基于TEAMCENTER的钻机PDM平台建设_刘桂芹.pdf

第41卷第4期 2013年8月 煤田地质与勘探Vol. 41 No.4 Aug. 2013 COALGEOLC旧YPDM；钻机研发；数据管理 中图分类号TD41文献标识码ADOI 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.04.022 Construction of PDM system of drilling rig based on Teamcenter LIUGuiqin Xian Research institute ,China Coal Technology PDM; development of drilling rig; data management Teamcenter是Siemens公司开发的首个将单个 软件应用，转变为在SOAService-OrientedArchi- tee阳re，面向服务的体系结构）的基础上建立的跨专 业、跨项目阶段和计划的真正集成化的产品全生命 周期管理解决方案，为制造企业提供了平台可扩展 性、应用丰富性以及可配置性。 产品数据管理（ProductData Management, PDM 是一门用来管理所有与产品相关的信息和所有与 产品相关的过程的技术，主要涉及产品规划、产品 开发、产品标准化、工作流程管理、产品结构管理、 文档管理、工艺过程规划、工艺装备设计、质量保 证以及产品制造装配等。PDM的基本原理是在逻 辑上将各种CAxCAD、CAPP、CAM等）应用程序 的各种方式，如应用接口、封装等集成起来，利 用计算机系统控制并优化产品的整个开发设计过 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。 钻机研发过程中的产品数据管理是一个多模 块、多功能的综合性系统平台，需要将各功能模块 集成为一个有机的整体。 收稿日期2013-03-15 1 钻机研发产品数据管理现状 钻机研发过程中产生的大量电子文档采用本地 文件夹方式管理，这种数据管理方式无法满足产品研 发规模逐步增大的要求。随着钻机产品研发规模增大， 产品研发过程中的设计数据和技术文档信息呈现出爆 炸性的增长，这些数据缺乏有效、集中、统一管理。 a.数据管理方式手工化，无法保证数据的唯一 性钻机产品的技术文档主要以蓝图形式的纸介质 和分散在客户端的电子文档为主，主要管理方式手 工化，当设计数据发生更改时，一般通过更改通知 单双方同时修改图纸，容易造成数据的不一致性， 无法保证数据的唯一性。 b.数据控制和查询困难技术文档的更改采用 手工管理，缺乏版本的有效控制，因而经常出现纸质 图纸与电子图纸不一致的情况；由于采用文件夹分散 管理，零部件之间的借用需通过纸质图纸手工查询， 使得借用关系的查询与管理困难，信息共享性差。 c.产品数据的版本不统一产品的多样化数 据，造成数据分散化、多样化，数据维护和备份工作 量大。同时，在产品设计、外协加工和装配调试等环 作者简介如j桂芹（1979一），女，山东莱芜人，硕士，从事钻探装备数字化设计工作． ChaoXing 第4期刘挂芹基于Teamcenter的钻机PDM平台建设 91 节中出现对产品零件的局部改动等情况。出现这种情 况，由于没有生成具体的改动文件，往往会出现生产 所需的相关零件和原始设计数据之间的不一致。 d.未能实现产品研发流程的数字化与统一管理 产品研发流程主要通过纸质文件的人工流转来实现， 不仅难以保证图纸更改的版本一致性，而且技术通 知、更改通知、更改申请等打印签字的实现方式效率 较低。因此，缺乏对设计流程的管理与控制。 针对以上问题，钻机PDM系统建设的总体要 求实现产品数据的有效、集中、统一管理，并对 各种技术资料、报告、记录材料的有效管理；实现 所有和零部件相关数据的管理；实现产品数据的历 史版本记录和可追溯性管理；实现各研发项目的流 程管理；通过权限的设置支持流程控制。 2 钻机研发中PDM平台建设 针对钻机产品研发过程中存在的问题，PDM将 实现产品项目管理、文档管理、流程管理、产品结 构管理、零部件分类管理、CAD软件集成等功能。 2.1 项目管理 项目管理主要是实现项目的建立、任务分解与 分配、相关数据权限控制，确保各阶段产品数据、技 术资料的准确和完整。项目管理流程图如图1所示。 项目立项 （项臼负责人协助系统管理员 在PDM系统创建项目 项目任务後收 （项H组成员接受，任务并将邮 件中产品文件夹剪切至Home 文件夹下） 产品设计 伪］挺设计、详细设计1 项目任务交付 ｛邮件通知项目组长｝ 项目立项通知 倾目管理员以邮件的形式通 知项目组成员项目启垫 项目任务分派 ”I目组长在PDM系统创建 产品结构文件夹，通过邮件 通知项目成员） 产品设计数据审签流程 产品数倍审签通过 图1项目管理流程图 Fig. 1 Project management flowchart 项目用于组织数据，也是向项目小组成员授予数 据访问权限的基础，只有被授予特权的特权小组成员 才能为项目和项目指派数据。创建了数据项后，可以 通过手动方式或自动方式将数据指派给项目或将数据 从其中删除，此外还可以将零组件指派给多个项目。 2.2 文档管理 钻机产品研发中产生的文档管理主要以产品结 构为中心，通过不同的关系实现所有的相关图文档 信息全局关联，将产生的文档统一置入电子仓库中， 并建立共享机制。对图文档使用统一的数据库集管 理，将产品设计产生的图文档进行分类，提供数据 生成、存储、查询、存取控制、恢复、编辑、电子 检查和记录的基本功能。 在所建立的PDM系统中，文档的组织是以具体 对象如产品或其零部件为节点，各种相关的描述文档 如图纸、三维模型、工艺文件等都关联在该节点上， 形成了该对象的完整描述。在此基础上，通过文件的 版本与版次管理，保证电子文件的一致性；通过定义 常用的数据查询模板，实现所需数据的快速获取。 2.3 流程管理 PDM系统通过工作流设计器模块设定标准化 流程，管理员可以根据钻机设计过程中的需要，在 PDM系统图形化定义各种图文档管理的标准流程。 例如设计流程、图纸更改流程、文档流程、模板流 程，并定义各类业务流程的任务节点。在标准流程 图中，设定发布环节。该环节不需要人工操作，由 系统在图文档完成审核后，自动设定图文档为发布 状态，并添加发布状态标志，系统同时收回图文档 的修改权限。在工作流查看器中，系统用不同颜色 标示了已经完成的流程，正在进行的流程和还没有 进行的流程。经过电子审核流程后，审核人员名字 将签署在规定的域位置。 2.4 产晶结构管理 钻机产品的很大一个特点就是具有明确的产品 结构明细表。产品结构是PDM系统管理的核心。 产品结构信息也是企业的核心信息。PDM系统提供 了独立产品结构管理器对产品结构进行管理。产品 结构的搭建两种方式一种是在PDM系统中创建 零部件，利用系统产品结构管理器（PSE）搭建产品结 构，然后使用UGManager装配；另一种方式直接使 用UGManer装配并保存，系统根据装配结构自动搭 建产品BOM。PDM系统提供了独立产品结构管理器 对产品结构进行管理，在PDM系统中搭建产品结构， 对于定型的产品结构，也复制产生新的产品结构。 通过产品结构编辑器，可获得产品结构。 当设计工程师需要对2个类似的零部件或产品 的结构进行详细比较时，PDM系统提供了产品结 构比较功能，在结构管理器中并列打开2个结构比 较类似的零部件。 2.5 零部件分类管理 零部件管理指在PDM系统按照面向对象的方 式，对企业中的设计数据进行分类，按类别、属性 及对象之间关系的方式来进行组织，方便用户查找 和使用相关的设计数据。引人PDM系统以后，将 逐步转化为以零部件（设计图纸）为核心，工艺文档、 ChaoXing 92 煤田地质与勘探第41卷 各类技术文档等与零部件建立关系，从而形成知识 网络的管理模式。 在PDM系统中零部件具有以下的特性零部件 具有结构关系；零部件经常发生版本的演进，同时零 部件的改版过程需要严格的更改流程来控制；零部件 的主要技术描述文档是采用三维、二维设计图纸的方 式，同时零部件的主要制造指导文档是二维蓝图。 根据钻机零部件的结构特点，钻机设计过程中 常用的零部件除了自制加工件外，主要包括标准件、 外构件、通用件。通过零部件分类管理实现企业外 购件、标准件、通用件、自制件的分类；支持零部 件的信息、历史、状态、分类和标准化管理；建立 适合企业的标准件库。从PDM系统存储、三维CAD 集成、数据访问权限控制等技术角度考虑，将钻机 零部件分为三大类标准件、零部件、外购件。 通过PDM系统的零部件管理技术，可以对零 部件的更多信息进行有效管理，为零部件（图纸）的 快速、有效查询提供技术手段。零部件数据模型内 部关系逻辑如图2所示。 系 关 本 版 件 部 零 。，因 才规格关系 UGPART二维图 图2零部件数据模型内部关系逻辑图 Fig. 2 Internal logical relationship of component model 2.6 系统集成性 钻机设计采用UGNX三维设计软件，PDM与 该软件集成实现了数据、产品BOM、零部件属性等 双向或单相集成。即在PDM系统中填写零部件属性 后，在UGNX三维模型属性中会自动将PDM系统 中的属性映射到三维模型对应的属性中。如果设计人 员使用UGManager建立了产品结构，选择保存了 该产品装配，则该产品的装配自动在PDM系统中搭 建，不需要在PSE中再搭建，实现了产品BOM同步。 同时系统支持三维零件以及装配结构的预览功能。 4结语 针对钻机研发过程中产品数据管理存在的问 题，基于Teamcenter软件开发了钻机PDM系统， 建立一套集成共享的技术数据资料管理系统，实现 了钻机开发过程中的文档管理、流程管理、产品结 构管理、零部件分类管理、CAD软件集成等功能， 保证了钻机产品开发过程中的各种技术资料得到有 效控制，为钻机的产品设计、生产制造提供准确、 统一的数据。 参考文献 [1）张建明，J桂芹，刘庆修，等．煤矿井下坑道钻机产品数据管 理模型与系统［月．煤田地质与勘探，2010,384 72-76. 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