概述

產品數據管理系統現在正從傳統的單機方式向網絡化方式轉變。windchill是一個較完善的以網絡為中心的數據管理集成系統。它可以在網絡化環境中產生、收集、查詢和組織在不同地理環境的不同數據類型的設計、制造和商務信息。原始的CAD模型仍然由傳統的CAD軟件產生，制造經驗數據仍然保存在原有的數據庫中，windchill的數據庫只記錄信息體對象的關聯并將這些信息網絡化、動態化和具生命性。在新的開發環境下，概念設計、知識管理和數據挖掘技術也從單機方式向Web協同開發方向發展。基于windchill的協同產品數據開發環境下，大多數原有的數據庫和知識庫是可重用的。在網絡環境下選擇和設計數據挖掘工具和知識管理系統，合理使用信息更新和重構技術是基于windchill開發環境下實現高效PDM系統的至關重要的環節。

1、PDM系統配置

windchill是一個網絡化的產品數據管理平臺，它提供一個純Java語言為核心的信息平臺，所以它允許制造商、經營商和用戶在網絡環境中以適當的訪問權限在不同的操作系統無縫地連接各種格式的數據源。它是一個企業信息集成和分布操作的軟件框架。產品原始的設計，制造和其它信息仍然由專門CAD,CAM和OA軟件產生。一個合理的基于windchill的PDM系統的配置是非常重要的。我們構建的PDM系統的集成框架如圖1所示。

圖1 基于windchill的PDM配置框架

該軟件系統框架基于協同產品開發系統windchill R6.2、CAD、CAM,ERP,OA和專家系統提供不同的工具和函數處理實際的數據和模型。windchill儲存不同的對象在Oracle數據庫中。可通過訪問它的類的屬性、接口和及用Info Engine。與外部的數據進行交換。

windchill具有在線協同產品數據/文件管理和工作流和版本控制能力。windchill可使在用戶化設計上，在原有Java類的基礎上繼承其諸如版本控制和生命周期管理的屬性并在些基礎上加添具管理知識和規則要素而成為一個新類。然而windchill本身并不提供概念產生的必要功能(如立體建模、加工計劃或裝配計劃)和使用和什理專家系統中的知識的能力。為了克服這個弱點，一個新的與windchill界面融合的用戶接口必須被設計以達到概念設計和評估的功能，這個知識儲存在同一工程子目錄的其它的工程文件中且其相應的屬性允許更聚合和精確的知識在該工程中的使用和重用并為其它新工程的使用提供參考。系統運行在客戶/服務器方式，它包括Apache web serever、Oracle數據庫、LOCAM、windchill和Protege2000。

專家系統使用Protege2000 Expert System shell和Java Expert System Shell(JESS)構造。Protege允許以表單形式進行知識庫的構造和維護且本體論可以以諸如JDBC數據庫CLIPS、XML和RDF的數據方式存在。JESS集成在這個集成環境中并提供相應的機制定義規則(CLIPS DEFRULES)，因為這在Protege的缺省設置中并不提供。收集在工程信息中的成熟的產品例子是知識庫和相應規則的基礎。windchill通過新類的定義將其知識庫集成為系統的一體。概念設計本體論包含字典定義和明確術語的定義;用戶要求信息一如陳述在產品要求答卷和通訊中的信息;行動計劃一制造、工程更改、原型構造和為開發小組的單個成員分配的行為;諸如工具、原形、成本趨勢圖的工程設備的財政頂算;設計計算包括簡單方程和FEA分析報告;可行性研究信息和破損模型效果分析數據以防止失敗(包括歷史數據);測試和質量控制標準和文件(包括諸如碰撞、噪音和防火等物理實驗);提供商信息，包括合同、法律文件和提供商資質;制造和裝配計劃包括概念設計和詳細設計，單個零件和性體裝配的BOM和CAD模型。這些數據和信息將被抽象為能被共享的知識類。

2、產品結構和配置

從制造的角度看，一個產品由一定量的零件組成。一個有組織的零件的聚合結構表達了一個產品的結構。windchill提供豐富的功能和接口來產生、描述零件和產品對象和它們之間的相互關系。在Whillchill中描述的零件和產品信息可以分布在不同地點的機器上。原始的零件和產品的模型和圖紙由不同的CAD軟件在不同區域，部門的機器上完成。windchill除了用于組織零件和產品的結構，它還可以作為企業的標準零件和特殊零件庫構建器。

2.1擴展的零件類定義

windchill由數千個Java類組成。用戶可以通過windchill支持的API和子類建立其相應的聯系。一個零件是一個產品最基本的組成要素。WPPart是windchill中個API子類并且具有可擴展性。通過Rational Rose建模和windchill系統生成器，可以擴展這個子類的方法、屬性和接口。被設計的WPPart擴展屬性包括零件類型(標準、鍛造、鑄造、一般、外購…)，處理方式和成本。通過結合BOM的不同視圖和零件類型和加工方法，恰當的BOM可供不同的部門使用。一個企業中各個不同的部門處理不同的BOM相對應的事務和安排。通過結合輸出的BOM中性文件和ERl，中的成本估算軟件，就能得到一個產品有價值的綜合表達。另外，WPPart的擴展屬性一成本將給我們一個直接和外向的表達并且可容易地被獲取和計算。

2.2標準零件庫的定義和建立

產品結構可以在windchill中被描述和操縱。同時標準零件和一些用于不同車間的特殊零件也可以由windchill的產品結構來竹理。標準零件和特殊零件的定義和構建如圖2所小。標準零件由它們的結構、用途和特征等方式等來分類。通過定義零件的通常的特征來定義全部的零件在同一個數據庫中。在一般情況下，一個零件的CAD文件并不會被保存以減少磁盤的存儲空間。零件的模型由特征語言驅動程序從零件的特征描述數據庫中提取數據}的及叼構造。零件的特征描述是一個字符串記求，這將更方便地通過STEP和XML與其它體系和程序交換信息。

圖2 標準零件庫的定義和構建

3、產品成本評估

產品成本和財務管理是PDM系統的一個重要方面，windchill能結合來自ERP和傳統數據庫的成本信息和不同視圖的材料清單，給出綜合和動態的成本報告。產品成本評估的軟件框架如圖3所示。

整個企業的設計和制造財務管理由傳統的ERP軟件完成。通過windchill提供的電子商務平臺，一個企業可以在商務水平級跟蹤和處理訂單和合同。在制造水平級、材料清單和成本估算是產品生命周期管理重要的一環。為了及時處理復雜的成本囚素，我們定義了零件類的擴展的零件類型、價格方式和成本特性。這樣不同車間的材料準備和成本可以由不同視圖的BOM來結算。通過WPPart的擴展屬性:Cost(成本)可以更直接和方便地與其它軟件建立接口。windchill提供諸如lnfo Engine、用戶化報告、動態用戶結構等與其它CAD/CAM/ERP系統交換數據，粗約的成本估算將依據零件的特征模型、知識庫和經驗制造數據庫來完成。個精確的成本估算將由專門的成本評估軟件完成。產品成本包括靜態評估成本和動態運行成本。一個產品有生命周期，它能被工作流對象所控制。通過了解和控制產品生命周期中工作流對象，設計者和制造者將組織和了解材料清單以及財政平衡狀況。制造成本的動態監視和評估通過獲取產品工作流對象來完成。適當和適時的材料和資金準備是個良好工作流的反映，這也是正確決策的前提。

4、結論和進一步的研究

windchill是一個以網絡為中心的分布式協同產品管理和制造知識管理的核心框架。產品的原始模型和數據仍然由相應的CAD/CAM和ERP軟件來完成。高效的PDM系統可以通過windchill提供的類的擴展、功能函數和接口與其它CAD/CAM軟件無縫地集成構筑。在WEB環境的產品結構配置提供了一個柔性的方式來管理設計和制造事務。用同樣的方式我們還可構造在一般的設計制造工程數據庫中保存產品的標準零件和特殊零件庫，合理設計 BOM視圖和成木標志將在設計制造系統中提供一個實用的成本評估功能。從經濟角度出發，良好地設計工作流和動態監視工作流將是我們進一步的研究方向。