一、教学内容

1.文件管理模式

2.数据库管理模式

3.工程数据库管理模式

4.产品数据管理（PDM）

5.CAD/CAM集成系统的数据管理方法

二、教学目标

1.了解数据管理技术的相关知识。  

三、教学重点

1. 工程数据库管理模式

2. 产品数据管理（PDM）

3. CAD/CAM集成系统的数据管理方法

四、教学难点

工程数据库管理模式、PDM

五、教学思路和方法

[教学思路设计]  综合运用讲授、例题，对比学习。 

[教学资源]  多媒体课件 

[教学安排] 100分钟

六、教学内容和过程：

详细教学过程和内容

备注

（教学方法及手段）

一、复习上节课内容（10分钟）

二、讲解与示范（45分钟）

（一）文件管理模式

数据项：也称字段或数据元素。是描述事物的一个属性的最小单位。

记录：是数据项的有序集合，用以描述一个事物的一组属性特征。

关键字：指可以用来标识一个记录的数据项的值。

文件：是数据管理的一种形式，它能独立于应用程序单独存储。具体地说，文件是记录的集合。

（二）数据模型

指数据库内部数据的组织方式，它描述了数据之间的各种联系，也是数据高度结构化的表现。

1. 层次模型：用树型结构表示实体之间联系的模型称为层次模型，它能描述一对多的关系。

2. 网状模型：指记录之间为网络组织结构，它体现了“多对多”的关系。

3. 关系模型（Relational Model）是用二维表格表达实体集。

（三）工程数据库管理模式

工程数据与商用和管理数据相比，主要有以下特点。
    1）工程数据中静态（如一些标准、设计规范、材料数据等）和动态（如随设计过程变动而变化的设计对象中间设计结果数据）数据并存。
    2）数据类型的多样化，不但包括数字、文字，而且包含结构化图形数据。
    3）数据之间复杂的网状结构关系（如一个基本图形可用于多个复杂图形的定义，一个产品往往由许多零件组成）。
    4）大部分工程数据是试探性交互式设计过程中形成的。
  工程数据库应具有以下的功能和特点。
    1.支持多个工程应用程序
    一个工程数据库必须适应多个工程应用程序，以支持不断发展的新的应用环境。最初的概念设计、详细设计、制造设计和计划都需要直接进入到工作数据库中去，从设计到生产后期所进行的操作，像生产控制、质量控制和服务等，都需要利用在产品设计和制造阶段的信息。
    2.支持动态模式的修改和扩充
    数据库的结构确定物体在数据库中建模的关系。一个工程必须经过计划分析、设计、施工、调试、生产等阶段，相应的工程数据也是通过各阶段逐步明确，逐步详细，最后得到满意的结果。为此，必须记载整个过程的全部图形和数据，作为文档保存，以便在工程中修改，以及在工程建成后的扩充和改建。
    产品的计算机辅助设计（CAD）是一个变化频繁的动态过程，不仅数据变化频繁，而且数据的结构也会有所改变，这就要求工程数据库具有动态修改和易于改变数据结构的能力。修改结构的功能应当“在空中”操作，而不需要结构的再编辑或者数据库的再装配。为CAD/CAM数据库设计的数据模型必须支持工程数据类型和工程应用中复杂的物理模型。
    3.支持反复的试探性设计
    在工程中解决一个问题往往是一个多次重复、反复修改的过程，而不同于一般事务数据。CAD/CAM数据库必须适合设计过程中的试凑、重复和发展的特点。即在一般情况下，数据库必须保持数据的一致性，在特殊情况下，工程数据库应允许暂时的、不一致数据存在，并能加以管理。
    4.支持在数据库中嵌入语义信息
    语义信息是用来描述在数据库中存储数据，它包括物体和关系的建模，有关物体和关系的信息在数据库中是怎样表示的。怎样获得和使用这些信息的。一个集成和数据词典/字典系统是用来记录指定含义的，并是使用数据库中数据记录的工具。这个功能一般不仅仅是资料程序员利用，并且也是文件的主要来源。更多的语义信息被机器占用，成为数据库中一个集成部分，可用于人和机器直接相互作用及数据库的修改。
    5.支持存储和管理各种设计结果版本
    在人工设计中，存在几种设计版本的情况是经常发生的，每一个设计版本尽管不同，但均满足设计所要求的全部功能，它们可供选择。设计问题很少只有唯一的方案解，当在设计中对重要条件强调的重点不同时，一般有几种可供选择的方案。理想情况下，一个CAD/CAM数据库应当具有一个设计任务多个版本的能力。
    6.支持复杂的抽象层次表示
    设计单元之间的许多复杂关系可以在抽象层次中模型化。设计过程常被看成自顶向下的工作方式，即将复杂的问题不断分解到子问题层中，这些子问题概念简单，可以组合起来解决原问题。例如，工程所涉及的工程图很少是仅由一张图来表示，通常采用分层表示法，即上层工程图中的一个符号表示下层某一张子工程图（即上层的一个抽象部件符号代表下层若干个部件的组合），这些子工程图中的一个符号又能表示更下一层的某一张子工程图，…，即自顶向下逐层表示，直至最下层为止。
    7.支持多CPU/分布式处理环境
    通常支持CAD/CAM一体化系统的硬件是由异种机组成的计算机网络系统。因此，要求工程数据库管理系统应是一个分布式的数据库管理系统，并为所有基本单元系统存取全局数据提供统一的接口标准。
    8.支持建立和临时存取数据库
    在设计和制造过程中，存在许多临时性数据，这些不需长期保存的数据可存入临时数据库中，使用完毕即可删除。
    9.支持交互式和多用户工作以及并行设计
    工程设计时，为了及时传达设计人员的思想和意图，需要进行交互式工作。而且现代设计工作决不是一人能胜任的，为提高工程设计质量，加快进度，必须开展并行作业，使若干名设计人员既能同时工作，又可达到资源共享。为此，要求工程数据库能随时提供数据并存储数据，提供多用户使用和进行并行设计。
    10.支持多种表示处理
    在设计和制造过程中，应用程序往往要利用同一物体的不同表示形式来实现不同的目的和要求。例如，在几何造型中，可以使用CSC树、边界表示、八叉树法等多种表示形式来表示同一形体。因此，工程数据库要有存储和管理同一形体的多种表示形式的功能，而且要保持这些表示形式之间的一致性。
    11.支持数据库与应用程序的接口
    为了支持工程数据库的应用过程，数据库必须与多种程序语言交互。数据库与应用程序的接口有两类：子语句方式和CALL方式。子语句方式将数据库的DML语句看成特殊的应用程序语句。CALL方式将数据库的DML语句设计成宿主语言的一个过程或函数，应用程序通过CALL语句调用它们。
    12.支持工程事物处理
    在工程应用中，解决一个工程问题需要花费很长时间，涉及的数据量也很多，这种解决工程问题的过程称为工程事务。由于这类问题工作时间很长，中间出现意外错误或认为中断的可能性较高。因此，商业数据库系统中处理事务的方法在此已不适用。工程数据库系统应具备处理工程事务的能力。　

（四）PDM

PDM是以软件为基础的技术，它将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成到一起。产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如CAD/CAM/CAE的文件、材料清单(BOM)，产品配置、事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应商状态等等。产品有关的过程包括任何有关的加工工序、加工指南和有关于批准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等所有过程处理的程序。包括了产品生命周期的各个方面，PDM使最新的数据能为全部有关用户，包括从工程师、NC 操作人员到财会人员和销售人员均能按要求方便地存取。与PDM常常相关的术语有：电子数据库、过程或过程控制、结构、配置管理/改变控制、接口和集成等。

参考：http://wiki.mbalib.com/wiki/     产品、过程、数据和资源的关系图 

补充：CAD/CAM用户需知道的PDM基本知识：

　　如果你是CAD/CAM用户,关于PDM,有下列三点你必需了解:你应知道,为什么它如此普及?它将会怎样对你产生直接影响?如何鉴别好的PDM?然后,你可用这些信息来确保贵公司选择正确的PDM供应商来满足业务需要和实施要求。 

　　首先,为什么PDM如此热门?如果贵公司与大多数公司情况相似,那现在一定有多种不兼容的应用软件,每种应用软件的输出日益增加。例如,CAD/CAM /CAE在加速产品的设计,MRP在改进准时生产的半成品库情况,等等。但每个系统几乎是互相孤立的。纸质文件驱动的过程继续应用于管理和协调着数字技术。缩减整个产品上市时间的问题还是没有得到解决。 

PDM可代替纸质文件驱动模式,用基于技术的产品和基于过程的管理来指导产品的开发。PDM可处理在制造环境下的各种数字信息,且就象在一个系统中那样。请设想,CAD/CAM/CAE是一个车轮上很多辐条中的一根。其它辐条还包括有:MRP、订单帐目、财务、计划调度及市场开发等。每根辐条对车轮的稳定和速度都很重要。当辐条在轮毅和轮圈之间恰当地连接和集成时,轮子才能达到最大的转速。 

　　其次,您应该了解新的PDM系统一旦安装,就必然要使用它--即使你认为对你来讲影响了你的生产率。 

如果你对你公司的成功与否很关心,选用PDM系统在帮助管理部门作出明智决策,搞好企业方面有非常重要的意义,所以请选用与CAD/CAM/CAE有紧密集成关系的PDM系统,它有易于使用的图形介面,并有企业级功能。这将使你的工作更加方便,并从一开始就会更有成果。确保它要具有最先进的基于目标的结构,以便使系统能很快地提高和改进。

（五）CAD/CAM集成系统的数据管理方法

1. 基于文件记录的专用数据库

2. 在商用数据库管理系统基础上建立软件接口

3. 采用工程数据库管理系统建立数据库的方法

七、作业布置

教材P53思考题5、6、7、8