现代制造企业在发展中所面临的问题与挑战
一、21世纪企业面临的商业环境发生了根本变化
进入 20 世纪末，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动了技术进步和经济全球化，加速了技术革新、管理创新。企业面临的商业环境和市场环境发生了根本变化，主要包括：
1）技术进步和高新技术的应用，信息量急剧增长。一方面，信息技术的飞速发展，特别是网络技术和 Internet/Intranet技术及基于信息技术的高新技术在企业中的应用，企业感受到了技术进步带来的机遇和好处。高新技术的应用不仅能够节省人力、减低生产成本，提高生产效率，更重要的是提高了产品和服务质量，缩短了对用户需求的响应时间，从而为企业在较短的时间开发出新产品赢得市场竞争创造条件。同时，全球范围内的新技术、新产品不断涌现，使企业也感受到了空前的技术进步压力和技术进步要求的管理革新的要求。因此，企业如何利用信息技术推动技术革新和管理创新已经成为企业赢得竞争力的重要课题。
2）全球化市场与全球化竞争。随着通信技术和计算机网络技术的发展，全球性的设计与制造已经成为可能，世界市场变的越来越开放。企业在建立全球化市场的同时，也在全球范围内面临着更多的竞争者。而要赢得全球化市场的竞争，不仅要靠具有吸引力的产品质量，而且要有强大的全球化技术支持和售后服务。
3）用户对产品的需求呈现多样化和个性化。随着时代的进步和社会的发展，市场带给人们的产品日益丰富。用户对产品的要求和期望也就越来越高，需求结构向高层次发展，价值观也发生了显著变化。一方面表现为对产品的品种规格、花色、需求数量呈现多样化、个性化要求，这种要求还具有很大的非确定性。另一方面对产品的功能、质量、可靠性的要求也有所提高，而且这种要求的标准也因人而异，具有不确定性。此外，用户在满足个
性化的同时对产品价格也希望象批量生产一样地低廉。
4）产品更新换代加快，生命周期缩短，人们对交货期的期望越来越高。为了顺应用户对产品的多样化和个性化要求，企业开发新产品的能力越来越强，新产品研制周期大大缩短。同时由于新技术的应用，产品的制造周期缩短，从而缩短产品的生命周期，加快了更新换代的速度。由于产品开发和上市时间的活动余地越来越小，给企业造成了压力。随着市场竞争的加剧，人们对产品的交货期的要求也越来越重视。
5）生产方式的多样化。随着用户需求的多样化和个性化以及对产品交货期的要求，企业必须调整生产方式，改变单一的大批量生产方式，实行多品种、小批量生产。改变企业按预测组织生产的方式，转变为按定单组织生产，按用户需求驱动生产，多品种、小批量的生产模式。
二、 21 世纪全球市场竞争的特点
商业环境的深刻变化，带来了市场竞争的变化，影响企业赢得市场竞争的主要因素也在发生变化。21 世纪的市场竞争具有如下特点：
1）企业面临的市场竞争环境不再是区域之间、单一企业之间的竞争，而是全球市场的竞争。
2）企业对产品的多样化和个性化需求响应速度体现企业对新产品的开发能力。
3）在追求产品的质量的同时，重视全球化的产品技术支持和售后服务。
4）产品交货期已经成为企业赢得竞争的重要因素。
三、 现代企业对 PDM 的需求
在人类进入 21 世纪处于知识经济和网络经济时代，以信息技术为主导，综合先进制造技术和现代管理模式的高新技术是现代企业发展的方向。传统的生产组织方式、管理模式、陈旧落后的生产手段和工具，已不能适应现代企业在日趋激烈的全球市场环境中的竞争。在这巨大的技术变革和管理革新之中，把技术创新与组织创新、管理创新结合起来，使我国的众多企业，特别是大中型企业摆脱当前的生存困境，提高竞争能力，适应全球市场环境是科技工作者和管理工作者要解决的重要课题。为此，在过去的几年里，国家科委大力推广计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术，实施 CAD 应用工程，使我国的 CAD/CAM技术以迅猛的势头飞速发展，对加速我国企业的技术进步，提高企业的市场竞争力具有至关重要的作用。
尽管如此，我国大部分企业在技术、管理，技术与管理的协调发展以及适应新的生产模式和管理方式等方面还存在一些问题，影响了企业的竞争能力和向现代企业的发展。
一、设计手段和加工技术落后
一方面，总体上，CAD技术在企业的应用还未普及，仍有相当一部分中小企业还使用手工绘图方式，设计效率低。另一方面，有些企业虽然采用了 CAD 技术，但大多采用的是二维 CAD软件，只能提高绘图速度，使设计人员从繁重的体力劳动中解脱出来，而不能解决复杂产品的设计、分析和优化、零部件之间的干涉、机构运动部件之间的关系、曲面的描述和复杂零件的数控编程等问题。另外，加工过程自动化程度低，加工技术落后。目前
数控加工还不普及，大量的零部件还是由手工操作的机床加工，质量难以保证。大量的工艺设计，占用了宝贵的产品开发时间，工艺准备周期长。由于加工工艺手段落后，工艺人员又把大量的精力耗费在抄抄写写的重复工作上，没有时间研究提高产品制造质量的新工艺，造成加工技术落后。有的企业虽然采用了先进的数控机床，却仍采用手工编程，结果还是无法加工复杂的产品，也无法充分发挥昂贵的数控机床的作用。
二、管理落后，特别是技术先进性与管理落后的矛盾日益突出
在某些企业中，由于使用手工设计，全部图样资料由资料室统一人工管理。资料室的管理人员通过对这些图样和技术资料进行编号、装订成册、归档、装入文件柜中。当工程技术人员和企业管理干部等要查询这些资料时，需要通过一定的手续在密级允许的情况下向资料室借阅。应用 CAD技术后，大部分电子资料存放在计算机内，部分工程图样存放在资料室，这种手工管理方式已经不能适应CAD技术的应用。因此，在应用 CAD 技术提高设计能力和设计效率，特别是采用三维模型设计，有限元分析验证，机构运动仿真等手段，大大提高了设计质量，减少了差错，降低了返工率，大大提高了企业的产品开发能力和市竞争能力。但另一方面，CAD 技术的全面推广，却给数据管理带来了更多的困难，数据管理落后的问题更为明显，主要表现在：
（1）信息共享程度低。目前，企业应用的计算机辅助工具和信息系统，如 CAD、CAM、CAPP、MIS 等都是局部的、面向企业某个部门的应用系统，产生的数据涉及产品的不同方面。这些互不兼容的软件系统由于采用不同的操作系统、网络系统、数据库系统等软件环境，所产生的数据不能由一个企业级的计算机应用系统来管理，而常常以不同的格式和介质存储于不同的计算机系统中，从而无法在设计、工艺和制造部门之间进行有效地实现信
息共享与传递，从而形成信息孤岛。
（2）信息传递速度慢。在大部分企业中，信息传递主要是通过书面文件、报表及电话等联络方式，因而无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，不能实时反映设计过程中的变化，甚至随时跟踪整个产品设计和制造的进展情况。
（3）文档管理落后。在产品的设计过程中，不仅会产生大量的文件和图样，同时要多次查询和充分利用已有的设计数据。手工管理和维护这些数据会浪费大量的人力资源和空间资源。应用CAD 技术，要求计算机把大量的图样和技术数据进行有效地管理，在需要时能够方便、快捷地查询和获取所需的技术资料；能根据项目、设计者、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的各类参数，例如材料、重量、加工方法等进行查询。在查询时，不仅可以查到当前的资料，还可以查到过去的或者类似的相应资料。另外，也要求计算机详细记录设计、加工过程中的原始资料及相应的更改信息，用不同的版本来描述当前有效的数据。要求计算机系统的管理人员能够根据各类人员所担任的不同职责，分别赋予不同的权力，处理不同范围的资料。同样，对资料也应根据不同适用范围设置不同的密级，保证各类资料的安全和保密。
（4）设计方式陈旧。长期以来，产品开发沿用传统的顺序工程方法，遵循“概念设计→详细设计→过程设计→加工制造→实验验证→设计修改”的流程。但由于该方法在设计的早期不能全面地考虑设计下游的可制造性、可装配性、质量保证等多种因素，导致所制造的产品存在诸多缺陷和对设计的多次更改。造成设计改动量大、产品开发周期长、成本高等状况，难以适应激烈的市场竞争。
（5）支撑技术不配套。在数据管理方面，企业仍然停留在使用大型商用关系数据库（如Oracle、Sybase）层次上，由于这些数据库不能有效地管理图形、图像等非结构数据，更无法实现过程管理、配置管理以及对应用工具的集成，从而不能在异构与分布式计算机环境中实现企业内各类应用的信息集成、功能集成和过程集成。
这些问题更加剧了先进设计技术与落后管理手段之间的矛盾。产品数据管理正是解决这个矛盾的一种新途径。
三、新的生产模式，如 CIMS、并行工程、虚拟产品开发、精良生产、敏捷制造等对信息管理技术的新要求。
自 20 世纪 90 年代以来，新的制造模式和运行管理模式，如 CIMS、并行工程、虚拟产品开发、精良生产、敏捷制造等，对信息管理技术提出了更高的要求，不仅要求支撑技术能够支持多学科领域专家群体协同工作，而且要求把产品信息和开发过程有机地集成起来，作到在正确的时刻，把正确的信息以正确的形式送到正确的人。正是由于以上诸多方面对信息管理的需求，呼唤一种新的信息管理技术。产品数据管理正是这样一种新的信息管理思想和技术。它以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程和资源的集成化管理技术。