（机械电子工程专业论文）基于web的pdm系统中文档管理的研究与实现.pdf

摘要 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 ) 是- i 1 在产品开发环境中成 长和发展起来的新技术，用于管理所有与产品相关的信息和过程。它能够有力地 促进新产品的设计和开发，缩短产品上市的时间，是推动企业重构与信息化建设 的主要技术措施之一，也是企业提高自身竞争力的重要手段。 文档管理是产品数据管理的一个组成重要部分。使用计算机网络化管理文档 不仅能够解决企业所面临的文档存放和管理的难题，实现部门间文档信息的快速 传输，化千里为咫尺，缩短产品的设计周期；而且能够解决产品数据交流的“信 息化孤岛”问题，改善文档管理模式，提高工作效率，对制造业信息化具有极大 的推动作用。 为了提高文档信息处理的水平，满足产品的文档查询、浏览、信息共享以及 版本管理等功能需求，本文在对基于w e b 的产品数据管理系统中文档管理研究 的基础上，采用先进的b s 架构及a s p n e t 技术，用m i c r o s o f ts q ls e r v e r 2 0 0 0 为后台数据库设计并实现了适合中小型企业的p d m 系统中文档管理模块，主要 内容有： 1 分析产品数据管理的发展现状及发展趋势，以及良好的产品数据管理的重 要性；通过对中小型企业信息化现状的调查总结，分析传统计算机系统c s 模式 的局限性，提出基于b s 模式的p d m 系统设计思路及方法。 2 通过对p d m 各个功能模块的分析和研究，确定了基于w e b 环境的p d m 系统的总体结构，并利用统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l ) 对 其中的文档管理模块进行功能分析及详细设计，设计中特别考虑了信息安全的要 求，对其进行了安全设计。 3 利用面向对象技术和快速应用指导原则( g u i d e l i n e sf o rr a p i da p p l i c a t i o n e n g i n e e r i n g ，g r a p p l e ) 实现了w e bp d m 系统中文档管理子系统原型，该原型 实现了系统的用户管理、文档的浏览、上传、下载以及文档的版本管理等功能。 关键字：w e b 环境，b s 结构，产品数据管理( p d m ) ，文档管理，信息安全 a b s t r a c t p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) i san e wt e c h n o l o g yt h a ti su s e dt om a n a g ea l l i n f o r m a t i o na n dp r o c e s s e sr e l a t e dt ot h ep r o d u c t ，a n db o mi nt h em o d e mp r o d u c t i o n e n v i r o n m e n t i tc a np r o m o t ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to ft h en e wp r o d u c t ，r e d u c et i m e t om a r k e t i ti so n eo ft h em a i nt e c h n o l o g yw h i c hs u p p o r tr e s t r u c t u r i n ga n dt h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n ，a n di sa l li m p o r t a n tm e t h o db yw h i c ht h ee n t e r p r i s ee n h a n c e st h e i r c o m p e t i t i v e n e s s d o c u m e n tm a n a g e m e n ti sac r u c i a lp a r to ft h ep d m e n t e r p r i s e sf a c e t h e d i f f i c u l tp r o b l e mo fs t o r i n gd o c u m e n t sa n dt h e yr e q u i r ef a s t e rm o v e m e n to f d o c u m e n t sa m o n gd e p a r t m e n t si no r d e rt or e d u c et h ed e s i g nc y c l eo fp r o d u c t s ，a n d s o l v et h ep r o b l e mo fi n f o r m a t i o ns o l i t a r yi nd a t ae x c h a n g e t h en e e dt oi m p r o v ef o r d o c u m e n tm a n a g e m e n ta n dw o r ke f f i c i e n c y g i v e st h ee n t e r p r i s e sa ne n o r m o u s i m p e t u st om a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o n i z a t i o n i no r d e rt oi m p r o v ef o rd o c u m e n ti n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ，a n dm e e tt h ep r o d u c t f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n ts u c ha si n q u i r ya n db r o w s eo fd o c u m e n t s ，i n f o r m a t i o ns h a r i n g a n dv e r s i o nc o n t r o l ，t h i sp a p e ra d o p t e dt h ea d v a n c e db ss o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ， a s p n e ta n dm i c r o s o f ts q l s e r v e r 2 0 0 0t od e s i g na n dr e a l i z ed o c u m e n tm a n a g e m e n t m o d u l eo faw e b - b a s e dp d ms y s t e mt h a ti ss u i t a b l e f o rs m a l la n dm e d i u m - s i z e d e n t e r p r i s e s t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e so nt h ef o l l o w i n g ： 1 a n a l y z e dt h ec u r r e n td e v e l o p m e n ts t a t u sa n dd e v e l o p m e n tt r e n do fp d m ，a n d t h ei m p o r t a n c eo fd a t am a n a g e m e n t t h e np r o p o s e dm e t h o d so fd e s i g n i n gp d m s y s t e m t h em e t h o d sa r ea r e s u l to ft h ei n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i so ft h ec u r r e n ts t a t u s o ft h es m a l la n dm e d i u m - s i z e de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n i z a t i o n ，a n dt h el i m i t a t i o n so f t h et r a d i t i o n a lc o m p u t e rs y s t e m s 2 ah i 曲l e v e ld e s i g no ft h ew e b - b a s e dp d ms y s t e mw a sp r e s e n t e du s i n gu m l d e t a i ld e s i g no ft h ed o c u m e n tm a n a g e m e n ts u b s y s t e mw a sc a r r i e do u t i n f o r m a t i o n s e c u r i t yc o n s i d e r a t i o n sw e r ei n c o p e r a t e d i nt h ed e s i g n 3 aw e b b a s e dd o c u m e n tm a n a g e m e n tp r o t o t y p ew a sb u i l tu s i n go b j e c t - o r i e n t e d t e c h n o l o g ya n dg u i d e l i n e sf o rr a p i da p p l i c a t i o ne n g i n e e r i n g ( g r a p p l e ) t h e p r o t o t y p ea l l o w su s e r s t om a n a g e ，b r o w s e ，u p l o a d ，d o w n l o a da n dc o n t r o ld o c u m e n t s k e y w o r d s ：w e be n v i r o n m e n t ，b sa r c h i t e c t u r e ，p r o d u c td a t am a n g e m e n t ( p d m ) ，d o c u m e n tm a n a g e m e n t ，i n f o r m a t i o ns e c u r i t y t t 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，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 、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部内容， 可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 武汉理工大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1p d m 技术产生背景及发展现状 在2 0 世纪的6 0 、7 0 年代，企业在其设计和生产过程中开始使用c a d 、c a m 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( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 正是在这一背景下产生的一 项新的管理思想和技术。p d m 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，其核心思想是设计数据的有序、 设计过程的优化和资源的共享。 作为2 0 世纪末出现的技术，p d m 继承并发展了c i m 等技术的核心思想， 在系统工程思想的指导下，用整体优化的观念对产品设计数据和设计过程进行 描述，规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性。 8 0 年代出现的p d m 系统主要是配合c a d 工具的p d m 系统是第一代的 p d m 系统。这些p d m 系统的基础是数据库系统，通常这是一种商品化的关系 数据库管理系统( r e l a t i o nd a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，r d b m s ) ，用来保存零 部件的记录和相关文件，主要是解决大量电子数据的存储和管理问题乜1 。 由于不同的厂商推出不同的p d m 系统，使专门从事p d m 实施的公司在实 施过程中面临巨大的困难。同样对于p d m 开发商，不同p d m 不能相互进行集 成，客观增加了新p d m 系统的开发周期和成本。客观上要求国际组织对p d m 进行规范化和标准化，使不同p d m 系统能够相互进行数据交换。1 9 9 7 年2 月， 对象管理组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o p ，o m g ) 公布了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 、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 标准是基于c o r b a 技术提出来的，它主要就p d m 武汉理工大学硕士学位论文 的系统功能、p d m 的逻辑模型和p d m 系统间的互操作提出了一个标准。 随着网络技术和数据库技术的发展，p d m 技术在全球范围内得到了广泛的 应用，特别是在2 0 世纪9 0 年代得到了迅猛地发展。其应用领域已经由原来的 机械制造发展到包括机械、电子、汽车、航空、航天以及非制造业等十分广泛 的领域。p d m 可看作是一个企业信息的集成框架( f r a m e w o r k ) 。各种应用程序 诸如c a d c a m c a e 、e d a 、o a 、c a p p 、m r p 将通过各种各样的方式。 如应用接口、开发( 封装) 等，直接作为一个个“对象( o b j e c t ) 而被集成进 来，使得分布在企业各个地方和在各个应用中使用的所有产品数据得以高度集 成、协调、共享，所有产品研发过程得以高度优化或重组3 。 目前，汽车工业已经在全球范围内开始实施p d m 技术( 如福特、通用等) ； 在航空航天工业中，p d m 技术对企业进行重组( 如麦道、波音等) ；非制造业( 如 商业、电子出版、交通等) 应用p d m 技术的增长速度也十分迅速。据统计，2 0 0 5 年度世界p d m 市场投资为1 3 0 亿美元，较前一年增长6 2 ；c i m d a t a 公司预测 全世界的p d m 市场在2 0 0 8 年前会保持大约年增长3 6 的增幅，在2 0 0 8 年将达 到3 2 8 亿美元。 由于产品数据管理蕴涵着巨大的潜在效益，许多国家纷纷投资进行相关领 域的研究。如美国国防部先进研究计划局的d i c e ( d a r p a i n i t i a t i v e i nc e ) 计划， 该计划研究一个用集中数据库存储全部设计的并行设计环境。在d i c e 计划中没 有明确提出产品数据管理的概念，但它的p p o 模型( p r o d u c t ，p r o c e s s ， o r g a n i z a t i o n ) 和畅通的信息交流渠道为提高设计效率和加快开发周期提供了必 要的基础。又如o m g 的p d me n a b l e r s ，o m g 在1 9 9 6 年为了建立基于o m g 的 o m a ( o b j e c tm a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e ) 上的p d me n a b l e r s 向p d m 开发商提出 了需求征询r f p ( r e q u e s tf o rp r o p o s a l ) ，目的是要建立c o r b a 之上的可互操作 的p d m 统一操作接口。根据o m g 的资料，该资料中包括i b m 、d e c 、富士通 等六家厂商提出了他们的建议，o m g 寻求建立由p d m 提供服务的标准接口， 适用于o r b ( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ) 的这些接口将提供所需要的标准以支持分 布式产品数据管理环境及对不同的p d m 系统提供标准接口。对o m g 给出的八 个需求，六厂家共给出1 2 个接口描述，但该方案的系统研究正在进行中h 儿5 1 。 各p d m 市场在国内同样也己呈现较好的势头，如国家8 6 3 c i m s 关键技术 攻关项目。国家科委从战略的角度将并行工程列为c i m s 的进一步发展方向，设 立了关键技术攻关项目，对并行工程的方法和技术进行系统化的研究、开发与 2 武汉理工大学硕士学位论文 应用。该项目由清华大学，航天工业总公司第二研究院，北京航空航天大学， 华中科技大学和上海交通大学共同承担协作完成。其研究目标为：改进某结构件 开发过程，建立相应的多功能产品开发队伍，利用并行工程的方法和技术缩短 产品开发周期，降低废品率，同时降低产品成本，提高产品质量。解决一批关 键技术的研究、开发、验证和应用工作。目前国内外许多公司都开发了自己的 p d m 产品。如e d s ( s d r c ) 公司的m e t a p h a s e ；i b m 公司的p m 等等。国内的 一些p d m 产品，如开目p d m 、同方p d m ，t o p p d m ，g s p d m 等获得了较大的成 功旧。 1 2p d m 技术发展趋势 p d m 作为一种技术，其本身随着c i m s 、并行工程和敏捷制造的发展而不断 更新，功能也越来越完善。随着市场竞争的加剧，缩短产品上市时间、降低生产 成本已经成为企业所面临的严峻挑战，这种情况直接影响到了企业的产品全生 命周期管理。而虚拟企业概念的提出，更加要求企业具备一种信息基础环境， 使得企业能够实现与供应商和客户之间交换多种类型的产品数据。每个企业在 产品开发过程中必须全面有效的协作，这种合作关系从产品的概念设计阶段就 要开始，它们不但要访问产品设计数据，而且要还需要访问制造过程中的数据， 还有其他一些在产品生命周期中的涉及到的有关产品信息。传统的p d m 系统局 限于设计阶段的工程信息管理，不能够很好的适应敏捷制造和虚拟环境下的产 品开发尤其是制造过程的需要。因此，在虚拟企业概念下的，面向产品生命周 期的产品数据管理系统成为研究的焦点。 纵观各种p d m 系统的体系和市场需求，我们大致可以归纳出p d m 系统应用 技术的主流发展趋势在以下几方面口1 ： ( 1 ) 采用面向对象技术。 面向对象技术近几年来得到了较大的发展与应用，这项技术已成为软件开 发技术发展的主流。它提高了程序代码的重用性和开放性，使编程效率大大提 高。其在p d m 领域的应用，包括将面向对象数据库作为底层支持、面向对象的 p d m 系统结构和面向对象的产品数据定义，使p d m 系统与其它系统的集成更具 有开放性，从而提高p d m 产品的集成能力。 ( 2 ) 采用w e b 使能技术。 3 武汉理工大学硕士学位论文 i n t e m e t 和基于w e b 的技术为全球化电子信息的共享提供了基础。建立在 i n t e m e t 上的p d m 系统被认为是分布式产品数据管理的自然扩展，w e b 浏览器 也将成为各种分布式应用系统的通用用户接口。i n t e m e t 和基于w e b 的技术正在 重塑p d m 软件工业。基于像i e 这样的w e b 浏览器是一种易被用户接受的通用 用户界面。这种技术可以使多信息同时显示在屏幕上，这对数据查询功能与报告 功能要求较高的p d m 来说，使用w e b 技术，将使p d m 技术与系统随着i n t e m e t 和i n t r a n e t 一起更加大众化。仅仅几年前，i n t e m e t 的能力还远不能在企业信息管 理系统中发挥作用：而今天，基于n e t 的w e b 用户接口和基于w e b 的服务器 存取已经正在成为p d m 系统的标准。 ( 3 ) 采用联邦式机制。 对于大型企业，特别是跨地域的企业，仅使用一套c l i e n t s e r v e r 式的p d m 产 品是很难将全企业的产品及过程信息管理起来的。因此，常常需要安装多套 p d m ，而多套p d m 之间也是需要“互相拜访的。采用联邦式机制就可以满足 这种需求，该机制是提高产品数据管理能力的一种有力方式。 。 ( 4 ) 框架化和企业化。 目前越来越多的企业都希望有这样一种框架，它能使企业拥有的软件系统 都集成于此框架中，实现产品数据与开发过程、乃至生产过程的集成与管理，支 持企业的并行工程。p d m 系统在覆盖企业产品数据和工作流程等方面具有得天 独厚的优势。因此，许多p d m 厂家为使其产品更好地满足企业要求，已经或正在 使用c o r b a 标准和技术，以实现系统的企业化和框架化。 而未来的p d m 的应用将会集中在电子商务和合作商务、虚拟产品开发和支 持供应链管理几个方面呻1 ： ( 1 ) 电子商务。 p d m 系统能够提供在网上得到产品数据信息功能，这为电子商务提供了一 个重要的基础。通过从产品及相关产品配置中选择参数，就可得到产品模型。 在这一领域的深入发展，将会使得网络完全能提供产品服务选择、建议准备和 订购过程。 ( 2 ) 虚拟产品开发管理。 v p d m 是在虚拟设计、虚拟制造和虚拟产品开发环境中，通过一个可以即 时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型，并行和协同的完成产品开 发过程的设计、分析、制造和市场营销及其服务。 4 武汉理工大学硕士学位论文 v p d m 集合了w e b 、p d m 、3 d c a d 和d m u 技术，使企业具有更好的产 品革新能力。在概念设计期的高灵活性和不可预测性的环境下，它为数据变化 的管理提供了很典型的管理框架。它还可以作为一个知识库和渠道，能够将不 同阶段的产品信息转化成为连续的信息状态。 ( 3 ) 支持供应链管理。 随着网络技术不断深入的应用，p d m 系统作为标准的黑盒解决方案、较廉 价的硬件、软件和网络技术，它的利用率在不断提高。p d m 系统能够很容易的 在虚拟企业中实施。在虚拟企业中，一个组织要与它的供应商、合作伙伴和其 他人加入到供应链中，工程信息需要在虚拟企业内不断的交换。 1 3 本论文的研究目的及意义 随着传统的串行产品开发方式被集成化和并行化的产品开发方式所取代， 企业原有的产品数据管理方式已无法适应新技术发展的需要，特别是对于那些 分布在不同的地点的、不同格式的文件进行有效管理需要解决以下问题，这也 正是本论文研究的目的所在。 ( 1 ) 分布式( 多用户) 、多平台和多属性的文档管理问题。 ( 2 ) 数据的版本管理问题。一个系列产品从产生到消亡需要经过反复的改 进，因此描述一个产品的数据可能有多个版本，每个版本应用于不同时期的产 品之中，如何保证使用某个产品的正确版本就成为工程中一个至关重要的问题。 ( 3 ) 信息共享和通信问题。信息共享是分布式和集成化的基于w e b 的p d m 系统( 以下简称w e bp d m 系统) 的核心，通信是实现信息共享的基础，设计过 程中要用到的各种数据保存在特定地方，而要实现数据共享，系统还需提供各 种通信方式，针对设计活动的特点，可以有点对点方式( 两个设计者的交互) 和广播方式( 多个设计者的交互) 两种，同时系统还支持多媒体的传送，包括 文本、图形、声音、视频等。 ( 4 ) 数据的共享和安全性问题。产品开发更强调协同工作方式，要求以电 子文件形式在计算机网络上交流，更迫切需要解决数据的安全保存和保密的问 题。要求能够实现根据系统中各类人员所承担的不同职责，分别赋予不同的数 据访问权限，处理不同范围的资料，同时，还要保证数据在权限许可的范围内， 随时可以把正确的资料送到需要该资料的人手中，实现数据共享。 5 武汉理工大学硕士学位论文 w e b 环境下的p d m 主要通过对企业现有产品开发流程和组织模式进行分析 和重组，组建以产品为核心的集成产品开发团队，建立全局共享的产品信息模 型，提高产品标准化和系列化水平，实现以项目管理为中心的产品开发，达到 提高企业产品开发能力的最终目标。基于w e b 的p d m 系统的实现具有十分重要 的理论意义和实践意义。 ( 1 ) 大大缩短了产品的设计，制造周期，提高工效l o 倍左右，为提高产品 质量提供可靠的前提条件； ( 2 ) 使设计和管理人员从繁重的重复劳动中解放出来，能有更多的时间从 事新设计、新产品、新方法的研究，管理成本降低3 倍以上； ( 3 ) 提高设计水平和图纸质量，提高企业标准化水平； ( 4 ) 以先进的w e b 技术为基础，利用先进的现代通讯技术和计算机处理技 术，同时，以浏览器和服务器作为基本运行环境，对技术资料实现计算机综合 管理，实现产品信息共享。 1 4 本论文的主要研究内容 为了提高文档信息处理的水平，满足产品的文档查询、浏览、信息共享以 及版本管理等功能需求，本文在对基于w e b 的产品数据管理系统中文档管理研 究的基础上，采用先进的b s 架构及a s p n e t 技术，用s q ls e r v e r 2 0 0 0 为后台 数据库设计实现了适合中小型企业的p d m 系统中文档管理模块，本论文完成的 主要工作有： ( 1 ) 分析产品数据管理的发展现状及发展趋势，以及良好的产品数据管理 的重要性；通过对中小型企业信息化现状的调查总结，分析传统计算机系统c s 模式的局限性，提出基于b s 模式的p d m 系统设计思路及方法； ( 2 ) 通过对p d m 各个功能模块的分析和研究，确定了基于w e b 环境的p d m 系统的总体结构，并利用统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l ) 对 其中的文档管理模块进行功能分析及详细设计，设计中特别考虑了信息安全的 要求，对其进行了安全设计。 ( 3 ) 8 u 用面向对象技术和快速应用指导原则( g u i d e l i n e sf o rr a p i d a p p l i c a t i o n e n g i n e e r i n g ，g r a p p l e ) 实现了w e bp d m 系统中文档管理子系统原型，该原 型实现了系统的用户管理、文档的浏览、上传下载以及文档的版本管理等功能。 6 武汉理工大学硕士学位论文 2 1p d m 简介 2 1 1p d m 定义 第二章p d m 技术概述 p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 即产品数据管理，是- - 1 7 用来管理与产品 相关信息( 包括零件信息、配置、文档、c a d 文件、结构信息等) 和所有与产 品相关过程( 包括过程定义和管理) 的技术，提供产品全生命周期的信息管理， 并可以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。一个成熟 的p d m 系统能够使所有参与创建、交流和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阳1 。 2 1 2p d m 功能 p d m 始于2 0 世纪8 0 年代初期，其最初目的是为了解决大量工程图纸文档 的管理问题，然后又进一步扩展到对产品开发整个生命周期中的数据进行管理。 p d m 系统的主要作用就是作为各种计算机应用系统的集成框架，实现对产 品数据进行管理，进而达到对整个产品生产过程进行监控的目的。它为企业提 供一个最大限度的利用企业人力资源和信息资源的强大工具。概括起来p d m 具 有如下五大功能n 们： ( 1 ) 数据仓库及文档管理。 数据仓库( d a t av a l u t ) 是p d m 系统的核心，这一般是建立在关系数据库如 o r a c l e 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 等基础上，主要保证数据的安全性和记录的完整性， 并支持各种查询与检索功能。通过建立在数据库上的相关联的文本型记录，用 户可以利用数据仓库来管理存储于异构介质上的产品电子数据文档，如建立复 杂数据模型、修改与访问文档、建立不同类型或异构的工程数据( 包括各种c a d 模型、工程图纸、数据序列、字处理程序所产生的文档等) 之间的联系，实现文 档的层次与联系控制，封装管理应用系统( 如c a d 、c a p p 、字处理软件、图像 7 武汉理工大学硕士学位论文 管理与编辑等) ，方便地实现以产品数据为核心的信息共享。这一功能主要包括 以下内容：1 ) 文档的检入( c h e c ki n ) 和检出( c h e c ko u t ) ；2 ) 模糊搜索功能； 3 ) 动态浏览导航能力；4 ) 文件管理仓库管理；5 ) 安全机制。 ( 2 ) 工作流和流程管理。 这一功能用来定义和控制用户创建和修改数据的方法，实现产品设计与修 改过程的跟踪与控制。它主要管理当一个用户对数据进行操作时会发生什么、 用户与用户之间的数据流动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，它为产品开发过程的自动管理提供了保证，并支持企业产品开发过程 的重组以获得最大的经济效益，它主要包括以下几个方面功能： 1 ) 面向任务或实时插入和变更工作流； 2 ) 图形化工作流设计工具； 3 ) 部触发器，提醒和告警功能。 ( 3 ) 产品结构管理。 产品结构管理提供了材料清单( b o m ，b i l l so f m a t e r i a l ) ，产品配置( p r o d u c t c o n f i g u r a t i o n s ) ，产品的版本( a s s o c i a t e dv e r s i o n s ) 以及设计变更( d e s i g nv a r i a t i o n ) 的管理功能。它以电子仓库为底层支持，以材料清单b o m 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，对产品对象及其相互之间的联系 进行维护和管理。产品对象之间的联系不仅包括产品、部件、组件和零件之间 的多对多的装配关系，而且包括其它的相关数据，如制造数据、工艺工时、成 本数据、维护数据等。产品结构管理能够建立完善的b o m 表，并实现版本控制， 高效、灵活地检索与查询最新的产品数据，实现产品数据的安全性和完整性控 制。不同类型与工作内容的使用者，去观察资料时会用到不同的视图( v i e w s ) ， p d m 系统对于不同的产品定义信息类别的各种结构关系，如文件、制造过程、 财务、客户服务以及维修等信息彼此间的关联性，可以用不同的v i e w s 去显现 出来。这部分的主要功能有：1 ) 材料清单( b o m ) 生成；2 ) 支持“在哪里使用 ( w h e r e u s e d ) 的查询；3 ) 版本修改版本控制；4 ) 开放性，易与企业其它应 用系统集成( 例如与c a d 、c a p p 、e r p 集成) 。 ( 4 ) 零件库管理。 零件库管理为最大程度地重复利用现有设计创建新的产品提供支持。使用 分类与分级信息作为属性的一部分，有助于将相似或标准的零件、流程以及各 种设计信息去做并行的工作。零件与部件可以由各种不同的属性设定，而产生 8 武汉理工大学硕士学位论文 不同的集合。这些属性包括零件的形状分类、材料、设计或入库日期、版本、 设计人员以及其它任何可用的信息。使用特定的属性值、范围或任意属性的组 合查询，可以快速地找到相关联所有零部件。零件或部件的分类使用要遵循一 定的标准，针对不同的产业，而有不同的分类方式。如果p d m 系统提供这些分 类的结构，以及一些事先针对不同产业所定义的零件家族结构，可以使p d m 的 导入产生显著的效益。这部分的主要功能有：1 ) p d m 的设计检索；2 ) 零件、部 件族的管理；3 ) 零件数据库的接口；4 ) 构造数据仓库属性编码。 ( 5 ) 项目管理。 项目管理提供了工作分项结构( w b s ，w o r kb r e a k d o w ns t r u c t u r e ) 以及资 源分配与项目跟踪的功能。一个功能很强的项目管理器为管理者提供项目和活 动的状态信息，通过p d m 与流行的项目管理软件接口，还可以获得资源的规划 和重要路径报告能力。 2 2 基于w e b 的p d m 系统总体分析 2 2 1 基于w e b 的p d m 系统功能分析 通过上节对p d m 系统的功能描述，可以把w e bp d m 系统功能用例包划分 五个最主要的子用例包，如图2 1 所示，主要包括文档管理用例包、工作流程管 理用例包、产品结构管理用例包、项目管理用例包以及系统管理用例包。这些 用例包所对应模块的功能在上节都有详细的说明。 图2 1 系统功能用例包 9 武汉理工大学硕士学位论文 图2 2 涵概了上述用例包所包含的功能模块：文档管理、工作流程管理、产 品结构管理、项目管理以及系统管理( 包括用户安全和账号安全等) ，图中的方 框代表了一组相关类的集合，这些相关类能够完成相对独立的工作。实箭头表 示各服务间的调用请求，各框箭头表示了数据的访问方向。 通过与存储在数据库中设置的账号信息进行交互，从而达到管理用户和安 全管理账号的目的。应用程序集成通过各种接口与接口库进行通讯。工程流程 管理、应用程序以及用户与安全管理等模块则调用p d m 基础类与服务，从而与 p d m 产品数据库来进行交互。 在以上所述的几个模块中，文档管理以及用户与安全管理是w e bp d m 中文 档管理模块所要研究的重要内容。 图2 - 2p d m 系统功能模块关系 2 2 2 基于w e b 的p d m 系统功能模块 通常的p d m 系统功能都包括产品结构与配置管理、文档管理、工作流程管 理、项目管理、系统管理( n - j 分为系统维护、用户与安全管理) 等功能n 。 文档管理中包括数据管理与图文档管理，其中数据管理包括添加产品节点、 更新产品节点以及删除产品节点。图文档管理包括在线浏览图文档、更新图文 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 档、删除图文档以及下载图文档。这些具体功能在后面的实现中都会有详细的 论述。 系统功能模块具体结构如图2 3 所示。 产 品 立 项 产品数据管理p d m 项 目 管 理 流 程 管 理 文 档 管 理 蓁ll蓁薹il霎il萋jl囊jf萎jl 翼 7 广厶品 结构 与 配置 管理 二 零配 件置 管管 理理 图2 - 3p d m 系统功能模块图 2 2 3 基于w e b 的p d m 系统总体结构 用 户 管 理 系 统 管 理 权 限 管 理 一个优秀的p d m 系统，必须具有良好的底层体系结构。基于w e b 的分布 式p d m 系统体系结构以网络环境下分布式数据库技术为支撑，采用b s ( 浏览 器服务器) 体系结构和面向对象的方法，实现产品全生命周期的信息管理，协 调控制工作流程和项目进展，在企业范围内建立一个并行化的产品开发协作环 境，其开放性主要体现在如下几个方面n 引： ( 1 ) 支持多种硬件平台，如u n i x 、w i n d o w s 等； ( 2 ) 支持多种数据库系统，如o r a c l e 、s y b a s e 、m i c r o s o f ts q l s e r v e r 等； ( 3 ) 支持多种网络协议，包括t c p i p 、n e tb i o s 、h t t p 等； ( 4 ) 采用了c l i e n t s e r v e r 、i n t e m e t i n t r a n e t e x t r a n e t 等先进技术； ( 5 ) 具有友好的用户界面和多语言支持。 图2 - 4 所示为b s 模式下的系统逻辑框架。b s 模式是w e b 技术和分布式对 象技术两者的有机结合。b s 模式是一种以w e b 技术为基础的新型模式。b s 模 武汉理工大学硕士学位论文 式把传统的c s 模式中的服务器部分分散为一个数据库服务器和一个或多个应 用服务器( w e b 服务器) ，从而构成了一个三层结构的客户服务体系，b s 体系 结构可以划分为表示层( 客户机层) 、功能层( 应用服务器层) 和数据层( 数据 库服务器层) 三层结构n 引。 ( 1 ) 表示层( w e b 服务器) 。它是应用系统的客户接口部分，负担着用户与 应用层的对话功能。它用于检查用户输入的数据，显示应用输出的结果。客户 端采用w e b 浏览器，执行程序从w e b 服务器下载，可跳过w e b 服务器与功能层 的应用服务器交互。 ( 2 ) 功能层( 应用服务器) 。它将传统中分别实现在客户端和数据库服务 器之间的一部分应用功能分离出来，由应用服务器来实现，使客户端变“瘦”， 使数据库服务专注于数据库操作，应用服务器对客户端请求集中处理，向数据 库服务器成批提交s q l 命令，因此是对数据库内容的查询能起到更好的优化。 图2 - 4b s 模式下的系统逻辑框架 ( 3 ) 数据层( 数据库服务器) 。该层就是数据库管理系统( d a t a b a s e m a n a g e m e n ts y s t e m ，d b m s ) ，负责对企业数据库的访问、管理及维护。 根据b s 模式下的系统逻辑框架和功能关系，我们可以得出适用于w e b 环 境下的p d m 系统的体系结构，图2 5 所示。在系统体系结构图中，分为用户界 面层、w e b 应用层、系统接口层、系统业务逻辑层、数据库访问层和系统支撑 层六个层次n 钔。 ( 1 ) 用户界面层。用户界面层是客户端，通常是浏览器，可以通过浏览器 访问w e b 应用层和系统接口层所提供的系统功能w e b 服务。 ( 2 ) w e b 应用层。这一层是应用系统层，也称功能层，采用微软的i i s 作 为w e b 服务器，主要处理客户端浏览器的服务请求。w e b 应用层主要是用来管 理用户的u i 即a s p n e t 页面，提供系统的用户界面如文档管理界面，产品结构 管理界面，用户通过网络链接访问a s e n e t 页面，w e b 服务器处理并返回用户 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 所需的页面。对于各页面功能的实现主要是利用系统业务逻辑层和系统接口层 实现。该层在系统业务逻辑层的基础上，根据p d m 系统的管理目标，可以建立 相应的功能模块。 i 客户端( 浏览器) j 用户界面层 电子仓库与产品结构与工作流程 文档管理配置管理管理 项目管理系统管理 么1 巍 瑟电子仓库与文产品结构与配置工作流程项目管理 档管理接口管理接口管理接口接口翳 e 。7 i |面向对象管理 l 。 w c b 应用层 系统接口层 ( w e bs e r v i c e ) 系统业务 逻辑层 数据库访问层 系统支撑层 图2 5p d m 系统的一般体系结构 ( 3 ) 系统接口层( w 曲s e r v i c e ) 。它主要提供w e bp d m 系统各种功能的接 口，实现应用程序集成，其也为w e b 应用层的实现提供一定的功能接口。该系 统接口层是由很多x m l w e bs e r v i c e 组成的，每个x m l w e bs e r v i c e 实现一个或 几个p d m 系统的功能接口，这些x m lw e bs e r v i c e 可以由w e b 服务器层的 a s e n e t 页面进行访问，也可以由其他需要集成的应用程序进行访问，不同的 x m lw e bs e r v i c e 之间也可以互相访问。这一层的实现主要是利用系统业务逻辑 层实现。 ( 4 ) 系统业务逻辑层。其主要提供实现w e b 应用层和系统接口层时所需要 的接口，是p d m 系统中对象的核心。该层提供了描述产品数据动态变化的数学 模型和实现p d m 各项功能的面向对象管理技术。提供产品项目管理、文档管理、 结构管理、工作流程管理、配置更改管理、版本管理、组织管理等模型，对产 品数据进行中间转换，如基于s q l 规范和文件间的数据访问等，形成p d m 系 统可接受的统一数据。由于底层关系型数据库侧重管理事务性数据，不能满足 产品数据动态变化的要求。因此，在p d m 系统中，采用若干个二维表格来描述 产品数据的动态变化。p d m 系统将其管理动态变化数据的功能转换成若干个二 1 3 武汉理工大学硕士学位论文 维关系型表格，实现面向产品对象管理的要求。 ( 5 ) 数据库访问层。主要实现w e bp d m 中的各数据对象在数据库中的存储 以及封装了各种数据库的操作。 ( 6 ) 系统支撑层。该层主要提供数据库和操作系统的实用程序运行，网络 环境下数据存取等功能。数据库主要实现存储w e bp d m 系统所产生的产品数据 和元数据，目前流行的通用商业化的关系型数据库是p d m 系统的支持平台。关 系型数据库提供了数据管理最基本的功能，如存、取、删、改、查等操作。 2 3 基于w e b 的p d m 系统与传统的p d m 系统之间