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毕业论文

PDM在生产过程中的质量管理

王华

指导教师：

汪大白教授学院

申请学位级别：

学士学科、专业名称：

计算机应用技术

论文提交日期：

2007年01月论文答辩日期:

2007年03月

学位授予单位：

学院

答辩委员会主席：

评阅人：

2007年03月

DissertationSubmittedto

HuangshanUniversity

for

TheBachelorDegreeof

ComputerAppliedTechnology

QUALITYCONTROLOFPDMINPRODUCEPROCESS

WangHua

Supervisor:

Prof.WangDaBai

January2007

ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.XXXXXXXX

PDM在生产过程中的质量管理

摘　要

产品数据管理（PDM）是一门以信息技术为依托，以软件为基础，管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录）和所有与产品相关的过程（包括审批流程、更改流程）的技术。

PDM系统与CAD、CAM、CAPP等系统的集成，通过计算机网络与数据库技术把所有与产品质量有关的数据和过程信息集成起来，实现了产品全生命周期的信息管理，为企业建立一个产品设计和制造的并行化的协作环境。

PDM作为企业的系统平台还具有良好的开放性和扩展性。

PDM利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。

但是，从生产过程中采集的实时数据没有反馈到PDM中，没有形成一个产品设计、生产再到优化产品设计的一个循环过程，不能很好的控制产品质量。

本文提出了PDM在生产过程中的质量管理的模型，通过质量规划、数据采集、汇总分析、评价诊断提出产品设计的改进方案，反馈到产品设计中，这样就形成了持续改进的循环过程。

依据某公司的实际需求，开发了智能仪表生产及质量控制管理信息系统。

关键词：

产品数据管理（PDM），质量管理，工序质量控制，过程质量控制

QualityControlofPDMinProduceProcess

Abstract

ProductDataManage（PDM）isatechnologythatsupportedbyinformationtechnologyandbasedbysoftware.Itmanagesallinformationandprocessesaboutproduct.Informationofproductincludeselectronicdocument,numericfile,datarecord.Processesofproductincludeexamineandalertprocesses.CAD，CAM，CAPPareintegratedwithPDMsystem.Theyintegratealldataandprocessaboutproduct’squalitybywebanddatabasetechnology.PDMmanageinformationinlifecycleandconstituteparallelandcollaborativeenvironmentforproduct’sdesignandmake.PDMiswidelyopenedandextendedassystemflat.

UsingcomputerPDMCotrolsthewholeproductdesignprocess,constitutesvirtualproductmodel,attheend,finishsintegratedproductdescription,produceprocessdescriptionandproduceprocessscontroldata.Butreal-timedatainproduceprocessisnotintegratedintoPDMsystem.Cycleprocessfromprocuctdesign,producetodesignisnotformed.TherebyPDMcannotcontrolproductquality.

Thisarticleformsamodelofqualitymanagementinproduceprocess.Byqualitylayout,datacollection,analyse,diagnosePDMbringsupmendplanthatfeedbacktoproductdesignprocess.Thisformsacontinuousmend.AccordingtoneedsofacompanyinTianjin,myteachers,myschoolmateandIdevelopedasystemnamedintellectiveinstrumentproduceandqualitycontrolmanagementsystem.

Keywords:

ProductDataManagement（PDM）,QualityManagement,WorkingProcedureQualityControl,ProcessQualityControl

第一章　绪　论

§1-1课题的研究背景

制造业发达是一个国家经济强盛的标志。

随着科学与技术的进步，电子、信息及自动化技术的广泛应用，使生产得到了巨大发展，市场竞争越来越激烈，竞争推动着整个社会飞速前进，同时给企业造成了严酷的生存环境。

企业要力争设计生产市场需求的产品（Product），缩短产品的上市时间（Time），保证良好的产品质量（Quality），降低产品的综合成本（Cost），提供优质的售后服务（Service）。

位于右上角，按顺序编号。

市场的需求在不断变化，对产品的结构、性能的需求越来越苛刻，从而使新产品的研制变得越来越复杂。

然而，产品的频繁更新对企业本身来说也带来一些问题：

需要在再设计（Redesign）、企业业务流程再造（BPR）等包括设备改造及制造上不断投资。

其中开发费用基本上与时间基本成正比，即开发周期趆长，投资越多。

这种因素也促使企业采用各种手段缩短产品开发周期[1]。

产品质量不仅仅是指对产品本身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求，更重要的是指如何在产品整个生命周期之全面地满足客户的要求，包括各种服务要求，顾客对产品及其服务的满意程度是质量的度量。

质量永远是衡量企业竞争力的重要指标。

谁能提供高质量的产品，谁能在产品整个生命周期之提供高质量的服务，谁就能够保住市场。

这就要求企业的产品设计水平、制造设备和制造工艺水平、以及服务水平要高。

随着信息技术的飞速发展，数据成为企业中最重要的资源，计算机技术是信息技术的重要支撑。

随着计算机应用技术在企业的日益普及，形形色色的数据正在以令人难以想象的速度急剧膨胀，对今天的企业形成了巨大的压力──数据种类繁多，数据检索困难，数据流向不明，数据缺乏安全性，数据无法共享等等，更为严重的情况是数据泛滥或称“数据失控”。

如果我们所使用的应用软件不止一个，而是多个，则数据的复杂性尤显突出[2]。

在产品研发和生产过程中，数据的变化是必然的、经常性的。

人们总是希望任何设计／工程任务的变更能够即时地反映到数据变更上来，而且人们需要及时得到最新的数据，希望就数据的变化进行实时的沟通，希望知道数据是否为当前可用数据。

因此，协同设计环境是必不可少的。

制造企业正处于一个不断变化的动态环境之中。

市场在变，市场对企业提出的要求或者说市场给企业施加的压力也在变，这对制造企业提出了更新、更高的要求，而且这些要求的涵也在不断的变化。

为达到产品T、Q、C、S的整体优化，并以最强市场竞争力为目标，企业必须不断对原有的经营管理、制造技术、数据处理技术等多个方面进行强有力的变革，改组自己的产品开发过程、处理和利用好产品设计和生产过程中的数据，以缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量，最终达到提高企业竞争力的目标[3]。

§1-2

PDM技术的发展及研究现状

1-2-1PDM的涵

单从字面上理解，PDM是ProductDataManagement（产品数据管理）的缩写，是指某一类软件的总称。

CIMdata曾这样定义：

“PDM是一种帮助工程师和其他人员管理产品数据和产品研发过程的工具。

PDM系统确保跟踪那些设计、制造所需的大量数据和信息，并由此支持和维护产品”。

而GartnerGroup公司给出的定义是这样的：

PDM是以软件为基础的技术，它将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起。

产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如CAD/CAM/CAE的文件、材料清单（BOM），产品配置、事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应商状态等等。

产品有关的过程包括任何有关的加工工序、加工指南和有关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等所有过程处理的程序。

包括了产品生命周期的各个方面，PDM使最新的数据能为全部有关用户，包括从工程师、NC操作人员到财会人员和销售人员均能按要求方便地存取。

现在大家都比较认同这样的定义：

产品数据管理（PDM）是一门以信息技术为依托，以软件为基础，管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录）和所有与产品相关的过程（包括制定流程、审批流程、更改流程）的技术。

它提供产品全生命周期的信息与过程管理，为企业建立一个产品设计和制造的并行化的协作环境[2]。

[以下论文容省略]

第二章　PDM的技术分析

§2-1PDM的体系结构

一个典型的PDM系统的体系结构可分为四层，用户界面层、功能模块及开发工具层、框架核心层和系统支持层。

如图2.1所示，整个PDM系统和相应数据库系统都建立在操作系统和网络系统的平台上，同时与CAD、CAPP、MIS、ERP等系统共同构成一个大型信息管理系统，有效地对种类信息进行合理、正确和安全的管理[3]。

图2.1　PDM的体系结构图

Fig.2.1ArchitectureofPDM

1.用户界面层：

向用户提供交互式图形界面，包括图形化的浏览器，各种菜单，对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。

通过PDM提供的图形化用户界面，用户可以直观方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。

它是实现PDM各种功能的手段，在PDM系统的最上层。

2.功能模块及开发工具层：

除了系统管理外，PDM为用户提供的主要功能模块有电子仓库与文档管理、工作流程管理、零件分类与检索、工程变更管理、产品结构与配置管理、集成工具等。

3.框架核心层：

提供实现PDM各种功能的核心结构与架构，由于PDM系统的对象管理框架屏蔽操作系统、网络、数据库的特性，用户在应用PDM系统的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的透明化管理等。

4.系统支撑层：

以目前流行的关系数据库系统为PDM的支持平台，通过关系数据库提供的数据操作功能支持PDM系统对象在底层数据库的管理。

[以下论文容省略]

在产品的整个生命周期中与产品相关的信息是多种多样的。

它们包括：

设计任务书、二维图纸、三维模型、技术文件、各种工艺文件、合同文本、技术手册等。

这些文档分属不同的部门，具有动静态特性。

设计部门中的设计规、标准、技术参数文件等是在设计过程中保持不变的静态文档，而在设计过程中生成的零部件二维图纸、三维模型、技术文件、测试报告、审批报告等属动态文档；工艺部门中，静态的工艺文档包括标准化的工艺数据、工艺规程，而动态工艺文档是指零部件在生产工艺规划过程、装配工艺规划过程中产生的工艺卡、工序卡、刀位文件等。

这些动静态文件都是文档管理的对象。

按照文档种类进行划分，可以将文档分为文本文件、数据文件、图形文件、图像文件、表格文件。

如表2.1所示。

表2.1　产品文档种类

Table2.1CategoryofProductDocument

种　类

描　述

文本文件

描述产品性能的以文字描述为主的文件。

如产品说明书，设计任务书等。

数据文件

以数据为主的文件。

如性能测试报告、有限元分析报告等。

图形文件

描述产品及其零部件的二维、三维图纸。

图像文件

为重新利用原有纸质图纸，老图纸经扫描得到的点阵数据文件。

表格文件

描述具有类似属性的零部件和结构关系。

如按照一定格式组织的材料细表。

1）文档管理的功能[3]

①浏览与导航：

可按对象属性进行文档查询，即可根据文档的类型、名称、状态、所属的项目、创建日期、所有者等属性进行查询，也可查询该文档描述的零部件情况。

可以利用编辑器打开文件，并在权限许可的围直接进行修改。

②类归档：

提供按照不同类型的文档进行分类查询、分类归档，一方面缩短了信息查询的时间，另一方面使得相关产品信息的描述更直观、更清晰。

③版本管理：

在产品设计过程中，经常存在设计修改及产品变型的情况。

设计修改将引起材料明细表的改变，进而影响工艺规划，还会带来制造方面的一系列的变化。

在这种情况下，如果保证数据的一致性是非常重要的问题。

版本管理将文档的每一次变化设置为不同的版本，保证在特定的时间阶段对应特定有效的数据。

4全控制：

安全控制是文档管理最关键的要求，文档管理要求能控制数据创建、修改、存储和访问。

PDM通过对不同的用户设置不同的操作权限，使得他们在规定的权限下处理规定围的文件，保证文档不被非法盗用和修改，从而保证文件在计算机中的安全。

同时，将共享的文档放置在共享电子仓库中。

此外，还提供定期数据备份的功能。

后面各章节的内容照此格式处理。

第六章　总结和展望

§6-1本文总结

PDM利用计算机系统控制整个产品的开发设计过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。

但是，从生产过程中采集的实时数据没有反馈到PDM中，没有形成一个产品设计、生产再到优化产品设计的一个循环过程，不能很好的控制产品质量。

论文第二章分析了PDM的体系结构和主要功能特点，并提出PDM的缺陷，即目前的功能主要用于产品设计开发过程，没有对生产过程中的实时数据和历史数据进行分析、处理和评价，不能将这些质量信息反馈到产品设计中。

论文的第三章分析了PDM与质量管理结合的必要性，在第四章提出了PDM在生产过程中进行质量管理的框架模型和质量信息的流程，通过质量规划、数据采集、汇总分析、评价诊断提出产品设计的改进方案，反馈到产品设计中，这样就形成了持续改进的循环过程。

在本章最后列出了有关的实现方法，工序质量控制方法和过程质量控制方法。

在论文的第五章将上述理论应用于实际，依据新华电子有限责任公司的需求，开发了智能仪表生产及质量控制管理信息系统，改进了生产工序，实现了生产过程的有效管理和监控，提高了产品质量，优化了产品设计，为企业带来经济效益。

§6-2展望

PDM系统的实现是以计算机数据库和网络技术为基础的，这两项技术的发展必然会带来PDM技术的发展。

企业要有效的实施PDM在生产过程中的质量管理，基于网络的分布式计算技术是一个很好的选择。

由于时间和技术方面的不足，课题还有许多地方需要完善：

1.在进行系统开发时，与ERP集成不够完善。

2.采用了C/S结构，未采用先进的Web技术。

参考文献

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PrenticeHall,2001.22-36.

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工业大学，2003.12-13.

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[硕士学位论文].：

华中师大学，2003.

[6]柳凤兰.中小企业产品数据管理系统[P].中国专利,发明专利，881056073.1999-07-26.

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中国社会科学，1994.

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玮.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集［C］.：

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[11]JohnsJjanetFaye.IntegratingVRMLandJavatoBuildPracticeEnvironments[A].In:

J.D.Ullman.ProceedingsofPosterofWebnet-WORldConferenceontheWWWandInternet.NewYork:

Honolulu,1999.345-368.

致　

本文的研究及工作是在导师申执中教授的关怀和悉心指导下完成的。

在二年多的求学生涯中，导师以其严谨、的治学态度，敏锐深邃的洞察力，高度的责任心和敬业精神，平易近人的工作作风，一直深深地影响和激励着我，使我在学习上和生活上受益匪浅。

感民教授在学习和工作中的教导和支持，从他身上我获得了许多宝贵的知识和经验，同时也学到了更多为人处事的道理。

在课题的研究过程中，得到了三老师、四老师和王五同学的帮助和支持，在此表示衷心的感。

感新华电子有限责任公司领导提供的良好的科研环境，感公司员工的支持和帮助。

最后衷心的感对我寄予厚望、又给予我无限关怀的父母，在此论文脱稿之际，向含辛茹苦的父母表示由衷的感和崇高的敬意。