（机械设计及理论专业论文）基于web的图档信息管理系统的研究与开发.pdf

塑塑叁堂堕主堂垡堡皇! 眨z 墨2 曼2 q 摘要 计算机技术的应用已经渗透到机械制造企业的方方面面。例如，设计部门采 用了c a d ( 计算机辅助设计) 和c a e ( 计算机辅助工程分析) ，生产制造部门 采用了c a p p ( 计算机辅助工艺) 和c a m ( 计算机辅助制造) 等等。应用计算 机技术提高了企业的生产率，增强了企业的市场竞争力。同时也产生了一系列的 问题：如何管理和共享各部门产生的大量电子信息；如何集成企业内部的不同应 用系统等等。p d m ( 产品数据管理) 技术提供了解决这些问题的有效方案。但 对于部分中、小型机械制造企业而言，p d m 方案过于昂贵和庞大。 中、d , n 造企业一方面急需解决设计部门面临的实际问题，另一方面有要将 信息化进程扩展到其他部门。其核心是如何进一步提高产品的设计质量和设计效 率。其焦点就是，需要解决大量电子图档的管理以及成熟设计经验和成功设计案 例的复用率问题。2 0 世纪未的最后2 0 年间，i m e m e t 和i n t r a n e t 得到迅猛发展， w e b 技术从最初简单的信息展示工具，发展成熟为构建复杂电子商务系统的技术 平台。应用w e b 技术，开发基于i n t e m e t i n t r a n e t 的应用系统成为主要的潮流。 p d m 概念和w e b 技术的融和，给解决上述中、小制造企业面临的实践问题提供 了一套相对廉价和完整的手段和思路。 本文首先阐述了制造企业信息化的概念和应用层次，以及大量应用计算机技 术后中、小机械制造企业面临的一些实际问题。针对这些问题，研究了图纸文档 的电子化管理层次的p d m 技术的体系结构、主要功能模块、实施开发的主要步 骤。接着简单回顾了w e b 技术的发展历史，比较了传统的c l i e n t s e r v e r 和现在 主流b r o w s e s e r v e r 计算模式。选择了m i c r o s o f t 公司推出的n e t 平台作为开发 系统的技术平台，并详细研究了a s p n e t 技术的基本概念和数据库访问技术 a d o n e t 的主要工作模式和对象。规划、设计了基于w e b 的电子图档综合管理 系统的体系结构、主要功能模块，详述了图档管理和经验知识管理模块。图档、 工艺管理模块主要实现图档、工艺等技术文档的管理、利用，知识管理模块主要 实现经验产品设计知识的收集、整理、利用等功能。在完成系统规划的基础上， 采用了c # 语言、v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 3 开发环境，选择了s q is e r v e r 2 0 0 0 数据 库，最终开发实现了基于w e b 的电子图档综合管理系统。 关键词： w e b ；图档管理；n e t ； 郧州大学硕士学位论文 a b s t r a c t a l m o s te v e r y d e p a r t m e n t o fm e c h a n i c a l m a m f f a c t u r i n ge n t e r p r i s ea p p l i e s c o m p u t e rt e c h n i q u e ，s u c ha sc o m p u t e ra i d e dd e s i g n ( c a d ) a n dc o m p u t e ra i d e d e n g i n e e r i n g ( c a e ) i nd e s i g nd e p a r t m e n t ，a n dc o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ( c a p p ) a n dc o m p m e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ( c a m ) i np r o d u c i n gd e p a r t m e m b 3 r u s i n gc o m p u t e rt e c h n o l o g y , p r o d u c t i v i t yh a sb e e ni m p r o v e d ，a n dc o m p e t i t i v e n e s s e n h a n c e d b u t ，t h e r ea r eas e r i e so fp r o b l e m sa p p e a r i n gs u c ha sh o wt os h a r ea n d c o m m u n i c a t et h ep l e n t yo f e - d o c u m e n t sw h i c ha r ep r o d u c e db ye a c hd e p a r t m e n t ，h o w t o i n t e g r a t e t h e a p p l i e ds y s t e m s f r o md i f f e r e n t d e p a r t m e n t s ，p r o d u c t d a t a m a n a g e m e m ( p d m ) g i v e s a l la n s w e r h o w e v e r ，m e d i u m s i z e dc o r p o r a t i o n sf a c ea f a c tt h a tt h ed e s i g nd e p a r t m e n tm u s td e a lw i t l lt h e i rr e a lp r o b l e m si no n ea s p e c t o n t h eo t h e rs i d e ，o t h e rd e p a r t m e n t s i n f o r m a t i o nf l o wl a gb e h i n d ，a l t h o u g ht h e ym a k e s u r eo ft h ed e v e l o p i n gt r e n do fi n f o r m a t i o n t h ed e s i g nd e p a r t m e n tm u s tc o n c e n t r a t e o ni m p r o v i n gd e s i g ne f f i c i e n c ya n dq u a l i t y m o s ti m p o r t a n ti s s u ei sh o wt or e o c c u p y t h e i rm a t l l r ed e s i g ne x p e r i e n c e sa n ds u c c e s s f u lc a s e s a tt h el a s tt w e n t yy e a r so f2 0 t “ c e n t u r yi n t e r a c ta n d i n t r a n e th a v eb e e ne x c l u s i v e l yp o p u l a r i z e d i ti s i n i t i a l l yas i m p l e t o o lt ob r i n gf o r t hi n f o r m a t i o n ，b u tc u r r e n t l yi ti sap l a t f o r mo f c o n s t r u c t i n gc o m p l e x e l e c t r o n i cc o m m e r c es y s t e m t r e n db a s eo n c o n s t r u c t i n ga p p l i e ds y s t e m 1 1 1 e c o m b i n a t i o i lo fp d ma n dw 曲t e c h n o l o g yb r i n g so u tas u i to fi n e x p e n s i v es o l u t i o n s b e f o r em e n t i o n i n gp r a c t i c a lp r o b l e m s t h i st h e s i s f i r s t l yn a r r a t e st h es t a t e o f - a r t so fi n f o r m a t i o ni nm a n u f a c t u r e e n t e r p r i s e ，a n dt h e nd i s c u s s e sa b o u tp r a c t i c a lp r o b l e m sf a c e db yd e s i g nd e p a r t m e n t w h oh a v ee m p l o y e dap l e n t yo fc o m p u t e rt e c h n o l o g y t od e a lw i t ht h ep r o b l e m s ，t h e a u t h o rh a s r e s e a r c h e do n s y s t e mf r a m e w o r k ，p r i m a r y f u n c t i o nm o d u l ea n d i m p l e m e n t i n ga p p r o a c ho fp d mt e c h n o l o g y a f t e rb r i e f l yr e v i e w i n gt h eh i s t o r yo f w 曲t e c h n o l o g y ,c o m p a r i n g t r a d i t i o n a lc l i e n t s e r v e r、v i t l l c o n t e m p o r a r y b r o w s e s e r v e r t h ea u t h o rs t u d i e dt h ef u n d a m e n t a lt h e o r yo fa sp n e ta n da c c e s s p a t f e r ni na d o n e ta n dt h e nc h o i c e s n e ta sd e v e l o p i n gp l a t f o r m i tw a sd i s c u s s e d m a th o wt ol a y o u ta n dd e s i g ns y s t e mf r a m e w o r k w h a ti st h em a j o rf u n c t i o no f e n g i n e e r i n gd r a w i n ga n dd o c u m e n tm a n a g e m e n ts y s t e me t c a f t e rd e s i g n i n go u t s y s t e mb l u ep r i n t ，t h ea u t h o rf i n a l l ya c h i e v e da ne l e c t r o n i cd o c u m e n tm a n a g e m e n t s y s t e mb a s e do i lw e bb yu s i n gc 撑l a n g u a g e v i s u a ls t u d i on e ta n ds o ls e r v e r 2 0 0 0d a t a b a s e k e yw o r d s ：w e b ；e n g i n e e r i n gd r a w i n g d o c u m e n tm a n a g e m e n t ；n e t ； i i 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导卜j 独市撰写并完成的，学位沦文没 有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿 意承担由此产生的一切法律责任和法律后果，特此郑重声明。 学位论文作者( 签名) ：马叻 3o o 多年箩月日 郑州人学硕士学位论文 1 绪论 【内容提要l 本章主要介绍了制造企业信息化的现状和没计部门面临的闽题、p d m 技术的 概念和应用意义、w e b 技术及其对p d m 的影响，最后介绍了课题背景和研究内容。 1 1 机械制造企业信息化的现状和问题 1 1 1 制造企业信息化的现状 机械制造业作为我国国民经济重要的装备工业和支柱产业，在经济全球化和 社会信息化的大趋势下，只有通过推进企业的信息化建设，提高企业核心竞争力， 才能带动整个机械制造行业的现代化发展。企业信息化的实质是增强企业的核心 竞争力，通过实施信息化，加强技术创新和管理创新能力，使企业及其产品获得 市场竞争优势。 机械制造企业信息化的概念是指：充分利用以现代信息技术为代表的高新技 术对传统产业的渗透以及信息技术与其它专业技术的融合，在机械产品整个生命 周期中，通过信息技术的应用，信息资源的开发、利用、集成和共享，达到企业 资源的优化配置和高效运转，从而提高机械企业的经济效益和整体竞争力，改造 和提升传统的机械企业l l l 。 机械制造企业信息化是一个从低级到高级的发展过程，按照信息化的应用范 围和程度大致可以概括为四个层面1 2 j ： 在机械产品自身运用信息技术和其它高新技术，以提高产品自身的质量、功 能层次、技术含量，从而带来高附加值； 在机电产品设计与制造过程中广泛采用电子信息技术、自动化技术，实现快 速、高效、可靠、精密、低耗、低成本生产： 深入丌发和广泛利用企业的信息资源，实现企业资源的优化组合与综合利 用，实现管理信息化； 建设基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的企业级应用系统，大力发展网络制造、虚拟制 造、网络营销，形成企业之间的动态联盟，提高企业和行业的整体效益和竞争能 力。 机械制造行业中的中、小型企业，其信息化范围和程度相对有限，信息化建 设主要集中在企业的核心部门，即设计部门。其主要应用包括：c a d ( 计算机 辅助设计) 、c a p p ( 计算机辅助工艺过程规划) 、f e m ( 有限元方法) 、c a o ( 办 公自动化) 等。 郑州大学硕士学位论文 1 1 2 中、小型制造企业信息化存在的问题 中、小型机械制造企业在实施信息化进程中面临着一些具体问题：企业信息 化的范围有限、整体水平不高。大部分中、小机械制造企业信息化应用相对比较 成功的是，使用二维c a d 系统设计产品，但也尚处于“甩图板”的阶段；使用基 于三维产品模型的c a d c a m 技术的企业还不多，且刚刚意识到这是与市场接 轨和提高企业竞争力的需要：规划、实旋c a d c a p p c a m 一体化应用的企业就 更少。大部分企业在规划信息化进程时，缺乏对企业整体的需求分析和信息化可 行性研究。没有考虑使用信息技术优化组合业务流程，也没能够根本改变企业的 生产管理模式。对信息化建设的长期性和复杂性思想准备不足，缺乏建设信息化 的工程计划性，投入的人力、财力、物力不连续，往往出现有头无尾现象。因此 导致企业信息化的综合效果不佳【3 】。综上所述，归纳出中、小机械制造企业面i 临 的具体的问题如下h j 。 1 设计部门在产品设计过程使用了各种计算机应用系统，如c a d 、c a p p 、 f e m 等。这些应用系统的中间步骤和工作结果产生了大量的电子文档。如 产品的零、部件图档，产品的工艺文件等。早期遗留下来的纸质产品技术文 档要在相对长的一段时期和电子文档共存。如何有效的组织、管理、利用这 些技术文档。 2 制造企业用多种计算机应用系统分别完成新产品的设计、生产计划的下 发等等不同的任务。通常情况下，不能将多个应用系统所生成的文件在逻辑 上关联起来，通过一条数据记录访问。即缺乏一个企业级的产品数据模型， 通过该模型数据记录的属性，可以访问相应的文件。在跨部门的产品形成过 程链中，保证这个数据模型的一致性和关联性。 3 纵观机械产品的整个生命周期，不难发现存在一个个相互独立的“信息孤 岛”，即计算机应用系统之间的数据传递格式不统一，接口不完善，造成应 用系统间的信息共享不充分，产生大量冗余数据，造成低效的重复劳动。 4 每个机械制造企业有自己的行业特点和独特的企业文化，普通的应用系 统缺乏良好的可定制性，不能完全满足企业本身的需要。 面临上述的问题，p d m 技术提出了一套阶段性的解决方案。 1 2 解决问题的应用技术 1 2 1p d m 技术的概念 早期的p d m 产品诞生于2 0 世纪的8 0 年代初。随着c a d 系统在企业中的 j “泛应用，c a d 系统使产品设计更加便捷、商效。但是，面对海量的c a d 文件， 郑州大学硕士学位论文 工程师如何能够快速、准确的查找到所需要的产品设计图档信息。因此，迫切需 要新方法柬存储、管理和利用大量的电子文档。针对这种需求，各c a d 厂家配 合自己的c a d 系统推出了第代p d m 产品，这些p d m 产品的主要目标就是解 决大量电子数据的存储和管理问题，提供了维护“电子绘图仓库”的功能。早期 的p d m 产品被定义为各类文档管理或图纸管理软件系统等。 目前，p d m 概念还没有一个统一的定义，美国的国际咨询公司c i m d a t a 给 出的定义是： p d m 是- - l j 管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程 的技术”。g a r t n e rg r o u p 公司给出的定义是：“p d m 是个使能器，它用于在企业 范围内构造一个从产品策划到产品实现的并行化协作环境( 由供应、工程设计、 制造、采购、市场与销售、客户等构成) 。一个成熟的p d m 系统能够使所有参 与创建、交流以及维护产品设计意图的人员在整个产品生命周期中自由共享与产 品相关的所有异构数据，如图纸与数字化文档、c a d 文件和产品结构等”。p d m 是以软件为基础，管理所有与产品相关的信息( 包括电子文档、数字化产品模型、 数据记录) 和所有与产品相关的过程( 包括工作流程和更改流程等) 的技术。它 提供产品全生命周期的信息管理，并可在企业内和企业问为产品设计与制造建立 一个并行化的产品开发协作环境【5 j 。 1 2 。2 应用p d m 技术的意义【6 l 7 1 f 8 1 9 1 计算机技术早期应用于机械制造企业的工具自动化方面，大幅度提高了产品 的设计和制造水平以及整体的生产效率。计算机技术的应用改变传统的手工作业 方式为自动化操作，提高了企业的生产力，同时对原来手工管理体系也带来巨大 的冲击。因此，人们迫切需要一种电子化的管理手段，改变现行的落后的生产关 系，进一步解放计算机技术创造的前所未有的生产力，巩固和加强企业的竞争能 力。p d m 作为一种计算机管理产品整个生命周期内全部信息的电予化的全新技 术，具有重要的应用意义，如下所示f 4 3 j ： 可以改变陈旧的设计开发过程和管理模式：长期以来，技术部门设计过程沿 用传统的串行工作方式：概念设计、详细设计、审核发放、生产准备、加工制造、 样机试验、修改设计。这种工作方式已经不能满足市场竞争的要求，p d m 可以 实现并行设计，减少设计修改过程中的反复，缩短设计过程，提高效率，快速的 满足客户的订单要求。 解决不同部门间信息共享、交流的问题：随着企业信息化的不断发展、成熟， 备部门的计算机应用系统如c a d 、c a m 、c a p p 、c a e 等之间的数据信息交流 问题h 益突出，系统之间共享程度低，结粜形成了一个个“信息化孤岛”。而p d m 系统可以成为沟通各部门应用系统的桥梁。 提高设计与制造的准确性：p d m 系统能够保证所有参与统一项目的人员使 用相i 司的最新数据，避免设计的重复和不一致性。使在制造或质量保证阶段出现 郑卅i 大学硕士学位论文 的问题减少，从而提高设计与制造的准确性。 更好的管理上程变更和项目控制：p d m 系统能够管理产品设计过程中产生 的多个修订版本和改型，提供完整的变更审查记录。p d m 系统还能够控制、管 理项目任务的工作进程，保证项目按时完成。 随着p d m 技术的成熟、进步，其发展趋势具有以下方向： 1 广泛应用面向对象的系统分析和设计技术： 2 ，构建基于i n t e r n e t i n t r a n e t 平台的p d m 产品： 3 从传统的客户机服务器结计算模式向三层的浏览器朋匣务器计算模式； 4 支持快速定制和开发客户化系统。 1 2 3 w e b 技术 w e b ( w o r l dw i d ew e b ) 是以h t m l 超文本标记语言和h t t p 超文本传输协议 为基础，能够提供面向各种i n t e m e t 服务的、一致的用户界面的信息浏览系统【l 。 w e b 的前身是1 9 8 0 年t i mb e m e r s l e e 博士负责的e n q u i r e ( e n q u i r ew i t h i nu p o n e v e r y t h i n g 的简称) 项目。1 9 9 0 年1 1 月，第一个w 曲服务器n x o c 0 1 c e m c h 开 始运行，t i mb e m e r s l e e 在自己编写的图形化w e b 浏览器”w j r l d w i d e w e b ”e 看 到了最早的w e b 页面。1 9 9 1 年，c e r n ( e u r o p e a np a r t i c l ep h y s i c sl a b o r a t o r y ) 正式发布了w e b 技术标准。目前，与w e b 相关的各种技术标准都由著名的w 3 c 组织( w b r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ) 管理和维护。w e b 架构的核心技术包括：用 超文本技术( h t m l ) 实现信息与信息的连接；用统一资源定位技术( u r i ) 实 现全球信息的精确定位：用新的应用层协议( h t t p ) 实现分布式的信息共享f i ”。 随着i n t e m e t 的蓬勃发展，w e b 技术也经历了静态文档、动态交互页面、实时可 伸缩的事务处理等多个阶段，其应用也从最初简单的信息发布到现在复杂的电子 商务【lo j 。w 曲技术的应用已经延伸到各个领域，它在悄悄地改变着我们的生产、 生活方式。 w e b 技术使p d m 系统更方便地应用于异构环境下。使之适应网络化虚拟设 计的产品设计和过程管理，并实现异地和异构环境下的设计与制造。并可以由虚 拟企业提供技术支持，从而提高p d m 系统的可扩展性、可维护性和跨平台性， 充分有效的利用现有的企业网络，并实现更大范围内的企业内和企业间信息的方 便共享、更高层次的企业集成的描述和动态联盟各企业问的数据管理，以适应新 的经营模式的发展，特别是在当前i n t e r n e ! 时代电子商务环境下的要求【1 2 】。 1 3 课题背景和主要研究内容 1 3 。1 课题背景 4 郑州大学硕士学位论文 作者参与了清华大学档案馆技术部基于b s 结构的档案管理系统的开发，积 累了使用n e t 技术开发基于w e b 的应用系统的实践经验。并结合自身的研究方 向，确定了基于w e b 图档管理信息系统的研究课题。作者实地调研了信阳市木 工机械公司设计院，针对其面临的实践问题，检验和完善了课题研究和开发的系 统方案。 该方案在分析了技术部门设计、工艺工作中的管理实践基础上，应用p d m 技术作为理论基础，w e b 技术作为解决方案。为设计院信息化的进一步深入成熟 奠定了曝实的基础，同时为下一步公司全面推广企业级信息管理系统积累了。名贵 的经验。 1 4 2 主要研究内容 论文结合信阳市木工机械公司设计院的实际情况，围绕基于w e b 的工程图 档信息管理系统的开发，对w e b 技术、p d m 技术理论在产品设计、工艺协作方 面的应用实践进行研究，主要研究内容包括： 1 研究b s 计算模式、n e t 下统的w e b 开发平台a s e n e t 技术和数据库访 问技术a d o n e t ； 2 研究图纸文档电子化管理层次的p d m 系统的基本概念、体系结构、实施开发 步骤； 3 研究产品设计过程中设计、工艺经验知识产生和利用的实际，规划和设计经 验知识管理模块； 4 研究产品设计过程中电子图档的收集、管理、利用，规划和设计基于w e b 电 子图档管理模块。 1 3 3 采用的技术路线 作者研究和开发系统的具体步骤如图1 1 所示 郑州大学硕士学位论文 理论准备 调研考察 需求确定 系统设计 系统实现 1 4 图档管理的研究现状 厂t 蓊葫丌 j2 系统测试 i。，一 图1 1 设计路线 为了解决制造企业各部门使用计算机系统后产生的电子文档管理问题，早期 应用了文件夹的管理方式。但是随着电子文档数量爆炸式的增长，以及人员调动 等原因，文件夹的管理方式已经不能够满足管理需要。各企业开发应用了各种电 子文档管理系统，按照系统的应用范围可以分为两类：应用p d m 技术的产品数据 管理系统和工程图档管理系统。 i f f a n 系统是e d s 公司九十年代开发的一个面向设计、制造的产品数据管理 系统，他建立了产品从设计、分析、加工到材料规划等过程的统一开发环境，系 统将c a x 集成。按照产品结构将所有的技术文档管理和共享。 工程图档管理系统主要完成企业的图纸文档的管理，如挪威的r x t d m 系统， 它能够管理多种文件格式，实现了技术文档的目录级和文件级的管理。系统采用 “卡片式”管理模式，即将文件和文件信息在一个古片中显示出来。该系统是一 6 郑一i 1 大学硕士学位论文 个综合性图档管理系统。北京成捷迅应用软件技术有限公司推出的工程图纸档案 管理系统，包括文件归档、图纸查看、查询检索等功能，实现了基于w e b 的图纸 管理方式。 这些工程图档管理系统的主要特点包括：通常采用了c s 的计算模型，使用 v b 等作为开发语言，采用了d a 0 、a d o 数据库访问技术，后端使用s q ls e r v e r 或者0 r a c l e 数据库”l 1 4 1 f ”】。以f 以一个e d m s 为例，探讨这些图档管理系统的 体系结构和实现功能。 e d m s 基于客户机朋务器( c s ) 体系结构，对机械产品设计的各个阶段所 产牛的各种图档文件进行管理，即在一个产品开始进行设计时就能有效跟踪其流 稃，具有实时的浏览、佥询、审训功能保证技术文档管理及生产过程管理高效、 安全【1 6 1 。 e d m s 系统的主要功能模块包括：系统管理模块，通过一个用户权限模型分 配给不同的系统用户不同的操作权限，以保证文档的安全与保密。同时管理系统 用户的信息。备份相对重要的图形文件，日志管理已录登录用户的各种操作；图 档管理模块，图档的出、入库管理，删除多余作废的图档，版本管理：文档管理 模块，管理文档的出、入库、删除；数据查询模块，通过模糊查询、多重查询等 手段查询图档、文件、用户信息等等；数据报表模块，输出技术文档的特定数据。 e d m s 系统实现了对各类图形、图像、数据、文本、音频等电子文档的统一 管理，实现了和a u t o c a d 等c a d 软件的双向互动。e d m s 系统虽然比较好的 解决了图档管理的实际问题，但是也存在着一些问题： i 由于e d m s 系统采用了c s 计算模式，当用户数量增加、用户需求变化 时，系统升级、维护周期长，费用昂贵。 2 系统实现了文本、图档的收集、管理、利用，但是对于机械产品设计中 的可复用的成熟产品的设计文档和关键零部件的技术文档等重要的设 计经验知识利用效率太低，没有能够深入挖掘。 3 系统的设计出发点是设计部门本身的电子文档管理，当企业其他部门的 对计算机技术利用发展深入以后，系统是否还能够满足和其它部门信息 系统交流的需要。 郑州人学硕士学位论文 2 系统开发的技术基础 【内容提要】本章介绍了图纸文档的电子化管理层次的p d m 技术的体系结构、基本概念、 实施开发步骤。比较了c i s 和b s 计算模式，简单同顾了w e b 技术的历史后，选择n e t 作 为系统开发的甲台，晶后详细讨论了a s p n e t 和a d o n e t 技术。 2 1p d m 的基本概念 p d m 技术存企业中的应用按照具体应_ = j 范围可以分为四个层次：图纸文档 的电子化管理、部门级的数据管理、企、世级的数据管理、企业间的数据管理。本 节讨论了图纸文档的电子化管理层次的p d m 技术的相关概念和规划扦发步骤。 2 1 1p d m 体系结构和基本概念f 5 】 1 体系结构 p d m 系统的体系结构如图2 l 所示可以分为四层：用户界面层、功能模 块及开发工具层、框架核心层和系统支撑层。 用户界面层 功能模块及 开发丁且层 框架核心层 系统支持层 产品与零件 卜 电子仓 工作流结构与分类 工程 库与文变更 档管理 程管理配置管与椅 管理 理索 厂磊磊磊i 一 、-、。，。，一 图2 1p d m 的体系结构图 1 ) 用户界面层是用户与系统交互的图形界面，包括图示化的浏览器、 各种下拉式菜单、对话框、复选框等，用于响应用户激发的命令事件， 接受用户输入的信息，输出用户选择的信息。 郑州大学硕十学位论文 2 ) 功能模块及开发工具层为用户提供的主要功能模块有：系统管理、 电子仓库与义档管理、产品结构与配置管理、工作流程管理、零件分类 管理与榆索、l 一程变更管理、集成工具等。 3 ) 框架核心层提供了实现p d m 各种功能的核心结构与架构，使用户在 应用各种功能时，实现对数据的透明化操作、对应用的透明化调用和对 过程的透明化管理。 4 ) 系统支撑层以目前流行的关系型数据库为p d m 的数据支持平台，通 过关系型数据库提供的数据操作功能，支持p d m 系统对象在底层数据 库的管理。 2 电子仓库模块 所谓电子仓库( d a t av a u l t ) 是在p d m 中实现某种特定数据存储机制的元数 据( 管理数据的数据) 库及其管理系统。它保存所有与产品相关的物理数据和文 件的元数据，以及指向物理数据和文件的指针，该指针指向存放物理数据的数据 库记录和存放物理文件的文件系统与目录，可以认为电子仓库是p d m 系统中最 基本、最核心的功能，是实现系统中其他相关功能的基础。主要保证数据的安全 性和完整性，并支持各种查询和检索功能口l 。 实现p d m 的电子仓库需要考虑：产品技术文档的分类；单个技术文档的存 储：产品结构的组织等一系列问题。 企业各部门应用的各种计算机系统在产品的生命周期中产生了大量的技术 文档，这些文档从设计、制造等不同的角度说明、描述了产品。p d m 的电子仓 库必须管理这些不同格式和类型的文档，如果将这些文档按照逻辑分类，可以划 分为一般文档、工程图、模型【4 】。 1 ) 一般文档： 一般文档是指除了c a d 文档或纸质工程图以外的所有文档。包括 了计算机应用系统c a o 、c a p 、c a s e 和c a q 等产生的文档，书写的 材料，扫描的资料，声音文件和图像文件以及其他信息载体上的文件等。 2 ) 工程图： 包括二维和三维的c a d 文件，及在引入c a d 系统前遗留下的大量 纸质凰纸。此外，c a d 文件转换成的各种数据交换格式、矢量格式和光 栅格式的文件。 3 ) 模型： 相对于传统的、纯粹而向工程图的二维c a d 系统，智能化的3 d 模 型或2 d 模型是有效进行面向图形单元设计的基础，模型、视图、形状 元素组成了c a d 设计中的基本构造元素，因此可以把它们作为特殊的 c a d 文档加以管理。 9 郑十t t 大学硕士学位论文 产品r 靼个技术文档的管理办法有以下两种一j ： 1 ) 文档加文档基本记录：一个文档对象包括文档和文档基本记录，文档 的物理位置仍然在操作系统的目录。卜。文档基本记录中保存了文档的名称、作者 等基本描述信息，文档基本记录包含在p d m 数据库表中，由p d m 统一管理。 2 ) 将文档内容按照某种规则分解成单独的字段，储存在数据库的表中。 p d m 提供分类查询，或建立与其他数据库中对象的关联。 产品文档的组织： 存文档管理系统中，以产品、部件、零件等为对象，通过多个文件夹将属 于该对象的各种文档( 例如设计、工艺和制造等) 放在相应的文件夹中，或通过 多个数据库放置该对象的各种属性表和数据表，形成对象一文件夹一文档或对象 一数据库一数据表的文档组织结构。 3 产品结构管理州 相互关联的一组零件按照特定的装配关系组装成部件，一系列零件和部件 装配在一起则构成产品。将产品按照部件、零件进行分解，直到不可再分为止， 由此形成的分层的树状结构，称为产品结构树。 通过文件夹和数据库，把结点对象相关的设计、工艺、制造等文档，以及 各种属性、数据表与该结点关联起来。这样一来，就整个产品结构树而言，构成 该产品的各个零、部件与各自相关的工程数据、属性信息、文档、版本信息等关 联起来。经过这样信息关联以后，产品结构树代表了该产品的完整的信息模型。 通过产品结构树，管理者可以方便地按照结点组织产品数据，用户可以迅 速按照树的层次和分叉找到自己所要结点对象的全部文档和数据。同时还给 b o m 表的汇总和分类统计创造了必要的条件。 图2 2 产品结构树模型图 郑州大学硕十学位论文 2 1 2 实施开发步骤 机械制造企业如果要确保p d m 系统的实施获得成功，首先在深刻理解实施 单位独特企业文化的前提之下，确定明确的系统应用目标。然后，还需要有符合 企业实际情况的实施方法和步骤悼i ： 1 确定系统的实施范围与最终目标：首先确定p d m 的系统管理范围，是面 向项目工作小组、特定的部门、本地企业，或者是跨地域的企业；其次需要确定 p d m 的应用范围，是图档管理、过程管理，还是其他管理；最后确定实施的整 体时f 刚跨度，是一次完成某一目标，还是分期分阶段完成。 2 数据收集与分析：需要考虑四方面的内容：人员、数据、活动、信息基 础设施。其中，人员是指人员组织机构及其承担的职责：数据是指被管理的数据 对象：活动是指所涉及流程中的活动；信息基础设施是指现有的硬件、软件和网 络通信设施等，以衡量能否满足p d m 实施的要求。通过以上数据收集和分析， 为后续的信息建模作好准备。 3 信息建模：以数据收集与分析的结果为基础，进行信息建模。一般需建 立六个模型，即人员管理模型、产品对象数据模型、产品结构管理模型、产品配 置模型、过程管理模型以及信息集成模型。 4 系统开发：根据得到的信息模型、实施范围、应用范围，选择开发工具 和平台，开发系统。 5 系统实施：在系统定制与集成开发完成后，进入系统的具体实施。实施 内容包括：用户培训与使用；系统试运行与测试；制定p d m 运行的规章制度。 6 系统调整：前面的工作仅仅完成了p d m 实施的一次循环，当系统试运行 与测试后发现问题时，要重新调整原设计，或根据企业实际需要，添加或调整系 统的功能，然后进入下一，轮循环。 2 2 计算模式 计算机应用系统经历了一个从简单到复杂，从低级到高级的过程，同时计算 模式也经历了主机批处理模式、亚终端主机模式、以网络为中心模式、客户机 服务器模式，以及随着w e b 技术的成熟发展起来的浏览器朋务器模式1 1 引。本 节阐述了c s 和b s 计算模式的概念，比较了两者的应用优势，作为选择开发系 统的计算模式的理论基础。 2 2 1 客户机月务器计算模式 客户机服务器系统( c l i e n t s e r v e r ) 是在上世纪七、八十年代产生并发展起 挪州大学硕士学位论文 来的，它带来了一个新的分布式计算标准。驻留在主机上的应用程序被分为两部 分：客户机部分和服务器部分。在客户机端的应用程序包括，和用户交互的页面 逻辑以及接受、响应用户输入的处理逻辑，还包括了客户端数据处理的逻辑，如： 当用户做出不同选择时，图形界面发生变化。客户机端还包含业务逻辑，例如发 送数据前确认和校验数据。服务器端的应用程序存储了所有可以被其他用户访问 的数据。当客户端激发特定的事件时，请求发送至服务器端，服务器端处理完成 后将结果返回客户端，客户端得到结果后继续完成它的处理逻辑f l ”。 客户机用睦务器( c s ) 计算模式按照应用逻辑在客户端和服务器端的分布情 况被划分为：两层体系结构或者多层体系结构。客户机月务器计算模式最少具 有一个客广层和一个服务器层。 c s 计算模式存在着一些问题。维持客户端所需系统成本太高，由于每个客 户端包含了独立于数据库服务器的应用逻辑，所以需要单独维护每一个客户端中 的应用逻辑。而且当用户需求变化和升级时，需要单独升级每个客户端。 ： 客户端 ： ： 功能层 ： ；圈圈舁蔓圜凰l 图2 - - 3 两层c s 计算模式 2 2 。2 浏览器服务器计算模式” 随着i n t e m e t 的发展成熟，浏览器服务器( b r o w s e s e r v e r ) 计算模式的应用 逐渐成为_ 丰流。浏览器服务器( b i s ) 计算模式是二层c s 计算模式应用在w e b 上的特例。它将传统的二层c s 模式客户端的事务处理逻辑分离出来，分配给 w e b 服务器，同时采用通用的浏览器( i e 、n e t s c a p e 等) 作为客户端。 在采用b s 模式的应用系统中，系统用户通过浏览器访问分布在网络上的 w e b 服务器，w e b 服务器响应用户的要求。b s 模式极大的简化了传统c s 模 式客户端复杂、低效的系统开发工作，客户端仅仅需要安装、配置通用的浏览器。 事务处理逻辑和数据访问逻辑分别由w e b 服务器和数据库服务器完成。 1 2 圈 鲡； ：l 型数然器： 郑州大学硕士学位论文 图2 4 二层b s 计算模式 图2 - - 4 所不为三层b s 计算模式，分为：表示层( p r e s e n t a t i o o n ) ；功能层 r b u s i n e s sl o g i c ) ：数据层( d a t as e r v i c e ) 。 1 表示层：w e b 浏览器 在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端。它的任务是由w e b 浏览器 向网络 = 的某一w e b 服务器提出服务请求，w e b 服务器对用户身份进行验证后 用h t t p 协议把所需的主页传送给客户端，客户机接受传来的主页文件，并把它 显示存w e b 浏览器卜。 2 功能层：具有应用程序扩展功能的w e b 服务器 在功能层中包含系统的事务处理逻辑，位于w e b 服务器端。它的任务是接 受用户的请求，首先需要执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，通过s q l 等方式向数据库服务器提出数据处理申请，而后等数据库服务器将数据处理的结 果提交给w e b 服务器，再由w e b 服务器传送回客户端。 3 数据层：数据库服务器 在数据层中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器端。它的任务是接 受w e b 服务器对数据库操纵的请求，实现对数据库查询、修改、更新等功能， 把运行结果提交给w e b 服务器。 2 2 3 两种计算模式的比较 通过对两种计算模式的研究、探讨，浏览器，服务器模式和客户机服务器模 式比较优势在于【2 0 1 ： l ，安全性高： c s 模式的客户端直接同服务器连接。数据库的事务处理逻辑包含在客户端 应用程序中，来经授权的用户可以很容易的通过应用程序侵入系统；授权用户拥 有连接数据库的权限，可以直接连接数据库，进行操作。给系统安全带来极大的 隐患。b s 模式中客户机通过w e b 服务器访问数据库，无法直接操作数据库， 提高了系统数据的安全性。 2 开发和维护成本低廉： c s 模式针对不同的客户端需要开发不同的程序，完成的工作量较火。而且 如果系统程序需要安装、修改或者升级，则工作在所有的客户端上进行，工作复 杂、低效，因此开发和维护成本较高。反观b s 模式，客户端为通用浏览器。系 统程序所有的维护与升级工作都是在服务端完成，不需客户端的参与。因此提高 了工作效率，同时降低了开发和维护的成本。 3 、跨平台性： b s 模式的具有比c s 模式更好的跨平台性。c s 模式的用户界面是由客户 郑州大学硕士学位论文 端平台安装的软件决定的，因此用户界面可能各不相同。而b s 模式的客户端软 件为通用的浏览器，因此界面胍格相对统一。 4 口，移植性： c s 模式客户端是采用不同开发工具开发的应用程序，一般来说互不兼容， 难以移植到其它平台上运行。b i s 模式的客户端是通用浏览器，因此不存在可移 植性问题。 2 3 w e b 技术 随着i n t e m e t 快速的发展成熟，基于i n t e r n e t 的新技术和新应用层出4 i 穷，w w w 系统作为i n t e r n e t 应用的基础也得到了迅猛的发展。w w w 是一个基于 i n t e r n e t i n t r a n e t 的、全球互连的、分布式的、动态的、跨平台的交互式超媒体信 息系统。w e b 技术的应用也从最初的文档浏览发展到构建复杂的电子商务 9 。 本小节首先阐述了计算机网络、i n t e r n e t 和i n t r a n e t 的概念，然后回顾了w