0 引言
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術最早出現(xiàn)在20世紀80年代初期，目的是為了解決大量工程圖紙、技術文檔，以及CAD文件的計算機化管理問題。通過近20年的發(fā)展，PDM技術已經(jīng)從單純的圖檔管理擴展到設計流程管理，以及支持整個產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品開發(fā)的信息管理系統(tǒng)。PDM的核心思想是設計數(shù)據(jù)的有序、設計過程的優(yōu)化和資源的共享。PDM為CAD應用軟件的數(shù)據(jù)管理提供了集成接口，通過標準的數(shù)據(jù)交換和產(chǎn)品信息模型的標準化，企業(yè)可以充分共享產(chǎn)品在整個生命周期中的信息。與企業(yè)資源計劃(EntERPrise Resource Planning，ERP)不同，PDM不是以企業(yè)經(jīng)營管理為核心，而是以產(chǎn)品為中心來組織和管理相關的信息和過程。可以說，PDM是企業(yè)技術信息平臺，而ERP是企業(yè)管理信息平臺，二者只有互相補充，有機結合，才能形成完整的企業(yè)信息系統(tǒng)。PDM以產(chǎn)品為中心，通過計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技術，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關的信息和過程集成起來統(tǒng)一管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全，為工程設計人員提供一個協(xié)同工作環(huán)境，從而縮短設計周期，降低成本，提高設計質(zhì)量，提高企業(yè)的核心競爭力。
我國PDM起步較晚，但發(fā)展速度很快。目前在機械、航天、機電等行業(yè)，我國已開發(fā)出擁有自主版權的PDM系統(tǒng)，如：同方PDM、XTPDM、開目PDM、天喻IntePDM、華特PDM、GS-PDM等。建筑工程設計領域的計算機技術應用已相當普及，“九五”期間設計企業(yè)已達到甩圖板設計，對設計產(chǎn)生的大量電子圖檔、文檔、表格和數(shù)據(jù)等電子數(shù)據(jù)的管理和再利用，已成為目前企業(yè)提高競爭力的一個關鍵因素。一些企業(yè)除使用OA系統(tǒng)外，還購置了針對電子圖檔、文檔的管理軟件，實現(xiàn)對電子圖檔的歸檔、統(tǒng)計和查詢等功能。而對實現(xiàn)進度計劃、設計過程控制等功能的項目管理軟件，一方面，由于管理軟件對流程控制的不靈活性，設計人員無法使用，另一方面，由于設計企業(yè)的管理現(xiàn)狀還達不到這個水平，項目管理軟件在設計企業(yè)的應用很少。
實踐表明，單純的圖檔管理軟件或項目管理軟件很難實現(xiàn)對由于設計變更產(chǎn)生的不同版本圖紙的管理，難以解決數(shù)據(jù)在設計、施工、設施管理、物業(yè)管理整個生命周期中的復用問題。所以，對建筑行業(yè)PDM系統(tǒng)的研究開發(fā)是很必要的。
1 建筑工程設計領域PDM系統(tǒng)
建筑工程設計領域PDM系統(tǒng)的開發(fā)研究雖然剛剛起步，但因為有較好的CAD應用基礎，設計人員對PDM思想、技術的接受較快，希望對大量不同的CAD軟件生成的設計數(shù)據(jù)的有效復用、整理歸檔，以及對成本控制、設計過程質(zhì)量控制等有效管理。本文對建筑工程設計領域PDM技術研究的成果PKPM-EI系統(tǒng)展開論述。
1.1 系統(tǒng)技術框架
針對建筑設計領域中，各專業(yè)CAD軟件使用不統(tǒng)一，圖形平臺各異，設計企業(yè)規(guī)模和管理模式各不相同等特點，我們把研究的重點放到了設計生產(chǎn)過程中有關圖形數(shù)據(jù)、設計分析數(shù)據(jù)、設計信息等專業(yè)管理的環(huán)節(jié)上，并延長設計階段的數(shù)據(jù)和信息的使用周期，把設計結果提取給施工階段的工作，減少了建筑設計領域中各階段工作的數(shù)據(jù)及信息的重復輸入。
鑒于國內(nèi)80%以上的建筑設計單位采用PKPM系列CAD軟件進行工程設計，工程數(shù)據(jù)、圖形文件等都是采用PKPM自主圖形平臺的格式，同時，PKPM系列軟件也有施工企業(yè)的應用軟件，對PKPM設計信息的接受相對容易，所以把PDM技術用于設計領域，并與PKPM系列軟件生成的圖形文件和數(shù)據(jù)文件，以及通用的DWG文件相結合，作為系統(tǒng)的技術基礎。
系統(tǒng)設計分以下三層（如圖1）：
(1)業(yè)務層 提取各專業(yè)CAD的圖形文件、文檔、表格的有用信息，把圖形文件中的內(nèi)容與PDM數(shù)據(jù)庫綁定；
(2)信息分類層 將提取的信息分類到圖形服務器、文件服務器和消息服務器；
(3)數(shù)據(jù)存儲層把分類到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。
圖1 系統(tǒng)技術框架
1.2 系統(tǒng)功能
把整個建筑模型按樓層進行劃分，每個樓層設有與建筑、結構、給排水、電氣、暖通等專業(yè)對應的節(jié)點，把各專業(yè)繪制的施工圖作為PDM系統(tǒng)的管理對象，結合設計項目管理過程生成設計產(chǎn)品結構樹。
系統(tǒng)由設計協(xié)同、項目管理、圖檔管理、流程管理、成本出圖控制和質(zhì)量過程記錄等模塊組成。
(1)設計協(xié)同 包含群組信息交流、個人資料管理、群組資料管理和資料提取等功能。
群組信息交流：設計人員的交流園地。
個人資料管理：設計人員可以在這里存放常用的資料，如標準規(guī)范、典型工程資料等。
群組資料管理：某一個群組（如項目組、專業(yè)組）所共用的相關資料管理，由群組負責人管理。
資料提取：通過系統(tǒng)提供的文件傳輸工具，設計人員可自由提取文檔、圖紙等相關資料。
(2)項目管理 包含項目立項、項目計劃、進度控制和完工統(tǒng)計等功能。
項目立項：啟動一個項目，并指定相關的負責人。
項目計劃：擬訂項目計劃，并通知項目組成員。
進度控制：項目負責人對整個項目進度進行動態(tài)的控制。
完工統(tǒng)計：對各專業(yè)、設計人員的出圖數(shù)量及成品質(zhì)量進行統(tǒng)計。
(3)流程管理提供了表單自定義工具和流程自定義工具，并可以進行流程的跟蹤和控制。在這里各項目負責人/專業(yè)負責人，可以擬訂設計流程，如一校兩審，兩校兩審等等。可以自行設計或調(diào)用流程中需要用到的表單，在流程開始后，還可以隨時查看流程的進展狀況。實現(xiàn)了設計、校核、審圖、出圖審批、借閱審批以及自定義工作流程的追蹤。
(4)成本控制 設計人員可以提交圖紙，進行出圖打印。系統(tǒng)對出圖情況進行統(tǒng)計，按部門、人員、項目進行成本核算。
(5)工程圖檔管理 包括圖紙歸檔、圖檔維護、圖檔檢索等功能。
歸檔：由設計人員提交圖紙，并在圖檔管理員認可后進行歸檔。
圖檔維護：由檔案人員對檔案進行整理維護，如建卷、編目等。
圖檔檢索：設計人員可以快速查找到需要的圖檔資料，并進行圖檔借閱。
1.3 技術特點
(1)無須轉(zhuǎn)換，無須激活應用軟件，就可管理30余種不同版本格式的圖形文件和文本文件對PKPM系統(tǒng)自主圖形平臺的*．T圖形文件、AutoCAD各版本的DWG文件及各類文本、圖像文件的管理均不用啟動各種文件對應的應用軟件和平臺，直接實現(xiàn)圖文檔的瀏覽，并實現(xiàn)對圖文檔的紅筆會簽，還能準確、自動地提取必要的幾何信息和屬性信息，對*．DWG和*．T的圖形直接進行圖簽屬性的定義和修改。通過將圖簽中工程名稱、工程號、圖名、圖號、設計人和校審人等十幾項與整體項目有關的內(nèi)容與PDM數(shù)據(jù)庫的相應內(nèi)容綁定，實現(xiàn)了系統(tǒng)對CAD數(shù)據(jù)的管理（如圖2）。
圖2 PKPM-EI-與CAD數(shù)據(jù)的連接
(2)可定制工作流程，工作流管理功能可以幫助企業(yè)實現(xiàn)設計過程的規(guī)范化和ISO9000質(zhì)量控制。PKPM-EI系統(tǒng)總結歸納出工程設計的幾種常用工作流程，提供了ISO表單自定義工具和流程自定義工具，可以進行流程的跟蹤和控制。各項目負責人/專業(yè)負責人，可以擬訂設計流程，如一校兩審、兩校兩審等，并可以自行設計或調(diào)用流程中需要用到的表單，在流程開始后，還可以隨時查看流程的進展狀況。
(3)實現(xiàn)了設計企業(yè)與CAD軟件開發(fā)商的自動數(shù)據(jù)傳輸對設計中需要咨詢的工程，系統(tǒng)根據(jù)工程類別，如多層磚混結構、高層砼結構等，自動打包工程數(shù)據(jù)，傳送到PKPM的相應技術支持信箱。
(4)可自定義圖紙目錄格式，自動生成圖紙目錄圖紙編目自動生成，并與數(shù)據(jù)庫、圖簽進行一體化操作；圖簽和圖紙編目可以根據(jù)需要進行自定義（如圖3）。
圖3 圖紙目錄自定義界面
2 工程設計領域PDM發(fā)展探討
2.1 增強系統(tǒng)的包容性
國內(nèi)現(xiàn)有建筑設計領域的PDM產(chǎn)品很少，從本課題研究的PDM產(chǎn)品PKPM-EI來看，也只是圍繞PKPM自主圖形平臺和AutoCAD國夕卜流行圖形平臺的圖形文件作識別處理，而對國內(nèi)其他圖形平臺的圖形文件的識別性還不夠。在下階段的研究工作中，應該與各圖形平臺開發(fā)商合作，增強PDM系統(tǒng)對圖形文件的識別性和包容性。
2.2 PDM系統(tǒng)間的連接
建設項目的整個生命周期，涵蓋了項目規(guī)劃——工程設計——施工管理——物業(yè)管理——設施管理等階段，在各階段都會有相應的應用軟件和PDM系統(tǒng)，所以應考慮PDM系統(tǒng)間的連接。設計領域的PDM系統(tǒng)，應考慮把數(shù)據(jù)傳給施工領域的PDM系統(tǒng)。
由于PDM系統(tǒng)所要管理的數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)模型的復雜性，要求系統(tǒng)有良好的開放性。由于各系統(tǒng)功能不一樣，其信息模型也不一樣，即使是相同的功能，不同系統(tǒng)信息模型差別也很大。正在發(fā)展和完善的建筑業(yè)國際工業(yè)標準(Industry Foundation Classes，IFC)，是一個描述怎樣表達和交換建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)的標準，基本部分已經(jīng)完成并公布。IFC是不依賴于任何開發(fā)商的描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一個中性標準，適用于建筑產(chǎn)品的整個生命周期。通過使用IFC標準和PDM使能規(guī)范(PDM Enabler)，應用CO RBA技術或者DCOM技術，可以在一定程度上解決不同PDM系統(tǒng)之間，以及PDM與不同應用系統(tǒng)間的信息交換和互操作問題。
3 結束語
PDM技術在建筑工程設計領域的應用雖然剛剛起步，但設計單位已表現(xiàn)出對PDM軟件的強烈需求。隨著網(wǎng)絡技術和分布組件技術的應用，PDM的數(shù)據(jù)集成技術將會越來越成熟，通過標準的數(shù)據(jù)交換格式，企業(yè)可以充分共享產(chǎn)品在整個生命周期中的信息。PDM最終會成為跨企業(yè)的支持整個產(chǎn)品生命周期的產(chǎn)品開發(fā)支撐平臺。
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