1 概述
随着市场竞争的加剧和计算机技术的普及和发展，气门制造企业通过引入CAD/CAPP等软件，提高了产品的开发速度，缩短了产品的开发周期。但是，传统的管理方式，已经不能适应企业由于计算机的应用所带来的变化，从而也带来了一些问题。主要表现为：
（1）设计图纸和文档的管理方面，计算机产生的大量电子文档和信息没有得到有效的管理，使设计人员难以快速和准确地获得所需资料，降低了查询速度和效率。
（2）在设计过程管理方面，从任务的分解，图纸的形成，到图纸审校，再到图纸的会签、存档和图纸的改版，全靠人工来完成，中间传递的也是纸质介质。图纸的流动过程无法跟踪和监控。由于整个产品开发过程没有协调一致的管理机制，不同部门使用不同版本的设计图纸时有发生。
（3）在产品设计的组织实施方面，下游人员和上游人员没有进行充分的信息交流，从而使设计阶段难以发现后续阶段可能出现的不足，使得改版次数多，成本费用提高。
（4）在设计的集成方面，缺乏一个软件集成框架和一个统一的产品数据模型，各设计软件之间还没有得到有机的集成，不能实现产品数据的共享。
2 气门产品数据管理系统的解决方案
尽管产品结构简单，各种型号差异性小的特点，适合大规模流水线生产，但气门专业制造企业设计制造的产品型号规格较多。在其生产过程中，设计部门利用CAD、CAE软件产生产品的设计数据和工程分析数据，这些数据还会不断地发生变化，产生不同的版本；工艺部门利用CAPP软件和已有数据产生产品的工艺数据，利用CAM软件和前面产生的数据编制数控加工程序代码；管理部门利用以上信息中的相关部分和办公软件安排生产计划，采购原材料，管理库存，进行成本核算等等。这就要求有一个能够：集成多种应用系统；对产品数据进行互相转换，使各个应用系统都能够从这些数据中提取所需的信息；管理这些产品数据，保证它们的安全、完整、一致，方便查询；提供完整的企业信息管理，起到全面协调企业的各项工作和企业资料仓库的作用的系统。而PDM就是这样的系统。
PDM（产品数据管理）是以产品为中心通过计算机网络和数据库技术，把产品实际过程和生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致，为工程技术人员提供一个协同工作的环境，实行并行工程，从而缩短产品研发周期，为企业赢得竞争优势，并为企业实现电子商务打下坚实的基础。
PDM可实现产品数据的有效管理和高效利用。PDM是CAD/CAPP/CAM/ERP的集成平台，是企业信息传递的桥梁，是企业全局信息的集成框架，通过实施PDM来构筑协同工作环境，实现并行工程。
3 专业气门制造企业对%#& 的需求分析
3.1 气门产品设计及主要特点
（1）大批量流水式生产。公司目前生产几十种型号的气门，同一种型号的气门一次投产几万套、几十万套，因此生产中具有很多重复环节。
（2）生产工序多、工艺流程复杂- 信息交换量大。包含坯料、粗加工、精加工、检查、库存管理、销售和客户信息等。
（3）对每一种工序都有严格的规定和检验记录。
3.2 需求分析
从以上特点可以看出，专业气门制造企业的产品工艺设计、生产流程具有多样性和产品数据管理的复杂性。针对企业在应用CAD/CAPP技术后出现的进一步需求，开发与企业现有水平相适应的PDM系统，是十分必要的。
（1）文档管理。建立完善的电子图档管理系统，取代现有手工图档管理办法；网络环境下实现图档归档入库、查询、借阅和更改，实现电子签名，实现权限控制，保证技术资料的安全；实现原有图纸的电子化，与CAD图档形成完整的电子图档库。
（2）工艺工装数据库的管理。实现企业工艺工装数据库的完善管理，包括工艺工装的追加、查询、更改等功能。以及主要的几条先进的气门生产线的工艺流程的查询、更改、追加等功能。
（3）项目管理。实现项目的组织和管理功能。项目负责人可以通过网络进行资源调配和项目规划，将项目分解为多个子项目，从而产生产品的项目任务树；可以根据实际情况分派任务创建项目工作组，配置参加人员及限定完成时间，在项目进行过程中还可以随时监控项目的实际情况，并做出快速反应，使资源得到{zy}化配置和最合理使用。
（4）产品结构与配置管理。以电子图档为底层支持，以材料报表为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、控制和管理，并在一定的目标或规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述。
（5）安全管理。它是企业产品信息管理的重要任务，包括：“防止非法调用、盗用，计算机病毒破坏、设备损坏、自然灾害损坏等预防措施等”。
（6）企业产品信息集成。实现企业范围内建网，将各个应用程序封装并集成与一体，实现数据传递与共享，实现企业级产品信息集成。
4 系统平台及开发工具
企业在选择具体的PDM产品时，应注意以下几个问题：
（1）企业自身的需求和达到的具体目标。只有企业自己先了解了需求和目标，才能按自身所需功能的优先级排定软件必备的和可选的功能，也才能对PDM厂商提供的各个模块和其功能做出需求判断。
（2）和企业CAD应用的水平相适应。实施PDM是CAD应用的深化，因此，对于应用CAD还比较初级尤其是“甩图板工程”还没有完成的企业，产品的电子文件本来就不多，而且很多设计人员还不熟悉CAD系统的应用，实施PDM肯定很难成功，其投资也不能得到及时地回报。对于只使用2D设计绘图工具的用户（如：仅使用AutoCAD），产品开发的大多数环节很难进一步利用计算机辅助手段，即产品的概念设计、布局设计等基本上都是人工完成的。对于大量使用三维CAD系统、具有庞大的产品电子数据，且具一定的CAD经验的用户，引入PDM软件是非常必要的。
（3）注重产品数据的标准化和流程的规范化。标准化、规范化、系列化是现代工业生产的前提和基础。各种数据的交流，离不开标准化。实施PDM，实际上就是要实现企业产品信息的完整性、规范化，达到管理制度的科学化，因此标准化工作是PDM项目实施中一项非常重要的内容。
（4）选择优秀的软件供应商。不同层次的PDM系统其管理功能在实质上并无多大的差别，因此更重要的是选择一个好的合作伙伴。合作伙伴不仅应提供适合企业要求的软件系统，还应该具备长期合作、有较强的技术支持与服务能力，能深刻理解企业的生产情况和需求。
（5）选择合适的性能价格比。
综合考虑以上因素后，我们选择Smarteam产品。其优点有：
开放式的编程接口；
与Microsoft产品的良好嵌合；
与其它应用软件具有良好的内嵌式集成浏览器。
其具体实施环境如下：
操作系统：WindowsNT/2000；
网络协议：TCP/IP
CAD环境：AutoCAD/SolidWorks
数据库：
Microsoft SQL Server2000；
系统开发工具：VC、VB。
5 PDM实施过程
由于PDM是一种使能技术，更由于企业管理模式及产品结构的不同，所以PDM重在实施。PDM产品必须根据企业的具体需求进行定制和二次开发，成为企业自己的PDM系统，才能真正符合企业的需要
5.1 数据模型的定义
企业实施PDM的关键是如何将企业的各类应用系统集成起来，形成协调一致的企业信息系统。由此，必须在了解企业需求的基础上，应用面向对象的技术，将产品、零部件作为对象，将描述产品、零部件的图形文件、技术说明等产品信息作为属性（图形文件、技术说明等本身也是一个对象）来分析、定义产品数据模型（如图1所示）。在此基础上，实现文档的管理和产品结构的配置管理；分析企业管理模式，建立工作流程管理模型（如表1所示）。同时，为了保证技术资料的保密度，必须根据人员承担任务的角色来定义人员管理模型，决定使用PDM系统时人员的权限（如表2所示）。
图1. 气门产品项目树
表1. 气门制造厂主要工作流程
表2. 气门制造厂用户级别和浏览权限对应关系
5.2 气门制造企业PDM的定制
为了适应各行各业不同的企业管理模式，同时也为了加快PDM的实施，大多数PDM系统提供了各种各样的模板。企业只需根据自身的需要，定制合适的功能模块。比如：根据产品数据模型，定义PDM数据库结构；根据产品信息显示方式，定制不同用户的使用界面；根据工作流模型，定制工作流管理；根据人员管理模型，实现相应的权限管理等等。完成定制以后，PDM就可以开始运转。基于Smarteam核心开发的PDM系统的定制如下：
SmartVault-电子仓库服务器；
SmartWeb-基于Web的产品数据管理系统；
SmartFlow-工作流程管理模块；
SmartViewer-高级圈红批阅阅览器；
SmartGateway-Smarteam与其他应用系统的连接。
5.3 二次开发
PDM类管理软件不同于CAD/CAM类应用软件，是一种框架式的软件，因为各单位的组织结构、管理策略等都不尽相同，无法达到切实的通用性。所以，实施PDM必须进行二次开发，以满足企业的特定需求。
在二次开发工作中，以底层数据库为基础，应用VC在Smarteam平台上进行开发。首先在数据库中建立了零件、毛坯、工装零件、工装装配件、原材料、外购件6种ITEM和其对应的属性表配置；增加了自动识别各标准件代码，并将相关的属性放入对应的属性表中的功能；根据科研生产的不同需要；可分别建立整件汇总表、整件明细表、标准件汇总表、外购件汇总表、关键件和重要件清单、材料汇总表、整件统计信息，共7种汇总统计表。
5.4 系统的集成
应用PDM技术，实现企业范围内建网，将企业的各种CAD、CAPP等系统有机集成。实现数据的传递与共享，实现企业级信息集成。为了将来发展的需要，在集成过程中，我们预留了ERP系统的接口。如图2所示。
图2 基于PDM应用集成体系结构
6 结束语
经过实践检验，基于Smarteam
平台开发的气门产品数据管理系统较好地解决了湖北三环气门有限公司现实生产中的产品设计与管理问题。提高了企业响应市场的能力，极大的提高了生产管理效率。
在PDM的实施应用过程中，要立足当前，放眼未来。首先解决企业迫切的需求，同时，也要兼顾企业的长远发展目标。根据企业的实际情况，不断挖掘PDM的潜能。
企业PDM系统建设是以企业为主体的软件开发，是为了解决企业中的具体问题。因此必须首先确定熟悉企业各种业务流程、有较强的组织能力、创新意识强、思维敏捷的PDM项目负责人，以及组建PDM实施小组。按照PDM实施计划分步实施，分阶段解决各核心环节的核心问题，实现分阶段验收。在应用培训工作中，企业的软件工程师参与开发工作，可以减少企业对软件开发商的依赖，有利于培养和提高用户的系统维护人员的水平，以保证系统的正常运转。
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