PDM是管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過程信息(包括過程定義和管理)的數(shù)據(jù)管理應(yīng)用。

仿真技術(shù)是以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和專用設(shè)備為工具，用系統(tǒng)模型對實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)試驗(yàn)研究的一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)。

PDM和仿真技術(shù)都是基于信息技術(shù)為基礎(chǔ)，仿真技術(shù)所產(chǎn)生的仿真數(shù)據(jù)可以交給PDM進(jìn)行管理。由于仿真技術(shù)具有良好的可控性、經(jīng)濟(jì)性、無破壞性，并具有不受外界條件限制、可多次重復(fù)使用等特點(diǎn)，所以仿真技術(shù)在產(chǎn)品制造方面的應(yīng)用非常廣泛。

一、PDM管理仿真技術(shù)前、中、后期模型

仿真技術(shù)無論是單個(gè)零件、還是整機(jī)的有限元分析及機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析，都需要CAD為其建模、復(fù)雜零件造型、設(shè)計(jì)等形成相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和文檔。PDM則管理在這一產(chǎn)品設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)過程中所形成的產(chǎn)品數(shù)據(jù)及技術(shù)文檔。這是PDM管理仿真技術(shù)的前期數(shù)據(jù)。

1、PDM管理仿真技術(shù)的產(chǎn)品模型（前期）

仿真技術(shù)的產(chǎn)品模型包括產(chǎn)品的靜態(tài)（物理特性）和動態(tài)（運(yùn)動特性）設(shè)計(jì)和分析數(shù)據(jù)。三維CAD建模過程中包含對物體離散測點(diǎn)的網(wǎng)格化、特征提取、表面分片和曲面生成等。所包含的這些信息是為仿真技術(shù)工程分析、虛擬制造等提供基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)，此過程中所形成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品參數(shù)、建模文檔按一定的編碼規(guī)則，按產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程順序提交PDM審批流程管理。這是建立產(chǎn)品PDM管理仿真技術(shù)前期（設(shè)計(jì)）產(chǎn)品建模數(shù)據(jù)管理。

2、PDM管理仿真技術(shù)的制造模型（中期）

仿真技術(shù)的制造模型包括對于復(fù)雜制造裝備（如加工中心、機(jī)器人等）的仿真、對于復(fù)雜制造系統(tǒng)（柔性制造車間的設(shè)計(jì)和運(yùn)行）的仿真。仿真的目的在于確定設(shè)備能力和運(yùn)行情況，包括加工路線、資源的分配、物料的供應(yīng)等。

加工工藝路線模型是仿真技術(shù)在實(shí)現(xiàn)過程中對于仿真環(huán)境的模擬實(shí)現(xiàn)，包含對制造裝備和工藝參數(shù)技術(shù)條件設(shè)定和要求。基于并行工程CAPP擴(kuò)展開放式體系結(jié)構(gòu)，通過工藝規(guī)劃和生產(chǎn)調(diào)度能力聯(lián)系，建立虛擬裝配生產(chǎn)仿真系統(tǒng)。分析和處理大量信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工方法、機(jī)床、刀具、加工順序等的選擇，并計(jì)算加工余量、工序尺寸、公差、切削參數(shù)等。把生產(chǎn)實(shí)踐中行之有效的若干工藝設(shè)計(jì)原則即方法轉(zhuǎn)換成工藝決策模型，并建立科學(xué)的決策邏輯。

將仿真技術(shù)制造過程中涉及的規(guī)劃方案、參數(shù)表格、協(xié)同調(diào)度相關(guān)文檔按仿真模擬環(huán)境順序，建立分層結(jié)構(gòu)，以鏈?zhǔn)交驈?fù)雜鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)歸檔，按產(chǎn)品零件加工工藝提交PDM管理。這是建立產(chǎn)品PDM管理仿真技術(shù)中期（過程）產(chǎn)品建模數(shù)據(jù)管理。

3、PDM管理仿真技術(shù)的裝配模型（后期）

裝配仿真是面向裝配設(shè)計(jì)（DFA）研究的基礎(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)，能以可視化方式展示并改進(jìn)產(chǎn)品可裝配性。建立裝配模型的仿真技術(shù)，將裝配操作、裝配工具、裝配夾具等信息封裝于統(tǒng)一的裝配模型中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配環(huán)境和產(chǎn)品裝配過程有機(jī)地結(jié)合在一起，建立一個(gè)高層面的仿真技術(shù)裝配模型。

仿真技術(shù)的裝配模型表述的是產(chǎn)品零部件建模后按一定的約束關(guān)系進(jìn)行定位的過程，有效分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性。是對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種回溯校驗(yàn)。涉及到產(chǎn)品參數(shù)和裝配環(huán)境參數(shù)。依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物理特性（形狀、精度等），提取PDM管理仿真技術(shù)前期數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)交互方式控制仿真裝配。在這一模型建立和實(shí)現(xiàn)的過程中，真實(shí)的反映裝配過程，所驗(yàn)證的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、文檔等按一定仿真裝配順序提交PDM實(shí)現(xiàn)管理。這是建立產(chǎn)品PDM管理仿真技術(shù)后期（裝配）產(chǎn)品建模數(shù)據(jù)管理。

二、基于PDM的CAE集成系統(tǒng)

在企業(yè)建立仿真應(yīng)用平臺時(shí)，CAD平臺的搭建必須的，也是首要的。因?yàn)榉抡嫘枰狢AD建模，需要CAD進(jìn)行產(chǎn)品、零件結(jié)構(gòu)信息。在CAD中對零件及部件所做的任何改變，都會在CAE和PDM中有所變化。要建立基于PDM的CAE集成系統(tǒng)要做好PDM和CAD系統(tǒng)一體化集成應(yīng)用。

企業(yè)要建設(shè)仿真平臺，大多數(shù)仿真平臺都是以CAE為背景搭建的，PDM只是管理系統(tǒng)，是一種技術(shù)管理軟件，而不是技術(shù)支持軟件。在市場上仿真平臺的推動者也是CAE軟件廠商的公司。所以建立PDM管理仿真技術(shù)，也是要做好PDM和CAE系統(tǒng)一體化集成應(yīng)用。

建立企業(yè)基于PDM一體化集成應(yīng)用在國內(nèi)一些企業(yè)都已經(jīng)有應(yīng)用案例，而且從集成技術(shù)問題上也不存在任何問題。大致的集成框架結(jié)構(gòu)如下圖：

CAE (Computer Aided Engineering)指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動態(tài))；場分析(熱場、電場、磁場等)；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。

 
圖二：統(tǒng)一的圖視化用戶界面

三、PDM管理仿真技術(shù)的業(yè)務(wù)需求

仿真技術(shù)內(nèi)在的業(yè)務(wù)需求是過程，前處理、求解、后處理。在這業(yè)務(wù)過程中都相應(yīng)的產(chǎn)生數(shù)據(jù)、文檔等信息。由于仿真技術(shù)在企業(yè)涉及的應(yīng)用深度不同，過程復(fù)雜程度也不同，相對應(yīng)的涉及學(xué)科范圍也不同，仿真技術(shù)應(yīng)用價(jià)值就在對這些不同學(xué)科、不同環(huán)境等情況的模擬真實(shí)分析、對比。所以仿真技術(shù)對于企業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新都有不可忽視的作用。

 
圖三：仿真技術(shù)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)

由此仿真技術(shù)簡單業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)圖示描述，在仿真技術(shù)結(jié)構(gòu)中幾何建模階段，不論模具、夾具、刀具等物理幾何建模，都可以按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)目錄提交PDM管理，進(jìn)行審批流程。規(guī)范基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、文檔等，為后期技術(shù)分析、對比做好基礎(chǔ)。

運(yùn)動建?？磥硎莻€(gè)過程性質(zhì)的。但是分解如旋轉(zhuǎn)定義、加緊定義、換刀定義等對運(yùn)動模型的定義。可以認(rèn)作對過程分階段的類結(jié)果方式的描述，按運(yùn)動先后順序建立結(jié)構(gòu)目錄提交PDM管理，進(jìn)行審批流程，當(dāng)然也可以模擬實(shí)際生產(chǎn)活動，進(jìn)行工序轉(zhuǎn)移審批。

環(huán)境建模是對仿真環(huán)境和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)活動的對比，可以作為技術(shù)參數(shù)記錄在案。提交PDM文檔管理，建立相對應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)文檔管理。

PDM在管理仿真技術(shù)上的應(yīng)用很多學(xué)者專家定位不是很準(zhǔn)確，認(rèn)為仿真技術(shù)重點(diǎn)是業(yè)務(wù)過程。而PDM所管理的是業(yè)務(wù)結(jié)果。其實(shí)仿真技術(shù)還是對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程的驗(yàn)證，是對產(chǎn)品結(jié)果的回溯。PDM就是管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)的。只要建立相對應(yīng)的分解階段，按仿真業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)分步管理。

（1）仿真總體設(shè)計(jì)階段?？傮w設(shè)計(jì)階段是產(chǎn)品研制的初期階段，在此階段進(jìn)行產(chǎn)品初步的總體布局，主要包括：建立主模型（Master Model）空間；進(jìn)行產(chǎn)品初步的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)總體布局。

（2）仿真動作執(zhí)行階段。動作執(zhí)行階段為產(chǎn)品驗(yàn)證的主要階段，在此階段產(chǎn)品三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，主要包括：產(chǎn)品模型空間分配（產(chǎn)品區(qū)域、產(chǎn)品層次的劃分）；具體產(chǎn)品定義（建立幾何約束關(guān)系、三維實(shí)體模型等）以及應(yīng)力控制。

（3）仿真分析對比階段。分析對比階段為產(chǎn)品研制的完善階段，在此階段完成產(chǎn)品三維實(shí)體模型的最終設(shè)計(jì)，分析結(jié)果和對比現(xiàn)實(shí)環(huán)境狀況完成產(chǎn)品三維實(shí)體模型的最終設(shè)計(jì)，進(jìn)行產(chǎn)品模型的計(jì)算機(jī)裝配，進(jìn)行全機(jī)干涉檢查。

四、基于PDM建立仿真技術(shù)知識庫

仿真技術(shù)對于使用者的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)有著非常高的要求，經(jīng)驗(yàn)豐富的分析師和缺乏經(jīng)驗(yàn)的分析師采用同樣的工具，針對同樣的物理現(xiàn)象所獲得的仿真結(jié)果可能差別巨大，而且，缺乏力學(xué)背景的設(shè)計(jì)師也難以掌握虛擬仿真技術(shù)的細(xì)節(jié)。實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)的知識管理，使仿真結(jié)果可預(yù)測，就顯得至關(guān)重要。

通過提供對不同產(chǎn)品的仿真數(shù)據(jù)、模型和結(jié)果建立知識檔案管理，積累以前工作和知識，加速對仿真技術(shù)的應(yīng)用使分析師更專業(yè)的求出結(jié)論。對企業(yè)產(chǎn)生長期的、實(shí)質(zhì)性的效益。

通過將仿真的經(jīng)驗(yàn)、知識、規(guī)范等納入到PDM中，從而構(gòu)建企業(yè)自己的專業(yè)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析知識庫。這對于企業(yè)在未來的市場競爭中保持快速反應(yīng)能力和競爭優(yōu)勢是非常重要的。分析工程師可以通過方便易用的仿真模板進(jìn)行知識和最佳分析方法捕獲，定制企業(yè)級的標(biāo)準(zhǔn)分析流程，保證整個(gè)企業(yè)仿真分析流程的一致性和連貫性。

捕獲仿真數(shù)據(jù)和知識，是進(jìn)行企業(yè)協(xié)作的基本元素。通過與仿真技術(shù)平臺和PDM的無縫集成，可以讓分析師、設(shè)計(jì)師和用戶在仿真過程中獲取并重復(fù)使用由分析方法專家定制的標(biāo)準(zhǔn)分析流程。確保參與產(chǎn)品開發(fā)的從企業(yè)到整個(gè)供應(yīng)鏈的每個(gè)人都能夠應(yīng)用最佳的分析方法和流程，從而提高仿真分析的速度和精度。