PDM的電子電路設計制造一體化

摘要分析企業電子電路設計制造系統的現狀及問題，提出基于 PDM(產品數據管理)的設計制造一體化系統的方法和該系統實施過程中的一些關鍵技術。

一、 概述

  目前， EDMI(電子電路模塊設計制造一體化)系統一般采用人工管理或僅基于數據庫支持進行數據和信息管理。在這種情況下，產品的開發和生產過程主要分為產品設計、工藝設計(包括工裝設計)、生產管理、產品制造、質量保證以及銷售等比較獨立的管理、設計、制造和銷售階段及其相應的部門劃分，各階段以及部門將產生大量的產品數據和文檔，這些產品數據和文檔分散在各個系統中，不能形成以產品為對象的數據組織結構，信息的共享程度差，各應用分系統內部及分系統之問數據查詢困難，查詢效率較低，特別是針對小批量、柔性化生產類型的企業，尤其需要對其產品的整個生命周期進行靈活快速的過程控制與數據共享。

因此，企業迫切需要一種能夠有效、快速、全面地對其產品數據與生產過程進行控制和維護的手段，建立電子電路模塊產品的數據倉庫，建立以電子電路模塊為對象的產品數據模型 (分類模型、屬性模型、組織模型等)，將電子電路模塊產品的設計數據(電原理圖文件、P C V板圖文件、元器件B O M、設計說明書、…)、工藝數據(工藝規程、工藝參數、設備數據、工裝數據、材料數據、…)、質量數據(焊接質量數據、功能質量數據、…)等有機地組織起來，建立實現電子電路模塊產品數據分類和查詢機制，實現產品數據的高效管理及信息共享。

二、PDM應用于電子電路設計制造一體化的關鍵技術

1．異地協同設計工作機制的建立  

所謂異地協同，是指不在同一地域的部門人員之間的協同工作方式。各設計單位根據分工不同獨立進行產品的部分設計，但是通過協同工作完成整個產品的設計開發即協同設計，由于各設計單位所處的地理關系，整個協同設計工作的過程稱為異地協同設計。

由于企業及各設計單位之間存在地理上的異地環境，并且各設計單位只負責產品的某一部分的設計開發，只涉及產品的部分數據生成、維護使用，此類數據保存在該設計單位所在地的分布式數據庫中。通過分布式 PDM 系統可以在分布式的數據庫基礎上建立異地的產品數據管理系統。

在分布式 PDM系統中設置一個目錄服務器，其上存放的是各設計單位的PDM系統準備和其他設計單位進行交換的數據的目錄，該目錄的所有權歸發布者所有。在各設計單位本地的獨立PDM系統中，通過權限管理，用戶可以在本地局域網內高效、快速地處理數據、交換數據。本地的數據庫服務器中記錄了該地區的PDM全部用戶帳號和工作權限，保存了該地區產品設計數據的全部特征屬性和目錄。

本地文件服務器上存放的是該地區生成的全部詳細的產品設計數據。當用戶需要與其他異地用戶或部門交換數據或參看其他設計信息時，可根據需要將部分數據對外開放，其他用戶和部門可以通過目錄服務器上的設計文件指針查看數據，在沒有授權的情況下無法更改數據，為分布式 PDM和目錄服務器體系提供了安全保密管理。該系統體系結構如圖1所示。

圖 l 異地分布式PDM系統體系示意圖

2．系統集成接口的開發
在 EDMI的各個系統中，PDM系統實現了設計信息集成和異地信息的共享、ERP實現了生產管理系統   的集成。通過系統集成解決了各異構分系統之間的 “信息孤島”問題，實現了共享數據的有效組織和管理。

PDM與EDA(電子電路設計自動化)／ C APP(計算機輔助工藝設計)／ERP之間的軟件關聯，使得PDM系統作為一個中間平臺，在各系統之間起到了數據傳遞的作用，每個系統只需要單獨與PDM系統進行數據轉換與傳遞即可。

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

產品結構級信息集成是指將 EDA系統中的產品對象及其結構信息通過集成接口轉入PDM系統中，以達到EDA系統與PDM系統的產品對象及其結構信息的一致性。因此，對于BOM(原材料清單)信息，需要編制EDA系統和PDM系統之間的接口程序，采用中間格式BOM文件進行數據的傳遞，即將EDA系統的B O M信息以中間格式保存，然后傳遞給PDM系統，由PDM系統根據文件中的信息，在系統內部建立相應的產品對象及其結構。PDM與EDA系統的產品結構級信息集成如圖2所示。  

圖 2 PDM與EDA產品結構級信息集成

PDM與CAPP／ERP信息集成的方案與算法與   EDA的類似。
  

3．實現一體化過程控制
     通過過程管理功能的開發，建立了并行的產品設計制造一體化支撐環境，實現從異地協同設計、可制造性分析、工藝設計到生產的過程控制，其中涵蓋了異地 CAD系統、EDA集成平臺、CAPP系統、MIS系統、質量系統、生產管理系統，解決了電子化過程控制的問題。這一管理機制的建立，使整個產品開發過程協調一致，實現任務流和工作流的有序管理，加快產品設計的流程。通過對整個過程流有效的監控，使產品數據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計圖樣的現象發生，以免出現產品開發過程中責任不明確的現象。同時在流程管理中引入并行的產品設計思想，縮短文檔的傳遞以及處理時間，提高了企業的設計、制造效率。

     4．安全機制的建立
     通過權限、角色和人員的定義，建立了電子文檔的安全機制，保證了系統數據的安全，提高了系統的可靠性和實用性。和其他信息系統一樣，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系統的用戶，必須具有某種角色，才能登錄到系統中，獲得系統賦予的與角色相對應的權限，通過角色的管理來保證數據庫中資料的安全性，防止越權操作。

三、結語
     產品數據管理系統是一種管理技術，或者是一種管理思想，必將為整個 EDMI的管理帶來深遠的影響，為最終建立先進的并行制造環境打下堅固的基礎：1)完善和規范技術管理體制；2)建立資源共享的產品數據信息庫；3)建立并行、先進的產品設計及開發環境，縮短產品投放市場時間；4)建立統一的信息組織與使用環境，實現產品信息由設計到工藝再到生產準備和生產車間的快速傳遞和反饋；5)減少產品報廢、重復工作和多余部件；6)建立基于電子而不是紙張的產品設計、分析、更改、生產過程；7)減少產品設計、試制的更改次數，降低成本；8)在產品設計、生產過程中實行全面和規范的質量管理。   本文章來自御云軟件，更多詳細信息請點擊： www.plmpdm.cn