（机械制造及其自动化专业论文）基于corbaweb的产品信息管理模式研究(1).pdf

竞争和合作的国际化，假使企渡必须歼拓市场，充分祠用各地资源优势，形成企 监润紧密会雩# 。基于c o r b a 与w e b 技本熟固激蓉统黪够为产鼹基息共享积应爆集残 提供有力的支持，因此成为p d m 技术发展的方向。 本文在分耩c o r b a 分布式对象模麓纛w e b 投零懿罄疆土，提穗了基于 c o r b a w e b 技术的产鼎信息管理系统体系结构，建立了基于s t e p 标准的集成产品信 息模型，通过e x p r f _ s s 语言封数据库定义语言的映射蕊鲻，褥出了备论题模型的数据 库结构，然后提如了基于c o r b a 缎传豹w e b 数据库访闽方案，分耄吁了该模型在开发 基于w e b 的p d m 系统中的优点，并对c o r b a 组件的实现过程和方法作了详细说明， 绘蹬了基于p d m 系统熬应曩l 集藏方鬃，对p d m 与c a d 蓑统接疆鹣秀发送器了尝试， 最后简单介绍了所开发的软件原型系统。 关键谲：产蕊藩惠管理c o r b a 技术w e b 体系结梅s t e p 标壤 a b s t r a c t b e c a u s eo ft h ei n t e r n a t i o n a l i z a t i o no ft h ec o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o n , e n t e a w s e sh a v et o e x p a n d t h e i rm a r k e t sa n df o r mt h e i r c o m p a c tc o o p e r a t i o nw i t hu s i l 培t h ea d v a n t a g eo f r e s o u r c ea n d s h a r i n g t h e i n f o r m a t i o r t t h e p d ms y s t e m b a s e d o n t h e c o r b aa n d w e b t e c h n o l o g y b e c o m e s t h e d e v e l o p m e n to r i e n t a t i o n , b e c a u s ei t c a np r o v i d ep o w e r f u ls u p p o r tf o rt h es h a r eo ft h ep r o a u a i n f o r m a t i o na n dt h e a p p l i c a t i o ni n t e g r a f i o r l o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i so fc o r b a d i s w i b u t e do b j e c tm o d e la n dw e b t e c h n o l o g y , t h i s p a p e rp r e s e n t st h ea r c h i t e c t u r eo ft h ep r o d u c ti n f o r a m t i o nm a n a g e m e a a ts y s t e m t h ei n t e g r a t e d p r o d u c ti n f o r m a t i o nm o d e lb a s e do ns t e pi se s t a b l i s h e d t h ed a t a b a s es t r u c t u r eo ft h et o p i c m o d e l si si n f e r r e dt h r o u g ht h em a p p i n gr u l ef r o me x p r e s sl f l n g u a g et od a t a b a s ed e f i n i t i o n l a n g u a g e a n dt h e nt h ew e b d a t a b a s ea c c e s sp r o c e d u r eb a s e do nt h ec o r b a c o m p o n e n ti s p r e s e n t e d t h ea d v a n t a g e s o f t h em o d e li n d e v e l o p i n gp d ms y s t e m b a s e do nw e ba r ea n a j r z e da n d t h ei m p l e m e n t a t i o n p r o c , e d u l _ em a d m e t h o do f t h ec o r b a c o m p o n e n t a r ed e t a i l e dd e s c r i b e d t h e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o np l o c e 血eb a s e do nt h ep d ms y s t e mi sp r e s e a t e da n dt h ea t t e m p t st o d e v e l o pt h ei n t e r f a c eb e t w e e np d m a n dc a da i ep e r f o r m e d f i n a l l yt h ep r o t o t y p es y s t e mi s i n t r o d u c e ds i m p l y k e y w o r d s ：p d m c o r b aw e bs t e p 1 绪论 产品信息管理系统是随着制造技术、管理理念和信息技术的发展而逐渐发展起来 的一项先进管理技术。它为企业的信息集成提供了框架，是企业实施各单项计算机辅助 系统后进一步发展的必然趋势。本章首先介绍了产品信息管理系统出现的历史背景，然 后给出了产品信息管理系统的确切概念，并回顾了产品信息管理系统的发展历程，接着 讨论了产品信息管理系统的研究现状，通过分析现有产品信息管理系统的不足，指出了 产品信息管理系统的发展方向，最后概括地介绍了论文的选题背景和主要的研究内容。 1 1 产品信息管理系统出现的背景 从七十年代末起，为了在激烈的市场竞争中占有一席之地，许多企业开始采用各 种计算机辅助工具，如c a d 、c a m 、c a p p 等，并取得了显著的经济效益。但是，人 们发现，这些新技术提高工作效益的同时，也带来了一些问题，这主要表现在 i 】：信 息共享程度低，无法在设计、工艺和制造部门之间有效地实现信息传递和共享；信 息反馈慢；产品数据管理落后，对c a d 、c a m 、c a e 的数据管理采用过去的对纸质 文件的管理方法，对文件缺乏有效的版本管理：产品在设计早期不能全面考虑设计 后续的可制造性、可装配性、质量保证等多种因素，产品开发方式落后；应用集成 系统效率不高，几乎任何两个不同的应用软件都不可以直接分享或交换信息。于是，许 多学者开始研究c a d 、c a m 、c a p p 之间数据的自动传递和转换，以及产品信息的统 一、有序管理。 产品信息管理系统最初起源于c a d 工程图的管理。随着c a d 系统广泛、有效的 使用，c a d 文档的数量急剧增加，因此迫切需要一个功能强大的管理工具对这些文档 进行有效的管理。工程图管理系统就是在这种背景下产生的。最早的工程图管理系统主 要是基于文件系统的，稍后采用了数据库系统。随着数据处理技术的发展和制造企业计 算机技术的广泛应用，迫切需要使用一个统一的数据管理系统对不同应用系统所产生的 各种数字化文档进行有效管理。在c a d 应用领域，还对该系统提出了支持面向图形单 元进行产品建模的要求，采用这种建模方法的前提条件是建立c a d 标准件库。在实际 应用中，该系统还应该具备零件管理功能，包括对零部件的分类和产品结构配置进行管 理。在产品开发和设计过程中，还提出了对各种不同计算机应用系统进行进度控制的要 求，所以，又开发了工作过程控制功能。为了满足上述各种要求，于是就逐渐形成了用 来进行数据和过程管理的各种构件，最终组成了完整的产品信息管理系统嘲。 亟迨塞差王g q 堕垒盟! 笪主昌筻皇笪垄蕉萎堑塞 1 2 产品信息管理系统的概念及发展历程 1 2 l 产品信息管理系统概念 2 0 世纪8 0 年代初，人们在应用各单项计算机技术的过程中，逐步认识到产品信息 管理的重要性。但是，由于当时技术发展水平的限制及不同应用领域的需求不同，人们 对产品信息管理技术的理解与实施存在着很大的差别。直到9 0 年代中期，学术界和工 程界才取得一致，将p d m ( p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t ) 作为产品信息管理的统一名称。 p d m 技术的应用发展很快，人们对它很难作一个统一的定义。主要致力于p d m 技 术和计算机集成技术研究与咨询的国际咨询公司c i m d a t a 给出的定义是圈：“p d m 是一 门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。”1 9 9 5 年9 月，g a m 埘 g r o u p 公司的d b u r d i c k 在所作的( c i m 策略分析报告一文中将p d m 定义为 4 1 ： “p d m 是一个使能器，它用于在企业范围内构造一个从产品策划到产品实现的并行化 协作环境( c o n c u r r e n ta r t - t o - p r o d u c te n v i r o r a n e n t ，简称c a p e ，由供应、工程设计、制 造、采购、市场与销售、客户等构成) 。一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、 交流以及维护产品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产品相关的所有异 构数据，如图纸与数字化文档、c a d 文件和产品结构等。”目前学术界和工程领域对 p d m 的理解基本上达成了共识，即产品信息管理以软件为基础，是- - 1 7 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。它提供了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化的协作环境f 4 】。 1 2 2 p d m 技术的发展阶段 ( 1 ) 配合c a d 工具的p d m 系统 第一代p d m 产品大多是由各c a d 供应商推出的配合c a d 产品的系统。这一代 p d m 产品的功能主要局限在工程图纸的管理，集成的工具主要是专用的c a d 系统。第 一代p d m 产品解决了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，在一定程度上缓解了“信息孤岛”的问题，但没有真正实现企业级的数据和过 程集成，同时第一代p d m 产品普遍存在功能较弱、开放程度不高、集成能力不强等缺 陷。 ( 2 ) 专业p d m 产品 第二代p d m 产品以s d r c 公司的m e t a p h a s e 为典型代表，这一代p d m 产品功能强 大，少数产品真正可以实现企业级的信息集成和过程集成，同时软件的开放性、集成能 力大大提高。 这一代p d m 产品明确了p d m 系统在企业信息系统中的地位。p d m 系统应当是企 一2 亟主堡塞蕉王生q 塑垒堂! 笪主曼焦星笪堡夔萎堑窒 业设计和工艺部门的基础数据平台，各种c a x 应用如c a d 、c a p p 、c a e 通过p d m 进 行集成，以p d m 作为企业设计和工艺的数据管理中心和流程管理中心。第二代p d m 产品真正使p d m 的概念深入人心，p d m 的功能获得广泛认同，同时第二代p d m 产品 在技术上有巨大的进步，商业上也获得了成功。 ( 3 ) p d m 的标准化阶段 1 9 9 7 年6 月国际o m g 组织公布了基于c o r b a 的p d me n a b l e r 草案，这一草案就 p d m 系统的功能、p d m 系统的逻辑模型和p d m 产品之间的互操作性等方面的问题提 出了一个标准，虽然这一草案仍然比较粗糙，但它毕竟标志着p d m 产品的标准化走出 了第一步。 1 9 9 7 年p t c 公司推出了新一代p d m 产品w 酬l ，它是一个完全建立在i n t e r n e t 平台、c o 砒蛤和j a v a 技术基础上的产品。w i n d c b i i l 的出现使人们近年来关于新一代 p d m 产品的构想变成了现实，所以w i n d c h i l l 一经推出就获得了广泛的关注。 1 3 产品信息管理系统的研究现状 1 3 1国内外的研究现状 从上一节的分析可以看出，产品信息管理技术自七十年代诞生以来，在计算机技 术和新的企业需求这两大因素的推动下，功能不断完善，逐渐成为企业进行系统集成的 框架和平台。p d m 技术的研究与应用在国外已经非常普遍，也出现了很多优秀的商品 化软件，国内的南京同创系统集成有限公司、武汉华中软件公司、武汉开目公司也在从 事这方面的研究【4 5 】。 ( 1 ) 美国u g s 公司的i m a n 1 m a n ( i n f o r m a d o nm a n a g e r ) 是企业级的p d m 产品，主要用于管理产品整个生命周 期内的全部信息，包括整个企业范围内所涉及的有关产品信息的全部内容。i m a n 系统 由数据仓库( d a t av a u l t ) 与文档管理、工作流程管理、产品结构管理和系统管理等部 分组成，这些功能模块帮助企业管理和维护产品数据。系统还提供集成工具包i t k ，帮 助企业把第三方的应用系统集成或封装到i m a n 的系统中。i m a n 与e d s u g s 公司的 三维模型c a d 软件u g 系统具有紧密集成的关系。作为1 m a n 的一个子集，u g m m l a g e r 将有效地管理u g 的装配件和数据。i m a n 系统主要用于汽车、航空和家电行 业。i m a n 还支持分布式的p d m 系统，应用在不同的地区，管理着多种多样的应用程 序，在每个地区可以有成百上千个用户。 ( 2 ) 美国p t c 公司的o p t e g r a o p t e g r a 原是美国c v ( c o m p u t e rv i s i o n ) 公司的p d m 产品，1 9 9 8 年被美国p t c 公司 - 3 一 亟主迨窒蕉王q 曼曼型吐鲍主旦焦星笪垄送塞婴塞 一 收购。它包括- - + 8 l 块：t d m 模块可以用来存储、浏览和查询企业内部任何类型的信 息；工作流程管理软件帮助企业用电子化手段，捕捉和管理整个经营过程中的全部信 息，通过工作流程管理，企业可以描述复杂的工作流程以及启动与监督整个实施过程； 产品配置管理软件给整个企业环境提供了全面的产品配置管理手段，涉及到的数据包括 工程设计、生产制造、维修服务、采购供应和市场销售等部门，还提供了不同版本变形 产品的结构配置，使企业中各个部门从中获取统一的b o m 。 ( 3 ) 美国p t c 公司的w j n d c h i l 】 美国p t c 公司在原有的p d m 产品i n w a l i n k 基础上，推出了新的p d m 产品 w i n d c h m 。w i n d 出u 主要包括两部分，即w j 以c b i l ii n f o m m t i o nm o d e l e r 和w j n d c b i l 】 f o u n d a t i o n 。w i n d c h i l li n f o r m a t i o nm o d e l e f 是w m d c h i l l 进行企业信息建模的分析和设计环 境。w i n d c h i l lf o u n d a t i o n 是w 缸l d 硼各个功能模块的系统基础框架，基于w i n d c h i l l f o u n d a t i o n 建立的主要功能包括文档管理、生命周期管理、工作流管理、产品结构管 理、视图管理、变更管理和客户化应用等。 ( 4 ) 美国s d r c 公司m e t a p h a s e m e t a p h a s e 是一个企业级的产品数据管理系统。它具有很强的数据管理功能，包括 电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、工作流与过程管理、零部件分类与查询、 工程更改管理、图像服务等功能。通过m e t a p h a s e 提供的面向对象的集成开发工具，可 以实现外部应用系统与m e t a p h a s e 软件系统的封装。同时，运用软件系统提供的定制工 具，还能对系统初始数据模型进行扩展，满足不同企业的特殊要求。目前，s d r c 公司 的m e t a p h a s e 软件支持i n t e m e t ，支持多平台、多操作系统的异构网络环境。 ( 5 ) 美国m m 公司的p m 美国i b m 公司的p m ( p m d u a - - m a n a g e f ) 是产品数据管理的应用软件，主要管理 产品数据以及产品开发过程和更改过程。p m 有以下模块：产品文档指导、产品管理指 导。p m 还提供了下述可选模块：增强性产品文档指导、集成产品管理和 p l d 廊晒峦心j e 】隙、c a t i a 、 c r 0 、c a d a m 、a m o c a d 等图形软件。还提供了集成 化的产品数据和高级本地化环境。p m 可集成到产品开发环境中，提供了一个扩展或修 改系统数据模型的虚拟环境。 ( 6 ) 南京同创公司的同创p d m 系统 南京同创系统集成有限公司白行研制开发的同创p d m 系统，采用先进的三层体系 结构( c l i e n t w e bs e r v e r d bs e r v e r ) ，运用面向对象及数据库技术，以满足不同用户的 需求，较好地实现了p d m 应具有的各种功能。同时充分考虑了系统的开放性、通用性 及与其它信息系统的可集成性，因此具备技术起点高、实用性强的特点。 ( 7 ) 武汉华中软件公司的i n t e p d m i n t e p d m 是武汉华中软件公司的企业级产品产品数据管理系统。i n t e p d m 采用面向 4 亟迨窒董王g q 坠垒型业笪主旦垡星笪垄燕塞堑錾 对象技术和客户机朋艮务器体系结构，面向与产品相关的所有数据和所有过程，通过任 务驱动的过程管理，以项目管理的方式将产品数据、设计活动、人员组织和应用工具统 一组织和管理起来。 ( 8 ) 华中开目公司的开目p d m 开目p d m 系统是开目系列软件中具有核心地位的图档管理软件，开目p d m 系统 通过与开目c a d 、开目c a p p 的配合，可以进行整个产品生命周期的信息管理，并与 开目m i s 系统实现信息交换，从而实现完整的企业级解决方案。 从以上分析可以看出，国外的p d m 软件相对成熟，功能完善，有些可以实现与特 定c a d 软件的紧密集成，提供了应用封装接口，有些采用了先进的体系结构，支持 i n t e m e t 和异构网络环境：而国内开发的p d m 产品功能相对简单，具有文档管理等功 能，也有的采用三层结构，运用面向对象及数据库技术，提供了相当的开放性、通用性 和可集成性，但是从总体上来讲，在产品功能、规模等方面与国外产品尚有一定的差 距。 1 3 2 现有产品信息管理系统的不足 通过上一节对产品信息管理系统的国内外研究现状的分析，可以看出现有产品信 息管理系统存在以下不足： ( 1 ) 难以支持异地协同设计、制造过程 现有的p d m 系统大多基于局域网，对于一个规模较小、所有应用集中于本地的企 业，它能够较好的满足其应用需求。然而，随着市场竞争的愈演愈烈，企业纷纷扩大规 模，从而形成了许多跨地区，甚至是跨国企业，产品的开发过程也相应变化为一个由多 个领域专家在多个不同的地点通过先进的通讯技术进行协同设计的过程，这就要求作为 企业集成框架的p d m 系统能够提供对于远程数据库及应用系统的访问能力。 ( 2 ) 系统升级、维护困难 现有的p d m 系统大多采用客户朋艮务器体系结构，在这种体系结构下，服务器端的 数据库往往直接针对客户端的应用需求进行设计，两者之间的结合过于紧密，这样，当 客户端的应用发生变化时，往往会引起数据库的大幅度改变；另外，原有的p d m 系统 在分析和设计过程中大多采用了模块化的思想，虽然各模块之间相对独立，然而模块内 部的各功能之间具有很大的依赖性，这样，一个局部的功能更改往往会造成整个模块的 重新设计。随着p d m 应用的不断深入，p d m 的内涵和外延不断扩展，它的功能也随之 不断的扩充和变化，这就要求p d m 系统具有很好的可扩充性和可维护性，现有的p d m 系统难以适应这种需求。 ( 3 ) 界面风格不一，操作复杂 p d m 系统的用户覆盖产品生命周期的各个环节，其用户数量众多，并且层次不 亟主鲨窒茎王曼q 堡垒笪型吐丝兰虽焦星笪墨夔塞丝窒 一，这就要求p d m 系统具有简单的界面风格。现有的p d m 系统大多界面复杂，操作 繁琐，这对于p d m 系统的实旌和普及造成了一定的障碍。 ( 4 ) 对应用系统的集成深度不够 p d m 作为c a d c a p p c a m 等c a x 技术的集成平台，应能实现对各应用系统的无 缝集成。现有的p d m 系统虽然也提供对应用系统的集成能力，但大多采用对应用系统 封装的方式，即在p d m 系统中应用o l e 控件，激活并启动相关的应用系统，这种方式 远未达到c a d 、c a p p 、c a m 与p d m 之间对信息平滑传递的需求。对于完全的集成来 说，应能在p d m 中直接调用各应用系统的函数，进行相关操作，以实现系统之间数据 交换和消息交换。 1 3 3 产品信息管理系统的研究方向 随着p d m 应用的迸一步深入，其概念的内涵和外延发生了深刻的变化，它不再仅 仅是c a d 、c a m 、c a p p 等单项计算机技术的集成工具，而是作为企业实施各种先进 制造理念的信息集成框架，为计算机协同工作提供所需的信息平台旧。 通过对并行工程、敏捷制造等先进模式下产品信息集成需求的分析，以及对各种 现有产品信息管理系统不足的研究，可以看出新一代产品信息管理系统应具有良好的集 成性和开放性，主要体现在系统可移植性、可扩充性、互操作性、可裁剪性等方面。当 前，对产品信息管理的研究需解决如下主要问题： ( 1 ) 建立统一、集成的产品信息模型 作为企业的信息集成框架，产品信息管理系统应能将企业生命过程中所有与产品 相关的信息集成起来统一管理，从而保证产品数据在其整个生命周期内保持一致、最新 和安全，为工程技术人员提供一个协同工作环境，实现对并行工程、敏捷制造等先进制 造模式的支持。 ( 2 ) 产品信息模型标准化 目前的c a x 系统大多建立在不同的数据模型上，采用不同的数据格式，它们之间 的数据交换和共享存在着困难。即使是声称支持c a e c a d c a m c a p p 产品信息集成的 商品化软件如u g i i 和脚矾涎j n o e r 也不能完全解决企业内部产品信息的一体化问题。 这些问题在支持敏捷制造的动态企业联盟中表现的尤为明显，动态联盟内的各企业，它 们所采用的硬件设备、应用软件、数据标准千差万别，要实现各企业之间的c a x 、 p d m 系统的互操作，建立基于标准的产品信息模型是必由之路。 ( 3 ) 支持异构、分布的产品开发环境 在产品开发过程中，各领域专家往往借助于不同的应用软件工具参与设计，而支 撑这些不同功能应用软件的硬件( p c 机、工作站) 和操作系统( w i n d o w s 、u n i x 等) 往往也存在某些差别。同时，参与设计的人员可能属于不同的部门或不同的地域，甚至 6 亟主逾塞茎王曼q 垦曼垒型生笪主昌垡星笪垄夔塾堑窒 是不同的国家，因此，产品的开发环境是一个地理上分布的环境，且很可能采用了不同 的网络协议。在动态联盟企业中，产品开发环境的异构性、分布性表现得尤为明显。 ( 4 ) 采用分布式对象框架 开放性和集成性是产品信息管理系统永远追求的目标，也是评价产品信息管理系 统性能好坏的重要指标【1 1 】。为了适应并行工程、敏捷制造等先进制造模式对系统开放 性和集成性的需求，p d m 必须能屏蔽系统在硬件、网络、操作系统、应用软件等各个 层次上的异构性，从而使分布在各地的功能模块能够很好的协同工作。分布式对象技术 很好的解决了这一难题，它为应用系统提供了一个集成框架，通过“软总线”机制屏蔽 了系统在硬件、网络、操作系统、应用软件等各个层次上的异构性，实现了组件的“即 插即用”。 1 4 本论文的课题来源及研究内容 本课题来自国防科技重点实验室基金试点项目基于c o r b a 技术和w e b 技术 的产品信息管理模式研究。研究的目的在于实现产品全生命周期的信息共享与交换，使 得企业中各种c 觥黼a p p 肥a e 软件能够实现真正集成，动态联盟的各成员能够实 现无缝通信和产品信息共享，实现并行工程中的实时产品信息交换与共享。 本文以c o r b a 技术和w c b 技术为关键使能技术，提出了基于c o r b a w e b 的 p d m 系统的三层体系结构，着重研究了相关的数据库访问和应用集成问题，主要内容 如下： ( 1 ) 首先总结了p d m 系统的主要功能，通过分析c o r b a 分布式对象模型和w e b 技 术，提出了基于c o r b a w e b 技术的产品信息管理系统体系结构，与传统的基于c s 结 构的p d m 系统相比，系统的开放性、可操作性、可移植性、可扩充性、可维护性及稳 定性都有了很大的提高。 ( 2 ) 集成产品信息模型是对产品的形状、功能、技术、制造和管理等信息的抽象理 解和表示，分析了产品信息的内容和分类，分析了现行产品信息建模的基本方法，包括 产品几何建模和产品特征建模，总结了它们各自的优缺点和适用场合，建立了基于 s t e p 标准的集成产品信息模型，采用了面向对象的信息组织方法，定义了产品实体和 产品实体之间的关系，用e x p r e s s - - g 图对论题模型进行了描述，并分析了e ) ，r e s s 语言到数据库数据定义的映射规则，在此基础上得出了论题模型的数据库结构。 ( 3 ) 传统的w e b 数据访问方案难以做到高效性和平台无关性，c o r b a 组件技术可 以扩充基于w e b 数据库的访问能力，首先分析了c o r b a 组件模型的优点，总结w e b 数据库访问方式的演进，提出了基于c o r b a 组件的w e b 数据库访问方案，分析了该 模型在开发基于w e b 的p d m 系统中的优点，并对c o r b a 组件的实现过程和方法作了 - 7 一 亟主堡塞垄王q 堕堂! 塑主曼篮星筻垄垡萎婴塞 详细说明。 ( 4 ) 首先讨论了集成的基本概念，通过分析p d m 的特点，指出p d m 可以作为企业 系统集成的框架，把c a d 、c a m 、c a p p 等各种功能软件有机地结合在一起，从而保 证系统内信息的畅通和系统的协调运行，随后分析了企业进行应用集成的主要形式，并 且根据基于c o r b ，、) l ，曲的p d m 系统的实际特点，给出了基于c o r b 俺，e b 的p d m 的应用集成方案。针对p d m 与c a d 系统的接口，详细分析了该接口的功能模块，并 针对目前应用广泛的a u t o c a d 系统，开发了基于浏览器的文件上载和信息提取模块。 最后简单介绍了软件原型系统的功能模块。 亟圭造塞薹耋曼q 鹜逸塑趁主釜蓬童萱鹜蕉茎受壅 2 基于c o r b a w e b 技术的产品信息管理系统体系结构研究 激黧鹃国际竞争键傻企盈采用薪技术黻提高产赫并发永平，诗篓梳阕络帮信惫处 理技术的发展，打破了企业在地域上的界限，推动了企业产品开发模式的改变。制造业 将孤单一众业或众监集黼为主的竞争发展为完全调耥、多企业共间合作的全球化生产体 系阅的竞挚，全球化的敏捷制造系统将成为2 l 世纪豹主黉制造模式。送对管理产品开 发过程的产品数据管理系统提出了新的要求，如解决分布环境下的信息挟享和集成异构 分巍熬应禳系统等，蒡爨健遴了产品偿意警耀系统体系结搀熬演变。 2 1 产晶信患管理系统的功糍分耩 p d m 技零楚耱运行在系绞敦磐半台上憝集戏各魏痰瘸软佟数据鞫工捧滚程蕊、 基于数据和数据流程的软件框架。p d m 系统覆盖产品生命周期的全部信息，为企业提 供了稀宏观管壤和控翻所有萄产晶籀关静信怠静梳涮。它依撂念局信惑共享的疑点， 为不同地点、不i 闭部门的人员蓉造了个虚拟协同的工作环境，是所蠢信息的主要载 体，在产晶开发邋程中。可以时它们j 行戗建、管瓒和分教。从p d m 猩制造渡的应掰 馕掇分辑，其功熊摸块如图2 ，l 掰示口“u 1 2 , 1 3 4 1 。 图2 1p d m 的功能模块 2 1 1电予仓库与文档臀理 所谓电子仓摩，是衣p d m 中实现某种特定数据存储机制的元数据( 管理数据的数 据) 库及其管理系统。玄保存掰有与产| 舄据关豹物理数据秘文终的元数据，以及摆囱物 理数据和文件的指针。该指针指定存放物理数据的数据库记录和存放物瑷文件的文件系 - 9 亟堡塞茎王g q 墨星垒凸坚! q 丝主虽鱼星笪垄堡塞堑窒 统与目录。p d m 通过建立元数据与物理数据的联系，并将这种联系与元数据保存在电 子仓库中，从而达到快速检索与节省存储空间的目的。 文档管理的功能包括： ( 1 ) 文档对象的浏览与导航 该功能可按对象属性进行文档查询，即可根据文档的类型、名称、状态、所属的 项目、文档所有者等属性进行查询，也可根据文档与零部件的关联指针，查询该文档描 述的零部件情况。文档对象的浏览与导航能满足p d m 用户方便、快捷地查询并获取所 需的当前或过去的技术资料的需要，尽量减少或杜绝重复设计，从而可以大大缩短系列 产品以至新产品设计的时间。 ( 2 ) 文档的分类归档管理 该功能可以对不同类型的文档进行分类查询、归档和管理，一方面缩短了信息查 询的时间，另一方面使得相关产品信息的描述更直观、更清晰。 ( 3 ) 文档的版本管理 通过文档的版本管理，可将文档的每一次变化设置为不同的版本，建立不同版本 间的对应关系，以保证在特定的时间阶段对应特定有效的数据。 p d m 系统提供的电子仓库和文档管理功能提供给用户一个集成的电子环境。在这 个电子环境中用户可以完成与产品数据相关的所有操作，包括产品数据在集成的电子环 境中的生成、修改、删除、存储和引用。在这个集成的电子环境中还可以定义各种访问 权限，定义仓库的具体位置和大小，构造整个系统的固定参数。 2 1 2 产品结构与配置管理 产品结构与配置管理作为产品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库为底层 支持，以材料咀细表b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ) 为其组织核心，把定义最终产品的所有工 程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理与控制，并在一定目标或规则约束 下，向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述，如设计视图、装配视图、制造 视图和计划视图等。 产品结构管理的主要功能是对产品的概念设计结构、功能模块组成结构、机械组 成结构及材料清单b o m 进行管理，实现计算机辅助设计及生产管理系统的接口，为 p d m 的产品配置和过程管理提供结构数据及相应支持文档。通过把产品分解为装配 体、子装配体和零件，可以逻辑地描述一个产品的组成关系。b o m 表实际上描述了除 几何信息以外的全部产品信息，可以用c a d 几何模型、各种分析计算结果、测试细 则、测试结果、工艺文件、工装设计、n c 加工程序和文本说明等来描述b o m 结构之 间的关系。 产品配置管理的主要功能是在产品结构管理的基础上，对单一产品定义的不同方 亟主迨塞蕉王竺q 盟垒凸坚生笪主曼焦星萱堡塑塞堕丕 面进行管理和配置，对各种不同工作阶段产生的与产品结构有关的数据进行管理，以使 人们了解组成产品的零部件间的相互关系、零件基本数据之间的关系、产品文档数据与 产品工作流间的关系等重要信息。产品配置是编制产品结构清单的一种手段，它特别适 用于多规格品种、零部件通用性强的系列化产品。产品配置模块能够使企业的各个部门 在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置，并且对应不同系列的产品定义，生成相 应的产品结构表。 2 1 3 工作流程和过程管理 工作流程和过程管理w p m ( w o r k f l o wa n dp r o c e s sm a n a g e m e n t ) 是一个关于产品数据 是如何建立和修改的主动的过程管理。它用来定义和控制数据操作的基本过程，主要管 理当用户对数据进行操作时人与人之间或活动与活动之间的数据流向，以及在一个项目 的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动。用户可以建立串行或并行的工作流程，技术 人员可以并行地协调工作。当用户进入自己的工作界面时，就可以看到最新的工作任务 列表清单，项目负责人可随时查看整个项目的执行情况。w p m 的处理重点是与产品数 据相关的任务。通常w p m 具有下述三种主要功能。 ( 1 ) 任务管理 任务管理主要管理某人在某时对哪些数据对象做了哪些事情，对其它哪些数据产 生影响，应该通知哪些人。 ( 2 ) 工作流程管理 工作流程管理是对产品数据及其引用传递和流动的过程的管理。在此可以建立串 行或并行的工作流程，将产品研制过程中的拟、审、批、签流程以及产品更改的审批过 程全部通过电子程序有序进行。当用户进入自己的工作空间时就能看到最新的工作任务 清单，审、批、签等人员可按预先制定的流程进行签署并可在备注栏附上签署意见，项 目负责人则可随时查看整个项目的执行情况。 ( 3 ) 工作历史管理 工作历史管理提供了一种审查记录数据、帮助用户了解产品项目开发的历史情况 的手段。在现有产品开发工作流程的基础上，制定新的产品项目的工作流程和过程，工 作历史记录可以作为重要依据。 工作流程管理包括设计审批流程管理和更改流程管理。不同的企业可以依据企业 的工作习惯预先指定审批步骤，确定各个工作阶段的先后次序及对应的审批人员和角 色，同时规定审批通过的规则，可以是全部一致同意、多数同意，也可以是一票同意或 否决等模式，这些由企业自己选择。更改流程管理类似于审批流程管理。 2 1 4 零件分类管理与检索 硕士论文基于c o r b a w e b 的产品信息链堡模式砸塞 零件分类管理就是将企业的零件按照相似性( 如结构形状相似或制造工艺相似 等) 原则划分成若干类，分别加以管理。它的主要目的是对已有设计信息( 包括产品及 其相关的文档信息) 进行归类管理，为最大限度地重用现有设计成果开发新的产品提供 支持。 零件分类管理提供的基本功能包括： ( 1 ) 基于属性的相似零件和文档对象，以及基于属性的标准零件和文档对象检索功 能。这一功能提供按照零件族所有特征参数( 属性) 检索或查询的方法，同时也可以按 照单个特定参数或几个属性进行检索。 ( 2 ) 建立零件、文档对象与零件族的关系。 ( 3 ) 定义与维护分类模式( 如分类码、分类结构、标准接口等) 的基本机制。 ( 4 ) 定义与维护缺省的或用户自定义属性关系。 2 1 5 工程变更管理 工程变更是在制造业的生产过程中经常出现的重要活动，特别是在航空、航天、 汽车等领域。工程变更必须有规范的过程约束与流程控制，所以与流程管理是紧密联系 在一起的。工程变更包括工程变更请求和工程变更指令两部分内容。在提出更改请求 时，要求说明更改原因，指明更改内容，并将更改请求提交流程管理部门进行审核与审 批，只有通过审批签发的更改请求才能赋予实旖。在接到正式的更改单后进行修改，原 信息修改完毕后，要求通知相关人员，并要求修改相关影响的信息。 2 1 6 项目管理 项目管理是一种为了在确定的时间范围内，完成一个既定的项目，通过一定的方 式合理地组织有关人员，并有效地管理项目中的所有资源( 人员、设备等) 与数据，控 制项目进度的系统管理方法。 项目管理包括两个方面。其一是项目组织，即根据项目的特点和项目计划，围绕 项目合理组织项目中的人员，有效管理项目所需的各种资源和数据，保证项目按计划顺 利完成。其二是项目控制，即围绕项目跟踪其进度，掌握其各项工作现状，以便进行适 当的资源分配和进度调整。在具体实施项目的过程中，随时对项目进行跟踪，以使项目 按计划规定的进度、技术指标完成，并提供现阶段工作的反馈信息，以利后续阶段的顺 利开展和整个项目的完成。 2 1 7 集成工具 为了使得不同的应用系统之间能够共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统 一管理，要求把外部应用系统封装或集成到p d m 系统中，并提供应用系统与p d m 数 亟圭迨塞薹王q 圣旦笪型生墼主曼焦星笪翌蕉立堑基 据库以及应用系统与应用系统之间的信息集成，这一功能需要p d m 系统提供集成工具 以便在此基础上进行集成开发。 2 2 关键使能技术 分布式对象技术、w e b 技术两者的有机结合，导致了整个应用系统的体系结构从 过去的c l i e n f f s e r v e r 主从结构向灵活的多级分布式w e b 计算模型演变。p d m 作为c i m s 应用系统的集成框架，要能够集成不同环境下的应用系统。把c o r b a 与w e b 相结合 引入到p d m 系统中，已经成为一种趋势。 2 2 1 分布式对象技术 分布式对象技术是面向对象技术和分布式计算模式结合的产物，它采用面向对象 概念组织、管理网络计算，支持面向对象的多层客户机服务器模型，可以在不同机器 的对象问相互传递消息，共同协作实现系统功能【1 5 】。 分布式对象技术已经在实际中得到了广泛的应用，当前该领域主要有以下三个技 术规范：o m g 组织提出的c o r b a ，m i c r o s o f t 发布的c o m d c o m ( c o m p o n e n to b j e a m o d e l d i s t r i b u t e dc o m ) 和s u n 公司的j a v a r m i 。 m i c r o s o f t 的c o m d c o m 有较好的语言无关性、集成性和扩展性，产品成熟度比其 它主流技术要高，但可移植性较差，主要是在微软的操作系统上运行；s u n 公司的 j a v a r n f l 有较好的平台无关性和可移植性，但是仅局限于j a v a 语言；c o r b a 对异种语 言和异构软硬件平台都提供了支持，有较好的兼容性和互操作性【旧。由于产品信息管 理系统的工作环境是一个分布异构的环境，因而在本系统的实现中采用了c o r b a 技 术。 2 2 1 1 c o r b a 技术简介 c o r b a ( 通用对象请求代理体系结构，c o m m o n o b j e c t r e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ) 是对象管理组织o m g 制订的面向对象的应用程序体系规范，是分布式计算技术的最新 发展成果。c o r b a 模型的关键之处在于客户通过一个封装得很好的接口调用服务器功 能，而无需知道服务器是如何实现的，这使得服务器的开发者在选择用以实现服务的编 程语言、底层硬件等方面享有完全的自由。c o r b a 有效地屏蔽了服务器实现和底层传 输协议的细节，因此它极大地简化了客户端应用程序的开发。 c o r b a 规范自1 9 9 1 年推出以来，先后经历了1 0 、1 1 、1 2 、2 0 、2 1 、2 5 、2 6 、 等诸多版本，并得到了大约8 3 0 余家厂商和机构的支持。 2 2 1 2 对象管理体系结构 堡圭迨銮菱士q 堕垒业塑兰旦焦星笪垄垡塞堑壅 o m g 组织制定的对象管理体系结构o m a ( o b j e c tm a n a g e m e n ta r c h i t e c t u r e ) 由四个 部分组成，其参考模型如图2 2 所示。 卅里里卜 犷二 _ ( 1 ) 对象请求代理o r b ( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) ：使对象在分布式环境中透明的收 发竹求舢雌，它是构造分布式对象应用、应用在不同层次的异构环境下互操作的基 删。 ( 2 ) 对象服务( o b j e c ts e r v i c e s ) ：是为使用和实现对象而提供的基本服务集合。对 于分布式应用这些是基本服务，他们独立于应用领域，不考虑对象在应用中如何实现。 ( 3 ) 公共设施( c o m m o nf a c i l i t i e s ) ：是为许多应用提供的共享服务集合，如系统管 理、电子邮件等。 ( 4 ) 应用对象( a p p l i c a t i o no b j e c t s ) ：相应于传统的应用表示，可由单个厂商生产， 是参考模型中的最高层，o m g 对此不做规定。 2 2 1 3 o r b 体系结构 c o r b a 的核心部件是o r b ，它包括了确定和定位对象，进行连接管理和收发数据 所必须的所有通讯设施。o r b 的基本任务是把请求从客户方传送到被激活的对象实现 中。单个o r b 的体系结构如图2 3 所示。o r b 定义了客户方程序和对象实现方程序间 静态和动态两种调用方式。 ( 1 ) i d l 桩 i d l 桩是独立于任何编程语言的。客户方不能直接用宿主语言去调用需要的服务 时，可通过i d l 桩来完成。当客户方程序发出请求时，i d l 桩使用它与o r b 间的私有 接口向o r b 核心发出调用请求。i d l 桩的作用就是