硕士论文-基于.NET与Ajax的船舶敏捷制造PDM模型构建研究.doc

摘要摘 要敏捷制造因强调企业快速响应市场的敏捷性而备受制造业的关注，其实现的主要形式是临时组建跨地域、跨企业的动态联盟。现有的PDM产品不是局限于单个企业的C/S架构的系统，就是基于传统B/S架构的请求/响应模式下的系统。作为实现敏捷制造所必须的技术支撑，这两种架构下的PDM并不能同时满足敏捷制造环境下的跨地域性和敏捷性要求，更难以实现动态联盟各盟员企业间的产品数据协同管理。因此，展开基于.NET和Ajax的船舶敏捷制造PDM的研究有着深远的意义。本文对传统的PDM技术展开了分析研究，针对它们在敏捷制造环境下的不足提出了基于.NET和Ajax的船舶敏捷PDM系统的体系结构；并利用SVG和WWF等技术，解决了敏捷制造模式下船厂数据协同共享和工作流程的控制等关键问题；最后结合船舶制造企业的实际需求，实现了系统部分功能模块。论文主要的研究工作包括以下几个部分：1. 对当前船舶企业的现状进行了分析，深入分析了PDM技术国内外研究现状和发展趋势；探讨了敏捷制造的实现形式以及敏捷制造在造船业中实施的前提条件、工作流程和模式结构；并分析了实现船舶敏捷制造所需的支撑技术以及PDM技术在其中起到的作用。 2. 在详细研究了Ajax技术及其工作原理的基础上，通过对C/S架构和传统的基于Web的B/S架构的PDM在船舶敏捷制造模式下的的瓶颈的分析，提出了基于.NET和Ajax的船舶敏捷制造PDM模型的体系结构，同时对该模型进行了需求分析，并对模型的功能模块进行了详细的研究。3. 针对造船企业的需求，建立了相对应的数据表，并采用LINQ技术建立了LINQ to SQL对象模型，以方便数据的访问；对系统模型中应用到的相关关键技术进行了深入的研究与分析：采用SVG技术解决了船厂的设计图纸在Internet上共享浏览的问题，采用WWF技术实现了工作流程的控制。4. 在前面理论研究结果的指导下，在Visual Studio 2008平台下采用.NET和Ajax等技术开发了面向船舶的敏捷PDM系统模型，实现了部分系统功能，对上述研究进行了验证。 关键词 产品数据管理；敏捷制造；Ajax；SVG；工作流-III-AbstractAbstractAgile Manufacturing(AM) has attracted the concern of the manufacturing sector due to stress the agility of enterprises responding quickly to market. Its main form to achieve is to establish a temporary cross-boundary, cross-enterprise Virtual Organization(VO). The existing PDM products are either C / S structure system which confined to a single enterprise, or the system based on the traditional B / S structure which is the request / response model. As a necessary technical support to achieve AM, PDM under the structs of these two cant meet the cross-regional and agility requirments at the same time in the agile manufacturing environment. Its more difficult to achieve product data collaborative management among the member enterprises. So carry out the research on ship agile manufacturing PDM based on .NET and Ajax have far-reaching significance.In this paper, the traditional PDM technology has been analyzed and studied. Then, the ship agile manufacturing PDM system architecture based on .NET and Ajax technology has been proposed for the shortcomings of the traditional PDM. And use technologys such as SVG and WWF to solve product data collaborative and sharing problem and workflow control problem. In the meantime, combined with the actual needs of shipyard to design the system function modules, and ultimately achieved the part of the functional blocks of the system. The main research work include the following components:1. Analyzed the current status of shipbuilding enterprises. In-depth analysis of the PDM technology research situation and development trend. Then, discussed the realization forms of agile manufacturing, and the prerequisite conditions, work processes and model structure for the implementation of agile manufacturing in the shipbuilding industry. Analysis of the supporting technology needed to achieve agile manufacturing and the effect PDM technology on AM.2. First, conducted a detailed study of the Ajax technology and its working principle. Then, analysis of the bottlenecks of the PDM based C/S architecture and traditional Web-based B/S structure under the agile manufacturing model. Proposed a architecture of ship AM PDM model based on .NET and AJAX technology, and has done a feasibility analysis and conducted a detailed study on the function modules of the model.3. Establish the corresponding data tables according to the needs of shipbuilding company, and then use the LINQ technology to create a LINQ to SQL object model to facilitate access to data. In-depth research on the relevant key technologies which are applied in the system model: using SVG technology to solve the sharing and browsing problem of shipyards design drawings, using WWF technology to complete the workflow control.4. Under the guidance of the previous theretical results, use .NET and Ajax techniques developed for the ships Agile PDM system model under the Visual Studio 2008 platform, and achieve some system functions, verified the studies mentioned above.Key Words: PDM; Agile Manufacturing; Ajax; SVG; Workflow目录目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 造船企业的现状及存在的主要问题11.2 PDM技术的国内外研究现状及发展趋势21.2.1 PDM的产生与定义21.2.2 PDM的国内外研究现状31.2.3船舶行业PDM的发展现状51.2.4 PDM的发展趋势61.3 本课题的研究内容和意义81.3.1 本课题的研究意义81.3.2 本课题的主要研究内容91.4 论文的组织结构9第2章 船舶敏捷制造模式的实现及其技术支撑112.1敏捷制造的理念112.2敏捷制造的实现形式112.2.1虚拟企业及其特点122.2.2虚拟企业的组成方式132.3敏捷制造在造船工业中的实施142.3.1船舶敏捷制造的实现形式142.3.2虚拟造船企业的特点152.3.3船舶敏捷制造实施的前提条件152.3.4船舶敏捷制造的工作流程152.3.5船舶敏捷制造模式结构162.4实现敏捷制造所需的技术支撑172.5本章小结18第3章 基于.NET和AJAX的船舶敏捷制造PDM的体系结构193.1 AJAX技术介绍193.1.1 AJAX定义及其相关技术193.1.2 AJAX的工作原理233.1.3 ASP.NET AJAX架构243.2传统结构的PDM系统在船舶企业应用中的瓶颈263.2.1 现有C/S结构的PDM系统的不足263.2.2 传统的基于Web的PDM的不足273.3基于.NET和AJAX的船舶敏捷制造PDM系统的需求分析283.4基于.NET与AJAX的船舶敏捷制造PDM系统的体系结构293.5基于.NET与AJAX的船舶敏捷制造PDM系统的功能模块313.5.1船舶图文档管理模型323.5.2单船项目管理模型333.5.3工作流管理模型343.5.4虚拟船厂信息交流模型343.5.5船厂人力资源管理模型353.6本章小结36第4章 系统的关键技术研究374.1基础数据库的设计374.1.1 后台数据库的分析与设计374.1.2 数据查询技术LINQ414.1.3 LINQ to SQL对象模型的建立424.2 SVG技术在船舶图档管理模块中的应用454.2.1船舶PDM图档管理模块中AutoCAD图形的Web发布454.2.2 AutoCAD图形文件格式分析464.2.3 SVG图像文件格式分析474.2.4 DXF文件转换为SVG文件494.2.5 SVG在图档管理模块中的应用524.3 WWF技术在工作流管理中的应用554.3.1工作流参考模型554.3.2 WWF架构564.3.3 WWF在工作流管理模块中的应用584.4本章小结60第5章 基于.NET和AJAX的船舶敏捷制造PDM原型系统实现615.1系统开发和运行环境615.1.1系统硬件需求615.1.2系统软件环境615.2原型系统的主要运行过程及其实现615.2.1系统的登录及权限控制625.2.2单船项目管理模块的实现635.2.3船厂信息交流模块的实现655.2.4船舶图文档管理模块及工作流程的控制675.2.5船舶人力资源管理模块705.3本章小结71总结与展望72研究工作总结72展望73参考文献74攻读硕士期间公开发表的论文77致谢78-79- CONTENTSCONTENTSAbstractIICharpter 1 Introduction11.1 Shipbuilding enterprise status and major problems11.2 Development status quo and development trend of PDM technology21.2.1 Generation and definition of PDM21.2.2 Development status quo of PDM31.2.3 Development status quo of PDM in shipbuilding industry51.2.4 Development trend of PDM61.3 Research content and significance81.3.1 Research significance81.3.2 Main research content91.4 Structure9Chapter 2 The realization of ship AM mode and its technical support112.1 The concept of agile nanufacturing112.2 Realization form of agile manufacturing112.2.1 Virtual Enterprise and its features122.2.2 The composition of Virtual Enterprise132.3 The implementation of agile manufacturing in shipbuilding industry142.3.1 Realization form of ship agile manufacturing142.3.2 The characteristics of the virtual shipbuilding enterprise152.3.3 Prerequisite of ship agile manufacturing152.3.4 Shipping agile manufacturing workflow152.3.5 Shipping agile manufacturing mode structure162.4 Required technical support for agile manufacturing172.5 Brief summary18Charpter 3 Architecture of ship AM PDM based on .NET and AJAX193.1 AJAX technology introduction193.1.1 AJAX definition and related technologies193.1.2 Principle of AJAX233.1.3 ASP.NET AJAX structure243.2 Bottlenecks of traditional structure PDM in shipbuilding enterprise application263.2.1 Disadavantages of PDM based on C/S structure263.2.2 Disadavantages of PDM based on traditional Web273.3 Requirements Analysis of ship AM PDM based on .NET and AJAX283.4 Architecture of ship AM PDM based on .NET and AJAX293.5 Function modules of ship AM PDM based on .NET and AJAX313.5.1 Shippings electronic document management model323.5.2 Model of single vessel project management333.5.3 Workflow management model343.5.4 Virtual Shipyard information exchange model343.5.5 Shipyard human resource management model353.6 Brief summary36Charpter 4 Key technology research374.1 Design of the basic database374.1.1 Analysis and design of back-end database374.1.2 Data query technologyLINQ414.1.3 Establish LINQ to SQL model424.2 SVG technology apply in document management module454.2.1 AutoCAD Graphics Web release in document management module454.2.2 Analysis of AutoCAD graphics file formats464.2.3 Analysis of SVG image file format474.2.4 DXF file convert to SVG file494.2.5 SVG apply in Document management module524.3 WWF technology apply in workflow management module554.3.1 Workflow reference model554.3.2 WWF architecture564.3.3 WWF apply in workflow management module584.4 Brief summary60Charpter 5 Prototype system development and practice615.1 System development and runtime environment615.1.1 System hardware requirements615.1.2 System software environment615.2 The main running process of prototype system and its implementation615.2.1 Login and access control625.2.2 Realization of single vessel project management module635.2.3 Realization of shipyard information exchange module655.2.4 Shipping electronic document management and workflow control675.2.5 Shipping human resource management module705.3 Brief summary71Summary and outlook72Research summary72Outlook73Reference74Paper published77Acknowledgments78第1章 绪论第1章 绪论1.1 造船企业的现状及存在的主要问题近年来，世界造船中心正从欧美等高成本国家向东南亚转移，我国船舶工业正面临巨大的发展机遇和挑战。在这一大环境下，依靠我国完善的工业基础和强大的综合国力，依靠政府的大力扶持，我国船舶工业飞速发展，并己经具有了成熟的国际市场经验，一跃成为世界第三造船大国。我国船舶工业的接单量、造船产量连续7年世界排名第三，出口市场己经扩大到世界60多个国家和地区。但是，我国船舶工业同样存在“大而不强”的问题，产品技术含量不高、品牌效应较弱，中国船舶产品的附加值一直很低。在这个大的背景下，随着信息技术、管理技术的发展我国船舶行业正在加紧对船舶行业的信息化建设，以期提高船舶企业的竞争力。目前我国船舶行业己经深刻地认识到了用信息技术改造提升设计、生产、管理的重要性，只有实现数字化造船，加快信息化建设，提高造船质量和造船效率，才能与世界造船大国竞争。目前，我国的船舶设计企业正在努力通过技术革新来改变目前的设计现状。但是，船舶设计行业也存在一些问题1,2,3:(1) 缺乏一体化、集成化的设计系统，与生产进程联系不够紧密。虽然国内很多企业引进了一些集成程度较好的设计系统，但各自应用程度不一，仅仅解决了大部分“甩图板”的工作，其生产设计图纸中物量及制造信息没能充分及时反映，相关数据库有待建立与充实。不能自动更改设计错误，不能自动、无缝地抽取有关信息生成BOM表，供后续工序或软件应用。另外，对于设计的管理也与先进的计算机辅助设计手段存在着差距。(2) 缺乏对设计过程的控制。船舶设计是一个多专业、多系统、大规模的协同工作过程，周期长、过程复杂。技术设计按系统，施工设计按区域并行设计的数字化设计过程。各专业设计人员在同一时间、同一设计空间中，在计算机网络的不同界面上设计同一产品，而且，设计过程中需要各个专业进行频繁的设计协调。设计人员必须利用分布式的计算机协同工作机制和数据的并发处理和控制功能，快速、及时地获得同步的产品数据和管理信息，利用管理平台及时发现产品的设计、建造、维护过程中可能出现的冲突;管理人员能够及时获得产品设计过程的各种信息，通过可视化的有效工具，协调设计过程中的各种关系，解决设计过程中出现的问题，对设计过程实施并行、动态、实时控制。(3) 缺乏对电子数据的有效性控制和管理。船舶设计过程中将产生大量的技术文件和数据，设计人员相互之间进行协同工作的必要条件是保证协作数据的有效性、一致性，并行协同工作环境需要对产品数据和相关文档进行有效组织和存取、版本控制、技术状态管理以及维护产品数据之间的关联关系。设计人员能够根据管理指令快速、及时地获得正确的产品信息，作为完成其工作任务的依据，并把设计结果提交给系统，为后续流程的参与人员及时提供共享信息。(4) 普遍存在着信息交流不畅的问题。上游设计信息不能快速地下发到下游流程环节的部门和相关的管理职能部门，形成信息孤岛。由于各部门的工作之间缺乏足够信息的交流，设计部门在设计阶段对下游的加工工艺性、可装配性、质量保证和用户要求等因素很难考虑周全，无法保证设计一次成功完成，导致设计修改频繁，延长了产品设计、开发周期，影响产品质量的稳定性，无法满足市场对产品的要求。在信息的完整性、有效性与即时性方面存在不少问题。管理决策者缺乏相关实时统计信息，以辅助正确的决策。(5) 众所周知，船舶行业的零部件数量是很庞大的，目前国内对船舶零部件标准化程度和日韩相比差距较大，同时也缺乏真正可执行的行业统一编码，使得各企业之间、企业内部本身无法做到信息共享和集成。因此，迫切需要形成符合质量体系的设计流程规范。详细地定义各种工作流中角色的职能，并将用户与角色关联，通过事件、触发器等方式，自动控制流程的启动、设计、评审、更改等活动，保证产品数据的工作版本、提交版本、发放版本等的现行有效性。 以上问题严重制约着我国船舶设计的周期、质量和成本，只有通过实施产品数据管理系统才能够很好的解决上述问题。1.2 PDM技术的国内外研究现状及发展趋势1.2.1 PDM的产生与定义在20世纪的60、70年代，企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但各自动化单元自成体系，彼此之间缺少有效的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”问题。在这种情况下，许多企业已经意识到：实现信息的有序管理将成为它们在未来的竞争中保持领先地位的关键因素。产品数据管理正是在这一背景下产生的一项新的管理思想和技术4。按照专门从事PDM和CIM相关技术咨询业务的国际公司CIMdata公司总裁Ed Miller在“PDM today”一文中给出的PDM的定义是：PDM是管理所有与产品相关的信息和过程的技术；与产品相关的所有信息，即描述产品的各种信息，包括零部件信息、结构配置、文件、CAD档案、审批信息等；与产品相关的所有过程，即对这些过程的定义和管理，包括信息的审批和发放。这一定义意味着PDM在工业上的应用范围非常广阔。1995年9月Gartner Group公司的DBurdick把PDM定义为：“PDM是为企业设计和生产构筑一个并行产品艺术环境（由供应、工程设计、制造、采购、销售与市场、客户构成）的关键使用技术。一个成熟的PDM系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相关的所有异构数据。”总之，PDM可以定义为以软件技术为基础，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。PDM进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是PDM系统有别于其他的信息管理系统，如管理信息系统（MIS）、物料管理系统（MRP）、项目管理系统（Project Management）的关键所在5。 1.2.2 PDM的国内外研究现状1.国内研究现状国内的PDM软件产品的开发起步较晚，90年代才引入中国。CAD的应用推广，使得许多企业正沿着“甩图板网络系统集成CIMS”的技术路径，分阶段、有步骤的全面展开。目前国内许多企业CAD已得到初步应用，而PDM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CAD应用上层次、上台阶，为进一步推广和深化企业信息化打下了扎实的基础。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。PDM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ERP传输BOM信息的功能。随着PDM系统逐渐为国内所重视，国内许多软件厂商也看到了PDM市场的巨大潜力，纷纷开发出自己的PDM产品8,9。清华同方软件公司承担了国家863自动化领域CIMS主题重大目标产品“基于CORBA/Web的产品数据管理系统”，该项目在CORBA、Java、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PDM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KMPDM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JAVA和中间件技术开发的基于浏览器的PDM服务功能，使得企业能够进行分布式跨区域的管理工作。2.国外研究现状国外PDM研究早在20世纪80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20世纪90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，PDM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6,7。SDRC(Structural Dynamics Research Corporation)的Metaphase Enterprise9，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!Vista是Metaphase基于Java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，Metaphase Enterprise的所有PDM功能就都能为具有Web浏览器(e!Vista产品)的用户所用，只要把Java Applets下载到用户的浏览器即可。e!Vista能够按任务提供不同的Internet和Intranet用户接口给使用Metaphase的各职能部门。借助e!Vista，Metaphase允许用户在局域和全球范围内分布产品和流程数据。丹麦的Danfoss drives已经实施了SDRC的Metaphase Enterprise PDM系统，并使用基于Java的e!Vista作为用户接口。他们用这个系统来管理SAP的ERP,CAD/CAM/CAE图纸以及各种文档。通过使用Metaphase Enterprise，他们现在能够反问基于Java的产品目录，在线配置产品，并把定单直接传到Danfoss的企业产品数据系统(EPDM)中。这一系统使整个企业的运作效率得到极大提高。UGS(Unigraphics Solutions)公司的IMAN。该产品包括两种模型：MAN/web browser和IMAN/web reviewer。IMAN/web browser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。IMAN/web reviewer能使一些用户增加与存放在IMAN数据库中信息的交互。位于加拿大Manitoba的Moto Coach industries(MCI)公司借助于UGS的IMAN PDM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。IMAN也常用于销售工程和区域服务管理。WTC(Workgroup Technology Corporation)的Product Center，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CAD/CAM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。WTC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。Product Center PDM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。另外，还有IBM的ENOVIApm，WTC(Workgroup Technology Corporation)的Product Center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。1.2.3船舶行业PDM的发展现状由于产品数据管理以及信息化技术蕴含着巨大的潜在效益，在船舶制造领域受到许多国家和组织的重视，纷纷投资进行相关领域研究，并推广实施。有的是系统研究，有的是分项研究。1.美国的发展现状11美国自80年代开始，由国防部和军方共同制定和实施了一系列旨在以信息化技术为主导的先进制造技术计划。美国将先进制造技术列入国防关键技术计划和国防科学技术发展战略中，并批准和启动了连续采购与全生命周期支援计划CALS、国家工业信息基础结构协议（NIIIP）研究计划、虚拟制造研究计划、敏捷制造使能技术计划（TEAM）、先进制造技术（AMT）计划等；美国国防部的所有采购与运筹作业必须在2002年底以前全面采用数字化的管理方法，1998年美国又立法规定，美国国防部长每年都要为国防制造技术规划制定一份年度性的五年计划。日本和德国也制定了相应的智能制造系统计划和工业基础技术研究计划。这些计划的核心，就是计算机技术、网络技术和现代控制技术以及现代生产管理技术，改造传统制造业尤其是军工制造业，以满足现代社会生产和国防的需要。2.日韩的发展现状12日本政府从1996年起实施船舶CALS计划，由本国七大造船企业相关机构联合承担。其重点是通过构建共同的网络系统，实现企业之间的信息共享，促进造船生产、物料设备采购和船舶运营支持信息的综合集成，最终达到提高全国船舶工业整体生产效率，增强国际竞争力的目标；最近，日本政府为进一步加快信息技术在造船中的应用，正在着手制定一系列新的计划，推动“数字化造船”的实施，其中包括建立有关造船工艺规程的信息数据库，在各造船企业中推广。韩国各大造船企业也在积极致力于信息技术的发展。例如现代重工采用的“综合生产信息管理系统”，把各个生产工序的信息变成数据库的内容，用于预测产量和原材料需求量，提高工序自动化水平。三星重工提出了“数字化船厂”的发展目标，拟在2004年前建成一套数字化造船系统，可在虚拟环境下模拟从开工到下水的整个造船过程。通过与CAD系统的接口，可在实际生产前对人力负荷、建造方法、物流及自动化应用等建造过程进行快速模拟和优化，从而大幅度提高生产效率。3.我国的发展现状在我国船舶设计制造领域，PDM只是近几年来兴起的话题。有关部门、企业和高校开始重视PDM技术。目前中船重工集团下属的719所、701所、渤海船舶重工、武昌造船厂、大连船舶重工相继实施了产品数字化定义和数字化数据管理，实现了对电子数据的管理和设计审核流程，保证了电子数据的版本控制和有效性管理，保证了企业内部各部门之间数据传递的一致性和正确性，其中，武昌造船厂则全面实施了产品数据管理的各大模块，包括项目管理、生产设计过程技术文档和三维模型管理、船舶技术状态管理、变更管理、与生产系统的集成接口等，大大提升了其生产设计的协作效率，改进了设计质量。武汉理工大学、上海交通大学、哈尔滨工程大学等高校在其船舶与海洋结构物设计制造专业十五规划中均将船舶PDM技术的研究与实施作为重点发展方向之一。与国外的同类产品相比，国内的PDM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努力。目前PDM系统在国内外制造企业中都取得广泛的应用。而且，由于PDM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(BFR)、实施并行工程(CE)、CIMS工程和ISO9000质量体系认证等系统工程的使能技术。随着PDM技术的不断发展，其应用的领域也会逐步扩大9,10。1.2.4 PDM的发展趋势PDM是一个不断发展的动态技术，它的内容随管理对象的不同内涵而变化。但是它又不仅仅是一种技术，更重要的是一种管理思想，只谈技术的PDM是难以成功的，它的更深层次的内涵是与企业文化的紧密结合、与生产关系的适应以及与企业目标的匹配，因此PDM的发展要满足社会、企业和用户的需求。随着技术的发展，企业希望PDM系统不仅要与ERP集成，还要与CAD、CAM集成，在网络时代还要向Web技术发展，在跨地区、跨国的大型企业中，希望能实现企业级的管理，强调单个特征和功能的“技术工具包”也要向“问题解决方案”的系统发展。根据企业的上述需求，PDM技术的发展出现了以下一些新动向:1.基于Internet和Web技术的PDM系统13,14随着经济全球化的趋势, 生产同一种产品的企业可能不在同一地区, 甚至不在同一国家,也就是出现了一些虚拟公司或网络联盟企业,要实现数据的远程传输和共享, 离不开网络技术。现在发展的三层应用模式则融合了Web服务和C/S 数据库应用的优点。通过Web平台,采用E-mail、电子公告栏、新闻组等先进的通信手段可以迅速地在企业员工之间、企业和企业之间方便地获取信息, 节省企业开支。因此，PDM向三层结构(浏览器/Web服务器/数据库服务器) 发展将是未来发展趋势之一。基于Internet和Web技术的PDM系统中，客户端只进行数据的显示以及和用户进行信息的交互，使得客户端具有统一的浏览器界面，把对客户端的要求降低到最低程度，数据的处理与PDM的运行度发生在Web服务器端，Web服务器把操作的结果通过网络传递到客户端，并用HTML语言进行显示，使得数据的处理和结果的最终显示分离开来，大大增强了系统的可维护性、开放性和系统适应软硬件环境变化的能力。另外由于Java语言高度的可移植性、健壮性和安全性等特点，或随着.Net框架的进一步发展，以及XML语言的发展，网络数据库的应用，也加速了基于Internet和Web技术的PDM系统的开发和应用。2.PDM系统与图形核心系统的集成15,16PDM系统中管理的CAD文件占用了大量的存储空间，随着PDM系统和CAD系统集成的进一步发展，如何将数据进行转化，使PDM系统管理的不再是CAD文件，而是CAD文件的特征信息与特征数据。这就需要PDM系统与CAD系统进行核心集成。目标应当达到：当PDM系统从CAD系统录入文件时，不是把CAD文件作为一个对象整体进行保存，而是读取CAD文件中的特征信息与特征参数以及相应的参数，把CAD模型的特征和相应数据提取出来，变成表格的形式，存储在数据库中，从而完成对CAD文件的存储。这样一个CAD文件对应数据库中的一个表格，可以大大减少系统存储空间的开销。这需要对CAD系统的核心系统有深入的了解，才能做到。3.过程管理与配置管理功能的强化17为了适应产品设计和制造过程中复杂变化的需要，各厂商竞相开发出独立的工作流程管理模块，而且功能在不断增强，以满足工程更改、并行化产品设计和协同设计的需要。以产品配置管理为核心，将数据管理、工作流程管理与变更控制集于一体，形成功能更为强大的PDM系统。4.信息模型标准化及PDM系统间的数据共享18,19随着PDM技术的广泛推广，一个企业可能拥有多个PDM系统平台，不同的PDM应用的信息模型不一样，使得不同的PDM系统之间不能进行相应的数据通讯和数据共享。如何实现PDM系统信息模型的标准化，为不同的系统之间提供信息交互成为现在的一个研究热点。目前，支持产品数据共享的国际标准有STEP（Standard for the Exchange of Product Data），由于STEP标准用纯文本格式描叙产品数据模型，且其覆盖的内容与PDM覆盖的内容有较大的区别，所以有必要建立适合PDM系统的全企业信息模型的标准。5.支持并行工程的PDM系统框架20并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。PDM系统要能支持并行工程，需要在流程管理系统集成上按照并行工程的思想，提供并行协同的设计平台和管理平台，它支持异地分布人员对同一图形进行显示与处理，保证各类技术人员在不同终端上对同一模型进行操作。6. 分布式技术14基于网络的分布式计算技术也是近年来获得很大进步的技术之一。以分布式计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。基于构件的系统体系结构可以使用不同公司开发的构件进行组合，形成一个新的PDM系统，该系统具有更好的可扩展性和与其它系统的集成能力。1.3 本课题的研究内容和意义1.3.1 本课题的研究意义如今的PDM市场已初见规模，其软件品种繁多，根据PDM在企业信息系统中的地位及其对产品数据的管理范围，可将PDM分为两大类：部门级PDM和企业级PDM。部门级PDM的核心功能是对企业设计过程的支持，为企业提供设计过程的工具与平台，其使用范围往往局限在某个部门内的文档管理和简单的工作流程管理，而不能准确、及时地记录加工、制造、维修和服务过程中发生的各种各样的更改，该部门与外部信息的交换还需要以人工的方法。企业级PDM系统是在多个部门或整个企业内部实施PDM系统，它同时考虑到物资供应、生产计划、财务统计和维修服务等部门对产品数据管理的要求，管理着产品整个生命周期中所涉及的所有信息和过程，并为企业设计和生产创造了一个并行技术环境。目前船舶行业的PDM软件大部分仍停留在部门级PDM水平上，少数达到了企业级的水准21。无论是部门级PDM还是企业级PDM，都是局限于对单个企业内部数据的管理，而没有考虑敏捷制造中动态联盟各企业间的数据管理。而且，现有的PDM系统依然是以产品为核心的，信息集成为主的集成模式，缺乏对敏捷制造中更高层次的企业集成的描述25。在技术方面，虽然传统的基于Web的B/S架构的应用能实现敏捷制造各动态联盟之间的数据通信，但是其同步方式的请求/响应模型会使得动态联盟之间的数据通信效率低下、延迟严重，这样将延长船舶设计各环节的周期，并不能实现敏捷化的要求。而AJAX技术采用异步的方式的通信模型，能够优化B/S架构的应用的数据交换速度，使得基于AJAX的应用能像桌面应用一样快速高效运行。因此，展开对基于.NET与AJAX的船舶敏捷制造PDM的研究无疑有着深远的意义。有关面向敏捷制造的PDM，国内外有些学者先后做了一些研究工作。文献22研究了分布式产品数据管理问题，采用智能Agent解决分布数据的查询等问题;文献2