艦船研制評估是個(gè)極其復(fù)雜的過程。在傳統(tǒng)的艦船研制評估中，各應(yīng)用工具、系統(tǒng)自成體系，形成所謂的“信息孤島”;研制評估中會產(chǎn)生大量的文件和圖樣，傳統(tǒng)的手工管理這些數(shù)據(jù)會浪費(fèi)大量的人力資源和空間資源，即使是存儲在計(jì)算機(jī)上的文檔，也因?yàn)閿?shù)量巨大，而無法進(jìn)行高效的管理;長期以來，產(chǎn)品的開發(fā)沿用傳統(tǒng)的順序工程方法，但因?yàn)樵摲椒ㄔ谠O(shè)計(jì)的早期不能全面地考慮設(shè)計(jì)的可制造性、可裝配性、質(zhì)量保證等多種因素，導(dǎo)致所制造的產(chǎn)品存在諸多缺陷和對設(shè)計(jì)的多次更改，造成設(shè)計(jì)改動量大、產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本高等狀況。

這些問題都嚴(yán)重制約了艦船研制評估的效率，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)正是解決這些問題的一種新途徑。PDM是以軟件為基礎(chǔ)，管理與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫記錄等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程(包括審批/發(fā)放過程、工程更改過程、一般工作流程等)的技術(shù)。它提供產(chǎn)品全生命周期(包括市場需求調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、銷售、售后服務(wù))的信息管理，并可在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境。

1、Windchil介紹

Windchil是PTC(Parametirc Technoloyg corporation)公司推出的一種功能強(qiáng)大的PDM系統(tǒng)，可以很好地解決艦船研制評估中的文檔管理問題和項(xiàng)目與圍繞項(xiàng)目的數(shù)據(jù)(文檔等)的關(guān)聯(lián)問題;其提供的生命周期和工作流程管理功能，可以保證通過執(zhí)行規(guī)范的并且符合業(yè)務(wù)實(shí)際的業(yè)務(wù)流程來對過程進(jìn)行管理;它具有基于Web的架構(gòu)體系，因此還可以在離散的業(yè)務(wù)環(huán)境中來保證擔(dān)任不同角色的用戶可以根據(jù)系統(tǒng)賦予自己的權(quán)限參與到型號研制評估過程中來;為各應(yīng)用系統(tǒng)提供良好的集成框架，方便信息的傳遞和交互。

2、體系結(jié)構(gòu)

艦船研制評估PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)見圖1。

整體體系結(jié)構(gòu)分五層，最下一層是硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫，這些都取決于具體PDM軟件對其的支持，例如:選用Windchil，只能選用Windows平臺和Oracle數(shù)據(jù)庫等。然后是PDM的服務(wù)層，現(xiàn)在較為通用的大型PDM軟件均采用面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)，向下通過自己的數(shù)據(jù)處理邏輯直接與數(shù)據(jù)庫交互，向上提供基本服務(wù)供應(yīng)用組件使用。PDM應(yīng)用層主要是各種功能相對集中的應(yīng)用模塊，其實(shí)各模塊之間有著密切的聯(lián)系，只是根據(jù)其功能把它們劃分開，根據(jù)針對艦船研制評估的分析，確定采用設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)管理、文檔管理、項(xiàng)目管理、變更管理四項(xiàng)主要功能，作為集成框架，還需要封裝各應(yīng)用工具，并和特定的工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口。最上層是對使用者和管理者一致的PDM客戶端界面。

3、系統(tǒng)功能組成

3.1文檔管理

文檔不等同于一個(gè)電子文件，它是用來組織這些電子文件的，表明這些電子文件是誰擬制的，是什么類型的文件，這些電子文件需要誰審批，它可以比喻為“卷宗封皮”。文檔管理是首先實(shí)現(xiàn)的功能。艦船研制評估文檔是對Windchill標(biāo)準(zhǔn)文檔類(WTDocument)進(jìn)行客戶化擴(kuò)展后生成的客戶化文檔類。

3.1.1文檔的擬制與提交

用文檔擬制工具(Office,CAD等)擬制項(xiàng)目相關(guān)的電子文件。

進(jìn)人PDM系統(tǒng)，在個(gè)人文件柜下建立一個(gè)文檔對象，填寫需要手工填寫的屬性;把第一步中產(chǎn)生的電子文件作為主要文件加人到該文檔的主要文件欄位中，然后保存;把新建的文檔從個(gè)人文件柜中檢人到項(xiàng)目共享文件柜的相應(yīng)目錄下，完成該電子文檔的提交。

3.1.2文檔的版本管理

文檔的版本演化模型如下:任何一個(gè)文檔的版本由大小兩種版本構(gòu)成，大版本變化序列為A-B-C-D，小版本變化序列為1-2-3-4。因此，一個(gè)文檔完整的版本信息示例為:A.1,B.2,文檔在未達(dá)到審批狀態(tài)以前的修改，只記錄小版本的歷史。小版本的變化過程是通過修改者把文檔從項(xiàng)目文件柜中檢出到個(gè)人文件柜，修改完成后再檢人到項(xiàng)目文件柜實(shí)現(xiàn)的。小版本的變化過程為A.1-A.2-A.3-A.4。當(dāng)文檔的狀態(tài)達(dá)到審批狀態(tài)和發(fā)放狀態(tài)后，對文檔的修改不僅需要嚴(yán)格的設(shè)計(jì)變更過程控制，而且需要實(shí)現(xiàn)大版本之間的變化，例如從A.2版變成B.1版。這種變化需要通過修訂(Revise)對文檔進(jìn)行修訂，并使得版本升級。一個(gè)完整的文檔版本演變過程為A.1-A.2-A.311B.1-B.21}C.1-C.2-C.3。版本的變化不會造成文檔編號的改變。

3.1.3文檔的生命周期與工作流程

以文檔工作流程為核心實(shí)現(xiàn)文檔的傳遞，保證文檔傳遞的真實(shí)性、一致性和完整性;通過文檔的生命周期控制文檔擬制一審批各個(gè)環(huán)節(jié)中文檔的成熟度。在實(shí)施過程中，需要針對不同類型的文檔建立不同的生命周期和工作流程。這部分工作將包括各種文檔的生命周期分析和工作流程分析。

3.1.4文檔的檢索和查詢

文檔的快速檢索和利用有利于減少輔助工作時(shí)間，提高用戶的工作效率。同時(shí)又能改善用戶對系統(tǒng)的接受程度。Windchil提供了4種檢索方式:基于文檔屬性的檢索、基于文檔存儲地點(diǎn)的檢索、基于文檔關(guān)聯(lián)性的檢索、基于全文本檢索。

3.1.5文檔的借閱

文檔借閱管理分為電子文檔的借閱管理和紙質(zhì)文檔的借閱管理兩部分。對于電子文檔的借閱，需要通過啟動借閱申請流程，觸發(fā)文檔查閱審批流程，申請批準(zhǔn)后，檔案室登記借閱，并把該文檔發(fā)送給借閱人。而對于紙質(zhì)文檔的借閱，則是通過填寫借閱單的方法來保留借閱記錄。

3.2工程更改管理

通過PDM引人的更改管理功能，可以從如下幾個(gè)方面對艦船研制評估的業(yè)務(wù)管理工作進(jìn)行改進(jìn):對工程更改過程提供了完整的控制和管理手段，設(shè)計(jì)人員、管理人員可以隨時(shí)追蹤更改實(shí)施的情況;工程更改對象和產(chǎn)品數(shù)據(jù)對象、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的版本管理能夠緊密相關(guān)，在更改通知單中(對應(yīng)的更改活動中)關(guān)聯(lián)了更改前和更改后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，避免了更改過程中更改通知單無法清楚描述更改內(nèi)容;可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要選擇復(fù)雜更改模型(對于重大更改)和簡單更改模型(對于簡單更改)，能夠很好的管理對于一個(gè)更改申請所需要完成的所有相關(guān)更改;對更改過程進(jìn)行完整的記錄，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)知識積累的過程，可以增強(qiáng)后續(xù)設(shè)計(jì)人員了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)、產(chǎn)品完善的過程，減小重復(fù)犯同樣錯(cuò)誤的幾率，同時(shí)提高設(shè)計(jì)人員的技能。

典型的更改管理過程可以總結(jié)為如圖2所示的流程。

圖2 典型的更改管理過程

根據(jù)艦船研制評估的特點(diǎn)，更改過程將通過更改請求/更改通知單/更改活動三個(gè)對象來進(jìn)行描述。在研制評估文檔管理中，對已經(jīng)走完審核審批流程成為發(fā)放狀態(tài)的文檔進(jìn)行更改時(shí)，需經(jīng)過嚴(yán)格的更改管理過程。用戶需首先填寫更改請求，一旦更改請求被審閱和批準(zhǔn)，系統(tǒng)會通知相應(yīng)的人員創(chuàng)建更改通知單，更改通知單中列舉了實(shí)現(xiàn)更改的活動，更改活動中提供了更改的細(xì)節(jié)。

3.3項(xiàng)目管理

針對艦船研制評估對開發(fā)過程管理(項(xiàng)目管理)的需要，考慮對Windchil進(jìn)行二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)。在Windchill中可以實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目管理功能有:將圍繞項(xiàng)目的關(guān)鍵內(nèi)容(文檔)，業(yè)務(wù)流程等通過項(xiàng)目本身緊密的集成在一起;通過生命周期(項(xiàng)目關(guān)鍵階段)與工作流程的緊密集成有效地展開項(xiàng)目工作;支持項(xiàng)目結(jié)構(gòu)層次模板的重用;不同用戶在離散環(huán)境下，有效地參與某型號研制評估過程中所涉及的活動。

3.3.1項(xiàng)目的分類和屬性

為了對艦船研制評估過程以及所對應(yīng)的項(xiàng)目進(jìn)行管理，需根據(jù)對研制評估過程的分析，將其分類:研制類項(xiàng)目和評估類項(xiàng)目。并在PDM系統(tǒng)中開發(fā)所需要的項(xiàng)目對象類，其主要屬性包括:項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目代號、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、子項(xiàng)目標(biāo)記、項(xiàng)目類別、所處狀態(tài)、各階段預(yù)計(jì)完成時(shí)間。

3.3.2項(xiàng)目的創(chuàng)建

采用自動的方式來完成，這種自動方式的實(shí)現(xiàn)主要是依靠在關(guān)鍵文檔對應(yīng)流程中預(yù)先定義的操作來完成的，這些關(guān)鍵文檔一般為項(xiàng)目任務(wù)書文檔。在項(xiàng)目創(chuàng)建時(shí)，系統(tǒng)會根據(jù)關(guān)鍵文檔中的屬性信息來自動設(shè)定項(xiàng)A的某些屬性。

3.3.3項(xiàng)目的生命周期和工作流程

項(xiàng)目的生命周期可以劃分為若干個(gè)階段，例如:立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、評估等。Windchill系統(tǒng)可以利用生命周期管理功能模塊長定義項(xiàng)目的各個(gè)階段，各個(gè)階段又可以和相應(yīng)的工作流程(如項(xiàng)目任務(wù)書文檔流程、評估流程等)相關(guān)聯(lián)，流程中的每個(gè)活動可以指定不同的角色來完成，從而對項(xiàng)目進(jìn)行展開。

3.3.4項(xiàng)目的用戶管理

艦船研制評估根據(jù)項(xiàng)目管理來組織人員的組織和權(quán)限定義。Windchill系統(tǒng)提供以下功能來實(shí)現(xiàn)科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的組建。Windchill系統(tǒng)管理員可以為每個(gè)工作人員建立一個(gè)用戶，用戶可以按照職能處室建立用戶組。項(xiàng)目立項(xiàng)后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來指定參加項(xiàng)目的角色，并把各種角色分配到參與該項(xiàng)目的用戶。團(tuán)隊(duì)成員權(quán)限的定義需要根據(jù)用戶對哪些數(shù)據(jù)具有讀、寫、管理權(quán)限來實(shí)現(xiàn)。同一用戶在不同項(xiàng)目中可以承擔(dān)不同的角色，可以擁有不同的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限。

3.3.5項(xiàng)目的計(jì)劃管理

在項(xiàng)目屬性中，提供對項(xiàng)目階段時(shí)間進(jìn)行定義的機(jī)制，根據(jù)該計(jì)劃安排，可以方便地實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目當(dāng)前階段進(jìn)展情況的監(jiān)控。其具體的做法是通過將項(xiàng)目當(dāng)前階段對應(yīng)的計(jì)劃完成時(shí)間與實(shí)際時(shí)間進(jìn)行比較:如果當(dāng)前時(shí)間還遠(yuǎn)沒有到規(guī)定的計(jì)劃完成時(shí)間，則計(jì)劃在該階段進(jìn)展情況良好(綠燈);如果當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)非常接近規(guī)定的計(jì)劃完成時(shí)間，則計(jì)劃對在該階段進(jìn)展情況進(jìn)行報(bào)警(黃燈);如果當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)超過當(dāng)前階段規(guī)定的計(jì)劃完成時(shí)間，則計(jì)劃對在該階段進(jìn)展情況給出更為嚴(yán)重的警告(紅燈)。為了對項(xiàng)目已經(jīng)完成階段進(jìn)行總結(jié)，可以采用這樣的做法:如果本階段是按期完成的，則計(jì)劃對該階段用綠燈進(jìn)行標(biāo)記;如果本階段不是按期完成的，則計(jì)劃對該階段用紅燈進(jìn)行標(biāo)記。

3.4與應(yīng)用系統(tǒng)的集成

PDM系統(tǒng)集成了文檔輔助生成工具、評估系統(tǒng)、協(xié)同仿真平臺及其他應(yīng)用工具。對這些工具的集成主要采用兩種集成方式。

3.4.1將其納人Windchil文檔管理模式中

應(yīng)用工具本身由活動執(zhí)行者自行操作。但是其產(chǎn)生的結(jié)果文檔由Windchil系統(tǒng)按文檔管理模式統(tǒng)一管理，具體表現(xiàn)為:填寫“文檔管理”中描述的文檔屬性;按項(xiàng)目或部門把文檔保存在相應(yīng)位置;按項(xiàng)目或部門方式規(guī)范文檔的訪問權(quán)限規(guī)則;確定文檔歸類，歸人相應(yīng)的生命周期和工作流程管理。

3.4.2將其納人Windchil過程管理模式中

分析應(yīng)用工具對系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的影響，如:用此應(yīng)用工具完成或輔助完成什么樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)活動?此應(yīng)用工具在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的哪些階段使用?哪些成員使用?需要什么樣的輸人?產(chǎn)生什么樣的輸出?基于以上分析，將應(yīng)用工具對過程的影響反映到系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中去，定義相應(yīng)的工作流模板。

4、結(jié)束語

任何企業(yè)的PDM實(shí)施都不是一跳而就的事情，往往要經(jīng)歷很長的過程。PDM項(xiàng)目在技術(shù)上非常復(fù)雜，除了實(shí)施方要充分理解客戶的需求，打造一個(gè)穩(wěn)定、開放的軟件環(huán)境之外，軟件的使用和推廣實(shí)際上是客戶思想的一個(gè)轉(zhuǎn)變過程。如何準(zhǔn)確地認(rèn)識、適應(yīng)、加速這種轉(zhuǎn)變過程成為PDM系統(tǒng)實(shí)施的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。