在先进制造技术教学中开展PDM实验的方法研究

刘天湖

（华南农业大学工程学院，广东广州 510642）

先进制造技术是一项综合的系统技术，它是传统制造技术与基础科学、管理学、人文社会学和工程技术等领域的最新成果、理论、方法有机结合产生的前沿制造技术的总称［1］，它具有综合性、系统性、先进性等特征。先进制造技术的复杂特征对该课程的教学提出了新的挑战。华南农业大学机制、工业工程等专业已经增设了“先进制造技术”课程［2］。产品数据管理（product data management，PDM）是以软件技术为基础，以产品管理为核心，实现对产品相关数据、过程、资源一体化集成的管理技术［3］，它是协同设计、敏捷制造、虚拟企业、网络化制造等先进制造模式的关键使能技术和支撑系统。在珠三角地区已经有大量企业实施了产品数据管理系统。开展PDM 实验可以使学生学会基本的PDM 操作方法，加深对产品生命周期、协同设计、流程等概念的认识。

1 PDM 实验教学要求

本文中提。出的实验教学内容与理论教学内容相互衔接，其目的是使学生深入地理解PDM 的基本概念、了解PDM 的作用、掌握PDM 的基本操作，提高PDM 教学的效果。实验内容应包括定义项目团队，定义流程，产品的检入、检出，文件版本管理，文件变更、审批，数据导入，零件－组件－产品关联，产品结构管理等。

通过PDM 实验，学生应该获得以下具体的专业知识和技能：

（1）掌握一种商业产品数据管理系统的基本使用和管理操作方法；

（2）掌握用户管理方法，如新建用户、冻结用户、删除用户及用户的IP绑定等；

（3）掌握在PDM 中创建产品的方法，了解产品控制权限的设置方法和产品对象类的绑定方法；

（4）掌握设计数据的提交方法和现有产品数据导入PDM 的方法；

（5）掌握在PDM 中查看产品结构的方法；

（6）掌握检入、审批设计资料的方法和在审批流程中定义（指派）负责人的方法；

（7）掌握审批任务的处理方法和图纸批注方法；

（8）掌握从PDM 中下载图纸资料的方法；

（9）了解产品BOM 表的管理方法；

（10）掌握产品图纸的检出和修改方法，了解文档版本的概念；

（11）了解文件类型设置方法；

（12）了解工作流程的管理、使用方法，掌握工作流程的创建方法。

2 实验系统的配置

英泰TiPDM［4］系统是北京清软英泰信息技术有限公司开发的一款经典的产品数据管理软件系统，可以用来管理几乎所有与产品有关的数据，包括产品结构（BOM）、设计图纸、设计文件以及其他各种图文档，并能够使这些数据通过网络进行评审及发放。TiPDM 在三一重工、天捷机械、汇丰家具、新疆石油管理局机械制造总公司等企业已经应用多年［5－7］。本文中设计的PDM 实验系统采用的产品数据管理软件为TiPDM，数据库服务器为SQL server 2005标准版［8］。

实验系统的拓扑结构如图1 所示。系统的主要组成要素集中在一个电教教室内。讲台上的主控计算机设置为PDM 服务器，课桌计算机设置为用户终端。

主控计算机内安装数据库和PDM 服务器。每台课桌计算机都安装PDM 客户端软件，并通过路由器和Hub与主控计算机联网。用户终端也可以是通过互联网接入的安装了PDM 客户端软件的其他计算机，此外，客户端计算机还需要安装AutoCAD［9］软件。

计算机的硬件要求、操作系统要求和联网要求主要取决于SQL server2005的配置要求［10］。硬件要求如表1 所示。可以满足要求的操作系统包括Windows 2000Professional Edition SP4、Windows 2000 Server SP4、Windows 2000Datacenter Edition SP4、Windows XP Professional Edition SP2、Windows 2003Server SP1、Windows 2003 Enterprise Edition SP1、Windows 2003Datacenter Edition SP1。联网要求如表2所示。

图1 实验系统的拓扑结构

表1 硬件要求

表2 联网要求

3 实验环节设计

根据PDM 的主要功能［11－12］和TiPDM 操作规范［13］，我们设计了以下实验环节。

3.1 用户管理

在PDM 中以管理员（sa）身份登入，并注册甲、乙、丙、丁、戊、戌6个用户；创建一个项目经理角色；设置项目经理角色的权限为零件设置、产品设置、任务设置、零件与图文档关联关系设置；创建一个由甲、乙、丙、丁4个用户组成的“结构设计”项目团队；指定甲为项目经理；冻结戊用户；删除戌用户。

通过该环节的实验须了解项目组织方法，能围绕项目合理组织项目中的人员，有效管理项目所需的各种资源和数据。

3.2 流程设计

在PDM 中以管理员身份登入，在流程管理模块中定义一个代号为Porcess1的“自制件审批”流程，流程中包括结构设计、设计校对、设计审核、工艺设计、工艺审核、会签、批准、设计修改、工艺修改等9个环节。该流程的结构如图2所示。

图2 审批流程

3.3 产品结构定义

以管理员身份登入PDM，在数据目录－产品－机械产品中创建一个包括12个零部件的产品。产品的结构树如图3所示。

图3 产品结构树

设置甲用户对A 产品的权限为浏览系统目录、新建对象、浏览对象、删除对象、下载对象、检出对象、不升版检出零件、直接检入对象。设置A 产品的对象绑定为机械2D。在系统中查看产品的结构树。

通过该环节了解产品零部件之间的层次关系和BOM 的结构，学会零件的操作权限控制。

3.4 设计数据提交与导入

在AUTOCAD 中创建一个命名为A 零件.dwg的图纸文件，通过AUTOCAD 中的TiPDM 接口登入PDM 管理系统，选择图文档类型为机械2D，选择图文档提交信息为“数据目录＼＼03产品＼＼机械产品＼＼XXX产品＼＼A 零件”提交到PDM。

在AUTOCAD 中创建一个命名为B1零件.dwg的图纸文件，并将其保存到桌面。登入到PDM，选中数据目录＼＼03产品＼＼机械产品＼＼XXX 产品＼＼B1 零件，通过“提起导入”把B1零件.dwg导入PDM 并与B1零件关联。

通过该环节应使学生认识到在PDM 中零部件（Part）的概念是实物的一种抽象，通过它反映结构上的关系。零部件具体是如何设计的，应该如何制造等信息通过与之相关联的技术资料来描述。

3.5 设计数据的审批

选中数据目录＼＼03产品＼＼机械产品＼＼XXX 产品＼＼A 零件，通过“鼠标右键－检入”检入A 零件并创建审批过程。创建时指定流程模板为“自制件审批”，并制定审批任务的执行成员。为便于操作，这里指定执行成员都是sa。以sa身份登入到PDM 查看“我的审批任务”，并处理这些审批任务。

通过该环节了解图纸－流程的关联方法，以及了解图纸的审批方法。

3.6 其他操作

产生一张XXX 产品报表，并生成一张Excel表格。检出A 零件，创建新版本，进行A 零件版本比较。

4 实验考核

评分环节在教学中具有重要地位，包括评分标准制定、评分标准解释、执行评分标准等内容［14］。本实验课对各个实验环节分别打分。各实验环节根据实验项目逐一给分，实验项目的分值如表3所示。总体得分分为优秀（90～100分）、良好（80～89分）、中等（70～79分）、及格（60～69分）和不及格（＞60分）。

5 结束语

在珠三角地区已经有大量企业实施了产品数据管理系统。PDM 实验有助于提高学生的工作技能。本文中用TiPDM 和SQL server 2005标准版，在电教教室中构建了一套产品数据管理实验系统，设计了由用户管理、流程设计、产品结构管理、数据提交与导入、数据审批和其他操作等6 个环节构成的PDM 实验项目，提出了PDM 实验的考核方案。

表3 实验评分标准

PDM 是协同设计、敏捷制造、虚拟企业、网络化制造等先进制造模式的使能技术和支撑系统。PDM 教学是“先进制造技术”中重要的教学环节。增加PDM实验将能使学生加深对研发流程、数据管理、产品结构树等概念的认识。

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［1］何涛，杨竞，范云.先进制造技术［M］.北京：高等教育出版社，2005.

［2］刘天湖，邹湘军，王红军.农业院校先进制造技术课程教学内容与模式探讨［J］.中国电力教育，2009（3）：118－119.

［3］童秉枢，李建明.产品数据管理（PDM）技术［M］.北京：清华大学出版社，2000.

［4］TiPDM8.0.0.1001［Z］.北京：北京清软英泰信息技术有限公司，2010.

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［6］路春光，孟丽丽，郝力文，等.PDM 应用实施及与CAD、ERP 的集成［J］.工程图学学报，2007（1）：152－156.

［7］江莉，孙文磊，方林宏.PDM 系统在企业中的实施［J］.机械制造与自动化，2006（6）：111－114.

［8］Microsoft Corporation.SQL server 2005标准版［Z］.2005.

［9］AutoCAD 2007［Z］.Autodesk，Inc，2006.

［10］蒋瀚洋，李月军，庞娅娟.SQL Server 2005数据库管理与开发教程［M］.北京：人民邮政出版社，2009.

［11］范文慧，李涛，熊光楞.产品数据管理（PDM）的原理与实施［M］.北京：机械工业出版社，2004.

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［13］北京清软英泰信息技术有限公司，TiPDMSuper操作手册［Z］.北京清软英泰信息技术有限公司，2011.

［14］胡蓉，宋文官.电子商务网站规划与管理教学实验方案设计［J］.现代教育技术，2009.19（12）：119－122.