PDM的电子电路设计制造一体化

摘要分析企业电子电路设计制造系统的现状及问题，提出基于PDM(产品数据管理)的设计制造一体化系统的方法和该系统实施过程中的一些关键技术。

一、概述

  目前，EDMI(电子电路模块设计制造一体化)系统一般采用人工管理或仅基于数据库支持进行数据和信息管理。在这种情况下，产品的开发和生产过程主要分为产品设计、工艺设计(包括工装设计)、生产管理、产品制造、质量保证以及销售等比较独立的管理、设计、制造和销售阶段及其相应的部门划分，各阶段以及部门将产生大量的产品数据和文档，这些产品数据和文档分散在各个系统中，不能形成以产品为对象的数据组织结构，信息的共享程度差，各应用分系统内部及分系统之问数据查询困难，查询效率较低，特别是针对小批量、柔性化生产类型的企业，尤其需要对其产品的整个生命周期进行灵活快速的过程控制与数据共享。

因此，企业迫切需要一种能够有效、快速、全面地对其产品数据与生产过程进行控制和维护的手段，建立电子电路模块产品的数据仓库，建立以电子电路模块为对象的产品数据模型(分类模型、属性模型、组织模型等)，将电子电路模块产品的设计数据(电原理图文件、PCV板图文件、元器件BOM、设计说明书、…)、工艺数据(工艺规程、工艺参数、设备数据、工装数据、材料数据、…)、质量数据(焊接质量数据、功能质量数据、…)等有机地组织起来，建立实现电子电路模块产品数据分类和查询机制，实现产品数据的高效管理及信息共享。

二、PDM应用于电子电路设计制造一体化的关键技术

1．异地协同设计工作机制的建立 

所谓异地协同，是指不在同一地域的部门人员之间的协同工作方式。各设计单位根据分工不同独立进行产品的部分设计，但是通过协同工作完成整个产品的设计开发即协同设计，由于各设计单位所处的地理关系，整个协同设计工作的过程称为异地协同设计。

由于企业及各设计单位之间存在地理上的异地环境，并且各设计单位只负责产品的某一部分的设计开发，只涉及产品的部分数据生成、维护使用，此类数据保存在该设计单位所在地的分布式数据库中。通过分布式PDM系统可以在分布式的数据库基础上建立异地的产品数据管理系统。

在分布式PDM系统中设置一个目录服务器，其上存放的是各设计单位的PDM系统准备和其他设计单位进行交换的数据的目录，该目录的所有权归发布者所有。在各设计单位本地的独立PDM系统中，通过权限管理，用户可以在本地局域网内高效、快速地处理数据、交换数据。本地的数据库服务器中记录了该地区的PDM全部用户帐号和工作权限，保存了该地区产品设计数据的全部特征属性和目录。

本地文件服务器上存放的是该地区生成的全部详细的产品设计数据。当用户需要与其他异地用户或部门交换数据或参看其他设计信息时，可根据需要将部分数据对外开放，其他用户和部门可以通过目录服务器上的设计文件指针查看数据，在没有授权的情况下无法更改数据，为分布式PDM和目录服务器体系提供了安全保密管理。该系统体系结构如图1所示。

图l 异地分布式PDM系统体系示意图

2．系统集成接口的开发
在EDMI的各个系统中，PDM系统实现了设计信息集成和异地信息的共享、ERP实现了生产管理系统 的集成。通过系统集成解决了各异构分系统之间的“信息孤岛”问题，实现了共享数据的有效组织和管理。

PDM与EDA(电子电路设计自动化)／CAPP(计算机辅助工艺设计)／ERP之间的软件关联，使得PDM系统作为一个中间平台，在各系统之间起到了数据传递的作用，每个系统只需要单独与PDM系统进行数据转换与传递即可。

以PDM与EDA系统的信息集成为例。包含了文档级信息集成与产品结构级信息集成两类。文档级信息集成主要是根据“分散设计，集中制造”的特点，在EDA与PDM之间采用单向数据交换的方式，即由EDA系统将电子电路原理图、PCB板图、BOM等传送给EDMI的PDM系统，PDM不对设计图档进行任何修改，只向EDA系统返回设计更改通知单和配料加工等信息。

产品结构级信息集成是指将EDA系统中的产品对象及其结构信息通过集成接口转入PDM系统中，以达到EDA系统与PDM系统的产品对象及其结构信息的一致性。因此，对于BOM(原材料清单)信息，需要编制EDA系统和PDM系统之间的接口程序，采用中间格式BOM文件进行数据的传递，即将EDA系统的BOM信息以中间格式保存，然后传递给PDM系统，由PDM系统根据文件中的信息，在系统内部建立相应的产品对象及其结构。PDM与EDA系统的产品结构级信息集成如图2所示。 

图2 PDM与EDA产品结构级信息集成

PDM与CAPP／ERP信息集成的方案与算法与 EDA的类似。
  

3．实现一体化过程控制
    通过过程管理功能的开发，建立了并行的产品设计制造一体化支撑环境，实现从异地协同设计、可制造性分析、工艺设计到生产的过程控制，其中涵盖了异地CAD系统、EDA集成平台、CAPP系统、MIS系统、质量系统、生产管理系统，解决了电子化过程控制的问题。这一管理机制的建立，使整个产品开发过程协调一致，实现任务流和工作流的有序管理，加快产品设计的流程。通过对整个过程流有效的监控，使产品数据的形成过程得到有效的保存，避免不同部门使用不同版本设计图样的现象发生，以免出现产品开发过程中责任不明确的现象。同时在流程管理中引入并行的产品设计思想，缩短文档的传递以及处理时间，提高了企业的设计、制造效率。

    4．安全机制的建立
    通过权限、角色和人员的定义，建立了电子文档的安全机制，保证了系统数据的安全，提高了系统的可靠性和实用性。和其他信息系统一样，角色(Role)管理是PDM管理工作组和用户的重要组成部分，使用PDM系统的用户，必须具有某种角色，才能登录到系统中，获得系统赋予的与角色相对应的权限，通过角色的管理来保证数据库中资料的安全性，防止越权操作。

三、结语
    产品数据管理系统是一种管理技术，或者是一种管理思想，必将为整个EDMI的管理带来深远的影响，为最终建立先进的并行制造环境打下坚固的基础：1)完善和规范技术管理体制；2)建立资源共享的产品数据信息库；3)建立并行、先进的产品设计及开发环境，缩短产品投放市场时间；4)建立统一的信息组织与使用环境，实现产品信息由设计到工艺再到生产准备和生产车间的快速传递和反馈；5)减少产品报废、重复工作和多余部件；6)建立基于电子而不是纸张的产品设计、分析、更改、生产过程；7)减少产品设计、试制的更改次数，降低成本；8)在产品设计、生产过程中实行全面和规范的质量管理。 本文章来自御云软件，更多详细信息请点击：www.plmpdm.cn