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)，以計算機和專用設(shè)備為工具，用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行動態(tài)試驗研究的一門多學(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進行管理。由于仿真技術(shù)具有良好的可控性、經(jīng)濟性、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，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)無論是單個零件、還是整機的有限元分析及機構(gòu)的運動分析，都需要CAD為其建模、復(fù)雜零件造型、設(shè)計等形成相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和文檔。PDM則管理在這一產(chǎn)品設(shè)計及設(shè)計過程中所形成的產(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)（運動特性）設(shè)計和分析數(shù)據(jù)。三維CAD建模過程中包含對物體離散測點的網(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）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)計和運行）的仿真。仿真的目的在于確定設(shè)備能力和運行情況，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)在實現(xiàn)過程中對于仿真環(huán)境的模擬實現(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)上進行加工方法、機床、刀具、加工順序等的選擇，并計算加工余量、工序尺寸、公差、切削參數(shù)等。把生產(chǎn)實踐中行之有效的若干工藝設(shè)計原則即方法轉(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（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，實現(xiàn)產(chǎn)品裝配環(huán)境和產(chǎn)品裝配過程有機地結(jié)合在一起，建立一個高層面的仿真技術(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)系進行定位的過程，有效分析產(chǎn)品設(shè)計的合理性。是對產(chǎn)品設(shè)計的一種回溯校驗。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)，實現(xiàn)交互方式控制仿真裝配。在這一模型建立和實現(xiàn)的過程中，真實的反映裝配過程，所驗證的結(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，CAD平臺的搭建必須的，也是首要的。因為仿真需要CAD建模，需要CAD進行產(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)指有限元分析和機構(gòu)的運動學(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。機構(gòu)分析能完成機構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計算，機構(gòu)的運動模擬及機構(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)用價值就在對這些不同學(xué)科、不同環(huán)境等情況的模擬真實分析、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)。

運動建模看來是個過程性質(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，按運動先后順序建立結(jié)構(gòu)目錄提交PDM管理，進行審批流程，當(dāng)然也可以模擬實際生產(chǎn)活動，進行工序轉(zhuǎn)移審批。

環(huán)境建模是對仿真環(huán)境和現(xiàn)實生產(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)重點是業(yè)務(wù)過程。而PDM所管理的是業(yè)務(wù)結(jié)果。其實仿真技術(shù)還是對產(chǎn)品設(shè)計、制造過程的驗證，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)計階段。總體設(shè)計階段是產(chǎn)品研制的初期階段，在此階段進行產(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)品驗證的主要階段，在此階段產(chǎn)品三維實體模型設(shè)計已經(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)品三維實體模型的最終設(shè)計，分析結(jié)果和對比現(xiàn)實環(huán)境狀況完成產(chǎn)品三維實體模型的最終設(shè)計，進行產(chǎn)品模型的計算機裝配，進行全機干涉檢查。

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)驗有著非常高的要求，經(jīng)驗豐富的分析師和缺乏經(jīng)驗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)計師也難以掌握虛擬仿真技術(shù)的細節(jié)。實現(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、實質(zhì)性的效益。

通過將仿真的經(jīng)驗、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)到整個供應(yīng)鏈的每個人都能夠應(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。