随着信息技术的发展，许多企业以及设计院开始采用计算机辅助设计（CAD）系统，因而出现了大量的以电子介质为主的设计图文档案。这些电子文件是企业的宝贵财富，是企业无形资产的一部分，有重要的保存价值和利用价值。为使这些电子图文档实现再利用，就必须要加强图文档的集中管理，这是提高工作效率、适应知识经济时代的需要。相对于传统的纸质档案，电子图文档具有便于共享、传播迅速、成本低廉的特点，而其也存在一个缺点，那就是管理难度大。电子图文档不同于纸质文件的保存，容易受人员岗位变化等因素的影响，或者实际收集的图档文件与各部门实际产生的电子文件数量严重不符，大量的电子文档全部或部分仍然分别保存在各部门，使宝贵的信息资源不能集中管理，所以建立以图档保存和再利用为主要目的的图档管理系统，对形成的电子图文档及时收集并进行统一管理非常重要。

    综上，现代企业对图文档管理系统的需求基本如下：建立完整的图档数据库，能实现对不同专业的设计图纸整编和归档，通过合理的数据库设计有效的管理各类工程图样、文档、扫描图片的电子图文档；可以按照不同部门、不同类型将电子图文档进行分类管理；严格的权限控制保证各种图纸、文档在权限允许范围内进行利用；可以实现对电子图文档的收集管理，避免项目核心数据丢失、泄密；可以方便各专业的设计人员随时获取库存图档信息，提高设计图档的利用率；可以通过各类文档以及工程图样的管理和不断积累，为建设电子化无纸办公打下良好基础。

    PDM产品数据管理（Product Data Management，简称PDM）作为成熟的数据管理系统，能够真正集成化地管理产品数据和过程、有效地提高工作效率，完全符合现代企业对于图文档管理的需求。

    1 PDM概述

    1.1 PDM的概念

    PDM产品数据管理（Product Data Management，简称PDM）是当前计算机技术在制造业应用的前沿课题之一，其定义为：“PDM是一门以软件为基础，管理所有与产品相关的信息（包括电子文档、数字化文件、数据库记录等）和所有与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）的技术。它提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行化的协作环境。”PDM技术最早出现在80年代，目的是解决大量工程图样文档的管理困境，随着CIMS技术、并行工程、敏捷制造、虚拟制造等各种先进制造技术的不断发展以及产品开发过程的异地化、数字化、复杂化等特点，PDM系统才逐渐由“一个单一的应用技术”转化成将企业过程、数据和应用联系在一起的“信息基础设施”，因此我们可以认为PDM技术实施核心，本质上就是对图文档的管理，故PDM的应用和现状可以代表图文档管理系统的应用和现状。

    1.2 PDM的基本功能及关键技术

    作为一种建立企业技术信息系统的平台，PDM将所有与产品相关的信息和与产品开发相关的过程集成在一起，实现了将产品从概念设计、工程分析、结构设计、详细设计、工艺设计、制造、销售直到产品消亡的整个产品生命周期内及其各个阶段的相关数据的管理。它使产品数据在整个产品生命周期内保持一致、最新、共享及安全，为项目从设计到生产构筑一个并行产品开发和管理的环境，并且在一定程度上提高产品的设计质量和效率，成为真正实现并行工程、数字化设计制造的基础。由此可见归功于PDM技术的出现，使得原来彼此独立的自动化孤岛可以集成起来以求得最佳综合效益。

    PDM是一种管理产品信息的工具，提供了对各种产品设计、制造与维护的信息进行存储、管理以及控制的功能，其基本功能可概括如下：

    1）产品项目管理

    2）工作流和过程管理

    3）工程图档管理及设计检索

    4）零部件对象管理

    5）开放式企业编码体系

    6）应用封装与集成

    其中的“工程图档管理及设计检索”作为PDM系统的关键应用技术主要解决文件的电子化管理问题。所管理的内容是以二维、三维图纸为主的图形文件及其他性质的图档管理，或进行一些简单的文件签审流程管理。

    工程图档管理的主要功能包括提供图档信息定义与编辑等模块。图档入库与出库模块建立图档基本信息与图档文件的连接关系，实现图档文件受PDM的统一管理。对于数据库中的图档文件，支持检入、检出功能，保证文件的完整性和一致性。图档浏览模块可以浏览和显示多种常见格式的文件，并提供缩放和平移等功能。图档批注模块为用户提供快速、方便的批注功能。

    1.3 PDM的作用

    在没有实施PDM的企业里，一般是采用文件服务的方式来管理各类文档，利用E-mail转发文件的方式来控制流程，这在一定的程度上解决了电子图档的管理以及审批问题，但是毕竟是一种权宜之计，会为将来使用以及企业的扩展带来不少问题。

    1.3.1 图纸检索问题

    图纸电子文档一般主要采用文件目录的形式进行管理，文件服务器的目录分类只能按照某一个属性进行组织，用文档名称来存储部分信息，对于大多数零部件的功能、性能指标凭记忆存在头脑中，而不能根据新产品的指标去快速检索相关资料。对于借用的图纸以及产品结构不能够有效的进行管理。

    1.3.2 图纸的版本问题

    有的时候设计人员会对以往的图纸进行一些比较小的修改，而这些修改会使图纸演化出许多新的版本。设计人员在后期的设计中查找以前的图纸，往往很难分清这些图纸当时是用在哪个版本上，以及当时修改他们的原因。盲目使用这些设计图纸会对产品质量造成非常大的危害。

    1.3.3 图档审签流程的问题

    采用传统的图档审签流程会导致一系列的问题：手工归档过于繁琐，而且无法进行版本控制，在归档时不容易建立产品结构的概念；另外，审签流程不能固化，具有一定的人为随意性。一般来说，质量问题往往会出在流程上面。当前需要有更强的流程规划工具以适应管理水平的不断提高。

    1.3.4 图档的调阅权限问题

    图档是企业的财富，将所有图纸给所有设计者共享在一定程度上会增加企业的知识财富风险，尤其在当前设计人员流动比较大的情况下。如何使设计人员很容易的找到白己所需要的知识，并能有效的保护企业的知识产权是一个在知识时代越来越重要的问题。

    1.3.5 工程变更问题

    在制造后期有时会发现图纸设计问题。设计人员为了方便，会直接在制造图纸上进行修改，这种更改并没有在设计图纸上反映出来，不能进行严格的变更管理控制，在更改后没有对归档的文档进行版本更新，使得在其他人员借用该图档进行设计、生产时再犯同样的错误。

[page]    1.3.6 多种CAD数据管理问题

    随着协同范围的进一步扩大，尤其是三维软件的大规模采用，常常会存在多种CAD文件格式并存的问题，对于这样复杂的文件管理，没有PDM无法组织好各种格式的文件。

    1.3.7 人工BOM导致错误问题

    从设计到制造的过程转换中，数以千万计的零部件统计由人工完成，这经常会导致统计错误。因此工程BOM转换成工艺BOM，再转化为采购BOM、制造BOM、装配BOM等不同部门所需要的物料清单至关重要。

    1.3.8 项目进程监控问题

    在产品开发过程中，有许多角色参与其中。设计人员关心本人的设计工作什么时候完成，该图纸审批过程结束没有。项目经理关心任务分配的是否合理，是否有必要进行协调。项目总负责人关心进度是否在按计划完成以及各种资源消耗的情况。能否在产品开发过程中实时的将正确的信息在正确的时刻送给正确的人，使项目中的各种角色作出正确的操作，以往的企业信息管理模式无法做到。

    PDM的出现成功的解决了上述存在于管理中的问题，PDM的实施有助于推动企业的信息化发展进程，为企业带来利益。

    2 图文档管理系统

    图文档管理系统是PDM系统的最重要的一个功能模块，也是企业进行产品数据管理的重要环节。建立图文档管理系统是实施PDM的基础，实施PDM系统首要和关键的问题是建立图文档管理系统。图文档管理系统是产品数据管理的核心部分，企业应该有计划有目的的按步骤的实施图文档管理系统，进而为下一步PDM的实施做好基础。通过图文档管理系统，企业可以更好地对图文档的建立、修改和存档进行有效组织、管理和控制，从而提高工作效率。

    通过上述分析可以看出，基于PDM的图文档管理系统不仅能够解决企业所面临的产品数据管理和产品数据信息共享的问题，而且还可以对企业现有资源进行有效组织和管理，所以开发适合于企业的基于PDM的图文档管理系统具有很重要的意义。

    2.1 图文档管理系统概述

    2.1.1 图文档定义

    图文档管理系统是通过计算机网络实施对电子图纸文档和数据信息资源的管理，从而实现企业内数据信息资源的统一和共享。图文档管理系统的主要作用实在企业具备一定的信息化建设基础上，对企业内的产品设计数据信息进行管理、开发和利用。图文档管理系统的主要作用是管理、开发和利用企业产品设计信息资源。对于企业来说，所生产的产品的核心价值在于产品的各项产品数据，因此产品数据是企业的主要信息来源。而产品数据又主要是以图文档的形式来加以实现的，PDM系统作为一个集成平台，是沟通产品设计部门和管理信息系统之间传递信息的桥梁。

    2.1.2 图文档发展过程

    到目前为止，图文档管理的发展主要经历了四个阶段：第一个阶段是手工管理。这种管理方式是使用时间最长的，目前仍有部分中小企业使用这种管理方式。这种管理方式的缺点是管理成本高、管理效率低、系统维护困难、数据检索慢，但保密性高。

    第二个阶段是计算机中心管理。它采用计算机管理和专人管理相结合的方式。这种管理方式的缺点是手续复杂、出错率大、效率低、数据共享性和一致性差等，但与手工管理相比，它在维护性和检索方便些方面有所改善和提高。

    第三个阶段是分布式、自助式计算机管理。这种管理方式比较现代，也是目前最常用的一种管理方法，它采用C/S（客户机朋艮务器）的结构模式，使用专门开发的客户机服务器软件进行系统管理，透明性和接受性抢，安全性也有所提高，但软件系统自身所带来的管理费用比较高，而且需要对使用该系统的人员进行培训，才能使他们掌握必要的软件使用技术和管理知识。

    第四个阶段是图文档管理系统。它是最近发展起来的一种新的管理方式，它通过计算机网络实施对电子图档文件和数据信息资源的管理，从而实现企业内数据信息资源的统一和共享。图文档管理系统的运营成本低廉，可操作性和易管理系统都得到了很大提升，而且还具有很好的兼容性。

    2.2 图文档管理系统描述

    图文档管理是产品数据管理的重要组成部分。图文档管理系统应根据不同企业的特点来完成特定功能。经过相关调研和分析，本系统需要完成一下的内容：

    2.2.1 使用者与系统之间能够方便快捷的交互，这就要求系统具有良好的人机交互界面。以保证系统的易用性

    2.2.2 基于PDM的图文档管理系统以产品化为目标，帮助企业解决产品设计数据管理中急待解决的共性问题。系统管理对象有产品大类、产品、部件和零件以及相应的AUTOCAD二维图纸和电子文档。系统以产品结构树的方式组织产品和零部件，图纸和文档又围绕产品和零部件进行组织，从而实现对各类产品及相关数据信息的集中管理。

    2.2.3 考虑到图文档管理系统的安全性和系统管理的有序性，将登录者分为两种角色：一般用户和系统管理员。用户在访问系统时，根据用户类型的不同而进入不同的页面。一般用户登录后进入图文档管理界面，可进行产品结构管理和文档管理。系统管理员登录后进入系统管理界面。可进行系统管理。包括用户管理、备份和还原数据库以及安全管理。

    2.2.4 系统需要有权限设置。通常权限设置可分为静态权限和动态权限，而本系统采用静态权限。用户只能根据系统设置的权限来操作，例如一般用户无权修改、删除其他人所创建的产品和零部件的基本属性信息和文档信息，只可以浏览这些信息。

    2.2.5 图文档管理系统的结构部署。用户可随时随地链接到服务器上，然后在终端对数据库中的信息进行相应的操作，例如数据信息查询、基本数据管理、CAD图纸信息提取等。因袭一个完整的图文档管理系统需要由一下几部分构成：终端、服务器、以太网（或者局域网）。

    2.3  图文档管理系统功能

    本文将图文档管理系统分成三个模块：产品结构管理模块、文档管理模块和系统管理模块。

    图文档管理系统的功能模块示意图如下：

    图1 图文档管理系统功能示意图

[page]    2.3.1 产品结构管理模块

    产品结构管理主要是管理产品大类、产品、部件和零件的基本属性信息。该模块主要包括产品结构树创建、产品数据查询、基本数据管理、CAD图纸信息自动提取以及BOM的生成与管理功能。

    1）产品结构树构建：一个产品的设计可由几个或者几十个，甚至成百上千个零部件的设计组成，而每个部件的设计又可由多个零件或者子部件组成。因此，整个产品设计结构可以用一个多分支的树形结构来表示。在用户界面以树型直观的方式显示出产品数据的结构，点击树上节点，显示其相关的基本属性信息和图文档信息。

    2）产品数据查询：产品数据查询是在数据集中管理的基础上，实现对企业设计和信息的查找。输入查询条件，服务器则把所有符合条件的结果反馈给客户端，从而使用户可直接利用查询结果。

    3）基本数据管理：系统中的数据不是固定不变的，而是随着产品的设计过程不断进行调整，因此，系统必须具有基本的数据管理功能，例如添加、修改或者删除数据、

    4）CAD图纸信息自动提取：图纸文件的标题栏和明细栏信息是图文档管理系统中的数据基础，设计人员可以直接利用这些信息进行产品设计和BOM生成。但用手工的方式输入图纸中的信息，不但过程比较繁琐，容易出错，而且需要耗费大量人力和时间。采用CAD图纸中的标题栏和明细栏信息自动提取并入库的方法减少了手动输入的时间，提高了工作效率和录入的准确性。

    5）BOM的生产与管理：图文档管理系统主要是对设计数据的管理。BOM表不但描述了产品的结构以及产品配置，而且可以通过BOM表和其他系统如ERP等进行信息交互。因此，BOM的生成也是图文档管理系统中必不可少的一项功能。

    2.3.2 文档管理模块

    文档管理主要是对系统中产品和零部件相关的文档进行管理和操作。该模块主要包括文档基本操作以及文档上传和下载功能。

    1）文档基本操作：随着系统中零部件的不断变化，系统中的零部件相关的文档也会不断变化。因此，文档基本操作也是图文档管理系统中一项基本功能。该项功能主要包括创建、复制、移动和删除文档。

    2）文档上传和下载：用户可以将零部件相关的文档上传到图文档管理系统的数据库中，也可以从图文档管理系统的数据库中下载相关文档。通过文档的上传和下载可以实现文档的共享。

    2.3.3 系统管理模块

    系统管理模块涉及到系统的安全性和数据库管理。因此是系统非常重要的一项功能，也是一个系统长期稳定运行的保障。系统管理模块主要包括用户管理、备份与还原数据库以及系统的安全管理。

    1）用户管理：用户管理是系统管理模块的一项基本功能，主要是负责对已注册用户信息的管理以及审核新用户的注册，判断是否批准其成为系统用户。通过用户管理可以限制系统用户的数量，提高系统的安全性。

    2）备份与还原数据库：备份数据库是指对数据库或者事务日志进行复制，当系统、磁盘或数据库文件遭到损坏时，可以使用备份文件进行恢复，从而防止数据丢失和数据错误。还原数据库是当系统遭破坏或出现故障，用户管理员可以通过已备份的文件对数据库进行还原操作。

    3）安全管理：系统的安全新一直是系统运行过程的一个重大问题，也是系统设计的难点。通过注册、密码以及用户类型设计可以增强系统的安全性。另外，系统可以对不同类型用户的权限进行严格的限制，使用户只能找其权限内操作，无法进行越权操作，从而保证系统的安全性。再有对数据库的备份也进一步保证了系统的安全性。

    2.4 图文档管理系统流程

    系统流程清楚的描述了系统的功能模块和具体处理过程。使用户对整个系统有一个清晰和准确的认识。系统将用户分为两类，一般用户和系统管理员。这两类用户的权限及承担的任务是不同的，一般用户可进行的操作主要包括产品结构树的构建、图文档入库、产品基本数据管理、图纸信息提取等，而系统管理员可进行的操作主要有用户管理、备份和还原数据库等。因此，整个系统的流程根据系统的用户类型分为两类：系统管理员流程和一般用户流程，分别人图2和图3所示。

    图2 系统管理员流程

    图3 一般用户流程

    3 结论

    图文档管理系统实现了各设计部门的设计信息共享及设计管理一体化：使产品设计、项目管理、制造等各个环节有机的集成在一起。因此基于PDM的图文档管理系统的使用对企业有着重要的意义，具体表现在以下方面：

    第一，提高整体管理效率和科学性。作为信息管理的重点，开发图档管理系统可优化图纸管理模式、实现图纸文件电子化的安全管理、提高工程设计数据信息的利用率。

    第二，电子图文档管理系统的开发，将改进目前的管理方式、管理体制以适应今后电子化发展。

    第三，查询利用图纸档案的效率大大提高，在系统中，对所有管理的电子图档、科技档案、电子文件等都提供高效的统计与智能化的查找搜索功能。

    第四，可使电子图纸资料等信息标准化、规范化，为将来信息化管理系统的实施打下良好的基础。

    综上所述，使用图文档管理系统必将突破制约发展的瓶颈，对提高技术创新能力起到非常重要的作用，对推动企业信息化建设向前发展有着相当的现实意义。

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