第11 章 PDM系統之應用篇 - National Tsing Hua...

212

第 11章 PDM系統之應用篇

前言

產品資料管理系統(Product DataManagement System; PDMs)近年來在政府相關單位的推廣下及多所學術研究單位之學者專家就理論及技術方面也作了甚

多討論與分析，已引起國內產業相當大的迴響且國內大型企業在面對外部環境的

需求及知識管理的新經濟時代下紛紛地導入。由於產品資料管理系統的技術仍在

快速發展中且各家的定義及導入程序與獲得的效益也是眾說紛紜，因此本章節針

對國內車輛產業及航太產業不同型態需求等案例做摘要性說明，提供有計畫導入

產品資料管理系統的企業有所遵循或參考，更期望業者能有效地管理與產品相關

的知識與資訊，保有能在下個世紀瞬息萬變市場中唯一的倖存者。

11.1 【航太產業應用實例】

漢翔工業：產品資料管理與同步技術

11.1.1 公司簡介

空軍為建立我國航空工業於民國三十五年九月在首都南京成立航空工業

局，負責飛機研造與生產任務。民國五十八年三月奉令將技術局改編為航空工業

發展中心，仍隸屬空軍總司令部。二十餘年來除與國外廠家合作生產臣 UH-1H 直昇機 118 架、F-5E/F 噴射戰轟機 308 架以及 T-53-154 具、TFE 73l-150 具發動機，並自行研製完成介壽號 58 架、中興號 52 架及自強號 62 架等各型教練機。自中美斷交，鑒於政治局勢之變遷，對外採購高性能戰機，為因應未來國

防需要，乃於七十年五月奉准研發新型戰機，另外與蓋瑞公司合作發展 TFE l042 發動機，對於提昇空防戰力影響深遠，經全體同仁不斷努力，克服各項困難，IDF 戰機終於七十七年十二月十日製造完成出廠，經李總統登輝先生命名為『經國

號』，並進入先導生產及量產階段且陸續移交空軍服役。

11.1.2 專案構想

在過去幾年的成功案例中，運用 3D CAD/CAE/CAM電腦實體模型為主的單一資料庫作業環境（VPM）與產品資料管理系統（PDM）如圖 11.1，來整合產品整個生命週期（初步設計、細部設計、原型、生產型、維修……等），以達成航太產業自動化整合環境，以顯著地縮短產品製造週期時間、因應少量多樣之

213

市場需求。列舉案例如下：

波音公司（EC平均修改次數，從 4.5次——747客機，降至 2.5次——767客機，再降至 1.2次——737客機）；克萊斯勒（生產週期從 5 年降為 3 年，再降為 1.5至 2 年）；通用汽車公司 P90-Malibu專案，減少了原預定 1/3的人力，縮短了 6個月工期；漢翔 S92的跨國際合作案中，機頭 Cockpit從初步設計／細部設計／製造／組裝／檢驗……直到運交等，共計 18個月。

圖 11.1 航太產業自動化整合技術系統規劃

11.1.3 導入方法與程序

由於漢翔工業與衛星廠商在自動化及資訊化的需求相當廣泛，且將需求導

入其生產環境並不容易，為了確保成功導入 VPM/PDM系統，因此參考並引進國外航太工業（Boeing/Bae/SAC）成功經驗、聘請 PDM顧問（ENOVIA）、協同IBM PDM專案推動小組、並協請學術界及研究機關合作開發，而由漢翔與 IBM執行顧問整合、修訂（Customization）安裝、教育訓練、維護、雛型系統建置、評估、測試及規範建立、新系統上線，以及舊系統轉移等工作。

VPM/PDM系統的導入方法是採用分階段式(By Phase)，其導入的步驟與程序如圖 11.2 說明，而採用分階段式的優點在於：

1.根據此種可靠的方法可降低漢翔／衛星廠商 VPM/PDM建置的風險。 2.提供一可靠、結構化但具彈性的建置方式。 3.便於掌握 VPM/PDM之專案經費與時間。

線束資料庫專家系統EHDS

(ORACLE SERVER)

最佳化設計Optimal Structure

Design

製程(製造／工具／裝配)MF(ALOO／OSM)

電子文件To DigitalDocument

品保QA

ERP／RASC／COST

MF(ALOO／OSM)

MRP／MRP II

型態管理CM工程／製造設計流程簽審發工與變更

Engineering Release／Change

Processing

後勤工程／CALSSpecialty Eng.RMSP／LCC

HIDES(SQL SERVER)

Expert System(EE／SMART)

PCADAM(CADEX)

4D NavigatorVRML／STL

CATIA資料管理CDM

國際網路IWAN國際網路

IWAN

合作廠商Contractor合作廠商Contractor

產品資料庫PDM

(SERVER)

產品資料庫PDM

(SERVER)

電腦實體模型資料庫

VPM


VPM

機構模擬分析Mechanism Dynamic

Simulation

3D線束繞線分析E3D Integration

動／靜態應力分析CE／Structural

Analysis

資料轉換CAD／CAE／

CAM／CAIData Set transfer

安裝／容差模擬分析Fitting／Tolerance

Simulation

線束資料庫專家系統EHDS

(ORACLE SERVER)

最佳化設計Optimal Structure

Design

製程(製造／工具／裝配)MF(ALOO／OSM)

電子文件To DigitalDocument

品保QA

ERP／RASC／COST

MF(ALOO／OSM)

MRP／MRP II

型態管理CM工程／製造設計流程簽審發工與變更

Engineering Release／Change

Processing

後勤工程／CALSSpecialty Eng.RMSP／LCC

HIDES(SQL SERVER)

Expert System(EE／SMART)

PCADAM(CADEX)

4D NavigatorVRML／STL

CATIA資料管理CDM

國際網路IWAN國際網路

IWAN

合作廠商Contractor合作廠商Contractor

產品資料庫PDM

(SERVER)

產品資料庫PDM

(SERVER)


VPM


VPM

機構模擬分析Mechanism Dynamic

Simulation

3D線束繞線分析E3D Integration

動／靜態應力分析CE／Structural

Analysis

資料轉換CAD／CAE／

CAM／CAIData Set transfer

安裝／容差模擬分析Fitting／Tolerance

Simulation

214

圖 11.2 VPM/PDM導入方法

11.1.4 系統建置與相關性

虛擬產品實體模型（VPM/EMU）：

【系統功能】 1. 直接分析、驗證干涉與間隙。 2. 可靠度、維修度、支援性驗證：零件拆裝順序、工具著手之驗證與決定。 3. 管路及繞線設計與結構設計同步進行。 4. 直接提供機構運動模擬分析 CAD模型。 5. 3D Solid 直接 Mapping 2D 相關設計視圖、組合圖及裝配圖、

Dimension、Note及 Symbol標示在 Solid上，無需另作投影。 6. 直接取得幾何分析資料；表面積、體積、質量、慣性軸、慣性矩等。 7. 直接提供結構力學分析（有限元素、邊界積分析）3D模型。 8. 直接提供製造（CAM）關聯性資料庫：複合材料與板金件 flat Pattern、機工件基準面、工模具模面……等。

9. 採用 CAD/CAE/CAM/CAI中低階產品進行整合。【實施方式】 1. 建立同步工程所需的「電腦實體模型」資料庫……EMU。 2. 提供系統整合界面的流程與管制評估及運用。 3. CDM（CATIA DATA Management）評估與運用。 4. CAD/CAE/CAM資料轉換。 5. 標準件資料庫（Library）之整合／標準化／建立。 6. 克服目前高階產品的實體模型製造架構，將 3D模型製作以及視覺化功

BPS Workshop I 雛型規範雛型製作雛型測試

Roll Out 測試先導系統製作

先導規範 Workshop II

使用者教育訓練上線Roll Out

大量使用ACESDK(程式設計)完成Roll Out計畫

包含標準物件完成先導型規範

進行先導規範細部設計

時間:二個月․高階分析․差異(Gap)分析․風險／效益分析․決定先後順序․選擇雛型系統

時間:一個月․低階分析․產生差異表

時間:一個月․僅針對選取之物件

․完成雛型規範

時間:依雛型範圍而定

․Tailoring及少量客戶化

․完成雛型測試標準

時間:依客戶化Customization雛型測試內容而定

BPS Workshop I 雛型規範雛型製作雛型測試

Roll Out 測試先導系統製作

先導規範 Workshop II

使用者教育訓練上線Roll Out

大量使用ACESDK(程式設計)完成Roll Out計畫

包含標準物件完成先導型規範

進行先導規範細部設計

時間:二個月․高階分析․差異(Gap)分析․風險／效益分析․決定先後順序․選擇雛型系統

時間:一個月․低階分析․產生差異表

時間:一個月․僅針對選取之物件

․完成雛型規範

時間:依雛型範圍而定

․Tailoring及少量客戶化

․完成雛型測試標準

時間:依客戶化Customization雛型測試內容而定

215

能，延伸到產品生產過程中每位成員的桌面／工作檯上。 7. 產品整合性資料庫系統【系統功能】 1. 資料管理（Data Vault and Document Management)。 2. 工作流程管理（Work Flow and Process Management)。 3. 產品結構管理（Product Structure Management)。 4. 零件分類（Group Technology Part Classification)。 5. 計畫管理（Program Management）。【實施方式】 1. 程序標準化(Process Integration and Standardization)。 2. 工作流程網路整合發佈(Release Work Flow Net Work Integration)。 3. 產品資料庫整合與建置(Product Data Base Integration and

Implementation)。 4. 產品資料庫管理(Product Data Base Management)。 5. 產品資料庫應用(Product Data Base Application)。 6. 航太標準件資料庫建立。

藉由 PDM的技術，可在產品「生命週期內」，管理運用所有與產品相關聯的資料，其中包含：

1. 產品資料(Product Data)——產品的規劃、設計、發工、生產規劃、工具與後勤維修等資料。

2. 流程資料(Process Data)——工程發工、工程變更等的流程資料。 3. 介面資料(Interface Data)——藉由企業網路、網際網路，提供採購、製造、成本、報價等。

開發／生產自動化流程——電腦輔助製程（CAPP）系統：

系統說明（如圖 11.3）

CAPP在 CAD/CAM/CIM中扮演著重要的串聯角色。CAD設計的需求，可藉由 CAPP建構之系統，轉變成合理可行的製程步驟（OSM）及組裝程序（ALOO），以提供製造（CAM）與組裝部門執行零組件及成品的生產工作。

傳統上製程規劃均仰賴工程人員依個人經驗進行編寫，同時需要參考各種

工程文件、設計藍圖、製程、材料規範與技術資料等，因此，製程規劃的時程，

耗時甚長，且編寫品質也不穩定。本項技術項目之建立，可藉由結合 PDM系統的架構，以及各種工程文件藍圖規範等資訊；而這些資訊，均可經由各個資料庫

216

系統的擷取而獲得，在電腦輔助同步工程的環境下，將可大幅提升製程編寫效率

與品質，並可達到縮短開發時程與降低成本的目標。

CAPP並可配合MRP II/SFC/ERP系統介面需求，完成電子發工，以提供生管部門進行排程掌控、使製造部門進行執行的動作，並讓品保部門進行檢驗等作

業。在整體資訊架構系統環境下，經由航太自動化整合技術之建立，使得產品從

設計、開發，到製造生產、銷售後勤，均能運用資訊科技（Information Technology; IT）的整合力量，提高航太國際競爭力。

11.3 CAPP與 CAD/CAM/PDM/MRP 【實施方式】

CAPP系統之建立，分為 3大部分： 1. 零件製程（OSM）與組裝程序（ALOO）規劃系統建構； 2. 航太製程技術資料庫； 3. 電子發工單系統建立。

這三者相輔相成，以第（1）項製程規劃系統串聯 PDM/CAD系統及各相關文件圖檔規範等資料庫，然後再配合第（2）項航太製程技術資料庫之開發與應用，以完成 OSM及 ALOO編寫。並透過第（3）項工作結合MRPⅡ/SFC/ERP系統架構完成電子工單，以提供生管部門排程掌控、製造部門執行、品保部門檢

驗，及工時蒐集成本分析等作業。

11.1.5 結論

製程技術資料庫process／technical data bank

工作需要

MRP／MRP II產能負荷分析生產排程規劃

電腦輔助品保作業系統

Shop Flow Control(SFC)

機具、工模夾具等data bank

CAD／PDM

CAPP

CAM

設計規格藍圖文件資料等EBOMPart List

Part Master Files

Process

NC program

Actualdata

Productionorder 製程技術資料庫

process／technical data bank

工作需要

MRP／MRP II產能負荷分析生產排程規劃

電腦輔助品保作業系統

Shop Flow Control(SFC)

機具、工模夾具等data bank

CAD／PDM

CAPP

CAM

設計規格藍圖文件資料等EBOMPart List

Part Master Files

Process

NC program

Actualdata

Productionorder

217

漢翔航空工業公司為達成於航太產業的整體發展策略，近年來已陸續完成

幾項目標，首先，建置航太產業 CAD/CAM/CAPP/CAI 資料於單一整合性資料上，並利用 PDM 執行構型管制、航太標準資料庫建立等整體航太產業數位化環境。其次，整合航太產業中心與衛星廠商的 CAD/CAM/CAI 資料建於數位實體模型 (Digital Mock-up，DMU)，即使用 EAI 的 VisMockUp 為運作環境，並將漢翔航空歷經專案所建立之同步工程能量擴展到整個航太產業體系，使衛星廠

商亦能擴充其設計、製造整合能力，將來並會朝向數位化虛擬工廠方向前進，即 EAI 的 Open Virtual Factory。此外，除了整合上述數位化虛擬工廠外，亦合併了容差分析與數位人體分析工具，即 EAI 的 Variational System Analysis 與 Jack Solutions。

為了整合各航太廠商之供應鍊，即 SCM，有關設計與製造自動化，將 CAD/CAM/CAPP 所產生之設計、製造資料與 ERP 或是 MRP 自動化流程整合，並透過網際網路串接各協力廠商之運作。同時，亦需兼顧安全性與普遍性，

大福地提昇設計團隊、製造廠商、與上下游企業之間的協同合作與系統整合的能

力。未來，漢翔航空工業公司將會持續與愛發公司合作，共同朝向提昇國內航太

界競爭力的目標前進。

218

11.2【車輛產業應用實例】

六和機械：客戶服務資源規劃 CSRP專案建置（如圖 11.4）

圖 11.4 客戶服務資源規劃系統

11.2.1 公司簡介

六和機械集團成立約 28 年、為國內典型的車輛產業第一階零組件衛星廠（First Tier OEM Supplier），規模為國內前五大，集團年營業額約 50億台幣，目前已有七個事業單位、員工人數約有 2,500人， 1998 年天下雜誌製造業排名為第 333名，主要生產鋁合金鋼圈、鑄件及加工、鈑金等產品，其中鋁輪圈在世界排名為前十大，生產基地主要以臺灣及大陸為主，預計 2000 年營業額將可達到70億台幣。

六和機械在過去發展過程中，雖然非常傳統，但也厚植了在汽車零組件非

常雄厚的人才與工業基礎。預測未來三至六年將是蓬勃發展的時期，公司將朝向

三個主要事業群－鑄鐵及加工、輪圈與壓造之外，並將擴充至其他資訊及自主性

產品發展。

11.2.2 專案緣起與目的

隨著WTO入關逼近及客戶市場導向衝擊下，不僅經營生產力的要求也從以往的投入與產出之比值，轉移到對全球經營（Glob Logistic）的宏觀及供應鏈協

BPR

MRP

SFC

PDM

B2C

eCommerce

Telecommunication

Net Working

CALL

CenterCRM

ERP

OA

B2BeCommerce

B2CeCommerce

資料來源：

BPR

MRP

SFC

PDM

B2C

eCommerce

Telecommunication

Net Working

CALL

CenterCRM

ERP

OA

B2BeCommerce

B2CeCommerce

資料來源：

219

同合作之同步工程（Concurrence Engineering）環境的建構，而且公司內部對資訊應用的需求，也由各部門的資訊化提升到產品全壽期資料之應用與整合，藉由

客戶服務資源規劃系統（CSRP ；Customer Servers Resource Planning）專案建置，其導入項目有企業資源規劃系統（Enterprise Resource Planning System）、產品資料管理系統（Product Management System）、製造執行系統（Manufacture Excution System）等不同企業級（Enterprise Levele）功能系統，將企業經營活動與各階段產品資訊，表達於即時（On-Line）的網路作業環境中，以最迅速且正確地提供給客戶所需的有價值的資訊，進而營造企業體最佳的利基（Niche）。其專案目的說明如下：

藉由產品資料管理系統的建置，將產品全壽期相關工程資訊整合於單一資

料庫，降低產品開發時資料取得或尋找的時間及資料的使用錯誤，並縮短產品上

市（Time to Market）的時程。

以產品資料交換國際標準（ISO10303；STEP）為中立模型（Middle Model），開發 STEP-Base CAD Viewer，克服各部門對 CAD圖檔查看與製作製造工程資料，進而整合異質性或不同領域的工作環境。

結合產品資料管理系統及企業資源規劃系統相關資料，確保產品設計與生

產資料之一致性及共用性，避免因生產錯誤所導致重工。

11.2.3 實施方法與步驟

成立專案，並籌組專案執行小組及管理指導小組。

管理指導小組職責：

1. 決定計畫的執行方針。 2. 有關重大決策或管理規章流程的裁定。 3. 提供執行小組所須之指導與支援。 4. 掌握進度及例外管理。

專案執行小組職責：

1. 研擬執行計畫書、系統規格書等相關文件。 2. 負責系統之開發及建置。 3. 專案進度提報與部門協調。 4. 系統導入前資料收集、歸類與編碼。 5. 舉辦使用單位相關人員訓練。 6. 訂定專案範圍及系統架構（以產品開發同步工程的作業環境為例）（如圖

11.5） 7. 針對產品設計部門需要，開發並建置含構型管理、文件管理及流程管理

220

等功能之產品資料管理系統（PDMS, Product Data Management System），以確實有效地掌握公司之產品工程資料。

8. 以產品資料交換標準 STEP part21 (ISO 10303– 21)為交換的實體模型（Phsical Model），開發資料庫與實體模型間的轉映器（Mapper），透過網際網路整合體系上下游合作廠商，進行產品工程資料交換作業．

9. 建立整合產品資料管理系統與企業資源規畫系統(QAD MFG/PRO)間作業機制，確保資料之一致性與減少因資料重複輸入的錯誤。

圖 11.5 產品資料管理及交換系統架構

10. 使用塑模(modeling)工具，透過企業流程改造手法，建立產品開發流程最佳化的作業模型（如圖 11.6）：

221

圖 11.6 產品開發流程 To-Be Model

為何要建立企業模型（Business Model）：

1. 複雜的系統需要能分析 2. 讓使用者及系統發展者有良好的溝通 3. 提供 Business Model 發展至應用系統的追溯能力 4. 建立集中化的資訊庫(Repository) 5. 減少系統長期性維護的成本 6. 確保系統開發的品質

建立企業模型的程序：

1. 進行實施範圍內現況(AS-IS)作業模式瞭解與資料彙集。 2. 運用產業知識及企業經營策略，進行作業流程與組織功能重分配。 3. 將各作業流程之改善方案與實際執行者進行溝通與調整。 4. 調整後的作業模式再由高階主管確認。 5. 建立專案實施範圍內產品資料最佳化(TO-BE)參考模型。

依據最佳化後之作業流程進行系統分析與設計，並與使用者共同制定細部

欄位與操作模式（如圖 11.7）：

本產品資料管理應用系統伺服器端（Server Side）採用Microsoft Windows NT 4.0作業系統，透過公開資料庫連結標準（ODBC）與後端資料庫系統 Oracle 8.03連接，使用者端（Cliend side）則使用Windows 95以上版本作業系統。

222

圖 11.7 產品資料管理系統操作畫面

本系統涵蓋範圍包括有功能模組、訊息中心及系統維護模組等：

功能模組：主要提供使用者針對產品圖檔、工程文件、BOM結構及產品基本資料的維護與管理，並提供相關報表供使用者運用。

訊息中心：提供使用者於本系統內進行簡易之訊息收發功能，並提供對資料

變更所需簽審作業之基本傳遞功能。系統維護模組：提供使用者維護個人密碼；並讓系統管理者針對使用者資料

及權限加以管理，並針對系統內公司共同之基本資料予以維

護等功能。

以常用圖檔交換標準格式(STEP、IGES、DXF)為主，開發圖檔 Viewer（如圖 11.8）直接瀏覽廠內數種 CAD檔案，減少購置 CAD軟體成本。

模組功能

下拉式選

資料說明

相關資料

樹狀結構顯

223

圖 11.8 3D CAD Viewer

整合產品資料管理系統與企業資源規畫系統(QAD MFG/PRO)相關共同資訊（如圖 11.9）。

確認 PDMS與 MFG/PRO系統間需建立的一致性之資訊產品基本資料(Production Definition) 製造物料清單(MBOM)

建立連結作業機制，以 Off-line方式批次(Batch)處理，並提供使用者補足ERP系統所需資訊後再行轉入功能。

圖 11.9 PDM/ERP 整合模式

224

依據車輛公會制定之訊息標準模型，開發 STEP/XML Mapper系統模組（如圖 11.10），可與上下游合作廠商透過網路進行產品資料相關資訊的傳遞：

藉由標準交換介面模組，將 PDM系統中之產品資料依循車輛產業企業資料交換標準之規定，轉出 STEP Part21檔以進行資料之交換；或是將該資料轉換成為 XML文件格式，配合預先設計好的可擴展的排版樣本語言(Extensible Stylesheet Language,STL)文件，直接在瀏覽器上作文件之展現。

圖 11.10 STEP/XML Mapper系統模組

11.2.4 成果及效益

縮短產品開發時間及成本

傳統產品開發多是直線式或階段式的開發流程，但是面臨產品的多樣化及

開發上市時間縮短的市場環境，為因應環境需求應將直線式產品設計流程轉換成

同步工程開發模式，而產品資料管理系統概念確實能提供此項要求及實現，它含

蓋產品全壽期相關資訊，支援各功能部門設計、尋找及檢討互動等資料，達到縮

短上市時間，降低開發成本。

提高設計效率與品質

產品工程資料是由各部門於各產品壽期階段產生，並保管於產品資料管理

系統資料庫中，可提供相似產品設計時重覆使用及降低輸入錯誤，另設計者可輕

易從系統中取得相關產品資訊及後工程意見反應，提昇設計品質與可製性及迅速

且正確的決定。

增加設計和製造之正確性

225

產品後續量產中，常配合不同客戶規格需求與易製性而調整或設計變更，

產品資料管理系統能確實掌控每一階段設變內容及有效時程，更能確保製造正確

性及維修替換性。

資料安全性

產品工程資料統一由系統資料庫保管，並於各項工程資料設定權限及擁有

者，非有權限之人員無法修改或閱讀，修改者要求編修時系統另提供暫時區或下

載至個人電腦，於內部網路傳遞時更能記錄使用者狀態及動作，以防資料不正當

使用或存取。

226

11.3 【中衛體系應用實例】

三陽工業、全興工業：體系供應鏈產品資料交換先導案例

11.3.1 公司簡介

三陽工業設立於 1961 年 9月 14日，其前身為『三陽電機廠』創立於 1954年，為國內第一家生產機車的公司，資本額為新台幣 74.62億，從業員人數為3,000人，主要產品為汽車、機車及其零組件、模治具等。於 1978 年成立了研究發展部門，舉凡造型之設計、引擎及車體之設計開發都積極的推動。從 1982年開拓外銷市場以來，機車外銷累計達八十多萬台，行銷海內外五十餘國。期以

為維護一個清新、乾淨的地球盡一份心力，分別於民國 1998、1999 年取得 ISO 14001環境管理系統國際認證及職業安全衛生管理系統（OHSMS）。

全興工業為三陽體系衛星廠之一，早期從製造汽車座椅時，在低壓成型的

生產技術上就已經奠下良好的基礎。秉持著不懈、自信與樂觀地努力爭取下，三

陽工業對於全興工業在製造品質及開發能力上的信任，使雙方合作機會從自主生

產製造機車座墊，延續至方向盤產品。也因為與國內汽車廠長久合作建立的信任

和口碑，產品價格上也比進口產品更具競爭力，因此使全興工業能順利地打開國

內、外市場。

11.3.2 專案緣起與目的

本專案主要是運用國際標準 ISO-10303/STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)標準產品資訊表示，以解決機車製造業者於工程圖檔與技術文件等產品資訊交換及資訊管理上的問題。其目的如下：

1. 探討 STEP (ISO-10303)標準在產品資料表示方式。 2. 透過產品圖檔轉換，實証 STEP標準的適用性。 3. 依 STEP標準 Modeling程序，建立產品工程資料模組。 4. 建置 STEP-based Repository 達到資料共享。 5. 建構產品工程資料應用管理系統、進行中衛體系產品資料交換。 6. 培植國內 CALS產業及相關人才。

11.3.3 系統建立與工作說明

體系供應鏈產品資料交換先導系統（如圖 11.11），其產品資料定義及交換

227

均採用 ISO-10303（STEP）國際標準之規範，並依據 STEP標準塑模（Modeling）程序，建立中立性(centralized)的資料結構與產品資訊庫(Repository)及開發產品工程文件管理及交換系統，銜接三陽與全興在產品共同開發的作業環境。

圖 11.11 體系供應鏈產品資料交換先導系統

依據 STEP標準資料模型(Model) 構建方法（如圖 11.12），建立產品資料模組及資訊庫(Repository)：

EXPRESS(AIM)

EXPRESS Parser

•Compile EXPRESS•Generate Oracle DDL

UG

UG Translator

UMLUsing Dynamic

& Functional Model

CATIA

CATIA Translator

API

Part21

CATIA native CAD files

DDL(CM)

UG native CAD files

Part21(CAD)

Models to describe Application

Mapping Table (AP203)

EXPRESS Models

Object Model(EXPRESS-G)

三陽工業

Pre-Processing

Data Work Flow

ARM

Pseudo-PDM

Part21(CAD)

Part21(CAD) Part21(CAD)

Repository

Oracle DBMSOracle ODBC

ApplicationFunctions

ExportPart 21ImportPart 21

ExchangerPart21

Part21

TCP/IPExchanger

C++ Classes



Part21

EXPRESS(AIM)

EXPRESS Parser

•Compile EXPRESS•Generate Oracle DDL

UG

UG Translator

UMLUsing Dynamic

& Functional Model

CATIA

CATIA Translator

API

Part21

CATIA native CAD files

DDL(CM)

UG native CAD files

Part21(CAD)

Models to describe Application

Mapping Table (AP203)

EXPRESS Models

Object Model(EXPRESS-G)

三陽工業

Pre-Processing

Data Work Flow

ARM

Pseudo-PDM

Part21(CAD)

Part21(CAD) Part21(CAD)

Repository


Repository






ExchangerPart21

Part21

TCP/IPExchanger

C++ Classes





Part21

整合資源

IIntegrated Resources

Materials Product

Tolerance

Form

Geometry

應用解釋模組

Application Interpreted Model(AIM)

應用參考模組

Application Reference Model(ARM)

應用活動模組

Application Activity Model(AAM)

定義目標範圍 (使用面專業人員)

一、目標範圍展示二、功能單元解

IIDEF0 IIDEF1X / EXPRESS-G EXPRESS-G EXPRESS-G

三、STEP資料表示

Compiler編譯

資料庫C++語言應用系統

Application

產品資訊系統

PDMS

228

圖 11.12 STEP標準資料模組構建方法

應用活動模組(AAM；Application Activity Model):

運用塑模(Modeling)工具如 IDEF、ARIS等，描述企業在產品設計開發活動中（如圖 11.13）相關之功能性需求、作業程序、資訊單元以及使用的企業資源與控制條件。

圖 11.13 產品設計開發活動 IDEF圖

依據作業程序需求選定功能性單元(UOF；Unit of Functionality)及產品設計開發活動中使用的物件（Application object）。

選定之四種功能性單元應用物件中，在型態管理方面有產品規格表、產品

設變需求單及產品設計變更通知單，在工程資料方面有材料表及 3D幾何表示，在採購作業方面有產品開發需求書、估價單及交貨指示單等共計七種工程文件。

應用參考模型(ARM；Application Reference Model):

編定工程文件中英對照表（如圖 11.14）。

為使爾後製作企業模型、對映表（Mapping Table）及系統程式撰寫有統一規範，特建立各資料名稱中英對照表。

229

圖 11.14 產品規格表中英對照表

建立工程文件參考模型 ARM Model（如圖 11.15）。

將各功能性需求中描述的資訊單元，依據資訊單元之特性或屬性，彙集為

活動中功能性單元以及其功能性的關聯，並以 EXPRESS（用以描述產品資訊模組且能為人及電腦理解的描述語言）圖形模式表示。

圖 11.15 產品規格表中重量 EXPRESS（-G） Model

應用解釋模型(AIM；Application Interprete Model):

中文英文

機器腳踏車規格表 motorcycle_specification

管理編號 administration_number

廠牌 manufacturer

型式 model

尺寸 dimension

車長 length

車寬 width

車高 height

軸距 wheelbase

重量 weight

空重 deadweight

前 front_weight

後 rear_weight

合計 sum_weight

乘坐人數 passenger_number

weightdeadweight passenger_number

load total_weight

6, 4, weight_classification 9, 5, integer_value_and_unit

9, 2, real_value_and_unit 6, 4, weight_classification

4, 6 (1)

230

將應用參考模型之功能性單元，並參考 STEP應用協定(Application Protocol)及整合資源（Integrated Resources），映對表（如圖 11.16）得到應用解釋模型 AIM Model，並以 EXPRESS（-G）語言來描述。

圖 11.16 產品規格表之對映表

構建資料庫(Repository):

因應用解釋模型是以 EXPRESS語言來描述，為了產生資料庫 SQL語法，必須透過轉換器(Translator)將 EXPRESS語言編譯產生 SQL語法，以便建立關連式資料庫之資料模型(Data Schema)（如圖 11.17）及 C++ Classes用來開發應用系統。

中文 A PPLICATIO NELEM EN T

AIM E LEM ENT SO UR CE

重量 W EIG H T m ass_m easure_w ith_unit 41

空重 dead_w eight m ass_m easure_w ith_unit 41

乘坐人數 passenger_num ber num eric_m easure 41

載重 load [m ass_m easure_w ith_unit.value_com ponent][m ass_m easure_w ith_unit.unit_com ponent]

41

41

總重 total_w eight m ass_m easure_w ith_unit 41

‥ AIM ModelENTITY document; id : identifier; name : label; description : text; kind : document_type;UNIQUE UR1: id;END_ENTITY;

‥ Oracle DDLCREATE TABLE document ( document_id integer NOT NULL REFERENCES

OID_MAPPING(OID_KEY), id varchar(100), name varchar(100), description varchar(100), kind_id integer);

Oracle Table Schema

231

圖 11.17 關連式資料庫之資料模型

建構產品資料管理與交換系統：

各應用系統皆使用標準化產品資訊作交換，應用系統儲存的資訊都是對應

相同資訊模型，且能因應不同模型提供 Part 21匯入和匯出的功能，來達到不同應用系統間交換產品資料的目的。體系內所有應用程式資料存取，包括產品資訊

庫(Repository)間產品資訊及工程圖檔交換之匯入(Import)及匯出(Export)，皆遵循ISO-10303 Part20系列(Part 21~Part26)標準；網路協定根據 TCP/IP協定，中衛體系間資料交換則遵循 ISO-10303 part 21標準。本系統據有下列功能：

1. STEP-based資訊分享及交換能力 2. 中立化(centralized)資訊庫管理能力 3. 九種技術文件之管理運用 4. 跨系統資訊分享及交換能力 5. 使用者日誌和系統日誌功能 6. 中文輸入輸出能力 7. 產品資訊庫、各類檔案及資訊庫之資料備份功能 8. 產品資訊庫、各式幾何圖形、檔案及資訊庫列印功能 9. 存取 API (Application Programming Interface)之提供 10. 版本控制功能

11.3.4 結論與建議

國內大部份企業屬於中小企業，產品生命週期（Life cycle）從企劃調查、設計開發、生產製造、售後服務至報廢回收等產品生命週期過程中，不再是由個

別企業獨自完成，然而企業間相關資訊交換更加頻繁。近年來國際標準組織

（ISO）提出產品資料表示與交換標準--STEP，希望透過這項標準達成產品生命週期中各階段資料（如技術文件、工程圖檔、製程資料等），都能以一致性的資

料模式進行企業內、外部資料溝通與交換，達成資訊無障礙的空間。國際上已有

多個國家展開 STEP相關之研究及實証工作，如

美國的 AutoSTEP 其目的在使美國三大汽車廠與第一層及第二層衛星廠使用 STEP標準來進行資訊交換。

日本的 V-CALS/WG2 的日本汽車產業 STEP推動計畫。

歐洲 ProSTEP project 參與 STEP發展來強化歐洲汽車工業，並建立特定STEP應用協定標準 AP214。

為了整合體系供應鏈企業間產品資訊，達到資料交換及共亨之目的，就必

232

須建立一套適合國內產業界使用的資料定義標準及規範企業間資訊交換的運作

機制，以減少企業重覆投資的浪費及建構資訊流通無障礙的空間。以下為本先導

系統執行後所提出的作法與建議：

建立企業內標準的資料模組（Enterprise Standard Data Model）：

發展產品資料模式的目的在定義整個產品生命週期所必須的資料物件及物

件彼此之關聯性。透過 STEP所定義的構建程序（AAM、ARM及 AIM等步驟）發展屬於企業內使用的整合性資料模組。

建構整合性資料庫（Integrated DataBase）：

整合性資料庫的規劃應涵蓋整個產品生命週期之管理活動，利用 STEP定義的標準資料模組來發展產品資料管理系統（PDM），進而整合企業內各不同系統（如企業資源規劃、產品資料管理、電腦整合製造等系統）成為企業體的整合性

資料庫。

建立跨企業的中立性交換模組（Exchange Mata Model）：

成立產品資料定義及交換標準制定組織，透過使用者聯誼活動，共同發展

跨企業的標準中立性交換模組。

建立企業體的對照表（Mapping Table）：

協助各企業發展企業內的產品資料模組與標準中立性交換模組之對應表，

以利各企業能將交換的產品資料依交換標準送出，接收的企業也能依標準原則剖

析資料，並將產品資料儲存在適當的位置。

建立企業體或交換中心的運作機制：

企業依交換需求設立合約商整合技術資訊服務機制（CITIS），達到企業間資訊交換及共亨的目的，進而成立企業資訊交換中心組織，以利國內中小企業中

下游體系 Plug-in，減少成本重覆投資浪費。

習題

1. 請簡述以分階段式(By Phase)導入系統的步驟與程序？並說明其優點何在？

2. 就你所知，產品資料管理系統（PDM）於「產品生命週期」內管理運用相關的資料有那些？

3. 若你是系統導入專案負責人，請試籌組專案運作組織？以確保專案推動得順利。

4. 為何要建立企業模型（Business Model）？

233

5. 建立企業模型的程序？ 6. 請提出不同系統（如產品資料管理系統與企業資源規劃系統）間整合的模式與做法？

7. 請簡述企業導入產品資料管理系統的好處？ 8. 請簡述產品資料交換標準（ISO 10303；STEP）規範標準資料模型(Model) 構建方法？

9. 就你所言，體系供應鏈企業間產品資訊如何達到資料交換及共亨的目的？

參考文獻

1. 六和機械股份有限公司，民國 88 年 5月『示範性資訊應用系統開發計畫書』

2. 財團法人中衛發展中心，『CALS應用案例專輯』 3. 財團法人中衛發展中心，『工程圖檔及技術文件管理先導系統成果報告』

第11 章 PDM系統之應用篇 - National Tsing Hua...

Documents

Transcript of 第11 章 PDM系統之應用篇 - National Tsing Hua...