（机械制造及其自动化专业论文）中小型企业pdm应用系统的开发及其相关技术的研究.pdf

摘要 中小型企业p d m 应用系统的开发及其相关技术的研究 研究生姓名：章振字 导师姓名z 易红教授 学校名称；东南大学 摘要 深入分析了p d m 的概念、基本功能、关键技术、在企业信患化中的地位及其发展趋势。针对中小型 企业信息化建设的现状，在对企业信息化进行充分的需求分析的基础上，构建了基于p d i d 理论的信息集 成系统，以解决中小型企业在产品数据管理方面存在的种种困难 从功能、系统、网络三个角度对p d m 系统的体系结构进行了分析。采用面向对象的分析、设计和开 发方法，利用u m l 对系统进行了分析建模、数据库设计和相关模块的概念设计。研究了a c t i v e x 技术在 系统开发的过程中所起到的重要作用 探讨了作为p 删系统核心功能的图档管理模块的概念、内容和关键技术对包括版本管理在内的图 档管理的相关功能进行了研究，给出了整个图档管理模块的对象模型 分析了同样是基础模块的零部件对象管理的基本概念，从结构管理和配置管理两个方面研究了零部 件对象管理的内容。在对零部件对象管理的基本功能进行探讨后给出了零部件对象管理的对象模型。 探讨了应用封装与集成的基本概念和p d m 系统与其他应用系统实现集成的三个应用层次。重点研究 了p d m 系统与a u t o c a d 系统的集成，在分析了相关的关键技术后，给出了利用a c t i v e xa u t o m a t i o n 技 术进行信息自动提取的算法实现 最后综合各项技术给出了基于删理论的原型系统，详细描述了各个关键模块的功能实现。 关键词： 中小型，p d l l 。面淘对象，删l ，a c t i v e x ，图档管理，零部件对象管理，信息提取 塑! 堡垒旦： 一一一 t h e d e v e l o p m e n t o fp d m s y s t e m so fm e d i u m - - s i z e d a n dp i n t - s i z e d e n t e r p r i s e sa n ds t u d y o fr e l a t e dk e yt e c h n o l o g i e s c a n d i d a t e f o r m a s t e r = z h a n g z h e n y u a d v i s e r ：p r o f y ih o n g s o u 矗l e a s tu n i v a r s i 妒 a b s t r a c t t h ec h a r a c t e r i s t i c s b a s i cf u n c t i o n sa n dk e yt e c h n o l o g i e so fp d ma r ed e e p l ya n a l y z e da n dd i s c u s s e d ，a s w e l la si t ss t a t u s 枷e n t e r p r i s e sa n di t sd e v e l o p i n gt e n d e n c y a i m i n ga lt h ei n f o r m a t i n n i z a t i o ns t a t u so f m e d i u m s i z e da n dp i n t - s i z e x lc m r v a s e s ，b a s e do nt h ep l e n a r yd e m a n d sa n a l y s i s ，ap d m - o r i e n t e di n f o r m a t i o n i n t e g a t e ds y s t e mh a sb e e nd e v d o p _ ls o l v et h ep r o b l e m sa p p e a r i n gi nt h ec o u r s eo fp r o d u c tm a n a g e m e n ti n m e d i u m s i z e da n dp i n t - s i z e d 删嘲对1 ，f i s 嚣， t h ea r c h i t e c t u r eo fp d m 黟s t a 3 1i sa n a l y z e df r o mt h r e ea s p e c t so ff u n c t i o n ，s y s t e ma n dn e t w o r k u s i n g t h eo b j c o t - o r i e n t e ds y s t e ma n a l y s i s , d e s i g na n dp r o g r a m m i n gm e t h o d s ，u m lh a sb e e nu s e dt oa n a l y z ea n d v i s u a l l ym o d e l ，t od e s i g nt h el o g i c 1s c h e m ao fd a t a b s e , a n dt oc o n c e p t u a l l yd e s i g nt h es y s t e mm o d u l e s 功e i m p o r t a n te f f e c to f a c t i v e xt e c h n o l o g yu s e di nt h ed e v e l o p i n gc o u r s eo f t h es y s t e mh a sb e e ns t u d i e da sw e l l a st h ek e r n e l 印p i l e a t i o nf u n a t i o n ，d o c u m e n tm a n a g e m e n tm o d a l eh a sb e e nd i s c u s s e d t h ec o n c e p t , c o n t e n ta n dk e yt c c h n o l o g y s 邮s m d i e 击a sw e l la st h ef u n c t i o i n so fd o c u m e n tm a n a g e m e n t , s u c ha se d i t i o n m a n a g e m e n t t h e nt h eo b j e c tm o d e lo f t h ed o c u m e n tm a n a g e m e n tm o d u l ei sp r e s e n t e d t h eb a s i cc o n c e p to fp _ s ) o b j e c tm a n a g e m e n th a sb e e ns t u d i e d t h ec o n t e n to fp a r t ( s ) o b j e c t m a n a g e m e n ti se x p o u n d e df r o mt w os i d e so fs t r u c t u r em a n a g e m e n ta n dc o n f i gm a n a g e m e n t a f t e rd i s c u s s i n g t h eb a s i cf u n o t i o n so f t h em o d u kt h eo b j e c tm o d e lo f t h em o d u l ei sp r e s e n t e d b a s i cc o n c e p to fa p p l i c a t i o ne n c a p s u l a t i o na n di n t e g r a t i o nh a sb e e nd i s c u s s e d 鼬w e l la st h r e c a p p l i c a t i o nl e v e l so fi n t e g r a t i o nb e t w e e np d ms y s t e ma n do t h e ra p p l i c a t i o ns y s t e m s t h e nt h ei n t e g r a t i o n b e t w e e np d m s y s t e ma n da u t o c a ds y s t e mi se m p h a t i c a l l ys t u d i e d a 野e ra n a l y z i n gr e l e t e dk e yt e c h n o l o g y s ， t h el o g i c a li m p l e m e n to f i m f o r m a t i o na u t o m a t i c a ls e l e c t i o n ，u s i n g a c t i v e xa u t o m a t i o nt e c h n o l y , i sp r e s e n t e d a tl a s t ，u s i n ga l lt h et e c h n o l o g i e ss t u d i e db e f o r e ，ap d m - o r i e n t e dp r o t o t y p es y s t e mi sp r e s e n t e d ，t o i i l u m i n a t et h ef u n c t i o ni m p l e m c m so f t h ek e ym o d u l u sd i c o s s e da b o v e k e yw o r d s ： m e d i u m s i z e da n dp i n t - s i z e d ，p d m ，o b j e c t - o r i e n t e d ，u m l , a c t i v e x ，d o c u m e n tm a n a g e m e n t , p a r t ( s ) o b j e c tm a n a g e m a n t , i m f o r m a t i o ns e l e c t u 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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。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 撰写过的研究成果，也不包含为获得东南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作了明确的说明并表示了 谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和 纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办 理。 研究生签名：辑 第章绪论 1 1 p d m 概述 i i 1p d m 的概念 第一章绪论 企业信息化将企业的生产进程、物料流动、事务处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化通 过信息系统和网络环境加工生成新的信息资源，提供给各层次的人们，以作出有利于生产要素组合优化 的决策，使企业资源合理配置，适应瞬息万变的市场经济竞争环境产品数据管理( p d i ，p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ，以下简称p 附) “4 技术是企业信息化的重要组成部分，p 嘲在提高企业效率、提高企业 竞争力方面的杰出表现，使得越来越多的企业开始应用或者准备实施p 蹦。 p d m 技术的最初目标是为了解决大量的图样文件、文档文件等管理问题，后来主要应用于设计图样 和电子文档的管理、材料报表的管理以及工程文档的集成、工程变更请求指令的跟踪与管理。1 早期 的p d m 是工程数据管理、文件管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理以及图像管理等的总 称。随着p d m 的发展。它的技术内涵和功能也在不断扩延，目前普遍为人们所接受的是c i m d a t a 公司 e d m i l l e r 和g a r t n e r g r o u p 公司瞻v e b o r d i c k 给p 蹦下的定义：p 蹦是一门用来管理所有与产品相关信 息和所有与产品信息相关过程的技术“1 与产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如c a d c a e c 埘 的文件、物料清单( a o t l ) 、产品配置、事务文件、产品订单、电子表格，生产成本、供应商状况等。与 产品信息有关的过程包括相关的加工工序、加工指南和有关标准及使用权、工作流程、机构关系等所有 过程处理的程序。p d m 是一个相对较新的概念，尽管类似的概念已经存在很长一段时间了，但真正可用 的商业化p 叫系统的出现还是在2 0 世纪8 0 年代初期。它为企业设计和生产构筑了一个并行产品开发环 境( 有供应，工程设计，制造，采购、销售与市场、客户构成) 的关键使能技术。概括而言，p o l l 是企 业的信息集成框架，并以此框架为基础，高度的集成各种应用软件，管理所有与产品及其过程相关的数 据，为工程技术人员提供一个协同的工作环境“4 l 。 p d m 系统主要是面向制造企业，以产品为管理核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。 p d m 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p 蹦系统有别于其他信息管理系统，如管理信息系统( m i s ) 、企业资源 计划系统( e r p ) ，项目管理系统( 蹦) 的关键所在p d m 的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。 1 1 2 p d m 的基本功能及关键技术 这些具体的工作包括产品形态管理、零部件定义以及其他设计信息的管理等p 蹦可以管理版本资料， 也就是信息的生命周期这些管理的动作包括了在任何时间，任何使用者，在产品生命周期中的任意阶 段，在权限的允许之下，取得产品生命过程中的各种相关信息。 从p d m 的体系结构和在企业的实施情况来分析，其功能需要包括以下几个方面： ( i ) 产品项目管理。项目管理的主要功能包括：a ) 项目的创建、修改、查询、审批、统计等功能； b ) 项目人员组织机构定义和修改lc ) 在项目人员组织结构的基础上，实现人员角色指派及其对产品数 据操作权限的规定 ( 2 ) 工作流和过程管理工作流和过程管理主要是对产品开发过程和工程更改过程中的所有事件 和活动进行定义、执行、跟踪和监控 工作流和过程管理的主要功能包括：a ) 工作流模板定义工具提供过程单元定义手段并将过程单 东南大学硕士论文 元根据用户的指定连接成需要的工作流程，规定提交工作流程执行的设计对象，如部件、零件、图挡等， 从而形成工作流模板：b ) 执行工作流的工作流机接受工作流模板定义工具提交的流程定义数据，将模 板实例化，建立有关人员的工作任务列表，并根据流程走向记录每个任务列表的执行信息，支持工作流 程的异常处理和过程重组；c ) 工作流监控和管理工具根据工作流程的进展情况，向有关人员提供电子 审批和发放，并通过e 1 l l a i i 接口技术进行用户通信和过程信息传递。 ( 3 ) 2 1 2 程图档管理及设计检索工程图档管理的主要功能包括提供图档信息定义与编辑等模块 图档入库与出库模块建立图挡萋奉信息与图挡文件的连接关系，实现图挡文件受p ) i t 的统一管理。对于 数据库中的图档文件，支持检入、检出功能，保证文件的完整性和一致性。图档浏览模块可以浏览和显 示多种常见格式的文件，并提供缩放和平移等功能。图档批注模块为用户提供快速、方便的批注功能。 ( 4 ) 零部件对象管理主要功能包括：零部件对象信息的管理、零部件对象与图档的关联、零部 件对象装配结构的定义与维护，零部件对象配置与变更管理等。用来管理企业中的所有零部件对象，包 括产品、部件、零件、标准件等，构建并维护产品统一的信息模型，提供手工及自动两种产品配置方法， 方便设计人员根据需要快速的配置新的产品 ( 5 ) 开放式企业编码体系。犏码规则有规则组和规则类两个重要概念。规则组是一组基本规则的 集合，共同属于一个产品或项目规则类是基本规则所属的种类，每一规则都隶属于某一个规则类，采 用层次结构对规则加以分类基奉规则是对某种技术图档进行编码的规则定义，一个基本编码规则由若 干字段组成。每一个具体的技术圈档的编码最终都要由一个基本编码规则来确定，编码系统应保证编码 在p d m 系统中的唯一性 ( 6 ) 应用封装与集成。p i ) i 系统本身是一个企业级应用集成平台，从集成对象上需要考虑与应用软 件，异构p 删、以及其他平台软件( e r p 等) 的集成与应用软件的集成可以通过多种方式实现，对于 w o r d 等一般软件实现一定程度的封装就可以；对于更进一步的要求，比如对相关工程图的信息提取， 可以充分利用软件厂商提供的应用接1 3 和连接驱动等程序实现软件与p 蹦间的接口或紧密集成 1 1 3 p d m 在企业信息化中的地位及作用 在没有实施p d m 的企业里。一般是采用文件服务的方式来管理文档。利用e - m a i l 转发文件的方式 来控制流程，这在一定的程度上解决了电子图档的管理以及审批问题，但是毕竟是种权宜之计，会为 将来使用以及企业的扩展带来不少问题 ( 1 ) 图纸检索问题 图纸电子文档般主要采用文件目录的形式进行管理，文件服务器的目录分类只能按照某一个属性 进行组织，用文档名称来存储部分信息，对于大多数零部件的功能、性能指标凭记忆存在头脑中，而不 能根据新产品的指标去快速检索相关资料对于借用的图纸以及产品结构不能够有效的进行管理。 ( 2 ) 图纸的版本问题 有的对候设计人员会对以往的图纸进行一些比较小的修改，而这些修改会傻图纸演化出许多新的版 本。设计人员在后期的设计中查找以前的图纸，往往很难分清这些图纸当时是用在哪个版本上，以及当 时修改他们的原因。盲目使用这些设计图纸会对产品质量造成非常大的危害 ( 3 ) 审批流程的问题 采用文档固定流程发放进行审批，在一定程度上解决了审批流程可信度的问题，但是这样会导致： 手工归档过于繁琐，而且无法进行版本控制，在归档时不容易建立产品结构的概念；另外，流程不能固 化，具有一定的人为随慧性一般来说，质量问题往往会出在流程上面当前需要有更强的流程规划工 具以适应管理水平的不断提高 ( 4 ) 文档的调阅权限问题 图档是企业的财富，将所有图纸给所有设计者共享在一定程度上会增加企业的知识财富风险，尤其 在当前设计人员流动比较大的情况下。如何使设计人员很容易的找到自己所需要的知识，并能有效的保 护企业的知识产权是一个在知识时代越来越重要的问题 ( 5 ) 新产品开发成本问题 在一个新产品开发中，全新的设计必然会产生开发周期过长、成本过高、质量得不到验证的闯题， 2 第一章绪论 因此应该把成熟的零部件产品构件存入自己的零部件库中，并指定统一的标准，在新产品开发中尽量采 用成组技术，这在以往的企业信囊管理中也是做不到的。 ( 6 ) 工程变更问题 在制造后期有时会发现图纸设计问题。设计人员为了方便，会直接在制造图纸上进行修改，这种更 改并没有在设计图纸上反映出来，不能进行严格的变更管理控制，在更改后没有对归档的文档进行版本 更新，使得在其他人员借用该图档进行设计、生产时再犯同样的错误。 ( 7 ) 多种c a d 数据管理问题 随着协同范围的进步扩大，尤其是三维软件的大规模采用，常常会存在多种c a d 文件格式并存的 问题，对于这样复杂的文件管理，没有p d m 无法组织好各种格式的文件 ( 8 ) 人工b 伽导致错误问题 从设计到制造的过程转换中，数以千万计的零部件统计由人工完成，这经常会导致统计错误。因此 设计b o h 转换成工艺b o m ，再转亿为采购b 0 1 1 ，制造b 伽，装配b 棚等不同部门所需要的物料清单至关 重要。 ( 9 ) 项目进程监控问题 在产品开发过程中，有许多角色参与其中设计人员关心本人的设计工作什么时候完成，该图纸审 批过程结束没有。项目小组长关心任务分配的是否合理，是否有必要进行协调。项目总负责人关心进度 是否在按计划完成以及各种资源消耗的情况。能否在产品开发过程中实时的将正确的信息在正确的时刻 送给正确的人，使项目中的各种角色作出正确的操作，以往的企业信息管理模式无法做到。 p 聊的出现成功的解决了上述存在于企业信息化管理中的闯题，p d m 的实施有助于推动企业的信息 化发展进程，为企业带来利益 1 2 应用现状及发展趋势 1 2 1 国内外应用现状 自8 0 年代初诞生以来，p 雕软件的功能不断增强，覆盖的范围越来越广，国外许多大公司纷纷投入 巨资实施p 蹦项目，建立支持并行工程的产品开发框架，取得了显著成果。例如美国通用汽车公司g m 采用了e d s 公司开发的p d m 软件h b l l 构造其新产品的开发环境，在设计开发新型豪华a u r o r a 型汽车的 时候，把分析部门、设计部门和制造部门的人员组织在一起，成立a u r o r a 团队。将原来串行、分散的 设计活动并行化、集成化，量终大大缩短了设计周期，且价格比日本同类的豪华车型低了两千多美元： 大字、劳斯莱斯公司采用p t c 公司的0 p t e g r a 软件作为集成框架，该软件具有a u t o c 、c a t i a 、p r o e 等c a d c a m 软件的接口，支持并行设计，给两大汽车企业带来了巨大的效益；美国s d r c ( s t r u c t u r e d y n a m i cr e s e a r c hc o m p a n y ) 的m e t a p h a s e 是企业级p d m 软件，它覆盖了通用p d m 软件的各大模块，并 且拥有或正在开发多个c a d 软件的接口，在飞机制造业中的波音公司、汽车行业中的福特、马自达、奔 驰、雷诺等公司获得了广泛的应用 一些大型p d m 软件，如e d s 的i m a n 和s d r c 的m e t a p h a s e 等，相继涌入国门，国内软件商也纷纷推 出自主版权的p 蹦软件。如华中软件公司的i n t e p d m 、同创公司的p d m s 、浙江大天公司的g s p d m 、金 维o n - d o e s ，博通p d m 、开目蹦、高华g h p d m 等等这些软件都在逐渐走向市场，进入应用阶段。但 是从总体上来看，p d m 项目在囱内的实施规模较小，效益不明显，许多企业虽然在p d m 上投资了许多， 但是却得不到预期的回报 在我国企业中，对p 蹦的应用层次大致有三个需求： ( 1 ) 图档管理层次 p 删的初级应用层次它主要解决企业纸质文件的电子化管理问题。所管理的内容是以二维图纸为 主的图形文件及其它性质的图挡管理，或进行一些简单的文件签审流程管理 ( 2 ) 产品开发管理层次 p d m 的中级应用层次它主要围绕产品开发过程，将所有相关的人员及其组织方式、t a x d f x 工具、 3 东南大学硕士论文 设备与资源、企业业务规程与约柬等，以电子化数据、过程化数据、过程与规则的形式映射到p d w i 实施 环境中，实现在p d m 环境控制下的产品开发过程的数据化管理保证了正确的数据在正确的时间以正确 的方式传递给正确的人，使开发工作有序化、数字化、准确化、资源使用最优化，实现了产品开发的集 成化、并行化管理。p 蹦软件的各主要功能都能得到自如的应用一些先进的思想，如c i w ，c e 被广泛 采用。 ( 3 ) 产品全生命周期管理层次 p 蹦的高级应用层次它不仅包括产品开发阶段，而且涵盖了产品需求获取、产品供应、售后服务 和回收等供应链的所有相关环节其应用范围是全球企业形成的动态联盟，产品的生产形式为全球范围 的敏捷制造。p d m 面向产品联置的所有开发者、合作者、供应者、客户提供全面服务。该层次在p d m 全 功能应用的基础上。更注重面向沟通的电子协作，以及产品三维可视化模型的应用。广泛采用了 i n t e r n e t 技术，实现全球广义企业范围内信息和过程的快速访问 1 2 2 发展趋势 随着p d m 技术的推广应用，它的发展也越来越为大家所关注从目前的趋势来看，p d m 将会在以下 几方面有较大的发展。 1 应用系统的封装 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对象管理组织( o m g ) 目 前正在指定一个规范，即“p 谢使能部件( p d ie n a b l e r ) ”，它是制造业的第一个规范。所谓使能部 件，指的是实现或者支持一种特定的抽象处理过程的物理实体，它通过提供共享产品数据的灵活方式来 增强产品开发团队的能力和效率0 1 g 的目标是定义八类使能部件( 工程活动需求、工程变更、制造实 现、图档管理、产品结构定义、配置管理和测试维护等) ，使它们能够支持企业在制造过程模型中的整 个产品开发过程。 2 w e b 使能技术 i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的迅速发展、日益普及已经对企业信息化的开发和应用产生巨大的冲击。 p d m 技术也必将向i n t e r n e t i n t r a n e t 方向发展，并充分利用网络技术优势，使它具有扩展性和共享性 在w e b 系统中，服务器上的文件通过h t 札语言决定了它在w e b 浏览器上的显示。浏览器只是解释 这些f 1 1 1 ( l 的标记，使得产生处理的结果和结果的最终显示分离出来，从而克服了c s 结构的局限性。 正在发展的三层应用模式则融合了w e b 服务和c s 数据库应用的优点。通过w e b 平台，采用e - m a i l 、 电子公告栏、新闻组等先进的通信手段可以迅速的在企业员工之问、企业之间方便的获取信息，节省企 业开支。 3 面向对象技术的应用及信息模型的标准化 由于p 删系统所要管理的数据模型及数据模型的复杂性，要求系统有良好的开放性，采用面向对象 方法建立系统管理模型与信息模型，并提供面向对象的建模工具与开发工具，支持用户的二次开发。另 一方面t 由于各系统功能不一样，其信息模型也不一样，即使是相同的功能，不同系统信息模型差别也 很大，如何实现p 蹦系统信息模型的标准化，为不同系统之间提供信息交换带来方便成为当务之急。 4 p d m 与e r p m r p i i 的功能渗透 一方面，p d w 与职p w r p l l 分别服务于工程设计与生产制造。p 删系统源于c a d c a w 应用与工程设 计的需要，所以它管理的重点为工程信息。而e r p m r p i i 系统源于制造业的经营与生产插动的管理，包 括经营、生产、物料需求的计划与制造资源的需求计划的管理。两者的桥梁纽带为b o m 表。目前，两者 之间通过相互集成互为补充，构成完整的企业信息系统。另一方面，二者之间又相互渗透。p d m 厂商 首先将工程b 伽与制造b o r n 统一到p d m 系统中进行管理，同时将经营计划、生产计划集成于p 咖系统中， 而e r p m r p i i 系统也在设法将p d w 系统的功能归入其中 5 c p d m 与p l i i c p d w 的本质是支持跨企业的协同工作环境，支持异构应用系统的异构数据的透明互操作，并具有开 放式可扩展体系结构，提供多企业协作发展的完善的产品生命周期管理1 c p d m 适应了信息时代产品 开发由单一企业自主开发向广义企业或虚拟企业异地协同开发、制造和管理产品的要求。c p d m 支持产 4 第一章绪论 品的并行协同开发，支持广义企业的完整解决方案，为之提供一个一致的产品、过程和资源模型。 如果说e p d m 反映的是企业对产品设计、制造、管理的横向发展趋势，那么p l m 就是纵向的发展方 向p l m 是产品生命周期管理的简称，产品生命周期的各个阶段及其组合为企业信息化系统提供了一种 新的参考维度，体现了一种兼容并蓄的框架或体系结构，如针对市场阶段的客户关系管理( c 蹦) 、针对 研发阶段的产品数据管理( p 蹦) ，针对工艺阶段的c a p p 、针对制造阶段的m r p i i 、针对采购和发送阶段 的s c m 等系统。p u i 正像一种粘合剂一样，将应用与产品研发、生产和销售各个阶段的信息系统粘合起 来，使企业的基础信息系统形成一个有机的整体，提高整体运作绩效 6 支持快速定制和开发客户化系统 因p n k i 系统和企业自身的情况密切相关，实施p d m 系统并不是经过简单的培训就可以使用，它必须 有一个复杂的客户化过程。目前因p d m 系统的标准化和企业管理的规范化正在逐步完善，所以，现在 p d m 的实施还处在“量身定做”的阶段，开发周期很长，耗费大量的人力、物力。由此可以看到，进行 p d m 系统标准化、模块化的开发，使p d h 系统支持快速定制和开发客户化系统将是未来的研究方向之一 1 2 3 中小型企业实施p d m 的困难 大多数中小型制造企业，一般来说，引进国内外大型的p d m 软件，实施一个中等规模的p d m 项目， 需要大量资金作为软件费用和实施费用，而且一般要很长时间才能交付使用。另外，在实施过程中，还 需要企业提供管理及技术人员配合项目的进展，有时出于项目需要，还要增加额外投资用于购买各种硬 件设备。所有这些因素，对于中小型企业来说，无论是在资金上还是时间上，都是难以承受的，这是国 内外大型p d m 软件在中小型制造企业客户群中很难寻找到用户的重要原因对于大多数中小型制造企 业。更希望能充分利用企业现有的资源进行p d m 系统的实旆。针对这种情况，高校利用成熟的科研资源 为中小型企业在相对较短的时间内量身定做一个适应性强，实用性高，扩充性好的p d m 实施方案和软件 系统，有着非常好的可行性和必薹性 1 3 课题来源和研究内容 1 3 1 课题来源 本课题来源于南京市科技发晨项目“面向中小企业信息化管理应用研究”。南京晨灿机械制造有限 公司是本项目的实施对象。 南京晨灿机械制造有限公司是一家小型企业，虽然规模较小，但每天也会有大量各种各样的产品数 据产生，它们包括大量的图档，这些都是企业中不可缺少的资料以前用手工管理和维护这些数据占用 了大量的人力资源和空问资源，而且带来了大量的不便。c a d 技术的应用在企业中已经普遍，但并未做 到先进的设计技术和有效的管理手段结合起来，所以也未能最大限度的发挥c a d 技术的作用，设计人员 采用打印存放的方式将图纸进行归档和保存。缺乏一个有效、灵活的电子信息平台进行设计过程和设计 结果的交流，不能在需要时方便、快捷的查询和获取所需的技术资料。另外，c a d 技术虽然使得企业的 各种产品图样的修改变得非常方便快速，但产生的不同版本会给产品数据的一致性和有效性带来麻烦， 在晨灿传统的模式下很难保证产品在设计和后续过程中使用的是正确的版本。 企业中不同部门有不同形式的材料清单，以前经常要花费大量的人力和时间才能完成这些报表，而 且还要不断的维护材料清单的一致性，如果设计和制造的材料清单不一致，就会产生返工和浪费。如何 维护b o m 数据的一致性及产品的相互继承关系，也是晨灿公司需要解决的一个难点。还有，现有的手工 审批制度也对c a d 设计的图纸无法进行审批，必须先打印出图纸来才可以进行，无法发挥计算机的优势， 且难免会发生各种各样的差错另外展灿公司设计部门的不同计算机并未联网，使得无法在设计、工艺 和制造部门之间有效的实现信息共享与传递。p d m 的实施将会解决这些问题。 该公司所面l 临的上述问题在中小企业中具有代表性，因此，本文结合该公司实际，着眼于大部分 中小型企业，准备开发种适用于中小企业的p d m 系统 5 东南大学硕士论文 1 3 2 研究内容 本文以a c t i v e x 技术和w e b 技术为关键使能技术，提出基于a c t i v e x w e b 的p d m 系统的c b s 体系 结构，着重研究p d m 系统的核心模块和应用集成问题，主要内容如下： 1 构建面向中小型制造企业的p d l 4 系统开发框架。分析目前p d b 在中小型制造企业实施中所面临 的问题，通过对企业需求的分析，提出基于a c t i v e x 技术的c b s 模式p d m 系统架构。 2 研究p 删系统的建模方法，并提出采用面向对象方法，基于u 虬建模技术对几个核心模块进行 系统建模。删l 是一种建模语言，是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文 档的方法由于u 虬融合了诸多建模语言的优势，覆盖面很广，所以它可以用于几乎所有领域的软件开 发中。适用于任何开发过程 3 对整个系统进行相应的数据库设计，研究系统中各个模块中的持久性实体在关系数据库中的表 现形式，和它们之间的相互关系，为整个系统的开发和运行提供底层支持 4 对整个p d m 系统的三个核心模块进行细致的分析、设计和开发对模块的基本概念、功能组成、 对象模型进行阐述，并对设计过程中采用的相关算法进行说明和研究 5 完成课题承担的p d m 系统的设计、实现和测试。本系统的开发采用c 8 s 结构的混合模式，采 用c # 作为开发语言，v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 3 作为开发环境，s q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库管理系统。 开发适合中小型制造企业使用的p 眦软件系统。 1 4 论文的组织结构 论文分为七章： 第一章：首先介绍了p d m 技术的概念、基本功能及在企业信息化中的地位，然后结合p d m 在国内外 的现状、趋势和课题的背景情况，介绍了本课题的研究内容和论文的框架。 第二章：研究了p 蹦系统的体系结构和相关的开发技术，通过面向对象技术和a c t i v e x 技术的运用， 提出了基于a c t i v e x w e b 技术的p d m 系统体系结构，与传统的基于c s 结构和单纯的b s 结构的p 蹦 系统相比，系统的开放性、可操作性、可移植性、可扩充性、可维护行以及灵活性、稳定性都有了很大 的提高 第三章：在介绍了图档管理模块的概念以及核心功能的基础上，提出了对该模块的设计思路及具体 实现，着重分析了图档管理模块中的版本控制，并给出了模块的实现及原型 第四章：介绍了零部件对象管理的概念，和该模块的主要内容，包括零部件对象结构管理、零部件 对象配置管理、版本控制及零部件对象分类管理等。同样给出了模块的实现和原型。 第五章：首先讨论了集成的概念，通过分析p d m 的特点，指出p 蹦在把4 c 和e r p 等应用系统有机 的结合起来的框架集成作用。然后着重讨论了p d m 与c a d 集成时候的c a d 图纸信息自动提取功能。分析 了信息提取的设计思路及核心算法，并给出了具体的实现。 第六章：对p d m 系统的应用实例和软件操作界面进行介绍。 第七章：对课题的主要研究工作和成果进行总结。 论文组织结构如图i - i ： 6 第一章绪论 1 5 小结 图1 i 论文组织结构圈 本章介绍了中小型企业的基本情况，分析了其企业信息化的现状和实施p 1 ) b l 系统的必要性，深入探 讨了p o m 的概念和基本功能及其关键技术，并对p 蹦的研究现状和发展趋势进行了分析、讨论，最后介 绍了课题的主要研究内容 7 东南大学硕士论文 第二章体系结构与关键技术 2 1 p d m 系统的体系结构 软件的体系结构是软件的灵魂，决定了软件的可应用性、可扩展性等重要特性。应该从不同企业地 域分布特点、功能需求、用户的数量等因素出发，为其设计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确保实施的成功 2 1 1 p d m 系统的功能结梅 分析中小型企业信息化的现状及存在的问题，需要为中小型企业建立基于p d m 的统一信息平台，以 图档、零部件对象为核心，工作流为主线，为企业提供一种从整体上实现对产品设计、制造、管理中各 阶段的相关信息、过程和资源进行优化管理的解决方案。本课题根据第一章中所述的p d m 的基本功能和 关键技术，结合中小型企业实际应用和商业战略的需求，确定p 珊系统需具备以下的基本功能： 产品定义管理：主要根据市场调研信息，创建和维护产品需求、功能、结构等重要信息。 项目管理：在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据的管理与配置，并进行项目运行 状态的监视，完成计划的反馈等功能。 夺 组织人员管理：主要对系统的用户进行维护和管理，包括用于缀织人员结构的工作组的指派以及用 于管理人员权限的角色的分配等可以在系统中自定义各种角色并指定相应的操作权限，通过赋予 用户相关的角色来使用户获得一定的系统操作权限，这也是本系统用户权限管理的基本实现思路。 夺 图档管理：管理产品的整个生命周期中与产品相关的所有文档信息。可以实现对文档具有访问安全 控制的检入检出、版本控制、分组管理以及文档的浏览与检索等操作。 零部件对象管理：包括零部件对象结构管理、零部件对象配置管理和零部件对象的分类管理等支 持为每一种零部件对象定义一个零部件基本记录，并按照产品的结构将零部件对象联系起来，在此 基础上，进行相关配置管理和b o m 表的汇总与管理。 工作流管理：应能使设计人员跟踪整个产品的开发过程，包括设计活动、设计概念、设计思路等， 将数据和信息发送给商业过程执行中相关的用户或角色 变更管理：使数据的修订过程可以被跟踪和管理，是用来管理从变更请求、变更通知、变更策略， 最后到变更的执行和跟踪的一整套方案 2 1 2p d m 系统的系统体系结构 本课题设计的p 1 ) m 系统采用如图2 - 1 的体系结构整体分五层：底层平台层、p d m 核心服务层、p d m 应用组件层、应用工具层和实施理念层 ( 1 ) 底层平台层： 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。操作系统上， u n i x 依然是大多数实施使用的主要服务平台，但由于成本低廉、界面友好、操作方便等原因，p c w i n d o w s 是最适合中小型企业的平台由于企业级p 蹦系统庞大的数据量、较高的性能要求，因此底层数据库需 要采用o r a c l e 、s q ls e r v e r 、s y b b s e 等大型数据库，本课题采用的是s o ls e r v e r2 0 0 0 此外p d m 软 件还要支持t c p i p 、n e t b l 0 s 和b t f p 等局域网和广域网标准协议 ( 2 ) p d m 核心服务层： p d m 软件产品一般指的就是核心服务层和p d m 应用组件层在本课题采用的c b s 结构下。二者都 运行在服务器端，核心服务是必须的，而应用组件可以选用。核心服务层主要完成几个功能：向下连接 操纵数据库、向上为p d m 应用组件提供服务、为应用软件提供应用编程接口以集成应用软件，其核心是 3 第二章体系结构与关键技术 自身的对象模型。 ( 3 ) p d m 应用组件层： 应用组件实际上就是由调用基础服务的一组程序组成并能够完成一定应用功能的功能模块例如， 在零部件对象管理应用组件中，就是由零部件对象结构管理工具、零部件对象配置管理工具、零部件族 管理工具等组成的完成零部件对象管理的功能模块统一的用户界面也归入了应用组件层，本课题设计 的p d m 以w e b 浏览器为客户靖，具体对图档管理、零部件对象管理和支撑的应用集成管理进行了开发 ( 4 ) 应用工具层： 应用工具层主要指c a x d f x 等工程设计领域软件、w o r d 等办公用软件以及所有p d m 以外的其他应用 软件。p d m 系统通过多种方式与应用软件实现集成 ( 5 ) 实施理念层： p d m 归根结底不是企业的经营管理模式而只是一种软件工具，这种软件工具只有在先进的企业的企 业运作模式下才能发挥作用。因此p 瑚的实施几乎都离不开c e ( 并行工程) 、c p c ( 协同产品商务) 、，l i ( 虚拟制造) 、s c m ( 供应链管理) 、i s 0 9 0 0 0 、全生命周期质量保证等先进的管理理念和质量标准。只有 在这些先进思想的指导下，p 蹦的实施才能确保成功并发挥较大的作用另一方面，p 叫实施又是这些 先进理念得以成功贯彻的最有效的工具和手段之一 实施理念层先进思想理念：c e 、c p c 、s c m c r m 、v e 等 t 日 磊 n 窨 o l 芎 应用工具层 苦 p 一嵋 。 婶9 删 零翌嗲翠罗闷 霉 孙薯_ ，醒 件 项i 馨 对 日： 理 象 管f 管 理j 应用组件层 慨 理 艚 瓣二溺 核心服务层 蓥 一。一w e b 帆倒一，挚糍地理逻辑 + 。， 弼络、操作系娆、数据卑 底层平台层 i 一一。，。一异构分布的登件平台。黛 图2 l系统体系结构图 在网络架构方面采用基于 c t i v e x 组件的c b s 多层分布式计算结构( 如图2 2 ) 。根据大多数中小 型企业的实际情况来看，设计部门和其他部门采用的基本上全部是w i n d o w s 操作系统的p c ，所以在p 聊 的开发方案采用n e t 架构有着非常好的适应性和移植性，综合c s 和b s 各自的优势，本系统的开发 采用c b s 结构。在客户端，采用两种方案第一种方案针对像图档管理、零部件对象管理等模块，因 为需要用户进行很多诸如图挡浏览、文件拷贝等复杂的、访问本地资源的的操作。所以采用a c t i