（机械电子工程专业论文）面向产品设计的pdm系统的设计与实现.pdf

摘要 尽管c a d 技术的广泛运用提高了企业的绘图设计效率，但由于缺乏对产品数据和 过程的有效管理，使得设计过程出现文档共享程度低、查找有效信息困难和文档安全性 难以保证等方面的问题，从而影响设计效率。产品数据管理( p d m ) 正是在现代产品开发 环境中成长和发展起来的一项解决上述问题的新技术。本文在分析企业需求和设计目标 的基础上，以p d m 技术思想作为指导，提出了分层的系统总体框架，详细分析了系统 的模块结构及各模块的功能，实现了系统中的用户权限管理、文档管理和项目管理等模 块的功能。 用户权限管理模块分析了管理信息系统中常用的用户权限访问控制模型，系统采用 基于角色的权限访问控制模型和资源信息分类的方法实现权限的简单有效控制，采用基 于用户组的用户管理方案降低权限分配复杂度和提高用户管理效率；文档管理模块详细 分析了文档管理的静态管理功能和动态管理功能的设计与实现，包括文档的基本属性管 理、存储管理、文档的传输管理和文档的版本管理等。并在此基础上实现文档签入和签 出、导入和备份以及文档的检索等常用操作；项目管理模块阐述了系统项目的定义及其 功能，分析了基于工作流的项目任务管理的体系结构，实现了项目任务的自动执行和监 控，同时实现了基于零部件库的产品结构管理。这些模块的功能满足企业的基本需求， 已经成功在企业运用。 以已经在企业实施运行的。产品设计管理系统”为依托，进一步考虑系统的通用性 和功能的完善性而进行了重新设计。采用面向对象设计方法及设计模式等软件开发思想 和技术进行系统的设计，实现了一个功能更加完善的系统。系统通过构建在n c t l m m s r c p 开发平台上并使用插件开发机制使之具有较好的模块独立性和扩展性。系统可以减 少企业信息冗余、增强信息共享和提高设计效率，具有较好的实用性 关键词：f l 孙t ；权限管理；文档管理；项目管理；r c p 开发 大连理工大学硕士学位论文 t h e d e s i g na n dr e a l i z a t i o no f p d ms y s t e m o r i e n t e dp r o d u c td e s i g n a b s t r a c t a l t h o u g hc a dt e c h n o l o g ye x t e n s i v e l yu s e dh a si m p r o v e dt h ee f f i c i e n c yo fe n t e r p r i s e s d r a w i n ga n dd e s i g n , i ta p p e a r ss o m op r o b l e m ss u c ha sl o wl e v e ld o c u m e n ts h a r i n g ，f i n d i n g v a l i di n f o r m a t i o nd i f f i c u l t l ya n dg u a r a n t e e i n gd o c u m e n t ss e c u r i t yh a r d l ye t c a l lo ft h e p r o b l e m sr e s u l tf r o ml a c k i n go fe f f e c t i v em a n a g e m e n to fp r o d u c td a t aa n dp r o c e s s t h o s e h a v ei n f l u e n c e dt h ed e s i g ne f f i c i e n c ys e r i o u s l y p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) i sj u s ta n e wt e c h n o l o g yo fs o l v i n gp r o b l e m sd c s c r i b e da b o v e i tg r o w su pw i t ht h ee n v i r o n m e n to f m o d e r np r o d u c td e v e l o p m e n t b a s e do nt h ea n a l y s i so fe n t e r p r i s o sd e m a n da n dt h ed e s i g n t a r g e tw i t ht h ep d mt e c h n o l o g y , t h i sp a p e rp r e s e n t sa l lo v e r a l ll a y e r e df r a m e w o r ko ft h e s y s t e ma n dd e t a i l st h ea n a l y s i so f s y s t e m sm o d u l a rs t r u c t u r ea n df u n c t i o n s f i n a l l yi tr e a l i z e s s o m em o d u l e so f t h es y s t e ms u c h 船u s e ra u t h o r i z a t i o nm a n a g e m e n t d o c u m e n tm a n a g e m e n t , p r o j e c tm a n a g e m e n ta n ds oo n t h em o d u l eo fu s e ra u t h o r i z a t i o nm a n a g e m e n ta n a l y z e st h ec o m m o n l yu s e dp r i v i l e g e s a c c e s sc o n t r o lm o d e l si nt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m i tu s e sr o l e b a s e da c c e s s c o n t r o lm o d e la n dr e s o u r c l a s s i f i c a t i o nm e t h o dt oa c h i e v ea ne f f e c t i v ea n ds i m p l em e t h o d i tu s e sg r o u p - b a s e du s e rm a n a g e m e n ts c h e m et or e d u c et h ec o m p l e x k yo ft h ea u t h o r i z a t i o n a n di m p r o v et h ee f f i c i e n c yo f m a n a g e m e n t t h em o d u l eo f d o c u m e u tm a n a g e m e n td e t a i l st h e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o na n a l y s i so f s t a t i ca n dd y n a m i cm a n a g e m e n tf u n c t i o n si n c l u d e d b a s i cm a n a g e m e n t ，s t o r a g em a n a g e m e n tt r a n s m i s s i o nm a n a g e m e n ta n dv e r s i o nm a n a g e m e n t e t c b a s e do nt h e s ef u n c t i o n sa b o v e ，t h es y s t e ma c h i e v e ss o m ec o m m o n l yu s e do p e r a t i o n s s u c ha sd o c u m e n ts i g n e di na n ds i g n e do u t ，i m p o r ta n db a c k u p ，s e a r c he t c 1 1 b em o d u l eo f p r o j e c tm a n a g e m e n te x p l a i n st h ed e f i n i t i o na n df u n c t i o no fi t i ta n a l y z e st h ea r c h i t e c t u r eo f t a s km a n a g e m e n tb a s e do nw o r k - f l o w , a n di m p l e m e n t st h ea u t o m a t i c e x e c u t i o na n d m o n i t o r i n go f p r o j e c tt a s k s s i m u l t a n e o u s l yt h es t r u c t u r em a n a g e m e n ti sr e a l i z e db a s e do nt h e p a r t sl i b r a r y 1 1 他s em o d u l e s f u n c t i o n sm e e tt h eb a s i cn e e d so fe n t e r p r i s e , a n dh a v eb e e n s u c c e s s f u l l yu s e di nt h ee n t e r p r i s e 1 r h i sp a p e ri sb a s e do nt h es y s t e mn a m e d p r o d u c td e s i g nm a n a g e m e n ts y s t e m ”w h i c h h a sb r o u g h ti n t op r a c t i c ea n dr u ni nt h ee n t e r p r i s e n 峙s y s t e md e s c r i b e di nt h ep a p e rh a sb e e n r e d e s i g n e db yf u r t h e rc o n s i d e r a t i o no f t h es y s t e mg e n e r i ca n dt h ef u n c t i o ni n t e g r i t y t h r o u g l l u s i n go b j e c t - o r i e n t e dd e s i g nm e t h o d o l o g ya n ds o f t w a r ed e v e l o p m e n ti d e o l o g ys u c ha sd e s i g n p a t t e r n , i tr e a l i z e dw i t hm o r ep e r f e c tf e a t h e r t h es y s t e mi s n 或r u c t c do nt h ep l a t f o r mo f - - i i i - 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 n e t b e a n sr c pd e v e l o p m e n ta n du s e dp l u g i nm e c h a n i s m , s oi th a sb e t t e ri n d e p e n d e n c ea n d s c a l a b i l i t yo f m o d u l e s t h es y s t e m 锄r e d u c er e d u n d a n c yo f e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n , e n h a n c e i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n di m p r o v ed e s i g ne f f i c i e n c y ，s oi th a sg o o dp r a c t i c a b i l i t y k e yw o r d s ip d m ：a u t h o r 缸a t i n nm a n a g e m e n t ；d o c u m e n tm a n a g e m e n t ；p r o j e c t m a n a g e m e n t ：r c pd e v e l o p m e n t i v 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意 作者签名：盔堕选e i 其t l ：! ! ：! 三兰 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名：蕉：塑擅。 新虢h 一 丑年卫月丛日 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 课题研究背景 随着计算机辅助设计( c a d ) 、计算机辅助工艺规程设计( c a p p ) 等先进设计方法的 应用和实施，企业的产品开发能力和市场竞争能力明显提高，并取得了较好的经济和社 会效益。但在产品研发过程中的设计数据和技术文档信息也呈现出爆炸性的增长，由此 产生了一些新的问题，这主要表现在以下几个方面 1 , 2 1 ： ( 1 ) 信息共享程度低企业中各个部门使用不同的c a x 系统产生产品信息，这些 由不同系统产生的产品信息之间缺乏有效的信息共享和利用，因而易形成“信息孤岛”， 使不同的部门的技术人员难以高效的利用它们。 ( 2 ) 信息反馈慢传统技术文档是纸介质且管理手工化，因此设计部门无法及时收 集工艺和制造部门反馈的新信息，发现的问题不能得到及时的处理。 ( 3 ) 难以查找有效的产品信息由于产品信息的爆炸性增长，技术人员在设计新产 品时需要查询类似产品的设计资料，而此时在传统工作模式下，整理、查询旧数据就古 用了很多的设计时间，而且可能造成不必要的重复设计，设计重用度低 ( 4 ) 产品信息的安全性产品的多样化数据，造成数据分散化、多样化，数据维护 和备份工作量大。由于目前没有能够对所有产品数据进行集成管理，对技术文件的浏览、 编辑操作无e t 志记录，不能有效地控制技术文件安全性另外也没有产品数据备份的有 效手段，不能有效地防止因为系统崩溃而造成的损失。 此外，还有许多有关产品数据管理方面的问题：例如，电子化环境的产品开发项目 的有效跟踪、如何确保使用产品数据的正确版本、如何保证各个部门之间技术数据的一 致性等。这些问题处理不当，都会对产品开发产生负面影响，阻碍计算机技术在制造业 的进一步深化应用。所以产品信息的管理问题已经成为进一步提高企业市场竞争力的关 键所在。 为了适用设计过程中信息的集成和管理，迫切需要一个有力的工具来管理整个企业 的产品信息和产品设计全生命周期的信息，这样产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t p d m ) 技术应运而生。产品数据管理( p d m ) 是以软件为基础，管理所有与产品相关的信 息( 包括电子文档、零部件信息、产品结构配置等) 和所有与产品相关的过程( 包括工作 流程和更改流程等) 的技术。它提供对产品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内 为产品设计与制造建立一个并行的协作环境。p d m 技术给企业的信息集成带来了全新 的解决方案。 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 p d m 的发展经历以下三个阶段：配合c a d 工具的p d m 系统，p d m 产品产生和 p d m 的标准化阶段p - 4 j ： ( 1 ) 配合c a d 工具的p d m 系统 早期的p d m 产品诞生于2 0 世纪的8 0 年代初。在当时，c a d 己经在企业中得到了 广泛的应用，但不得不将大量的时间浪费在查找设计所需信息上时，对电子数据的存储 和获取新方法的需求变得越来越迫切了。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软 件推出了第一代p d m 产品，这些产品的目标主要是解决大量电子数据的存储和管理问 题，提供了维护。电子绘图仓库”的功能。第一代p d m 产品仅在一定程度上缓解了“信 息孤岛”的问题，仍然普遍存在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。 ( 2 ) 专业p d m 产品 通过对早期p d m 产品功能的不断扩展，最终出现了专业化的p d m 产品，如s d r c 公司的m c t a p h a s e 和e d s 的i m a m 等就是第二代p d m 产品的代表。与第一代p d m 产 品相比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功能。如对产品生命周期内各种形式的产 品数据的管理能力、对产品结构的配置和管理、对电子数据的发布和更改的控制以及基 于成组技术的零件分类管理与查询等，同时软件的集成能力和开放程度也有较大的提高， 少数优秀p d m 产品可以真正实现企业级的信息集成和过程集成。第二代p d m 产品在 技术上取得巨大进步的同时，在商业上也获得了很大的成功。p d m 开始成为一个产业， 出现了许多专业开发、销售和实施p d m 的公司。这一代p d m 产品明确了p d m 在企业 中的地位即p d m 系统应当是企业设计和工艺部门的基础数据集成平台，p d m 系统和 其他管理系统如m r p 、m i s 等是相互协作的关系 ( 3 ) p d m 的标准化阶段 1 9 9 7 年2 月，o m g 组织公布了其p d me n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域的第一 个国际标准，本草案由许多p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m 、s d r c 、p t c 等， p d me n a b l e r 的公布标志着p d m 技术在标准化方面迈出了崭新的一步p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术就p d m 的系统功能、p d m 的逻辑模型和多个p d m 系统间的互操作 提出了一个标准。这一标准的制订为新一代标准化p d m 产品的发展奠定了基础。 尽管p d m 成为众多企业追求的目标，但由于我国企业与国外企业相比有其独特的 管理模式和生产方式，外国成熟的商品化p d m 软件往往不适合国内企业。从我国中小 型制造企业的实际情况看，中小企业由于受到经济实力，管理概念、技术基础等因素的 制约，采用完整的p d m 系统的条件并不成熟。因为中小企业规模较小，普遍缺乏资金 引进大型的p d m 系统，即使引进了p d m 系统，也可能只使用了其中小部分功能，造 成了巨大的浪费。另外，在p d m 实施过程中，需要企业提供管理及技术人员配合项目 2 - 大连理工大学硕士学位论文 的进展，有时出于项目的需要，还要增加额外投资用于购买各种硬件设备。所有这些因 素，对于国内一般的中小型制造企业来说，无论在时间上还是在资金上，都难以承受引 进国外大型p d m 系统。对于我国中小型制造企业来说，p d m 系统的实施应按效益驱动、 总体规划、分步实施、重点突破、分阶段实施的原则。因此，开发简便易行、适合国内 企业实情的p d m 系统具有积极的意义。 1 2 课题研究目的和意义 随着c i m s 应用示范工程和c a d 应用工程在全国的实施和c a d 技术的广泛普及， 企业对p d m 技术及系统的需求越来越大。p d m 作为企业信息化的基本集成框架，市场 前景将十分广阔。实施p d r m 系统可以提高企业的核心竞争力，表现在以下几个方面【l j ： ( 1 ) 全面提高产品开发效率企业引入p d r m 系统，可以避免技术人员花费大量 时间查找信息，通过数据检索就能迅速得到相关的产品数据信息，从而把更多的时间和 精力用在创造性的设计和开发方面。 ( 2 ) 保证产品数据的准确性和一致性p d m 系统的版本管理使所有用户达到数据 共享，并能做到实时同步更新，从而避免重复设计或数据矛盾的问题，而且涉及的历史 变更情况均有记录，能做到有据可查并且保证完整一致。 ( 3 ) 具备有效的职权管理机制p d m 系统允许生成和保存任何一个设计文本的多 个修订版本或改型设计，用户可以生成同一个设计的多个演化方案，每个版本和修订方 案都纳入严格有序职权管理机制之下。 ( 4 ) 保证有效的项目过程管理项目实施中的过程控制是p d m 系统的重要功能， p d m 系统能够通过自动数据发布和电子审批来有效控制项目的进展过程，可避免被忽 略或遗忘的弊端，使项目科学有序地如期完成。 ( 5 ) 提高企业的标准化水平实施p d m 系统能够提高零部件的标准化水平和重用 率，降低零部件的库存，提高资金的利用率。 本课题研究的目的是设计和实现一套使用方便、实施快速并且适应企业发展需求的 p d m 系统。该系统能够在数据库系统和客户机，服务器技术的支撑下，能够管理所有与 产品相关的信息和所有与产品相关的过程，具有文档管理、系统管理、项目管理、工作 流管理、产品结构管理等功能模块，保证设计生产数据的一致性、安全性和共享性，在 体系架构方面支持开放平台，具有可移植好，可扩展性好，支持异构环境等特点。这对 企业有效的管理产品数据和设计过程，提高产品设计效率、实现信息集成都有十分重要 的现实意义 一3 一 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 1 3 相关技术国内外研究现状 i 3 1 国外研究现状概况 国外p d m 研究早在2 0 世纪8 0 年代初期就开始了，目的是为了解决大量工程图纸 文档的管理困境，然后逐渐扩展到产品开发整个生命周期的产品数据管理问题。在2 0 世纪9 0 年代得到了迅猛发展，它是在数据库基础上发展起来的一门新兴的数据管理技 术。从国外现有的产品来看，p d m 技术和相关产品的发展已经在企业的实际应用中展 现出信息集成、提高企业管理水平及产品开发效率等方面的优势【9 ，1 0 j 。 s d r c ( $ t r u e m r a | d y n a m i c sr e s e a r c hc o r p o r a t i o n ) 的m c t a p h a s ee n t e r p r i s e t “j ，涵盖很 宽的企业需求范围，能够与其他的数据管理系统无缝集成。e ! v i s t a 是m e ! t a p b a s e 基于j a v a 客户端界面的用户接口产品，有了这个功能齐全的用户接口，m c t a p h a s e e n t e r p r i s e 的所 有p d m 功能就都能为具有w e b 浏览器( e t v i s t a 产品) 的用户所用，只要把j a v aa p p l e t s 下载到用户的浏览器即可e t v i s t a 能够按任务提供不同的i n t e r n e t 和i n t r a n e t 用户接口 给使用m c t a p h a s e 的各职能部门。借助e t v i s t a ，m e m p h a s e 允许用户在局域和全球范国 内分布产品和流程数据丹麦的d a n f o s sd r i 、r e s 已经实施了s d r c 的m e t a p h a s ee n t e r p r i s e p d m 系统，并使用基于j a v a 的e t v i s t a 作为用户接口。他们用这个系统来管理s a p 的 e r p ，c a d c a m c a e 图纸以及各种文档。通过使用m c t a p h a s ee n t e r p r i s e ，他们现在能 够访问基于j a v a 的产品目录，在线配置产品，并把定单直接传到d a n f o s s 的企业产品数 据系统( e p d m ) 中。这一系统使整个企业的运作效率得到极大提高。 u g s ( u n i g r a p h i c s s o l u t i o n s ) 公司的i m a n 。该产品包括两种模型：m a n w e b b r o w s e r 和i m a n w e br e v i e w e r 。i m a n w e bb r o w s e r 适合于那些不生成数据的用户，他们只用它 来浏览已经存放在数据库中的信息。i m a n w e br e v i e w e r 能使一些用户增加与存放在 i m a n 数据库中信息的交互。位于加拿大m a n i t o b a 的m o t o rc o a c hi n d u s t r i e s ( m c i ) 公司 借助于u g s 的i m a np d m 系统，大大减少了制造工时、物料清单、零件数和产品的生 产周期i m a n 也常用于销售工程和区域服务管理。 w t c ( w o r k g r o u pt e c h n o f o g yc o r p o r a t b n ) 的p r o d u c tc e n t e r ，其解决方案能为公司开 发、制造和市场各部门之间提供复杂c a d c a m 文件的协作和共享。该系统通过网络技 术在全国范围内的数据分布为公司的每个人提供即时、实时的数据资料。w t c 的安全 和修改管理能保证每个人通过企业的内部网络根据适当的版本号和修改级别访问正确 的文档。p r o d u c tc e n t e rp d m 系统容许产品设计人员和工程师管理、共享、跟踪和修改 产品开发过程中的各种产品数据和文档，包括文件版本和修改控制、图纸发布管理、工 作流程管理、工程物料清单管理以及柔性客户化的用户存取和集成。 大连理工大学硕士学位论文 另外，还有i b m 的e n o a p m ，w r c ( w o r k g r o l i p 砥h i i o l o g yc o 甲硪响n ) 的p d i l d c e l l l 盯等等。这些产品在世界各地的企业中使用着，并发挥着越来越重要的作用 1 3 2 国内研究现状概况 国内的p d m 软件产品的开发起步较晚，9 0 年代才引入中国。c a d 的应用推广，使 得许多企业正沿着“甩图板- 集成化产品信息管理 网络系统集成 c 咀s ”的技术路径， 分阶段、有步骤地全面展开目前国内许多企业c a d 已得到初步应用，而p d m 系统恰 好满足企业在“甩图板”、消灭蓝图之后，规范基础技术信息、发挥网络效益、共享工 程数据的需求，促进c a d 应用上层次、上台阶，为进一步推广和深化企业信息化打下 扎实的基础。经过几年的发展和国内外厂商的共同培育和引导，已经逐渐走向成熟。p d m 产品从体系架构到软件功能均有了很大进步，可以满足大部分制造企业在产品开发过程 中，对各类应用软件及文档进行管理，并实现向e r p 传输b o m 信息的功能。随者p d m 系统逐渐为国内所重视，国内许多软件厂商也看到了p d m 市场的巨大潜力，纷纷开发 出自己的p d m 产品h , i i 。 清华同方软件公司承担了国家8 6 3 自动化领域c d s 主题重大目标产品一“基于 c o r b a w e b 的产品数据管理系统”，该项目在c o r b a 、j a v a ，产品结构和产品配置 管理等方面进行了深入研究，力争使国产p d m 产品进入国际先进水平行列。 华中科技开目信息技术有限责任公司的k m p d m 系统，其基于三层体系结构，具有 项目管理，权限管理，任务管理，产品配置管理，图文档管理，邮件管理，工作流程管 理功能和日志管理等功能。在国内首先实现了产品的自动参数化配置，通过模块化大量 使用通用件，大幅提高了设计效率。利用j a v a 和中间件技术开发的基于浏览器的p d m 服务功能，使得企业能够进行分布式跨区域的管理工作其主要的功能介绍和使用方法 见文献l l j 与国外的同类产品相比，国内的p d m 产品普遍存在功能不够完善、开放性差等缺 点。要想真正和国外产品竞争，必须在功能、稳定性、开放性和引入新思想、新技术等 方面做进一步的努力。目前p d m 系统在国内外制造企业中都取得广泛的应用而且， 由于p d m 系统能够处理大量异构数据，故也在医疗保健、保险、建筑、电子、通讯、 航空，航天等其他领域得到了广泛的应用，并正逐步成为支持企业过程重组( b f r ) 、实施 并行工程( c e ) 、c i m s 工程和i s 0 9 0 0 0 质量体系认证等系统工程的使能技术。随着p d m 技术的不断发展，其应用的领域也会逐步扩大【】1 , 1 2 o 面向产品设计的p i ：) m 系统的设计与实现 1 4 本文的主要研究内容 本文依托太重减速机分公司企业实际项目“产品设计管理系统”的基础上，分析和 总结系统的不足，进一步提高系统通用性和完善性，初步完成产品数据管理系统的系统 开发：本文重点分析系统的构架设计以及用户权限管理、文档管理和项目管理等模块的 功能设计，提出相应的解决方案，并在此基础上完成了系统基础平台和p t 模块功能的 开发工作。本文主要的研究内容如下： ( 1 ) 第二章主要分析p d m 系统的体系结构和功能，研究采用插件体系结构思想构 建系统的基础平台的方法，使系统具有比较好的扩展性。然后分析了系统数据库设计原 则和数据存储接1 = 1 ，分析介绍系统采用的关键技术。系统将采用面向对象技术、u m l 和设计模式等设计方法，通过组件化的设计进行软件的开发工作。 ( 2 ) 第三章分析研究了信息管理系统中常见的用户权限访问控制模型，在比较各种 权限控制模型的优缺点的基础上实现一种比较合理的权限控制方案，实现基于用户组的 用户管理和基于角色的权限管理的设计。 ( 3 ) 第四章分析文档管理的主要功能和相应的关键技术，从减少模块之向的耦合性 分析文档管理模块的功能模块设计，包括文档的分类和模板管理、文档的版本管理、文 档的权限管理、文档存储管理、文档传输接口设计等，并且分析常用的操作功能。 ( 4 ) 第五章研究项目管理的基本功能和体系结构，主要分析项目相关的项目文档， 项目任务和产品结构树的设计和实现方法。项目文档基于文档管理功能实现；项目任务 基于工作流管理功能实现，实现项目任务的层次划分、工作流程的编辑和执行等；产品 结构树基于零部件库管理，实现了零部件库的管理功能和产品结构树的生成方法等。 ( 5 ) 第六章介绍系统的开发环境以及常用的系统界面、功能以及实现方法等方面的 情况，主要包括用户管理、文档管理、项目管理、项目任务管理和产品结构管理等模块。 - r 6 r 2 系统总体设计和关键技术 产品数据管理是以软件技术为基础，以产品为核心来组织管理c a d c a m c a e 数 据、文档以及审批等产品信息，实现对产品相关的数据、过程和资源的集成化管理的技 术从面向应用与系统支持的功能来看，一般包括文档控制、变更控制、配置管理、设 计检索与零件库、项目管理、数据传输与转换与系统管理等。从软件功能模块的组成来 看，一般包括电子数据存储和文档管理、工作流程管理、产品结构及配置管理、分类与 检索管理、项目管理、集成接口、用户化工具等。从实用的角度，p d m 系统应该确保 具有项目管理、电子数据存储和管理、灵活组织文件、支持多种文件格式、产品及产品 结构管理、工作流程管理、分类与检索、用户化工具、集成接1 2 1 等主要功能【2 j 2 1 系统总体设计 2 1 1 系统需求分析 通过对企业进行调研，基本掌握企业的实际工作流程、使用的辅助工具和其他具体 开发要求等。企业的具体需求等信息如下表2 1 所示。 表2 1 客户需求信息列表 f i g 2 1 t h ej i s to f c u l r o m e r sr e q u i r e m e mi a f o r m a t i o n 功能范围功能描述 系统相关羹鬟篙警量警霎纛黧瓣耋囊霎篇茎譬嚣张始性 将企业文档统一存放并进行有效的分类，能够进行版本控制功能 文档相关将已有图纸及相关文档规整到数据库中，有效利用资源 将文档与其描述的零部件相关联，便于文档的快速检索 能够根据现有的图档，自动生成产品结构实例树 产品相关 直观的显示产品结构层次并且能够直接编辑，能够输出打印b o n 能够对已有的设计案例进行快速模糊检索，实现快速变形设计 项瞅萎鬟喜誉塞翌嚣黧薹? 燃姜磊善蓑斯和雌 2 1 2 主流体系结构 p d m 的体系结构其实是p d m 系统的灵魂，决定了系统的可应用性、可扩展性等重 要特性。不同的企业应从其地域分布特点、功能需求、用户的数量等因素出发，选择那 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 些体系结构适合自身特点的p d m 系统，这样在实施中才能最大程度的确保系统实施的 成功。p d m 系统包含网络与设计服务层和功能定义层等。网络与数据服务层提供文件 传输、数据库存储服务，提供p d m 平台的底层功能。它屏蔽了异构的操作系统、网络 协议数据库之间的差别。功能定义层提供对象和规则定义服务、编程界面、编程接口。 利用这些定义服务，开发人员可以定义项目、子项目等对象，功能定义层还提供流程定 义、小组定义等服务 t 3 a 4 】。目前主流p d m 系统的体系结构如图2 1 所示1 2 ： ( 1 ) 支持平台层主要指异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、 数据库等支持环境。 ( 2 ) 核心服务层在c s 结构下主要是指服务器端。主要完成向下连接并操作数据 库功能，向上为p d m 应用组件提供服务，其核心是各种对象模型 ( 3 ) 应用组件层实际上是由调用基础服务的一组程序( 界面) 组成并能够完成一 定应用功能的功能模块，统一的用户界面也归入了应用组件层。 ( 4 ) 应用工具层主要指c a d 等过程设计领域软件、w o r d 等办公软件以及所有 p d m 以外的其他应用软件，还包括e r p 、c a p p 、c a m 等0 5 , 1 e l ，p d m 系统通过多种轰 式与应用软件实现集成。 ( 5 ) 实施理念层p d m 不是企业的经营管理模式而只是一种软件工具，它只有在 先进的企业运作模式下才能发挥作用。 实施理客层先进思想理念：c e 、c p e 、s 翻c r m ，v e 等 应应应 应用工具层 用用用 12n 语义级应用接口 w e bp r o t a l 互操作经应用接口 应用组件层 文 工 项过 应用 产品 零 用电 档 作结构件 户子 管 流 目 程 工具 与配 虚 权 商 管 管管 管理 置管 管 限备 理理理管模 理理理 理块 对象定逻辑规则数据操流程定权限定其他 核心服务层 定义服务作服务义服务义服务服务义服务 二警5 澉；畿辩系统，数据库 州? ! ，支持乎台层 ： 异构分布的硬件平台 。 ，。i 辐 图2 1p d m 的主流体系结构 f i g 2 1 t h ep o p m a ra r c h i v eo f p d m 町，s 1 加 一8 一 大连理工大学硕士学位论文 2 1 3 系统总体设计 通过分析系统的需求和主流p d m 系统的体系和功能结构，本文设计的系统包括以 下几个管理模块：用户权限管理、文档管理、项目管理、工作流管理和产品结构配置管 理等l l ”。其中应用层中与项目相关的资源管理构建在文档管理、零部件库管理和工作流 管理的基础之上。文档管理是系统的实现基础，主要作用是解决企业文档的管理困难等 问题；产品结构配置管理除了维护产品结构树之外，还需要维护零部件同文档管理的关 联；工作流管理为项目任务管理提供功能，提供流程的编辑和执行功能，通过流程的执 行可以产生新文档和更改文档；项目管理定义项目信息，并且监控项目进度等，将与具 体项目无关的管理功能独立出来，通过与是否与项目相关分为两部分，及应用层和功能 层，应用层中的管理功能构架在功能层的基本功能之上，功能层的基础功能相互独立， 不依赖具体的项目。 通过以上的分析，系统的功能结构需要按照一定的层次进行划分，尽量减少各个模 块之间的耦合性，对系统的资源进行有效的管理。将文档管理、产品结构配置管理中的 零部件管理，流程管理中独立于项目管理的部分作为系统的基础功能，应用层中管理功 能通过调用功能层的功能来实现项目文档、项目任务和产品结构管理这样将系统大体 分为三个层次：平台层、功能层和应用层。对于系统中易于变化的部分，如数据库接口、 产品结构导入导出接口等，采用接口和实现分离的方法，对于功能的具体实现可以插件 方式进行实现或扩展，先只需实现必要的基础功能模块。系统采用r c p 平台，通过插 件式开发方法扩展系统功能其实现结构图如图2 2 所示： 图2 2 系统总体架构图 f i g 2 2t h eo v e r a l la r c h i t e c t u r eo f t h es y s t e m 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 图2 2 中各层及其模块的具体功能如下描述： ( 1 ) 平台层主要提供插件系统、数据模型，数据操作接口和权限控制接口。插件系 统提供系统的扩展功能，通过插件可以将系统的各个模块连接起来，形成一个整体，另 外也可以不断的扩展功能。数据库和权限控制对于不同的用户可能有不同的需求，所以 这部分可能需要经常变动，为了使用不同用户的需求，这两部分系统只提供必要的接口， 对于具体的实现可以针对不同的用户的条件进行不同的实现。 ( 2 ) 功能层主要提供系统各个模块基本数据的维护，像用户管理、文档管理、流程 管理和零部件管理等部分的功能这些模块都是通过插件系统动态的加载的系统中的， 它们之问的功能基本相互独立，共同提供基础信息的维护功能和常用接口。用户管理提 供用户账号信息的管理并实现权限控制功能；系统管理提供如日志管理、公告栏以及邮 件管理等功能：工作流管理提供流程的编制和以及执行控制功能：零部件管理维护零部 件基本信息，能够对零部件信息进行层次管理。文档管理提供文档基本信息的维护，实 现文档的存储和传输管理的设计，并实现一些常用的操作，如导入备份等：项目管理维 护项目的基本信息，提供监控项目的进度等功能。 ( 3 ) 应用层主要是围绕项目进行管理，它是建立在功能层之上，靠功能提供的服务 和接口进行操作。常见项目管理包括三个方面的内容：项目文档、项目任务和产品结构， 这三个方面的功能最终都要通过文档管理、工作流管理和零部件管理来实现。 通过三层的划分，可以使系统具有良好的可扩展性和体系结构。通过将功能层和应 用层进行分离，可以使系统资源不依赖与具体的项目，可以实现资源的共享最大化，不 同的项目可以引用同一资源，而不会在系统中产生很多副本，实现资源的统一管理。 2 1 4 系统功能分析 本系统管理的资源种类比较多，所以功能也比较多。根据以上分析，采用模块化的 结构将系统的功能分为以下几个模块：用户权限管理、文档管理、产品配置管理、工 作流管理、项目管理和系统集成。各个模块提供不同的功能，操作不同的数据模型，其 中产品配置管理包括零部件库管理和产品结构树管理两个部分，而文档管理、零部件管 理和工作流管理为项目相关的应用层的相关管理提供基本功能。系统的功能结构图如图 2 3 所示。 ( 1 ) 用户权限管理用户和权限管理是产品数据管理系统的基础模块。系统除了对 人员的角色和账号通过用户管理功能进行管理外，还对用户、机构、文档以及项目进行 级别的定义和控制，可以按单位所配备的人员结构对不同的用户设置不同操作权限。另 外，用户还可以根据项目进行动态权限分配。 1 0 大连理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 文档管理 文档管理是系统的基本功能，包括文档管理的基本功能和文档检索 等操作，为产品结构管理和项目文档管理等其他模块提供支撑。通过建立统一的电子仓 库，可以安全地进行文档的创建、存储和访问权限控制。文档版本管理模块对文档在不 同的所有者之间流动的过程实施版本控制，保证数据的完整性和重复可利用。并且提供 模糊查询等方法检索文档和快速浏览文档，以及能够进行文档备份 图2 3 系统的功能和数据模型 f i e 2 3 t h ef u n c t i o na n dd a t am o d e lo f s y s t e m ( 3 ) 产品结构管理实现零部件库的管理和产品结构树的管理，对产品以统一的树 形结构管理。建立产品结构树，动态关联相关文档( 包括c a d 图档、说明书以及其它与 产品设计有关的数据资料等) ，有效、直观地对产品及其零部件的相关设计文档进行管 理，对产品设计资料进行检索，提供明细表的输出模块。系统采用产品结构树来存储产 品结构和设计过程中产生的数据可以通过产品结构树直接访问产品零部件的物料清单， 还可以对物料进行分类、汇总、统计等。 ( 4 ) 工作流程管理主要实现产品设计与更改过程的跟踪与控制，包括工程数据的 提交与修改或审批、文档的发布以及自动通知等。提供工作流模板编辑器，便于企业定 面向产品设计的p d m 系统的设计与实现 制工作流程，用户可以进行审批步骤的定义、负责人的指定。需要审批的文件会按照预 先定义的审批步骤