PDM产品数据管理系统的需求分析

PDM产品数据管理系统的需求分析

1.1 PDM的概念与体系结构
    产品数据管理(Product Data Management PDM)是以计算机系统为基础，用来管理所有与产品相关的数据(包括电子图文档、数据库记录等)以及所有与产品相关的过程(包括工作流和变更流程)的技术。
 
    PDM面向的对象为制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素，其核心思想是设计数据的有序、设计过程的优化和资源的共享。在制造企业中，通过实施PDM系统，能够为企业建立产品信息知识库，并构筑企业产品设计信息化开发的开放平台，为企业的不断创新形成良好的工作环境。
 
    企业利用PDM系统能够实现对产品相关数据以及产品开发工作流的有效管理，不断提高企业零部件标准化、通用化以及系列化程度，从而缩短产品的生产周期，并在产品设计开发过程中提高企业各不同部门间的协作效率，保证信息在部门之间传递的有效性、准确性和及时性。
 
    PDM系统与其他的信息管理系统，如企业信息管理系统(MIS)、制造资源计划(MRP II)、项目管理系统(PM)、企业资源计划((ERP)的区别关键在于它对产品数据资料和资源分配的管理都是依据产品设计过程进行的。
 
    PDM系统涉及到静态和动态两方面的管理，静态的管理主要是指对产品数据的管理，而动态的管理主要是指产品开发过程的管理，即工作流管理。企业利用PDM能有效管理产品开发过程中与产品相关的所有信息，PDM系统可以帮助企业从设计、修改、跟踪整个过程方便有效地找出相关产品数据并且能够管理工程变更中的设计、变更、审批、回溯以及发布等过程。一个典型的PDM系统体系结构如图2-1所示。
 
    第一层是系统支持层。系统支持层主要包括软硬件架构以及数据库平台。系统层是用来支持系统运行的，它包括计算机的操作系统、硬件架构、软件结构以及数据库系统结构等，提供了数据存取以及软件系统运行需要的环境。当前普遍使用的关系型数据库是产品数据管理系统的支撑平台，它为数据管理提供了最基本的增、删、改、查功能。

    第二层是功能层。根据PDM系统对企业进行管理的目的，可以将其功能模块分为两类。一类是系统管理模块，管理员利用系统管理模块来进行系统维护，以确保数据安全以及系统正常运行，从而保证各种不同用户可以安全、可靠、高效地使用系统。另一类包括具体的功能模块，包括图文档管理、配置管理、工作流程管理、项目管理等。
 
    第三层是用户层，由用户界面层以及开发工具层组成。用户的界面包括浏览器、对话框、以及各种菜单等，系统与用户通过界面进行交互。界面是用户与系统之间进行交互的接口，用户向系统输入相关的数据，同时系统也能够通过界面展现用户期望得到的信息。
 
    在计算机的操作系统和网络系统的统一平台上建立了整个PDM系统以及使用的数据库，同时所建立的系统还可以与其他的应用软件，如CAx、Office、ERP等集成，更好地实现企业信息化。
 
1.2系统目的
    本系统依据传统制造企业的生产特点，改进了以往制造企业生产管理中不合理的流程，配合相关管理人员进行一定程度的业务流程重组以提高管理水平，实现企业生产制造过程中各类信息的存储、集成和共享，改善信息沟通的被动局面，为操作人员提供及时有效的信息，为管理人员提供决策的依据；加快跟踪反馈的速度，提升工作效率；为技术、品质、法规等部门快速准确地提供信息，减少手工信息的传递，消除冗余数据，减少数据错误。
 
该系统主要涉及以下几方面内容:
    1)，在业务流程的基础上，实现流程的申请审批，实现流程的电子化。定义、建立、运行并工作流程，查看流程中的图文档的对应状态等。
 
    2)对系统图文档资料进行管理，提供检索修改的方法，同时对基础数据和系统信息进行管理。
 
    3)对工作流程管理工中的所有改动进行管理，记录不同部门的人员在那个阶段对数据对象做了哪些设计修改，以及对其他数据对象产生了哪些影响，提供追溯的功能，生成报表以及统计图。
 
    根据以上分析，按照企业的具体要求，通过对各部门的工作流程进行详细的调研，可以将系统分为规格变更管理，产品图纸管理，产品技术通知书管理，基础数据管理，系统管理五个模块。系统的用户包括多个不同部门，不同部门之间的管理权限不同，这就要求系统对不同用户登录的关系严格管理，对相应的权限进行有效分配，保证整个系统能够正常运行。该系统以PDM的思想作为指导，为企业各个部分提供一个通用平台，可对不同部门人员给出的指令进行查阅、审批、跟踪操作，指导各阶段的相关人员管理生产、设计、开发流程。
 
1.3需求分析
1.3.1工程变更管理
    在制造企业中，规格变更是非常常见的情况，例如在图纸己经发布的情况下，又在产品的制造过程中发现了新的问题，对产品的结构产生了影响，导致其发生了一些变化，这时就需要对规格的变更进行审批，并生成规格变更的一系列文件。规格变更模块涉及到的部门主要有:QP科(品质管理部门)，PE科(生产制造部门)，EC科(法规部门)等，具体包括以下流程:
 
    1)由QP科人员在系统中上传规格更改文件(包括TIF格式的规格更改通知书、PDF格式的规格更改指示、PDF格式的规格更改通知附表、用户手工转换后的EXCEL格式的规格更改通知附表)。规格更改文件上传是整个规格更改处理流程的起点，如图2-2所示。

    2)技术判断。如图2-3所示，QP科人员在系统中上传了规格更改文件后，PE科可以在系统中找到指定编号和版本号的规格更改后进行规格更改通知书说明的作成，同时可对通知书说明进行新增、确认、修改、查询和查看相关的规格更改文件。PE科人员通过系统提示了解某版本的规格更改是否是再发行，并与上一版本规格更改文件进行差异比较后在系统中决定是否作成规格更改通知书说明。

    3)法规认证判断。如图2-4所示，对于需要进行法规判断的规格更改，PE科长审批通过后，EC科对规格更改法规判断审批，并更新规格更改的状态。

    4)规格变更文件发行。如图2-5所示，发行确认前，系统检查规格更改通知书说明级别，通知书说明的级别包括:A、B、C、D、E、Y和无。根据相应级别PE科，QP科与采购部采取不同的工作流程，分别处理(图2-5)：

    5)规格更改文件合并。如图2-6所示，当QP科完成规格更改的发行审批，进行规格更改文件合并。规格更改文件合并对在整个规格更改处理流程中产生的文件进行合并。合并方式分为两种:夜间批处理自动合并、用户手工合并。
    根据以上的流程分析，得到了每个部门的各个阶段的任务处理过程。工程变更管理的用例图如图2-7所示。

1.3.2图纸发行管理
    设计图纸是产品的核心数据，是产品进行生产的重要依据。因而对于图纸管理功能的需求分析就显得尤为重要。在生产设计过程中，各个部门会根据需要申请产品图纸，设计发生变更时，系统也会自动发出产品图纸申请，流程如下:
 
    1)基础数据上传。如图2-8所示，通过网络映射盘的方式，在服务器上建立共享的目录，由用户不定期将全量部品表(分若干个文件)手工拷贝到该目录，晚间系统检查该目录，发现有新的文件后导入系统。用户首次上传所有的现有图纸清单(EXCEL)，后期用户不定期上传增量数据(EXCEL)，系统自动将上传文件的数据导入，并根据增量的现有图纸清单中的图纸号和格式与状态为“依赖中”的图纸申请进行匹配，将其状态由“依赖中”设置为“发行中”。

    2)产品图纸部门申请。如图2-9所示，图纸申请部门人员在系统中上传手工填写的产品图纸申请表，发起产品图纸申请。当用户上传申请表后，系统对申请表中数据进行如下处理:
    (1)数据有效性检查。
    (2)系统自动填充申请图纸的格式。
    (3)确认系统在部品表、现有图纸清单和己发行清单中查找该图纸是否存在。
    (4)系统检查图纸申请是否重复发行。
 
    人员在成功进行产品图纸申请后，图纸状态被设置为“待审核”，由申请部门科长进行审批。申请部门科长对产品图纸申请进行审批后，系统将申请的图纸与现有图纸清单进行比对(依赖判定)，如果申请的图纸在现有图纸清单中不存在，设置图纸状态为“依赖中”，如果存在，设置图纸状态为“待发行”。

    3)产品图纸设变申请。这一过程与工程变更有关，如图2-10所示，在工程变更中当QP科科长完成规格更改的发行审批后，系统根据规格更改附表自动生成产品图纸申请。设变申请流程如下:
    (1)提取规格更改附表中相应属性的图纸生成图纸申请。
    (2)系统自动生成图纸申请后，手工填写机种、供应商。
    (3)系统自动填充图纸申请的格式。
    (4)系统检查图纸申请是否重复发行。
    (5)系统对设变申请的图纸进行依赖判定。

    4)功能，产品图纸依赖处理流程如图2-11所示，对每天生成的依赖书提供查询和导出系统将当天产生的图纸依赖自动汇入一张依赖书。系统支持同时导出多份发行图纸清单，多份发行图纸清单系统自动打包成一个zip文件。

    5)产品图纸审批发行。如图2-12所示，QP科对状态为“待发行”的图纸申请进行审批，审批通过后，图纸申请的状态设置为“己发行”，系统在夜间22:00批处理时将当天所有QP科审批通过的图纸申请汇入当天的发行图纸清单中。

通过以上分析，我们也可以得到产品图纸发行的用例图，如图2-13所示。

1.3.3产品技术通知书管理
    在设计过程中，不断有新的技术被使用，新的产品技术需要由申请部门起票，交由会签部门依次会签后确认，再由QP科最后审批生成相应的产品技术文档供指定人员下载和浏览。具体流程如下:
    1)产品技术通知书起票。如图2-14，起票科室上传产品技术通知书和相关附件，填写本科室会签人员和其他科室会签人员。相关附件打成一个zip包进行上传。

    2)产品技术通知书的会签、确认及审批。如图2-15，起票科室上传产品技术通知书和相关附件后由起票科室和相关科室会签人进行会签，一旦被驳回，产品技术通知书直接回到起票人处重新处理。起票科室上传技术通知书和相关附件后，先由本科室会签人员进行审签，审签完毕后起票人进行第一次确认，再由相关科室会签人进行审签，审签完毕后起票人进行第二次确认，最后QP科对产品技术通知书进行审批。

    3)产品技术通知书文件合并。如图2-16，审批通过后产品技术通知书和相关附件进行合并。当产品技术通知书和相关附件文件合并后，所有科室可以查看合并后的PDF文件，指定人员可以下载合并后的PDF文件。

1.3.4基础数据管理
    基础信息维护是该系统的基本功能模块之一，主要是对规格变更中的阶段信息、级别信息以及机种信息进行管理。阶段管理可以通过阶段名称和是否进行法规判断进行阶段信息查询，而且可以对这两项进行修改。系统管理员通过级别修改可以对图纸的审批进行管理。机种管理主要用于对机种的代码、名称、类型等进行维护。基础数据维护的用例图如图2-18所示。

1.2.5系统管理
    系统管理是对系统的用户，角色和科室进行管理的功能模块。用户管理查询可以根据用户科室，用户代码以及用户名称进行条件过滤，得到指定用户信息，并能对指定用户授权角色，使用户能进行相应权限的操作。科室管理可以对科室编号，名称，文档类目级别等基本信息进行管理维护，提供了添加、删除、修改功能。这个功能模块能够提高文档的安全性，并对使用权限进行灵活有效地管理。系统管理的用例图如图2-19所示。

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