基于Web的PDM系统在摩托车生产中的应用

前言 随着因特网的普及，市场和业务活动的全球化将进一步发展，它将会影响每一个制造企业，成为一种推动变革的力量。今天在世界上任何一个地方都能传输和接受各种各样的信息。现在对获得全球信息来说，主要的障碍是观念上的落后和无知，不是缺少通讯基础设施。信息的普遍性和分布性，对制造企业提出新的挑战。 企业间竞争的优势不再是仅仅依靠技术。这就要求企业加强合作和全球化的可能性。企业间通过互联网联接，多个机构组成的一个组织，能共享知识和资源，并协同提供一种产品或服务。这种协作和联盟可以最大限度地发挥各自的优势，通过向客户提供综合解决方案，在更好满足顾客全面需求的同时，去实现每个联盟伙伴自己的目标。 产品数据管理(PDM) 是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。传统的PDM主要面向企业内部的数据管理，在企业间的信息协同交流、用户友好性、维护复杂性等方面都存在不足，而Web技术在PDM系统中的应用可以很好的解决这些问题。 以往的研究中，一般将基于Web的PDM系统分为三层，客户端层、Web服务层、数据库服务层，本文将Web服务层划分为系统服务层和系统应用层，其中系统服务层是通过内部和外部接口提供不同的服务。因此本文提出基于Web的PDM系统四层的框架。 1 传统产品数据管理系统存在的问题 1. 1 缺乏跨企业，跨地域的全球范围的通讯 在经济全球化的今天，项目小组可以分散在世界各地，如何协同他们之间的关系，通过有效的通讯机制实现产品的协同设计是必须要解决的问题。传统的PDM在构架上主要是基于C/S 的两层结构，也有三层的结构，对于三层一般采用DCOM 或CORBA 技术，但这两种技术不能满足跨平台的环境要求，使得传统的PDM无法在跨平台异构环境下工作。 1. 2 缺乏用户友好性 现在的PDM比过去任何时候都更加复杂，范围更广，变化更快，在实施一个新的PDM系统时，许多PDM都有自己独特的界面和操作方式，用户要在学习熟悉新软件上花很多时间。 1. 3 维护工作的复杂性 对于传统的PDM而言，分客户端和服务器端。当企业需求发生变化，更改业务逻辑或界面后，所有安装了PDM系统的客户端必须全部进行升级，这样大大增加了PDM系统的维护复杂度。 2 基于Web的PDM系统的优点 2. 1 友好的用户接口 用Web技术开发客户端软件更便于用户使用。简单便宜的Web浏览器能让企业中更多的人使用PDM系统，使他们能够方便地在线访问企业庞大的信息库。 2. 2 适用性强 Web浏览器存在于不同的平台上，却可以提供相同的界面感观。 2. 3 有利于供应关系的更加紧密 一方面，它允许企业和供应商建立战略伙伴关系后，能方便地共享关键信息。另一方面，在客户可以通过网络实现产品网上配置，快速完成定制； 2. 4 可形成虚拟企业 通过Web化的PDM系统，各个有专长的企业可以临时联合起来组成一个虚拟企业，利用各自的专长做同一个项目。 3 基于Web的PDM系统框架 文献3 、4 中提出基于Web的PDM采用3 层C/S结构，由客户端层、Web服务层、数据库服务层构成，通过3 层构架使系统获得了对业务逻辑的独立性，提高了系统的可扩展性，具有用户界面简单、支持各种网络结构和异构平台等优点。本文结合上述文献资料，提出如图1 的基于Web的PDM的系统框架。整个系统分为四层，分别为用户层、应用功能层、系统服务层、数据存储层，以下将分别对各个层进行介绍： 3. 1 用户层 提供和用户的交互环境，是用户进入系统的入口，Web浏览器是进行交互的工具。用户层负责接受服务器提供的信息，并可以根据信息发送反馈信息。服务器创建HTML 语言的信息，发送到用户端，用户端通过网页浏览器解释后显示出文字、图片等信息。 3. 2 应用功能层 由调用PDM基础服务的一组程序和界面组成，并能完成一定应用功能的功能模块，如文档管理、零部件管理、产品结构管理、项目管理、集成接口等等。一方面向上提供给用户层界面和PDM业务功能；另一方面向下获取系统服务层提供的数据服务和其他基本服务。 3. 3 系统服务层 可以看成是一组对象模型，主要完成以下几个功能：一是向下连接并操纵数据库，这项功能通过数据库接口实现；二是通过内部接口向应用层提供数据服务和业务逻辑服务；三是提供外部接口向协作企业的数据管理系统提供接口。后面两种功能主要通过基于Webservice 技术的数据服务接口实现。 l) 数据库接口 对数据库的操作通过各种数据库接口进行，数据库接口提供了对数据库的各种操作方式，许多开发工具都支持各种数据接口，开发过程中只需要把这些接口加入程序，调用其提供的功能，不需要考虑数据库底层。 2) 基于Webservice 技术的数据接口服务 数据服务接口分内部接口和外部接口。内部接口是企业内部应用层使用的，企业外部的应用系统不能够访问。外部接口是开放给企业外部应用系统使用的，以便进行开发调用。 传统的分布式技术对平台有一致性要求，Webservice 技术可以克服这种平台约束，实现跨平台的数据接口服务。WebService 实现的过程如图2 所示。首先，企业A的开发人员使用WSDL 描述工具将自身提供的服务包装成WebService 外部服务接口。接着，按需要将包装好的服务及其描述发布到WebService 注册中心UDDI ，以供日后查询。如果另一企业B 的应用想完成和此企业应用的集成，它只需要通过UDDI的API 来查询Web服务的注册中心， 获得对方的WebService 的WSDL 的描述文档，然后将此WSDL 描述文档装载到自己的开发平台中，并生成相应的接口。 3. 4 数据存储层 数据存储层一般有两类服务器构成，一类是数据库服务器，负责元数据的维护和管理，另一类是文件存储数据仓，负责物理文件的存储和管理。 4 应用实例 4. 1 需求分析 凯凌集团是一家国内规模较大的摩托车制动器生产企业，其产品种类繁多，同时销售面也很广，企业主要的资料都已经实现电子化，产品种类也进行了规划，但缺乏有效的数据管理系统，资料管理难度不断增大。主要存在的问题有：缺乏对产品数据的集中统一管理；缺乏产品管理软件来辅助对产品种类的管理；缺乏和协作企业或外部子公司的有效协调。 针对以上的一些问题，将为该企业提供一个基于Web的产品数据管理软件，同时可以满足对产品种类的管理，进行产品配置。 4. 2 系统框架 整个PDM系统分四层结构，用户层、系统应用层、系统服务层、数据层。 1) 用户层采用IE6. 0 作为浏览器； 2) 系统应用层采用VB. NET 和C# 编程语言编写各个模块的功能； 3) 系统服务层XML Web服务封装部分业务接口； 4) 数据层中，数据库采用Sq1 Server 2000 ，元数据存储在数据库中，物理文件存储在文件服务器中。 4. 3 网络环境 分别为技术系统网、财务系统网和ERP 管理网。其中技术系统网及财务系统网相对独立，需要建立单独的网络，以保证数据的安全性。 技术系统网和财务系统网分别独立，通过各自的网关与ERP 网络连接。这样技术系统网与财务系统网可以访问ERP 的资源，但ERP 网络要访问技术网络或财务网络，需要通过网关设置，见图3 。 4. 4 系统功能 主要分为分类管理、文档管理、零部件管理、产品型号管理、配套表管理。 分类管理模块功能是：提供文档、零部件、型号、配套表种类划分和属性的设定。 文档管理模块功能是：提供电子文件的录入、修改、删除以及版本的控制管理；提供查询功能，支持简单查询和按文档属性查询；提供图纸的浏览和拷贝。 零部件管理模块功能是：提供零部件的建立、修改、删除以及版本的控制管理；提供查询功能，支持简单查询和按零部件属性查询，支持零部件使用情况查询； 产品型号管理模块功能是：提供型号的建立、修改、删除；提供型号结构树上结点的增加、删除、修改及定义可配置的结点零部件；提供型号查看结构树及各个组成零部件的信息及其相关联的文档资料； 配套表模块功能是：提供从已有的型号通过选择可配置件，生成新的配套表；提供对配套表与装配图的关联，特殊说明的填写，配套相关属性的填写，零部件特殊说明填写；提供配套表的版本控制，保留历史版本；提供查询功能，支持简单查询和按配套表相关属性的查询(配套厂家、配套车型、配套图号、公司型号等) 。 4. 5 接口服务 数据接口服务：提供内部和外部接口，包括： GetModelTree ：获得型号结构； GetDocuments ：获得相关文档； GetObjectproperty ：获得对象属性； Getparts ：获得零部件列表； Get Part Trees ：获得零部件结构。GetPartPV：获得零部件属性等接口。这些接口可以通过UDDI 或其他方法发布到Internet 上，协作企业可以根据需要集成到本企业的应用中。 5 总结 基于Web的PDM系统是将来产品数据管理软件发展的趋势，这种趋势的背后