部門交換數(shù)據(jù)或參看其他設(shè)計信息時，可根據(jù)需要將部分?jǐn)?shù)據(jù)對外開放，其他用戶和部門可以通過目錄服務(wù)器上的設(shè)計文件指針查看數(shù)據(jù)，在沒有授權(quán)的情況下無法更改數(shù)據(jù)，為分布式 PDM和目錄服務(wù)器體系提供了安全保密管理。該系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖 l 異地分布式PDM系統(tǒng)體系示意圖

2．系統(tǒng)集成接口的開發(fā)
在 EDMI的各個系統(tǒng)中，PDM系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)計信息集成和異地信息的共享、ERP實現(xiàn)了生產(chǎn)管理系統(tǒng)   的集成。通過系統(tǒng)集成解決了各異構(gòu)分系統(tǒng)之間的 “信息孤島”問題，實現(xiàn)了共享數(shù)據(jù)的有效組織和管理。

PDM與EDA(電子電路設(shè)計自動化)／ C APP(計算機(jī)輔助工藝設(shè)計)／ERP之間的軟件關(guān)聯(lián)，使得PDM系統(tǒng)作為一個中間平臺，在各系統(tǒng)之間起到了數(shù)據(jù)傳遞的作用，每個系統(tǒng)只需要單獨(dú)與PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳遞即可。

以 PDM與EDA系統(tǒng)的信息集成為例。包含了文檔級信息集成與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)級信息集成兩類。文檔級信息集成主要是根據(jù)“分散設(shè)計，集中制造”的特點，在EDA與PDM之間采用單向數(shù)據(jù)交換的方式，即由EDA系統(tǒng)將電子電路原理圖、P C B板圖、BOM等傳送給EDMI的PDM系統(tǒng)，PDM不對設(shè)計圖檔進(jìn)行任何修改，只向EDA系統(tǒng)返回設(shè)計更改通知單和配料加工等信息。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)級信息集成是指將 EDA系統(tǒng)中的產(chǎn)品對象及其結(jié)構(gòu)信息通過集成接口轉(zhuǎn)入PDM系統(tǒng)中，以達(dá)到EDA系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品對象及其結(jié)構(gòu)信息的一致性。因此，對于BOM(原材料清單)信息，需要編制EDA系統(tǒng)和PDM系統(tǒng)之間的接口程序，采用中間格式BOM文件進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，即將EDA系統(tǒng)的B O M信息以中間格式保存，然后傳遞給PDM系統(tǒng)，由PDM系統(tǒng)根據(jù)文件中的信息，在系統(tǒng)內(nèi)部建立相應(yīng)的產(chǎn)品對象及其結(jié)構(gòu)。PDM與EDA系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)級信息集成如圖2所示。  

圖 2 PDM與EDA產(chǎn)品結(jié)構(gòu)級信息集成

PDM與CAPP／ERP信息集成的方案與算法與   EDA的類似。
  

3．實現(xiàn)一體化過程控制
     通過過程管理功能的開發(fā)，建立了并行的產(chǎn)品設(shè)計制造一體化支撐環(huán)境，實現(xiàn)從異地協(xié)同設(shè)計、可制造性分析、工藝設(shè)計到生產(chǎn)的過程控制，其中涵蓋了異地 CAD系統(tǒng)、EDA集成平臺、CAPP系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)，解決了電子化過程控制的問題。這一管理機(jī)制的建立，使整個產(chǎn)品開發(fā)過程協(xié)調(diào)一致，實現(xiàn)任務(wù)流和工作流的有序管理，加快產(chǎn)品設(shè)計的流程。通過對整個過程流有效的監(jiān)控，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)的形成過程得到有效的保存，避免不同部門使用不同版本設(shè)計圖樣的現(xiàn)象發(fā)生，以免出現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程中責(zé)任不明確的現(xiàn)象。同時在流程管理中引入并行的產(chǎn)品設(shè)計思想，縮短文檔的傳遞以及處理時間，提高了企業(yè)的設(shè)計、制造效率。

     4．安全機(jī)制的建立
     通過權(quán)限、角色和人員的定義，建立了電子文檔的安全機(jī)制，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性。和其他信息系統(tǒng)一樣，角色 (Role)管理是PDM管理工作組和用戶的重要組成部分，使用PDM系統(tǒng)的用戶，必須具有某種角色，才能登錄到系統(tǒng)中，獲得系統(tǒng)賦予的與角色相對應(yīng)的權(quán)限，通過角色的管理來保證數(shù)據(jù)庫中資料的安全性，防止越權(quán)操作。

三、結(jié)語
     產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是一種管理技術(shù)，或者是一種管理思想，必將為整個 EDMI的管理帶來深遠(yuǎn)的影響，為最終建立先進(jìn)的并行制造環(huán)境打下堅固的基礎(chǔ)：1)完善和規(guī)范技術(shù)管理體制；2)建立資源共享的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息庫；3)建立并行、先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計及開發(fā)環(huán)境，縮短產(chǎn)品投放市場時間；4)建立統(tǒng)一的信息組織與使用環(huán)境，實現(xiàn)產(chǎn)品信息由設(shè)計到工藝再到生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)車間的快速傳遞和反饋；5)減少產(chǎn)品報廢、重復(fù)工作和多余部件；6)建立基于電子而不是紙張的產(chǎn)品設(shè)計、分析、更改、生產(chǎn)過程；7)減少產(chǎn)品設(shè)計、試制的更改次數(shù)，降低成本；8)在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程中實行全面和規(guī)范的質(zhì)量管理。   本文章來自御云軟件，更多詳細(xì)信息請點擊： www.plmpdm.cn