（机械制造及其自动化专业论文）基于web服务的cadpdm集成及其在虚拟企业中的应用.pdf

浙江大学硕十学位论j 摘要 论文围绕虚拟仓业分布式应用集成展”，内容包括虚拟企业组建、基于w e b 服务的c a d 系统和p d m 系统的集成模式、基于s t e p 、x m l 和w e b 服务的虚拟 企业集成架构、协同设订制造原型系统分析。全文由六章组成。 第一章对网络化制造基本内涵及其相关研究内容作了介绍，论述了虚拟企业 及其应用集成的背景和国内外研究现状，指出了当前该领域研究存在的问题，介 绍了本论文的选题背景、课题来源、主要研究内容及总体结构。 第二章介绍了虚拟企业组建系统及其功能组成模块，分析了系统内部工作流 程。利用u m l 用够j 图、类图和序列图从动态和静态两个方面对系统进行了建模。 分析了系统与p d m 进行集成的必要性和可能性，并给出了系统集成框架图。 第三章阐述了基于w e b 服务的c a d p d m 系统集成的困难性。分析了w e b 服 务访问s t e p 产品数据的可能性，并利用u m l 间接构建了s t e p 和x m ls c h e m a 之间的映射。提出了符合c a d 系统和p d m 系统集成需求的s t e pe x p r e s s g 产 品模型，并给出了部分对应的u m l 模型。详细分析了基于w e b 服务的p d m 系统 的内部功能单元的组成结构，在此基础之上对c a d 系统调用p d mw e b 方法的信 息流程进行了说明。最后分析了系统原型实例。 第四章在前述两章的基础上给出了虚拟企业通用集成框架，对其中的c a x 和 p d m 、e r p 和p d m 以及p d m 系统之间的集成问题进行了分析。在该模式下，简 要说观了虚拟企业的运作流程，并对今后虚拟企业应用集成模式进行了展望。 第五章结合作者所参加的科研课题网络协同设计制造系统的研究及其在 五金制造业中的应用，通过示范企业浙江铁牛集团对一些冲压产品的开发和 实践，说明了原型系统，是对前述章节的研究和想法进一步证明。 第六章对论文进行了总结，并分析了虚拟企业应用集成今后的发展方向，为 虚拟企业环境下应用集成的实施奠定了基础。 关键词网络化制造虚拟企业集成架构产品数据管理w e b 服务统一建模语言 产品模型数据交换标准可扩展标记语言 浙扛大学硕1 一学位论文 a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o ni sm a i n l yc o n c e r n e dw i t hs e v e r a lk e yi s s u e sf o rv i r t u a le n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，w h i c hi n c l u d ep a r t n e re n t e r p r i s es e l e c t i o na n dn e t b a s e dq u o t e s y s t e mf o rv i r m a le n t e r p r i s e ，c a da n dp d ms y s t e mi n t e g r a t i o na r c h i t e c t u r eb a s e do n w e bs e r v i c e ，v i r t u a le n t e r p r i s ei n t e g r a t i o nf r a m e w o r kb a s e do nt h ee n a b l i n gt o o ls u c ha s w e bs e r v i c e ，s t e pa n dx m l ，v i r t u a le n t e r p r i s ei n t e g r a t e dd e s i g na n dm a n u f a c t u r i n g s y s t e mp r o t o t y p ef o rs t a m p i n gp r o d u c t s i xc h a p t e r sa r ei n c l u d e di nt h i sd i s s e r t a t i o n t h eb a c k g r o u n da n df u n d a m e n t a l c o n c e p t s o fv i r t u a l e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o nw e r ea d d r e s s e df i r s t l yi nc h a p t e r1 as t a t e - o f - t h e - a r tr e v i e wo fe x i s t i n g r e s e a r c h ，p r o j e c t sa n da p p l i c a t i o n si nt h ed o m a i no fv i r t u a le n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o ni sp r e s e n t e d t h eb a c k g r o u n do fp r o j e c ta n dt h em a i nc o n t e n t so ft h e d i s s e r t a t i o na r es u r n m a r i z e da f t e rs o m ep r o b l e m sn e e d i n gt ob es o l v e da n df u t u r et r e n d s a r ed e s c r i b e d p a r t n e re n t e r p r i s es e l e c t i o na n dn e t - b a s e dq u o t es y s t e mf o rv i r t u a le n t e r p r i s ei s p r o p o s e di nc h a p t e r2 f o u rk e ym o d u l e so ft h es y s t e ma r ea n a l y z e di nd e t a i l a n dt h e i n n e ra r c h i t e c t u r ea n dt h ei n f o r m a t i o nf l o wa r ea l s oi l l u s t r a t e d o nt h eo t h e rh a n dw i t h t h eh e l po fu m l ，t h es y s t e m su s ec a s em o d e l ，c l a s sm o d e la n ds e q u e n c em o d e la r e p r e s e n t e df o rt h es y s t e mi m p l e m e n t o r s c a ds y s t e ma n dp d ms y s t e mi n t e g r a t i o nb a s e do nw e bs e r v i c ei ss t u d i e di n c h a p t e r3 、矾t ht h ea n a l y s i so ft h en e c e s s i t ya n dp o s s i b i l i t yf o ra c c e s s i n gs t e pf i l eb y m e a n so fw e bs e r v i c e ，i n d i r e c ts t e pa n dx m ls c h e m am a p p i n gi sc o n s t r u c t e df o rt h e p u r p o s eo fs t e pd a t as e r i a l i z a t i o nb yw a yo fu m l a no p e na r c h i t e c t u r eo fp d mw e b s e r v i c ei s p r e s e n t e db a s e do nt h es t e pa n dw e bs e r v i c em e t h o d s t h ei n t e r n a l f r a m e w o r ka n df u n c t i o nm o d u l eo ft h ea r c h i t e c t u r ei si l l u s t r a t e di nd e t a l l t h e e x p r e s s gp r o d u c tm o d e li sp r o p o s e da n dt h ec o r r e s p o n d i n gu m lm o d e l sa r ea l s o g i v e n f i n a l l yt h ea p p l i c a t i o ne x a m p l eo ft h ep r o t o t y p ei si l l u s t r a t e df o rf u r t h e r a r g u m e n t a t i o n 。 i nc h a p t e r4 ，t h eg e n e r a lv i r t u a le n t e r p r i s ei n t e g r a t i o nf r a m e w o r kb a s e do nw e b s e r v i c e ，s t e pa n dx m li si l l u s t r a t e d a n dt h ei n t e g r a t i o nf r a m e w o r ks u c ha s h e t e r o g e n e o u s c a x p d m s y s t e m s ，h e t e r o g e n e o u se r p p d ms y s t e m s a n d h e t e r o g e n e o u sp d ms y s t e m sa r ed i s c u s s e di nd e t a i l t h eo p e r m i o np r o c e s sb a s e do nt h e i n t e g r a t i o nf r a m e w o r ki s a l s op r o p o s e d w ea l s oi l l u s t r a t e dt h ef u t u r e i n t e g r a t e d f r a m e w o r ko f v i r t u a le n t e r p r i s e v i r t u a l e n t e r p r i s ei n t e g r a t e dd e s i g na n dm a n u f a c t u r i n gs y s t e mp r o t o t y p ef o r s t a m p i n gp r o d u c ti sp r o p o s e di nc h a p t e r5 t h es y s t e mo p e r a t i o nf l o wi si l l u s t r a t e da n d d i s c u s s e di nd e t a i ls o m er e a le n t e r p r i s eo p e r a t i o ne x a m p l e sa r ei l l u s t r a t e da ts o m ek e y s t a g eo fv i r t u a le n t e r p r i s ef o rf u r t h e ra r g u m e n t a t i o no fo u rt h o u g h t sa n ds t u d i e s 浙汀大学碗 学位论文 s y s t e m a t i c a ls u m m a r y i sg i v e n ，a n ds o l l l ep r o b l e m su n d e rt os t u d yi nf u t u r ea r ep u t f b r w a r di nc h a p t e r6 k e y w o r d s ：n e t - b a s e dm a n u f a c t u r i n g ，v i r t u a le n t e r p r i s e ，i n t e g r a t i o nf r a m e w o r k ，p d m w e bs e r v i c e ，u m l ，s t e p , x m l 浙江火学硕士学位论文 本文使用的缩略语列表 c i m ：c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n g ，计算机集成制造 c e ；c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，并行工程 c a d ：c o m p u t e r - a i d e dd e s i g n ，讨算机机辅助设计 c a m ：c o m p u t e r - a i d e dm a n u f a c t u r i n g ，计算机机辅助制造 c a e c o m p u t e r a i d e de n g i n e e r i n g ，计算机辅助工程 c a p p ：c o m p u t e r a i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ，计算机辅助工艺规划 p d m ：p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，产品数据管理 e r p ：e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，企业资源计划 v m s ：v i r t u a lm a n u f a c t u r i n gs y s t e r r l ，虚拟制造系统 c r m ：c l i e n tr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ，客户关系管理 s c m ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，供应链管理 v e ：v i r t u a le n t e r p r i s e ，虚拟企业 u m l ：u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，统一建模语言 s t e p ：s t a n d a r df o rt h ee x c h a n g eo f p r o d u c tm o d e ld a t a ，产品模型数据交换标准 b o m ：b i l lo f m a t e r i a l ，物料清单 o w l ：w e bo n t o l o g yl a n g u a g e ，网络本体语言 u d d i ：u n i f i e dd e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y ，a n di n t e g r a t i o n ，统一描述，发现和集成 x m l ：e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记浯言 x s l t ：x m l s t y l e s h e e tl a n g u a g et r a n s f o r m ，x m l 转换语言 w s d l ：w e bs e r v i c ed e f i n i t i o nl a n g u a g e ，w 曲服务定义语言 c o r b a ：c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，普通对象请求代理架构 s o a p ：s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议 s m e ：s m a l la n dm e d i u me n t e r p r i s e ，中小型企业 浙江大学坝十学位论文 第一章绪论 【容提要】本章介绍了网络化制造的基本内涵和研究内容，论述了虚拟企业 环境一f 分布式应用集成的必要性和融前国内外的研究现状，指出r 当前虚拟食 业应用集成中存在的问题，介绍了论文的选题背景、课题来源、主要研究内容 及总体结构。 近年来，随着市场需求的个性化与多样化，竞争的日益加剧和技术的不断创 新，制造业正在发生着一场巨大的变革。各种先进制造哲理和模式不断涌现( 如 c i m ，c e ，a m 等) ，先进帝0 造技术( 女l j c a d c a m ，f m s ，c i m s ，p d m ，e r p ， v m s 等) 层出不穷【1 1 9 - 3 9 。2 1 世纪，人类将迈向一个以高科技为特征的知识资源 的生产、占有、配置和消费的知识经济时代。作为新世纪的时代特征，数字化、 网络化和信息化加速了这个世纪变革的步伐。精密化、集成化、智能化、全球化、 网络化、虚拟化、标准化和绿色化是未来制造技术的主要发展方向i 】 1 2 】【3 1 1 。 放眼世界，经济全球化进程日益加快，新一轮的世界产业结构调整正在不断推 进，国际分工正在更为宽广的领域展开。制造业对一个国家的现代化建设具有不 可替代的重要地位和作用，个国家的制造业( 尤其是装备制造业) 的整体水平 和能力将决定一个国家的经济实力，国防实力和综合实力。 经济全球化给中国制造业带来的机遇【1 l 3 l ： l 、中国加入w t o 后，中国经济发展的环境得到了根本的改善，主要表现在 投资环境的改善，促进了外资在华的投资从而促进技术和开发的国际台作。 2 、中国加入w t o 后，意味着中国技术贸易环境的根本性改善。有利于中国 在全球范围内系统集成发达国家先进技术。 3 、中国加入w t o 后，市场配置社会资源的能力将大大加强。 中国制造业所面临的挑战【3 1 1 、“关税减让”承诺意味着中国市场的全面丌放，而“调整外资政策”则意味 着中国的“市场换技术”的技术引进战略将逐步失效。 2 、“扩大知识产权保护范围”将使中国的技术引进面临新的挑战。 3 、加人世界贸易组织后，中国研究开发机构将面临技术先进的跨国公刊的激 烈竞争。 在这种历史背景f ，中国企业尤其是制造业必然将受到巨大的冲击和挑战，他 t 1 必须在继续生存和消亡之间做出选择。 利用“先进制造技术”对传统制造业进行改造，这是中国传统制造业唯的出 浙江大学硼上学位论文 路f “，因为先进制造技术是融合了“制造技术”，“信息技术”和“管理科学”三f 科学技术，它必将生机勃勃地适应和占领着现代制造业市场 6 】o “先进制造”是一门不断发展，与时惧进的学科，随着时间的不断推进，必 然将有新的知识融入其中4 i 【5 】【6 1 1 7 】日1 ，因此我们对这门学科的研究也将不断进行。 1 1 网络化制造 在上述背景之下，网络技术l j 制造技术相结合而形成的网络化制造技术应运 而生【6 】【轴1 。网络化制造的出现与发展，引起了全球制造领域的极大关注。近年来， 发达国家纷纷制订了基于网络的先进制造技术发展战略，旨在建立共享、集成、 协作的产品开发模式，进一步缩短产品开发周期，提高产品质量，从而在激烈的 市场竞争中获胜1 4 l j 【4 ”，而这些发展战略都与网络化制造密切相关。 网络化制造可定义为：网络化制造是基于网络的制造企业的各种制造活动及 其所涉及的制造技术和制造系统的总称【4 0 1 。其中，网络包括i n t e m e t 、i n t r a n e t 和 e x t r a n e t 等各种网络；制造企业包括单个企业、企业集团以及面向某一市场机遇而 组建的虚拟企业等各种制造企业及企业联盟；制造活动包括市场运作、产品设计 与开发、物料资源组织、生产加工过程、产品运输与销售和售后服务等企业所涉 及的一切相关活动和工作。 网络化制造的技术驱动力主要来源于以下几个方面：1 、企业生产经营中心的 转变。随着市场竞争的日益激烈，企业的生产经营围绕的中心主题经历了以生产 和产品为中心，到以客户为中心的转变，为了适应这一转变过程，企业必须采用 先进的网络化制造技术，从与客户建立业务关系、签订产品订单开始，到用户参 与产品设计、了解产品的制造进展情况，直到为用户提供基于网络的产品全生命 周期的优质服务和技术支持。这样，才能够真正实现以客户为中心的企业生产经 营战略。2 、企业产品设计生产管理模式的创新。从最初的独立设计、独立制造， 到目前的设计制造集成，并且向着p l m 的方向发展。3 、企业信息技术应用范围的 扩大。在广度上，从部门级应用、企业内集成，发展到了企业间集成；在深度上， 从信息集成、过程集成，发展到知识集成、先进制造技术的发展和应用。先进制 造技术的发展，是以先进的信息技术和网络技术作为核心使能技术的，尤其是敏 捷制造模式的应用和动态联盟企业的运行，更离不开网络技术的支持，网络化制 造技术是实施敏捷制造的核心使能技术，同时，其本身又是先进制造技术与网络 技术结合的产物，是先进制造模式在网络环境下的发展和应用。4 、网络技术的日 益成熟，将为网络化制造模式的实旌提供了有力的技术支持。 当前，网络化制造系统的研究正在全球迅速兴起和蓬勃发展。其研究内容主 浙江大学碗l 学位论文 要集中在以p 方面：1 、基础支持技术：包括网络技术平u 数据库技术等；2 、信息 协议及分布式计算技术：包括网络化制造信息转换协议技术、网络化制造信息传 输协议技术、分布式对象计算技术、a g e n t 技术、w e b 服务技术及网格计算技术等。 3 、基丁网络的系统集成技术：j 三要包括纂于网络的企、i k 信息集成功能集成过程 集成技术和企业州集成技术、压向敏捷制造桶全球制造的资源优化集成技术、j “ 品生命周期全过程信息集成和功能集成技术咀及异构数据库集成与共享技术等； 4 、基于网络的管理技术群：主要包括e r p u r p 、虚拟企业及企业动态联盟技术、 敏捷供应链技术、大规模定制生产组织技术以及企业决策支持技术等；5 、基于网 络的营销技术群：主要包括基于i n t e r n e t 的市场信息技术、网络化销售技术、基于 i n t e m e t 的用户定制技术、企业电子商务技术和客户关系管理技术等；6 、基于网络 的产品开发技术群：主要包括基于网络的产品开发动态联盟模式及决策支持技术 和产品开发并行工程与协同设计技术、基于网络的c a d c a e c a p p c a m 技术及 p d m 技术、面向用户的设计、用户参与的设计、虚拟产品及网络化虚拟使用与性 能评价技术、设计资源异地共享技术和p l m 等：7 、基于网络的制造过程技术群： 主要包括基于网络的制造执行系统技术、基于 b ! | 络的制造过程仿真及虚拟制造技 术、基于网络的快速原型与快速模具制造技术、设备资源的联网运行与异地共享 技术、基于网络的制造过程监控技术和设备故障远程诊断技术等。上述网络化制 造的相关技术群有机结合，形成了网络化制造的技术体系。 1 2 系统集成 对系统集成的讨论在上个世纪7 0 年代就已经开始，并且从9 0 年代开始，各国 学者对系统集成的研究和应用投入了极大的热情 瑚】【l l0 1 ，并且，对其的研究直在 继续。 研究可知，系统集成的发展经历了从系统功能集成到业务流程集成的发展过 程，因为随着经济全球化和国际分工的明确，单纯的应用间功能的集成已经无法 满足趋于分布的企业业务，因为一个复杂产品的不同阶段可能分布在世晃各地， 由分布的不同企业凭借基于i n t e m e t 或者i n t r a n e t 的协同工具和集成平台来协作完 成。一个面向最终用户的产品可能包含来自不同文化，不同背景，不同地区的幽 队的知识和贡献，并且这种趋势会越来越明显。因此，企业应用需要集成来自不 同地区的信息和知识，以企业流程共享的方式实现业务流程的互操作，使得分布 的不同企业在外观上如同一个整体。 产品全生命周期在时问和空间上的拓展，使得生产效率变成了比较次要的竞争 因素，因为制造可在世界范围内2 4 小时的进行，而产品创新能力和客户忠诚度成 浙江大学坝j 1 学位论义 为了企业最重要的竞争因素f 4 。这种资源( 数据) 共享，周期兆享，计算机协同 或者其他方式的分布资源的交互，必然将导致企业内部或者企业级的计算机或应 用间互操作的增加，换而言之，即企业对系统集成的需求增加。 随着企业信息化进程的不断深入，诸如c a d 、c a p p 、c a e 和c a m 等计算辅 助系统工具的使用，还有p d m 、e r p 、d s s 、s c m 和c r m 等信息管理系统得实 施，从菜种程度上提高了企业的设计、生产和管理能力，但是这些应用系统之间 彼此的独立性导致了信息和数据共享的困难。以p d m 系统作为核心集成平台，将 这些信息孤岛集成起来，被认为是一种合理且可行的解决方案【圳。因为产品信息 来源于c a d 系统，而p d m 系统的任务是在产品全生命周期内管理所有与产品相 关的数据，所有与产品相关的数据都可以从p d m 系统获取。若c a d 系统和p d m 系统能较好集成，则对于产品信息的共享则有极大的帮助。 产品是一种知识积累，若可以被多个不同的系统所共享则可以提高产品的开发 效率，降低产品开发的成本：当p d m 系统与e r p 、c r m 或者s c m 系统良好集成 时并进行产品的开发，客户或者供应商将可以直接参与这一一过程，而当有更多的 人和知识被包含在产品全生命周期内时，一个产品拥有创新点的几率将会大大提 高。因此，企业对集成的需求将会有更高的要求。 1 3 虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ，v e ) 分工的明确性使得设计、制造呈现分布特性，由于单个企业实力的有限，完成 某一产品往往需要多个企业协同完成，因此，出现了虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ， v e ) 4 6 1 1 4 7 l 这样的新的企业组织形态。 虚拟企业各个成员在地域上是分散的，同时每个成员有各自的应用系统和i j 作 流程，整个动态联盟中都处于一种异构的分散的环境中。它作为一种全新的现代 企业经营管理理念和模式，与传统的企业经营管理理念和模式相比具有显著的优 势： 1 、虚拟企业有利于快速决策，迅速回应市场。虚拟企业是一个为实现市场机 遇而临时组成的具有企业功能的组织形式，它的组成和运行适应了快速的要求。 首先，虚拟企业是一种“强强”联合，承担某项任务的成员企业往往是在该领域 具有一定优势的企业，它们能够更快、更好地完成该任务；其次，虚拟企、比贯彻 并行的思想，通过其网络结构实现时间、空间和作业三维的并行设计和生产，从 而能快速地研究开发和生产出令顾客满意的产品并将其快速地交送到顾客的手 中。这种快速应变性，使虚拟企业不仅能适应可以预见的市场变化，也- i t j 以适应 未来不可预知的市场环境： 浙江人学硕上学位论文 2 、虚拟企业有利于降低成本，提高经济效益。虚拟企业成本费用低廉是由多 方面的因素造成的；首先，虚拟企业在选择合作伙伴时，“成本”是选择外部企业 加入的一项重要指标。外部企业不具备低成本优势，不可能被虚拟企业所吸纳， 因此，从源头上形成低成本的特征。其次、虚拟企业中，整体生产能力得到了最 充分的利用。因为虚拟企、l p 能够借助于各成员企业的核心能力很快实现规模经济， 使生产成本和管理成本降到最低；虚拟企业的功能和机构虚拟导致企业组织机构 和规模的精简，同时组织结构的扁平化和网络化均会降低企业的管理成本和沟通 成本；虚拟企业联合采购形成大规模定量，在与供应商的讨价还价中取弭优势。 再次，虚拟企业的信息基于网络互联技术可以在世界范围共享、高速传递，这使 得及时和精益生产成为可有，及时和精益生产降低了企业的制造成本和库存成本： 虚拟企业的生产方式，即虚拟企业的生产制造功能一般选择在劳动力成本相对较 低的发展中国家和距离市场较近的地方，降低了制造成本和节约了运输费用；最 后，虚拟企业的各成员企业共同分摊技术开发、市场推广等费用，降低了每个企 业的负担。 3 、虚拟企业有利于获得资源互补效应，产生资源优势的虚拟企业的各成员企 业为虚拟企业贡献出各自的优势资源，共同构成实现市场机遇所需的所有资源， 形成优势资源互补的统一体，产生强大约资源优势和竞争优势。 4 、虚拟企业有利于避免资源分散，实现多元化经营。 上述分析可知，虚拟企业内部资源是分散在各个伙伴企业中的，如何较好的集 成这些分散的软资源和硬资源，实现资源的共享，是目前虚拟企业所面临的问题。 1 4 相关研究现状 系统集成一词白上个世纪7 0 年代就已经提出，但用现代系统科学和计算机科 学与信息技术的观点来解释集成思想，并把这种思想所凝聚的哲理用于c i m s ，形 成一个较完整的系统集成理论、技术与方法体系即方法论体系，则是c i m s 领域 的专家学者一直在致力探索的事情 4 “。 一般的，在虚拟企业环境下，集成可以分为三个范畴【48 ：物理系统集成，应用 集成和业务流程集成。物理系统集成可以被认为是分布于不同地区的伙伴企、i k 之 i a j ，基于计算机网络和通信协议的交流。物理系统集成也可以被称为数据层的集 成。应用集成可以理解分布于异地的不同伙伴企业计算机应用系统之r , i j 的互操作 和信息共享，它提供了基于异构集成平台的信息交互方式。应用系统的集成也可 以称之为信息层的集成。业务集成可以被认为是伙伴企业功能实体问业务流程的 协调和知识的共享。它提供了一种协议或者机制，使得伙伴企业功能单元u j 以执 浙江大学倾t 。学位论盘 行或者控制虚拟企业的整个业务流程的运作。业务集成也可以被称为知识层的集 成。 本论文的研究重点是虚拟企业环境下的应用集成。 1 4 。1 虚拟企业及其应用集成 虚拟企业的应用集成是目前国内外研究的热点【4 9 6 0 j ，其主要的研究内容集中在 以下几个方面： 1 ，虚拟企业集成框架和支撑技术的研究 4 9 - 5 2 1 ； r i c a r d oc h a l m e t a 4 9 1 等详细的分析了各国学者所提出的不同的虚拟企业集成参 考模型( r e f e r e n c ea r c h i t e c t u r e ，r a ) ，其分析的参考模型包括了欧盟e s p r i t 项 目的c i m o s a ( o p e ns e r v i c ea r c h i t e c t u r e ) 模型( a m i c e ，1 9 9 1 ) ；由法国b o r d e a u x 大学g r a i 实验室提出的g i m ( g r a ii n t e g r a t e dm e t h o d o l o g y ) 模型( d o u r n e i g t se ta 1 ， 1 9 9 2 ) ；另外还有美国p u r d u e 大学提出的参考p e r a 模型( w i l l i a m s ，1 9 9 3 ) 。在 分析了以上几个著名的参考模型的基础上，r i c a r d oc h a l m e t a 提出了a r d i n 参考 模型，并对a r d i n 模型的特征、架构和内部组成模块，包括信息系统、人力资源 系统和决策系统进行了阐述。 m a r t i n h a r d w i c k 5 0 】等分析了n i i i p 虚拟企业模型；b y u n g h a kl e e m r 5 1 1 等在分析 了a r r i 和u t a 等研究机构和大学提出的集成模型的基础上，提出了虚拟企、集 成架构( i n t e g r a t e dv i r t u a le n t e r p r i s em o d e l ，i v e m ) ，并指出i v e m 模型是个演进 的模型，是随着市场竞争和需求不断演化的模型。 y ed a n 5 2 】等介绍了虚拟企业的基本概念及其组织架构，并利用i m m ( i n t e g r a t e dm o d e l i n gm e t h o d o l o g y ) 对虚拟企业集成模型进行分析，给出了集成模 型构建工具及其原型系统。 2 分布式异构系统间数据交换标准和使能工具的研究吲【5 4 】f ”1 ； m a i n z a r l i 5 3 等在分析了虚拟企业对产品数据交换和应用间互操作的需求上 说明了利用s t e p 和c o r b a 集成虚拟企业应用的可行性；并利用s t e p 和c o r b a 作为虚拟企业产品数据交换的基础架构，提出了利用c o a b a 访问s t e p 产品数据 的异构系统的互操作模型。z h a n g 5 4 】提出了基于i n t e m e t 的s t e p 数据和其他标 准格式数据( 如i g e s ，d x f ，a m l 等) 转换方法，并提出了基于上述转换方法 的虚拟企业集成模型，为异构系统间以s t e p 格式进行产品数据交换的目标奠定了 基础，并给出原型系统( h t t p ：w w w e n g f s u e d u v z h a n g n e t s t e p ) 。 w i l l i a m c b u r k e t t 【5 纠提出了p d m l 语言( 在1 9 9 9 年被i s o 接受为i s o 1 0 3 0 3 2 8 标准) ，即s t e p 的x m l 早期绑定( e a r l yb i n d i n g ) 。w i l l i a mc b u r k e t t 认为发明 浙江大学项十学位论文 ，项新的技术是卜分困难的，而利用现有的技术或者平台实现系统集成的目标则 相对比较容易。他所采用的技术包括s t e p 和x m l 等数据交换标准，i n t e m e t 平 台和p d m 系统，并给出了应用系统交换集和集成模式的映射关系。 3 针对专门的应用系统集成方法研究 5 6 6 0 。 o h 5 6 1 利用u m l 构建了e x p r e s s ( i s o 1 0 3 0 3 1 1 ) 模式年np d m 类型之问的 映射关系，为遗留p d m 系统提供了s t e p 接口，并开发了c a d 和p d m 系统问的 接口模块；窦万春口7 】等利用工作流的方法实现了e r p 和p d m 系统的集成；余军 合【5 目等分析p d m 系统和e r p 系统的集成需求，构建了集成产品信息模型，为p d m 和e r p 系统间的无缝集成奠定了基础。 w a n g 5 9 1 分析了分布式设计和生产的研究现状，提出了基于c o r b a 平uw e b 技 术的分布式c a d c a m 系统的多层集成架构( d n c a d m s ) 。并且，在其论文中也 对异构数据库集成，元数据以及基于j a v a 的集成方法进行的探讨，最后给出了集 成架构的实施要点。 上游设计、分析部门和下游制造部门系统间的数据交换和集成也是虚拟企业必 须要考虑的问题，n wb o w l a n d 删等提出了p d m 系统支持的c a a p p ( c o m p u t e r a i d e d a s s e m b l yp r o c e s sp l a n n i n g ) 系统，该系统作为c a d 系统合c a m 系统的中间过渡系统，其功能单元由p d m 系统进行管理，并给出了p d m 系统集 成上述c a d c a m c a a p p 系统的示意结构。基于上述理论，给出了系统原型 ( m a p s ，m a n u f a c t u r i n g a s s e m b l yp r o c e s s i n gs e q u e n c e r ) 及其实簏方案。 1 4 2p d m 系统研究现状 由于网络技术和信息技术的日新月异，自从产品数据管理的概念在8 0 年代被 提出以来，其内涵与技术已经有了很大的发胀，同时，软件供应商给企业用户提 供的p d m 系统在功能方面已经比较成熟，p d m 的实施大大提高了企业产品设计 的速度和质量。 根据约瑟夫萧塔纳博士介绍1 4 “，在德国，p d m 系统在企业中成功实施的比例 只有1 0 。产品数据管理软件的开发没有真正基于企业用户的设计丌发实际是其 中一个重要的问题，特别是对于s m e ，由于资金有限而无法投入高昂的费用去购 买性能好的p d m 系统，并且即便购买也需要二次开发才能满足本身需要，有的功 能是花了钱却用不上，所以需要一个合适需要的实施方法。 p d m 技术最早出现在8 0 年代初期，目的是为了解决大量工程图样文档的管理 劂境。从近些年的产品数据管理研究热点来看，主要集中于变型配置、产品配置 管理、面向敏捷制造的能力和b o m 的管理及生成技术等几个方面。 8 浙江人学硕士学位论文 b a k e r n l “1 1 等对产品配簧管理平n ：l 作流管理的集成进行分析，阐明了实施集 成后提高了p d m 系统对c a d c a m 系统的支持，提出了一种支持p l m 的集成数 据模型，并开发了原型系统。 b o d i n g t o n r i “2 】等分析了大型复杂产品的设计生产过程中，1 i | 司企业进行合作 生产存在着数据共享的问题，针对异构供应商之间的数据交换，提出了用网络接 r 的方式进行虚拟企业削的数据交换和共享。 j e o n ga hk i m 】等通过p d m 框架的开发项目，分析了框架开发的一些难点， 指出p d m 系统必须对用户定制环境功能的支持。由于项目对p d m 集成性能的要 求，说明了其框架的困难性。但其研究尚处于理论尝试阶段，且未丌发出商用应 用系统。 v a nd e nh m n e r p 4 j 等在分析了复杂产品设计过程数据管理使能技术存在的 问题的基础上，提出了一种设计过程管理、配置管理、p d m 、c a d 体系结构的5 d 模型。基于这一模型对不同问题领域采用不同维的组合，可以提高殴计过程数据 管理的效率。 m u l l e r e f l 2 0 l 等分析了c s 模式p d m 数据库远程交换时间慢的问题，提出 用s q l 高级特性进行优化的方法，缩短远程数据访问的响应时间。 o m e a r a d 5 j 分析了市场上现有的产品数据管理软件，指出大多数这种软件 都是独立的系统，与其他系统地数据交换是困难的，在此基础之上提出企业应根 据自身的需求，合理选择p d m 系统。 苟凌怡等l 7 】基于对产品配置的相关数据对象原理的分析，从设计思想和实现 技术两个方面研究了i m a n 产品配置管理的三种方法。并且从应用角度出发，以航 空企业的产品数据管理为例阐述了优化方案。 顾新建等 1j 6 l 等介绍一种新的网上通用产品配置设计工具，并提出了面向结构 和面向功能两种变型配置方法。将产品配置设计放在网上是以后产品配置及产品 数据管理的一个重要发展方向，产品数据管理将从两层的c s 结构向三层的b s 结构发展。不过该文提出的变型配置方法从用户功能的方面出发，还是没有完全 满足用户配置多样化的要求。 鸟云等9 】通过对b o m 的概念和b o m 一般性描述的介绍，论述了产品结构 树及其配置过程模型和b o m 多视图的作用及其相互间的关系，以及在不同情况下 b o m 的结构形式。虽然对b o m 表的结构和多视图进行了研究，但是对p d m 如 何实现信息共享没有进行深入研究。 高奇微8 提出采用数据仓库技术的产品数据管理支持决策，产品管理的产。品 配置管理可以产生各种材料清单，产品的材料清单不同，性能不同，加工方法不 同，产品价格也不同，采用数据仓库技术可以对各种材料清单数据进行预综合处 浙江大学硕士学位论义 理，对材料清单进行比较，可以划市场进行渊研和定位，并分析材料清单对下游 生产制造所产生的影响，可咀对系统设计方案进行选择，还可以利用多维立方体 生成多维物料清单视图，将产品数据管理中的有关决策信息传送到e r p 统中，并 对产品开发的成本进行估算，以便企业做出全面正确地决策。该文提供了一一种将 产品配置管理从通常的设计生产支持层面提高到支持管理决慕层的高度的思想， 为产品配置管理以后的发展方向提供了一条很好的思路。 薛善良 1 2 1 1 等分析p d m 应用的历史和发展趋势，提出了面向敏捷制造p d m 关 键技术，通过应用面向对象的技术对分布式动态联盟企业的分布式产品数据管理 建模，使用集中管理与分布存取“双重c s ”体系，使系统有较好的开放性、灵活 性。提出了基于c o r b a 实现面向敏捷制造p d m 系统集成的概念，并通过构建 c o r b a d c o m j a v a 的互操作来实现异构p d m 系统间的互操作。 1 4 3 存在的问题和解决方案 根据我们对虚拟企业应用集成及其p d m 的研究现状的分析可知，目前，对分 布式应用系统的集成主要集中在以c o r b a 作为分布式对象的访问的使能工具、 以s t e p 或者x m l 等作为系统间的数据