第五章人工智能與專家系統(tǒng)及其PDM

1、第五章第五章 人工智能與專家系統(tǒng)及人工智能與專家系統(tǒng)及PDM羅天洪 博士 副教授重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車工程學(xué)院1.1.人工智能的定義人工智能的定義 人工智能(Artificial Intelligence)的定義也可以描述為：研究用機(jī)器來(lái)模擬人類的諸如理解語(yǔ)言、學(xué)習(xí)、推理和解決問題等智能活動(dòng)，模擬和探索人的感覺和思維過(guò)程的規(guī)律而設(shè)計(jì)出類似人的某些智能的自動(dòng)機(jī)的科學(xué)。其最終目標(biāo)是為程序和計(jì)算機(jī)最大限度地解放人類真實(shí)智能，將人類從繁瑣的腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)。 目前通常所說(shuō)的人工智能是指借助技術(shù)和理論手段，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法和（或）數(shù)字邏輯研究智能的各個(gè)方面的問題。簡(jiǎn)言之，就是研究如何用人工的方法與技術(shù)，即

2、利用計(jì)算機(jī)等工具，模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)某些機(jī)器思維或腦力勞動(dòng)的自動(dòng)化。 1956年夏季，達(dá)特莫斯大學(xué)的麥卡錫、哈佛大學(xué)的明斯基、貝爾實(shí)驗(yàn)室的申農(nóng)和IBM公司的洛切斯特，邀請(qǐng)了一批年輕科學(xué)家，共同探討用機(jī)器模擬人工智能的問題，其中包括后來(lái)著名的人工智能專家塞繆爾、紐厄爾和西蒙等人。在這次會(huì)上，麥卡錫提議使用“人工智能 AI”（Artificial Intelligence）這一術(shù)語(yǔ)。從此，人工智能作為一門學(xué)科正式誕生了。 同年，塞繆爾研制了一個(gè)跳棋程序。1959年這個(gè)程序擊敗了塞繆爾本人，1962年又擊敗了一個(gè)州冠軍。 2 2 人工智能的起源與發(fā)展人工智能的起源與發(fā)展 1948年，美國(guó)

3、數(shù)學(xué)家諾伯特 維納出版了控制論（或動(dòng)物與機(jī)器的控制與機(jī)器傳播）一書，創(chuàng)立了控制論。同年，美國(guó)數(shù)學(xué)家申農(nóng)發(fā)表了通訊的數(shù)學(xué)理論，創(chuàng)立了信息論。這時(shí)，人工智能作為一門學(xué)科誕生的條件已經(jīng)基本成熟。(1)、人工智能誕生： 1956年夏季，達(dá)特莫斯大學(xué)的麥卡錫（后被人譽(yù)為人工智能之父）、哈佛大學(xué)的明斯基、貝爾實(shí)驗(yàn)室的申農(nóng)和IBM公司的洛切斯特，邀請(qǐng)了一批年輕科學(xué)家，共同探討用機(jī)器模擬人工智能的問題，其中包括后來(lái)著名的人工智能專家塞繆爾、紐厄爾和西蒙等人。在這次會(huì)上，麥卡錫提議使用“人工智能 AI”（Artificial Intelligence）這一術(shù)語(yǔ)。從此，人工智能作為一門學(xué)科正式誕生了。 同年，塞繆

4、爾研制了一個(gè)跳棋程序。1959年這個(gè)程序擊敗了塞繆爾本人，1962年又擊敗了一個(gè)州冠軍。 (2)、西蒙簡(jiǎn)介 西蒙是人工智能和認(rèn)知心理學(xué)派的主要代表，他曾自學(xué)漢語(yǔ)，中文名叫“司馬賀”，西蒙是個(gè)通才，在許多領(lǐng)域都有杰出的表現(xiàn)?？赡苁亲?956年以來(lái)在人工智能領(lǐng)域取得了令人矚目的進(jìn)展，西蒙的過(guò)于樂觀而導(dǎo)致下面一段著名論斷。 預(yù)言 他與紐厄爾于1958年做出了如下的預(yù)言：“10年內(nèi)，計(jì)算機(jī)將成為世界象棋冠軍；10年內(nèi)，計(jì)算機(jī)將發(fā)現(xiàn)并證明新的數(shù)學(xué)定理；10年內(nèi)，計(jì)算機(jī)將譜寫出能被評(píng)論家認(rèn)可的樂曲?！?預(yù)言未實(shí)現(xiàn) 但事實(shí)上，計(jì)算機(jī)一直到1997年才戰(zhàn)勝了人類的象棋冠軍，至于其他預(yù)言，還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)。從20世紀(jì)

5、60年代中期起，人工智能研究處于相當(dāng)困難的階段。主要原因是人們沒能很快地取得突破性的進(jìn)展，人們從剛開始的狂熱中冷靜下來(lái)，開始更加理智地看待人工智能。 批判 1971年，應(yīng)政府的要求，英國(guó)劍橋大學(xué)的應(yīng)用數(shù)學(xué)家詹姆士在進(jìn)行了一番研究后，發(fā)表了一篇關(guān)于人工智能的綜合報(bào)告，該報(bào)告對(duì)人工智能做了批判，他甚至說(shuō)：“人工智能即便不是騙局，也是庸人自擾”。這篇報(bào)告當(dāng)時(shí)產(chǎn)生了巨大的影響，英國(guó)的人工智能研究經(jīng)費(fèi)被削減，機(jī)構(gòu)被解散。美國(guó)IBM 公司也開始放棄了它一向熱衷的人工智能研究。整個(gè)人工智能學(xué)界遭遇到了前所未有的危機(jī)。 堅(jiān)持 盡管在這種情況下，還有一些人工智能學(xué)者仍在堅(jiān)持他們的研究，他們的研究后來(lái)終于得到了回

6、報(bào)。到了20世紀(jì)70年代中期，專家系統(tǒng)作為一個(gè)新興的分支得到了發(fā)展。從此，人工智能擺脫了那高高在上的形象，開始投入到實(shí)際應(yīng)用中。 3 3、專家系統(tǒng)、專家系統(tǒng) 20世紀(jì)70年代以來(lái)，出現(xiàn)了許多優(yōu)秀的專家系統(tǒng)。1975年，由費(fèi)根鮑曼小組研制的Mycin 程序在診斷腦膜炎方面，超過(guò)了一般的醫(yī)生。1976年，斯坦福大學(xué)杜達(dá)等人研制了一個(gè)地質(zhì)勘探系統(tǒng) Prospector，該系統(tǒng)于1982年準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)到華盛頓州一個(gè)鉬礦的位置。 3.1 3.1 定義定義 專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一個(gè)含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，能夠利用人類專家的知識(shí)和解決問題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域問題。簡(jiǎn)而言之，專家系

7、統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。3.2 3.2 專家系統(tǒng)特點(diǎn)專家系統(tǒng)特點(diǎn) 啟發(fā)性：專家系統(tǒng)能運(yùn)用專家的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理、判斷和決策。 透明性：專家系統(tǒng)能夠解釋本身的推理過(guò)程和回答用戶提出的問題，以便讓用戶能夠了解推理過(guò)程，提高對(duì)專家系統(tǒng)的信賴感。 靈活性：專家系統(tǒng)能不斷地增長(zhǎng)知識(shí)，修改原有知識(shí)，不斷更新。3.3 3.3 專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)具體地說(shuō)，包括下列八個(gè)方面：(1)專家系統(tǒng)能夠高效率、準(zhǔn)確、周到、迅速和不知疲倦地進(jìn)行工作。(2)專家系統(tǒng)解決實(shí)際問題時(shí)不受周圍環(huán)境的影響，也不可能遺漏忘記。(3)可以使專家的專長(zhǎng)不受時(shí)間和空間的限制，以便推廣珍貴和稀缺的專家知識(shí)

8、與經(jīng)驗(yàn)。(4)專家系統(tǒng)能促進(jìn)各領(lǐng)域的發(fā)展。(5)專家系統(tǒng)能匯集多領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及他們協(xié)作解決重大問題的能力。(6)軍事專家系統(tǒng)的水平是一個(gè)國(guó)家國(guó)防現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。(7)專家系統(tǒng)的研制和應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(8)研究專家系統(tǒng)能夠促進(jìn)整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。3.4 3.4 專家系統(tǒng)的類型專家系統(tǒng)的類型1、解釋專家系統(tǒng)任務(wù) 通過(guò)對(duì)過(guò)去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來(lái)可能發(fā)生的情況特點(diǎn) 數(shù)據(jù)量很大，常不準(zhǔn)確、有錯(cuò)誤、不完全能從不完全的信息中得出解釋，并能對(duì)數(shù)據(jù)做出某些假設(shè)，推理過(guò)程可能很復(fù)雜和很長(zhǎng)例子 語(yǔ)音理解、圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析圖象分析、系統(tǒng)監(jiān)視、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和

9、信號(hào)解釋等。和信號(hào)解釋等。2、預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)任務(wù) 通過(guò)對(duì)已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的涵義。特點(diǎn) 系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化，且可能是不準(zhǔn)確和不完全，系統(tǒng)需要有適應(yīng)時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)模型例子 有氣象預(yù)報(bào)、軍事預(yù)測(cè)、人口預(yù)測(cè)、交通預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)和谷物產(chǎn)量預(yù)測(cè)等3、診斷專家系統(tǒng)任務(wù) 根據(jù)觀察到的情況(數(shù)據(jù))來(lái)推斷出某個(gè)對(duì)象機(jī)能失常(即故障)的原因特點(diǎn) 能夠了解被診斷對(duì)象或客體各組成部分的特性以及它們之間的聯(lián)系，能夠區(qū)分一種現(xiàn)象及其所掩蓋的另一種現(xiàn)象，能夠向用戶提出測(cè)量的數(shù)據(jù)，并從不確切信息中得出盡可能正確的診斷例子 醫(yī)療診斷、電子機(jī)械和軟件故障診斷以及材料失效診斷等。4、設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)任務(wù) 尋找出某

10、個(gè)能夠達(dá)到給定目標(biāo)的動(dòng)作序列或步驟。特點(diǎn) 從多種約束中得到符合要求的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)需要檢索較大的可能解空間；能試驗(yàn)性地構(gòu)造出可能設(shè)計(jì)；易于修改；能夠使用已有設(shè)計(jì)來(lái)解釋當(dāng)前新的設(shè)計(jì)。例子 VAX計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)等。5、規(guī)劃專家系統(tǒng)任務(wù) 尋找出某個(gè)能夠達(dá)到給定目標(biāo)的動(dòng)作序列或步驟。特點(diǎn) 所要規(guī)劃的目標(biāo)可能是動(dòng)態(tài)的或靜態(tài)的，需要對(duì)未來(lái)動(dòng)作做出預(yù)測(cè)，所涉及的問題可能很復(fù)雜 。例子 軍事指揮調(diào)度系統(tǒng)、ROPES機(jī)器人規(guī)劃專家系統(tǒng)、汽車和火車運(yùn)行調(diào)度專家系統(tǒng)等。6、監(jiān)視專家系統(tǒng)任務(wù) 對(duì)系統(tǒng)、對(duì)象或過(guò)程的行為進(jìn)行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報(bào)。特點(diǎn) 系統(tǒng)具有

11、快速反應(yīng)能力，發(fā)出的警報(bào)要有很高的準(zhǔn)確性，能夠動(dòng)態(tài)地處理其輸入信息。例子 粘蟲測(cè)報(bào)專家系統(tǒng)7、控制專家系統(tǒng)任務(wù) 自適應(yīng)地管理一個(gè)受控對(duì)象或客體的全面行為，使之滿足預(yù)期要求。特點(diǎn) 控制專家系統(tǒng)具有解釋、預(yù)報(bào)、診斷、規(guī)劃和執(zhí)行等多種功能。例子 空中交通管制、商業(yè)管理、自主機(jī)器人控制、作戰(zhàn)管理、生產(chǎn)過(guò)程控制和質(zhì)量控制等。8、調(diào)試專家系統(tǒng)任務(wù) 對(duì)失靈的對(duì)象給出處理意見和方法。特點(diǎn) 同時(shí)具有規(guī)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)和診斷等專家系統(tǒng)的功能。例子 在這方面的實(shí)例還比較少見。9、教學(xué)專家系統(tǒng)任務(wù) 教學(xué)專家系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、弱點(diǎn)和基礎(chǔ)知識(shí)，以最適當(dāng)?shù)慕贪负徒虒W(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)。特點(diǎn)(1)同時(shí)具有診斷和

12、調(diào)試等功能。(2)具有良好的人機(jī)界面。例子 MACSYMA符號(hào)積分與定理證明系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和物理智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)以及聾啞人語(yǔ)言訓(xùn)練專家系統(tǒng)等。10、修理專家系統(tǒng)任務(wù) 對(duì)發(fā)生故障的對(duì)象(系統(tǒng)或設(shè)備)進(jìn)行處理，使其恢復(fù)正常工作。修理專家系統(tǒng)具有診斷、調(diào)試、計(jì)劃和執(zhí)行等功能。例子 美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的ACI電話和有線電視維護(hù)修理系統(tǒng)。此外，還有決策專家系統(tǒng)和咨詢專家系統(tǒng)等。3.53.5專家系統(tǒng)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 專家系統(tǒng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是指專家系統(tǒng)各組成部分的構(gòu)造方法和組織形式。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇恰當(dāng)與否，是與專家系統(tǒng)的適用性和有效性密切相關(guān)的。選擇什么結(jié)構(gòu)最為恰當(dāng)，要根據(jù)

13、系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和所執(zhí)行任務(wù)的特點(diǎn)而定。 理想專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 知識(shí)庫(kù)包括兩部分內(nèi)容。一部分是已知的同當(dāng)前問題有關(guān)的數(shù)據(jù)信息；另一部分是進(jìn)行推理時(shí)要用到的一般知識(shí)和領(lǐng)域知識(shí)。 調(diào)度器按照系統(tǒng)建造者所給的控制知識(shí)，從議程中選擇一個(gè)項(xiàng)作為系統(tǒng)下一步要執(zhí)行的動(dòng)作。執(zhí)行器應(yīng)用知識(shí)庫(kù)中的及黑板中記錄的信息，執(zhí)行調(diào)度器所選定的動(dòng)作。協(xié)調(diào)器的主要作用就是當(dāng)?shù)玫叫聰?shù)據(jù)或新假設(shè)時(shí)，對(duì)已得到的結(jié)果進(jìn)行修正，以保持結(jié)果前后的一致性。解釋器的功能是向用戶解釋系統(tǒng)的行為，包括解釋結(jié)論的正確性及系統(tǒng)輸出其它候選解的原因。 CAD/CAPP/CAM集成:要求數(shù)控加工程序的生成是以CAPP的工藝設(shè)計(jì)結(jié)果和CAD的零件信息為依據(jù)

14、，自動(dòng)生成具有標(biāo)準(zhǔn)格式的刀位文件。CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 4. CAD/CAPP/CAM集成 （Cutting Location）文件，然后經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮笾锰幚?，將刀位文件轉(zhuǎn)換成NC加工程序，并且該NC加工程序應(yīng)該是針對(duì)不同的數(shù)控機(jī)床和不同的數(shù)控系統(tǒng)的。 CAD/CAPP/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)：（1 1）特征技術(shù)。）特征技術(shù)。建立CAD/CAE/CAPP/CAM范圍內(nèi)相對(duì)統(tǒng)一的、基于特征的產(chǎn)品定義模型，并以此模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CAD、CAE、CAPP和CAM間的數(shù)據(jù)交換與共享。該模型不僅要求能支持設(shè)計(jì)與制造各階段所需的產(chǎn)品定義信息（幾何信息、拓?fù)湫畔?、工藝?/p>

15、加工信息），而且還應(yīng)該提供符合人們思維方式的高層次工程描述語(yǔ)義特征，并能表達(dá)工程師的設(shè)計(jì)與制造意圖。（2 2）集成數(shù)據(jù)管理。）集成數(shù)據(jù)管理。已有的CAD/CAM系統(tǒng)集成，主要通過(guò)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)CAD與CAM之間的數(shù)據(jù)交換，不同子系統(tǒng)文件之間要通過(guò)數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換，傳輸效率不高。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和系統(tǒng)的集成化程度，保證各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的一致性、可靠性和數(shù)據(jù)共享，需要采用工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)管理集成數(shù)據(jù)，使各系統(tǒng)之間直接進(jìn)行信息交換，真正實(shí)現(xiàn)CAD/CAM之間信息交換與共享。（3）產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。為了提高數(shù)據(jù)交換的速度，保證數(shù)據(jù)傳輸完整、可靠和有效，必須采用通用的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)是

16、CAD/CAE/CAPP/CAM集成的重要基礎(chǔ)。（4）集成框架（或集成平臺(tái)）。數(shù)據(jù)的共享和傳送通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，需要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和不同格式數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換問題，以使多用戶并行工作共享數(shù)據(jù)。集成框架對(duì)實(shí)現(xiàn)并行工程協(xié)同工作是至關(guān)重要的。 CIMS：指以企業(yè)為對(duì)象，借助計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)，使經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、生產(chǎn)管理有機(jī)結(jié)合為一個(gè)整體，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)率，充分利用企業(yè)的各種資源，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。5. 5. 計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真 所謂“仿真”一般是指利用模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。 根據(jù)模型的種類將仿真分為兩類：物理仿真：采用物理模型數(shù)學(xué)仿真：采用數(shù)

17、學(xué)模型。由于數(shù)學(xué)模型的解算離不開各種類型的計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)仿真的重要工具，因此數(shù)學(xué)仿真又稱為“計(jì)算機(jī)仿真”。5.1 5.1 計(jì)算機(jī)仿真的基本類型計(jì)算機(jī)仿真的基本類型：1、模擬計(jì)算機(jī)仿真 用模擬計(jì)算機(jī)進(jìn)行的仿真稱模擬計(jì)算機(jī)仿真。模擬計(jì)算機(jī)由許多運(yùn)算放大器組成模擬解算裝置。運(yùn)算放大器的輸入量及輸出量都是隨時(shí)間連續(xù)變化的電壓量（稱為模擬量），所以稱為“模擬計(jì)算機(jī)”。模擬計(jì)算機(jī)能快速地解算常微分方程，因此，當(dāng)采用模擬計(jì)算機(jī)仿真時(shí)，應(yīng)設(shè)法將所研究的問題描述為微分方程。2、數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真 采用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行的仿真稱為數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真。數(shù)字計(jì)算機(jī)不僅能快速地解算常微分方程，同時(shí)還可解算其他形式的復(fù)雜的

18、數(shù)學(xué)方程和具有邏輯判斷能力，因此，數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)仿真能解決的問題要比模擬計(jì)算機(jī)仿真廣泛得多。3、混合計(jì)算機(jī)仿真 混合計(jì)算機(jī)是一種將模擬計(jì)算機(jī)與數(shù)字計(jì)算機(jī)通過(guò)一套接口組合在一起的混合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它兼有模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。采用混合計(jì)算機(jī)進(jìn)行的仿真稱為混合計(jì)算機(jī)仿真。5.2 仿真基本步驟：1、建立數(shù)學(xué)模型 要用計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，必需根據(jù)所研究系統(tǒng)的復(fù)雜程度和仿真研究的目的，將實(shí)際系統(tǒng)抽象成數(shù)學(xué)模型，這一過(guò)程稱為建模過(guò)程。2、模型變換 建立數(shù)學(xué)模型以后，根據(jù)計(jì)算機(jī)的類型將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)變成適合計(jì)算機(jī)處理的形式（仿真模型），這一過(guò)程稱為模型變換。3、模型實(shí)驗(yàn) 把仿真模型裝載，使之在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)

19、起來(lái)，并記錄模型中各個(gè)變量的變換情況及仿真結(jié)果，這一階段稱為模型試驗(yàn)階段。 6.6.PDM 1.我國(guó)企業(yè)存在的問題 2.PDM的基本概念 3.PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 4.PDM軟件系統(tǒng)的功能 5.PDM的發(fā)展趨勢(shì) 6.16.1我國(guó)企業(yè)存在的問題我國(guó)企業(yè)存在的問題 (1 )信息共享程度低。 (2 )信息反饋慢。 (3)產(chǎn)品開發(fā)方式陳舊。 (4)設(shè)計(jì)重用度差。 6.2 6.2 PDM的基本概念的基本概念 1.PDM定義 2.PDM的應(yīng)用范圍 3.企業(yè)實(shí)施PDM有的作用 PDM的定義 目前對(duì)PDM技術(shù)尚未有統(tǒng)一的定義 CIMdata公司給出的PDM定義是：“PDM是一門用來(lái) 管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信（包括

20、零件信息、配置、文檔、CAD文件，結(jié)構(gòu)，權(quán)限信息等）和所有產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程（包括過(guò)程定義和管理）的技術(shù)”。 加特納集團(tuán)（GartnerGroup）公司把PDM定義為： “PDM是為企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)構(gòu)筑一個(gè)并行產(chǎn)品藝術(shù)環(huán)境（Concurrent arttoproduct environment，由供應(yīng)、 工程設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)、銷售與市場(chǎng)、客戶構(gòu)成）的關(guān)鍵使能技術(shù) 。 從這些論述可以看出， PDM是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程的技術(shù)。PDM的應(yīng)用范圍PDM的應(yīng)用范圍如圖所示 企業(yè)實(shí)施PDM有以下作用： 通過(guò)改善企業(yè)信息流，提高生產(chǎn)效率； 消除由于無(wú)效分布而造成的數(shù)據(jù)丟失及減少數(shù)據(jù)冗余；

21、 支持并行工程，縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間； 提高數(shù)據(jù)的可靠程度，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量； 改善過(guò)程和數(shù)據(jù)的集成度、可追蹤性； 縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、減少生產(chǎn)成本，全面提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。6.3 6.3 PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) PDM是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為技術(shù)支撐，采用客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)和工作方式，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的信息管理、協(xié)調(diào)工作流程和進(jìn)而建立的并行化產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作環(huán)境，PDM系統(tǒng)的四層體系結(jié)構(gòu)見下圖。6.4 6.4 PDM軟件系統(tǒng)的功能軟件系統(tǒng)的功能 PDM軟件的主要功能 1電子倉(cāng)庫(kù)（Data Vault） 2工程文檔管理（EngineeringDocument Managem

22、ent） 3工作流程管理（Workflow or Process Management）4分類和檢索（Classification and Retrieval） 5產(chǎn)品配置管理（Product Configuration Management）6項(xiàng)目管理（Project Management） 7電子協(xié)作功能8工具和集成件功能 PDM系統(tǒng)主要功能模塊1電子倉(cāng)庫(kù)（Data Vault) 電子倉(cāng)庫(kù)是PDM核心模塊 它的功能包括： 文件的檢入（Check in）和檢出（Check out）； 按屬性搜索機(jī)制； 動(dòng)態(tài)瀏覽/導(dǎo)航能力； 分布式文件管理/分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)； 安全機(jī)制（記錄鎖定、域鎖定）。2工

23、程文檔管理（Engineering Document Management） (1)文檔管理對(duì)象 (2)PDM文檔管理模型 (3)工程圖檔管理體系結(jié)構(gòu) (4）工程圖檔管理的主要功能 文檔管理對(duì)象 原始檔案 設(shè)計(jì)文檔 工藝文檔 生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)劃與管理數(shù)據(jù) 維修服務(wù) 專用文件，如電子行業(yè)的電氣原理圖或布線圖、印刷電路板圖和零件插件圖等PDM文檔管理模型 PDM把上述文檔分成五種類型進(jìn)行管理 圖形文件 由不同CAD軟件產(chǎn)生的描述幾何圖形的文件。 文本文件 描述產(chǎn)品或部件、零件性能的文件。 數(shù)據(jù)文件 如進(jìn)行有限元分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件。 表格文件 多媒體文件 媒體文件主動(dòng)地反映了產(chǎn)品的性能指標(biāo)、生產(chǎn)過(guò)程、維

24、修指南等信息。工程圖檔管理體系結(jié)構(gòu)見下圖工程圖檔管理的主要功能 圖檔信息定義與編輯模塊。 圖檔入庫(kù)與出庫(kù)模塊。 圖檔瀏覽模塊。 圖檔批注模塊。 工作流程管理（Workflow or Process Management） 1 工作流程管理涉及到Ronni Marshak的3R問題 即路由（Routes）、規(guī)則（Rules）和角色（Ro1es）。 2 工作流程管理的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)工作過(guò)程的建模、控制與協(xié)調(diào)它包括： 過(guò)程定義 過(guò)程運(yùn)行 過(guò)程監(jiān)控工作流程管理功能模塊工作流程運(yùn)行過(guò)程 分類和檢索（Classification and Retrieval）PDMS的檢索的主要功能包括： 零件數(shù)據(jù)庫(kù)接口 基于內(nèi)容的而不是基于分類的檢索 構(gòu)造數(shù)據(jù)電子倉(cāng)庫(kù)屬性編碼過(guò)濾器的功能。產(chǎn)品配置管理（Product Configuration Management） （1）產(chǎn)品配置目標(biāo) （2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹 （