艦船研制評估是個極其復雜的過程。在傳統的艦船研制評估中，各應用工具、系統自成體系，形成所謂的“信息孤島”;研制評估中會產生大量的文件和圖樣，傳統的手工管理這些數據會浪費大量的人力資源和空間資源，即使是存儲在計算機上的文檔，也因為數量巨大，而無法進行高效的管理;長期以來，產品的開發沿用傳統的順序工程方法，但因為該方法在設計的早期不能全面地考慮設計的可制造性、可裝配性、質量保證等多種因素，導致所制造的產品存在諸多缺陷和對設計的多次更改，造成設計改動量大、產品開發周期長、成本高等狀況。

這些問題都嚴重制約了艦船研制評估的效率，產品數據管理(PDM)正是解決這些問題的一種新途徑。PDM是以軟件為基礎，管理與產品相關的信息(包括電子文檔、數字化文件、數據庫記錄等)和所有與產品相關的過程(包括審批/發放過程、工程更改過程、一般工作流程等)的技術。它提供產品全生命周期(包括市場需求調研、產品開發、產品設計、銷售、售后服務)的信息管理，并可在企業范圍內為產品設計和制造建立一個并行化的協作環境。

1、Windchil介紹

Windchil是PTC(Parametirc Technoloyg corporation)公司推出的一種功能強大的PDM系統，可以很好地解決艦船研制評估中的文檔管理問題和項目與圍繞項目的數據(文檔等)的關聯問題;其提供的生命周期和工作流程管理功能，可以保證通過執行規范的并且符合業務實際的業務流程來對過程進行管理;它具有基于Web的架構體系，因此還可以在離散的業務環境中來保證擔任不同角色的用戶可以根據系統賦予自己的權限參與到型號研制評估過程中來;為各應用系統提供良好的集成框架，方便信息的傳遞和交互。

2、體系結構

艦船研制評估PDM系統的體系結構見圖1。

整體體系結構分五層，最下一層是硬件環境、網絡、操作系統、數據庫，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數據庫等。然后是PDM的服務層，現在較為通用的大型PDM軟件均采用面向對象結構，向下通過自己的數據處理邏輯直接與數據庫交互，向上提供基本服務供應用組件使用。PDM應用層主要是各種功能相對集中的應用模塊，其實各模塊之間有著密切的聯系，只是根據其功能把它們劃分開，根據針對艦船研制評估的分析，確定采用設計團隊管理、文檔管理、項目管理、變更管理四項主要功能，作為集成框架，還需要封裝各應用工具，并和特定的工具實現數據接口。最上層是對使用者和管理者一致的PDM客戶端界面。

3、系統功能組成

3.1文檔管理

文檔不等同于一個電子文件，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”。文檔管理是首先實現的功能。艦船研制評估文檔是對Windchill標準文檔類(WTDocument)進行客戶化擴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)擬制項目相關的電子文件。

進人PDM系統，在個人文件柜下建立一個文檔對象，填寫需要手工填寫的屬性;把第一步中產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;把新建的文檔從個人文件柜中檢人到項目共享文件柜的相應目錄下，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:任何一個文檔的版本由大小兩種版本構成，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，一個文檔完整的版本信息示例為:A.1,B.2,文檔在未達到審批狀態以前的修改，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目文件柜中檢出到個人文件柜，修改完成后再檢人到項目文件柜實現的。小版本的變化過程為A.1-A.2-A.3-A.4。當文檔的狀態達到審批狀態和發放狀態后，對文檔的修改不僅需要嚴格的設計變更過程控制，而且需要實現大版本之間的變化，例如從A.2版變成B.1版。這種變化需要通過修訂(Revise)對文檔進行修訂，并使得版本升級。一個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現文檔的傳遞，保證文檔傳遞的真實性、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環節中文檔的成熟度。在實施過程中，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間，提高用戶的工作效率。同時又能改善用戶對系統的接受程度。Windchil提供了4種檢索方式:基于文檔屬性的檢索、基于文檔存儲地點的檢索、基于文檔關聯性的檢索、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，觸發文檔查閱審批流程，申請批準后，檔案室登記借閱，并把該文檔發送給借閱人。而對于紙質文檔的借閱，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，可以從如下幾個方面對艦船研制評估的業務管理工作進行改進:對工程更改過程提供了完整的控制和管理手段，設計人員、管理人員可以隨時追蹤更改實施的情況;工程更改對象和產品數據對象、產品數據的版本管理能夠緊密相關，在更改通知單中(對應的更改活動中)關聯了更改前和更改后的產品數據，避免了更改過程中更改通知單無法清楚描述更改內容;可以根據業務需要選擇復雜更改模型(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更改申請所需要完成的所有相關更改;對更改過程進行完整的記錄，其實質是一個知識積累的過程，可以增強后續設計人員了解產品設計改進、產品完善的過程，減小重復犯同樣錯誤的幾率，同時提高設計人員的技能。

典型的更改管理過程可以總結為如圖2所示的流程。

圖2 典型的更改管理過程

根據艦船研制評估的特點，更改過程將通過更改請求/更改通知單/更改活動三個對象來進行描述。在研制評估文檔管理中，對已經走完審核審批流程成為發放狀態的文檔進行更改時，需經過嚴格的更改管理過程。用戶需首先填寫更改請求，一旦更改請求被審閱和批準，系統會通知相應的人員創建更改通知單，更改通知單中列舉了實現更改的活動，更改活動中提供了更改的細節。

3.3項目管理

針對艦船研制評估對開發過程管理(項目管理)的需要，考慮對Windchil進行二次開發來實現。在Windchill中可以實現的項目管理功能有:將圍繞項目的關鍵內容(文檔)，業務流程等通過項目本身緊密的集成在一起;通過生命周期(項目關鍵階段)與工作流程的緊密集成有效地展開項目工作;支持項目結構層次模板的重用;不同用戶在離散環境下，有效地參與某型號研制評估過程中所涉及的活動。

3.3.1項目的分類和屬性

為了對艦船研制評估過程以及所對應的項目進行管理，需根據對研制評估過程的分析，將其分類:研制類項目和評估類項目。并在PDM系統中開發所需要的項目對象類，其主要屬性包括:項目名稱、項目代號、項目負責人、子項目標記、項目類別、所處狀態、各階段預計完成時間。

3.3.2項目的創建

采用自動的方式來完成，這種自動方式的實現主要是依靠在關鍵文檔對應流程中預先定義的操作來完成的，這些關鍵文檔一般為項目任務書文檔。在項目創建時，系統會根據關鍵文檔中的屬性信息來自動設定項A的某些屬性。

3.3.3項目的生命周期和工作流程

項目的生命周期可以劃分為若干個階段，例如:立項、設計、評估等。Windchill系統可以利用生命周期管理功能模塊長定義項目的各個階段，各個階段又可以和相應的工作流程(如項目任務書文檔流程、評估流程等)相關聯，流程中的每個活動可以指定不同的角色來完成，從而對項目進行展開。

3.3.4項目的用戶管理

艦船研制評估根據項目管理來組織人員的組織和權限定義。Windchill系統提供以下功能來實現科研項目團隊的組建。Windchill系統管理員可以為每個工作人員建立一個用戶，用戶可以按照職能處室建立用戶組。項目立項后，項目負責人來指定參加項目的角色，并把各種角色分配到參與該項目的用戶。團隊成員權限的定義需要根據用戶對哪些數據具有讀、寫、管理權限來實現。同一用戶在不同項目中可以承擔不同的角色，可以擁有不同的數據訪問權限。

3.3.5項目的計劃管理

在項目屬性中，提供對項目階段時間進行定義的機制，根據該計劃安排，可以方便地實現對項目當前階段進展情況的監控。其具體的做法是通過將項目當前階段對應的計劃完成時間與實際時間進行比較:如果當前時間還遠沒有到規定的計劃完成時間，則計劃在該階段進展情況良好(綠燈);如果當前時間已經非常接近規定的計劃完成時間，則計劃對在該階段進展情況進行報警(黃燈);如果當前時間已經超過當前階段規定的計劃完成時間，則計劃對在該階段進展情況給出更為嚴重的警告(紅燈)。為了對項目已經完成階段進行總結，可以采用這樣的做法:如果本階段是按期完成的，則計劃對該階段用綠燈進行標記;如果本階段不是按期完成的，則計劃對該階段用紅燈進行標記。

3.4與應用系統的集成

PDM系統集成了文檔輔助生成工具、評估系統、協同仿真平臺及其他應用工具。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

應用工具本身由活動執行者自行操作。但是其產生的結果文檔由Windchil系統按文檔管理模式統一管理，具體表現為:填寫“文檔管理”中描述的文檔屬性;按項目或部門把文檔保存在相應位置;按項目或部門方式規范文檔的訪問權限規則;確定文檔歸類，歸人相應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

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

4、結束語

任何企業的PDM實施都不是一跳而就的事情，往往要經歷很長的過程。PDM項目在技術上非常復雜，除了實施方要充分理解客戶的需求，打造一個穩定、開放的軟件環境之外，軟件的使用和推廣實際上是客戶思想的一個轉變過程。如何準確地認識、適應、加速這種轉變過程成為PDM系統實施的一個關鍵點。