（计算机软件与理论专业论文）产品结构管理系统及其关键技术研究.pdf

摘要 论文题目：产品结构管理系统及其关键技术研究 学科专业：计算机软件与理论 研究生：李惠斌签 名： 指导教师；张亚玲副教授签名： 摘要 产品结构管理技术的发展融合于产品数据管理技术( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 的发展之中，产品数据管理技术出现于2 0 世纪8 0 年代初期，从开始的工程图档管理逐 渐扩展，迅速成为一门管理所有产品相关的信息和所有与产品有关的过程的技术。随 着网络技术的发展，研究和开发具有平台先进、配置灵活、高效实用的产品结构管理 系统具有重要意义 本文以实际产品结构管理需求为背景，对于机械类产品的产品结构管理和产品配 置的若干关键问题进行了深入研究，给出了基于正规式的产品结构表达式，并基于这 种新的表达式给出了相应的产品结构树生成方法以及优化配置算法。 以这些理论研究为基础，西安理工大学校工厂技术科和工艺组的业务需求为背景， 设计和开发了产品结构管理和工艺过程管理模块。系统的特点是配置灵活、方便实用， 并实现了a u t o c a d 数据文件的自动导入，为产品设计人员提供良好的接口。 最后，对本文的主要研究内容进行了总结，并对产品结构管理技术研究工作进行 了展望。 关键词：p i ) w # b o w ；产品结构树；产品结构管理表达式i 开发平台 基 a b s t f a c t 1 i t l e ：t h em a n a g e m e n ts y s t e mo fp r o d u c ts t r u c t u r ea n d r e s e a r c ho ni t sk e yt e c h n o l o g y m a j o r - c o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y n a m e ：h u i b i nl i s i g n a t u r e ：些j 堡丝 s u p e r v i s o r - a s s o c i a t ep r o f y a l i n gz h a n gs i g n a t u r e a b s t r a c t t h ep r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n th a sb e e nd e v e l o p i n ga st h ei m p o r t a n tp a r to ft h e p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ra p p e a r e di ne a r l y1 9 8 0 s i th a se x t e n d e dg r a d u a l l yf r o mt h e m a n a g e m e n to ft h ee n g i n e e r i n gd r a w i n gt ot h em a n a g e m e n to fa l lt h ei n f o r m a t i o na n d p r o c e s s e sa b o u tp r o d u c ti nt h e s ey e a r s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn e t ，s t u d y i n ga n dd e v e l o p i n g s y s t e mo fa d v a n c e d 、f l e x i b l ea n de f f e c t i v ep r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n th a st h ei m p o r t a n c e t h i st h e s i ss t u d i o ss o m eq u e s t i o n sa b o u te n g i n e r yp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n ta n d c o n f i g u r e , o nt h eb a c k g r o u n do fp r a c t i c a lr e q u i r e m e n to fp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n t ，a n d p r 璐即t sp r o d u c ts t r u c t u r ee x p r e s s i o nb a s e dr e g u l a re x p r e s s i o n m o r eo v e r , t h i st h e s i sa l s o p r e s e n t sam e t h o do fb u i l d i n - 酽t h ep r o d u c ts t r u c t u r ea n di t so p t i m i z a t i o n s o m em o d u l e so fp r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n ta n dt e c h n i c sp r o c e s sm a n a g e m e n ti s d e s i g n e da n dd e v e l o p e d ，b a s e da b o v et h e o r i e sa n d f i l lt h eb a c k g r o u n do fb u s i n e s sr e q u k e m e n t o ft h et e c h n o l o g ya n dt e c h n i c sd e p a r t m e n t s t h es y s t e mi sf l e x i b l e , e f f e c t i v e ，a n di m p l e m e n t s t h ei m p o r t i n gt h ed a t af r o ma u t o c a d f i l e s ，a n do f f e r sa ng o o di n t e r f a c ef o rp r o d u c td e s i g n e r a tt h ee n d , s o m ep r i m a r yc o n t e n t ss t u d i e da r cs u m m a r i z e da n ds o m ew o r k si nf u t u r ea b o u t p r o d u c ts t r u c t u r em a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya r ep o i n t e do u t k e y w o r d ：p d m ；b o m ；p r o d u c ts t r u c t u r et r e e ；p r o d u c ts t n l c t u r ee x p r e s s i o n ；d e v e l o p m e n t p l a t f o r m 2 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人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成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：凌囊遗? 7 年弓月谚日 学位论文使用授权声明 本人! 耄! 氩在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：虚蹇盐导师签名：j 圭亚篮! o 卯7 年3 月z 岁日 1 前言 1 1 引言 产品结构管理是产品数据管理中的一个重要的功能模块。产品结构体现了一个产品 由哪些零件、部件组成及这些零件、部件之间关系。它是企业进行产品设计、组织生产 的重要依据与标准。 产品研制中会产生大量包含加工、检验和使用信息的设计文件，这些设计文件按照 其存在状态可分为文字类文件，图样、表格类文件，音像文件及软件代码文件等。要保 证产品生产、检验的顺利进行，必须对这些设计文件进行有效、有序管理。传统的设计 文件是通过人工进行管理的，但这种方法使得文件控制难度大，效率低。随着计算机在 企业中广泛运用及产品数据管理( p d m ) 系统的推广，基于产品结构对设计文件进行有 效管理已成为必要和可行“。 综上所述，我们的企业已进入信息管理的时代。企业的信息化是一种必然趋势，产 品结构管理是企业信息化的重要组成部分，产品信息结构的设计在产品结构管理中处于 核心的地位，产品信息结构的设计是设计产品信息管理软件的基础产品信息结构，产 品结构的设计的好坏关系到产品结构软件的好坏，进而影响到整个企业信息化建设的成 败。因此，产品结构管理的理论研究、及产品结构管理系统的设计实现技术研究具有重 要意义。 1 2 产品结构管理的概念及发展 1 2 1 产品数据管理 最初建立p d m 系统的目的是为了解决大量工程图纸、技术文档、c a d 文件的计算 机管理问题，然后逐渐扩展到产品开发过程中三个主要领域：设计图纸和电子文档的管 理；材料明细表( b mo f m a t e r i a l ，b o m ) 管理及与工程文档管理的集成；工程变更请求 脂令的跟踪与管理。由于早期软件功能比较单一，各自解决问题的侧重点不完全相同， 所以有的称为文档管理，有的称为工程数据管理等，现在所指的p d m 技术源于美国的 叫法，是指对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理 等信息管理技术的一种概括与总称啪。 1 2 2 产品结构管理 产品结构管理主要包括产品层次关系管理、基于文件夹的产品文档关系管理和版本 管理等内容。 西安理工大学硕士学位论文 相互关联的一组零件按照特定的装配关系组装起来即构成部件，一系列零件和部件 有机地装配在一起则构成为产品。将产品按照部件进行分解，部件再进一步分解成子部 件和零件，直到零件为止，由此形成的分层树状结构，称为产品结构树。在产品结构树 中根节点代表产品或部件，枝节点和叶节点分别表示部件或子部件、零件。产品材料明 细表集中反映了产品结构汇总信息，它描述了产品结构中各零部件的这种层次关系、每 个零件的数量、材料、自制件还是外购件等信息。 1 2 3 产品结构层次关系管理 产品结构管理中的层次关系管理主要满足对单一、具体产品所包含的零部件的基本 属性的管理，并要维护它们之间的层次关系。利用p d m 系统提供的产品结构管理功能 可以有效地、直观地描述所有与产品相关的信息。 产品结构管理主要包括产品层次关系管理、基于文件夹的产品文档关系管理和版本 管理等内容。产品结构管理最有效的方式是利用产品结构树。在产品结构树中，每个零 件、部件对象都有自己的属性，如零部件标识码、名称、版本号、数量、材料、类型等。 在p d m 中查询零部件时可以按照单个或多个属性进行单独或联合查询，以获得零部件 的详细情况。在需要时还可以输出相应的材料明细表嘲 1 2 4 基于文件夹的产品文档关系管理 在p d m 系统中，对象( 如产品、部件、零件等) 与文档并不直接发生联系，往往通 过文件夹作为连接对象与文档的桥梁，通过文件夹的分类管理来实现对对象的各种文 档，如图纸、数据文件等的分类管理啪。 1 2 5 版本管理 通常产品的设计过程是一个连续、动态的过程。一个设计对象在设计过程中不断修 改，会产生许多版本。版本不仅包含了设计对象在当时的全部信息，而且还反映了该版 本的设计对象和其它相联系的对象的联系。例如，零部件对象的版本与文档版本的关联 性。一个对象的多个版本之间应该有联系，并且还应有识别每一个版本的有效条件按 照设计对象所处的不同状态，版本有不同的状态名。设计阶段对象的版本名称为工作版 本，它驻留在设计人员私有的电子仓库中，其它用户不能使用设计完成之后，设计者将 该对象的版本提交公共的电子仓库待审批，此时的版本称为提交版本。提交版本不允许 修改和删除，其它用户可以查看，但不能引用。提交版本经审核批准后成为发放版本。 发放版本存放在专门的电子仓库中，所有用户只能对它进行查询，不能修改o 】。 2 前言 1 2 6 产品结构管理的发展方向 产品结构管理技术的发展融合于产品数据管理技术之中，p d m 的主流发展方向在以 下几方面： a 采用面向对象技术近几年来得到了较大的发展与应用，这项技术己成为9 0 年代 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、 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。 b 采用w e b 便能技术基于像n e t s c a p 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 r n e t 和i n t r a n e t 一起更加大众化。 c 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 1 l 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。这项技术已在 m e t a p h a s e 2 3 中得到实现。 d 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。 1 3 产品结构管理的特点 产品结构一般按照单级产品结构和多级产品结构两种方式进行管理，单级的产品结 构只包括构件的一层隶属关系，而多级产品结构不然，它包括构件的多层隶属关系。通 过多级产品结构，可以了解到一个产品所有层次。在这种产品结构中，相同的零部件如 果处于同一层同一个组件下面，要对其进行归并。 产品结构具有以下几个特点： a 可预测性 在产品开发中，尽管最后的产品结构具有不确定性，但是在组合产品结构的过程中， 单级产品结构有具有相对的稳定性，能够实现特定的功能。 b 可配置性 在设计阶段，根据用户的不同需求，按照一定的配置规则，产品结构又是可以配置 西安理工大学硕士学位论文 的。通常有以下的几种配置方式： 按当前工作状态配置：对当前产品装配结构按照当前零部件对象的工作版本 ( w o r k i n gr e v i s i o n ) 进行配置。 按工作流程状态配置：按照工作流程状态进行产品装配结构的配置，可以得到符合 某种流程状态的装配结构，如按照状态为“d e s i g n ”进行配置，则我们可能得到的是一 个正在处于设计结束阶段的零部件版本所组成的产品配置结构。 按有效日期配置：对某些零部件对象进行有效时间段的设置，对产品装配结构按有 效日期进行配置。 按有效零件编号配置：对产品装配结构按照有效零件编号进行配置，使得组成装配 的零部件对象均具有有效的零部件编号。 按变量条件配置：在系统中，首先进行变量及其变量值域的定义，然后对接受变量 控制的零部件进行变量条件的指定，最后进行当前装配结构的变量规则指定。 c 多视图 在产品生命周期中的不同阶段，对于同一产品结构，存在不同的视图需求。设计阶 段产生的是面向功能的产品结构，即设计b o m ；工艺规划人员需要根据设计b o m 编制面 向制造或装配的物料清单，即制造b o m ；采购人员需要关于外购件的物料清单，即采购 b o m ；维修人员需要面向维修的b o m 。产品数据管理采用视图控制法来对产品结构的不同 视图进行描述和管理。每一个视图是一个管理对象，视图中可以包括原材料、半成品、 零件、部件等构件及其之间的关系，这些构件可以同时与多个视图相关联，不同视图间 的区别在于构件集合的不同以及构件间关系的不同。 1 4 产品结构管理的主要功能 4 产品结构管理以电子仓库为底层支持，以产品结构视图( 在i j 删t n 软件中称为 b o m v i e w ) 为组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档与产品结构树中的节点 联系起来，以实现对产品数据的有效组织、控制和管理机“” 1 4 1 产品结构树管理 一般产品结构是指产品装配图中零件之间的相互关系即物料清单b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) ，可以用树状结构来表示，树状结构的每个叶节点代表一个零件，父节点与 子节点之间的零件构成一个部件或组件物料清单( b o m ) 是产品设计、生产中的主要技 术数据，设计部门形成的物料清单，经审核、整理后到工艺部门后形成相应的工艺物料 清单，设计物料清单和工艺物料清单到生产部门后形成制造物料清单供生产部门计划安 排与调度。由此可见，物料清单是贯穿产品设计到生产的媒介通过以树状视图的方式 表达，用户可以很方便地浏览产品结构树的整体层次和查询各节点的信息“1 1 4 2 零部件与文档关系的管理 与产品相关的信息数量非常大，有产品设计数据、产品工艺数据、设计规范等等， 且种类繁多包括图形文件、文本文件、表格文件、多媒体文件等等。必须进行文档的分 类管理以提高管理与查询的效率在p d m 中文档管理模块要与产品结构树关联m 。 1 5 产品结构管理的模型 在流程分析阶段，产生的成果是企业在研发领域的业务描述，这些业务归根到底要 在系统上实现，因此，流程分析的结果需要被翻译成系统的语言。 1 5 1 产品结构的建模方法 p d m 是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。它采用面向对象( o _ o ) 的方法和技 术建立系统的管理模型与信息模型，并提供对象管理机制实现产品数据的管理。通过对 产品数据对象的抽象和提取，形成一棵类树，当用户有新的数据要求时，可以在这棵类 树适当的节点上进行扩充，以适应产品数据变化的要求。在一个产品的生命周期中，产 品始终是各种活动的核心，企业中各种活动都可以看作是产品模型的变化，从信息处理 的角度讲，正是对不同产品信息的描述、收集和交换的过程，驱动着企业的数据流和物 质流的运行在建模过程中，产品、部件和零件都可以抽象为一个产品对象，与产品对 象相关的数据文档，可以封装为数据对象，并以产品对象为核心组织数据，将数据对象 ( 如c a d 模型、技术文档，工程分析结果等) 和产品对象相关联。 运用o - 0 方法，定义产品、版本、数据对象以及它们之间的关系。以产品对象为核 心的产品数据定义框架如图1 - i 所示，在这个框架的基础上，通过数据的细化和扩展， 实现设计产品模型的细化 5 西安理工大学硕士学位论文 图1 - 1 产品数据定义框架 f i g l it h ef r a m e w o r ko fp r o d u c td a t ad e f i n i t i o n 框架中主要定义了3 种基本类型的类：产品类、数据类和关系类，产品类和数据类 分别用来描述产品和与产品相关联的数据和文档。产品对象之间以及产品对象与数据对 象之间的关系可以通过关系类来描述。 1 5 2 集成的产品信息模型 利用p d m 提供的产品结构树技术可以有效地、直观地表达所有与产品相关的信息以 及产品及其零部件之间的层次关系，从而建立产品模型。产品结构的基本构件为产品、 部件和零件。在产品模型中，每一个零部件和每一份文档都可以与项目相关联。通过文 档基本记录( d b r ) ，各种各样的资料如标准、准则、顾客订单、总体设计报告和需求说 明书等都可以与项目相关联。主部件( 产品) 的零件基本记录( p b r ) 与模型基本记录 ( 惦r ) ，工程图基本记录( e c b r ) 和文档基本记录( d b r ) 相关联。利用模型基本记录( m b r ) ， 可以将c a d 模型链接在产品文档中。工程图基本记录( e c b r ) 的任务是将所有的图纸，i g e s 文件和其他与工程图有关的资料链接在产品文档中，而装配计划和使用说明书等则是通 过一般的文档基本记录( d b r ) 与主部件p b r 对象相链接的。 采用同样的方式，可以完整地描述产品的每一个零部件。通过联系部件一零件， 以结构化的方法描述整个产品的结构。如果企业中的所有计算机都与p d m 系统有一个接 口，则产品开发过程中的所有阶段，即产品规划、原理设计、开发、设计、试验和工艺 过程规划等组成的过程链，最终可以构建一个集成的产品信息模型。有了产品模型以后， 就可以在产品的整个生命周期中对种类各异的信息及其之间动态变化的联系进行有效 的管理。各种c a x 应用软件( 比如c a 】( a ) 提供相应的产品数据，而p d m 系统则负责有效 地管理这些数据。 1 6 论文的研究背景 在国外，以e d s ，p t c ，m a t r i x o n e ，i b m 为首的厂家不断推出新的版本，运用面向 6 前言 对象的应用系统封装，框架技术，w e b 使能技术等新技术进一步扩展和实现p d m 的文档 管理、流程管理、配置管理等功能，并加强p d m 在建模仿真方面与c a ) 【的集成，在资源 整合方面与e r p 和s c m 的集成，在商务和交易交流领域与c r m 以及电子商务的集成，致 力将第三代的p 叫产品发展成为层次化、行业化和客户化的面向产品全生命周期的综合 制造管理集成平台。 在国内，p 蹦是面向制造行业服务的计算机辅助工具，制造行业的发展、分类及其 需求直接关系到p d m 技术发展的走向和趋势。在制造行业当中，批流程生产的企业占到 企业总数的8 0 以上，这种企业产品生产的特点是小批量的生产产品，产品种类繁多， 并且需要经常设计新产品。这类企业的生产特点决定了其需要利用原有的产品结构为参 考进行频繁的变形设计来满足客户对产品实时变化的要求。因为产品在整个生命周期中 会发生一系列的更改，所以每个产品都可能会有很多种配置。一个企业提供多种产品或 产品族，为了保证产品的质量，制造企业迫切需要对大量的产品配置信息进行有效的管 理。配置管理功能是以电子仓库为底层支持，系列化产品的相关数据作为管理对象，产 品的物料清单为其核心，把定义最终产品的所有数据和工程文档联系起来，实现产品数 据的组织、控制和管理，并在一定目标或规则约束下向用户或应用系统提供产品结构的 不同视图和描述。配置管理已经成为国产p d m 产品开发的一个新的热点。 随着世界市场形势的激烈变化，市场对产品的开发周期和上市时间、产品质量、产 品成本和增值服务( 即t 、q 、c 、s 指标) 提出了较高的要求。如何适应市场要求，建 立有利于自身发展的信息流通模式，如何迎接和适应诸如虚拟制造技术、精益生产、敏 捷制造、智能制造技术、虚拟企业、现代集成制造技术等新模式和新哲理，是企业必须 解决的现实课题。然而，要全部引进或应用全新的自动化管理手段和软件系统并不现实， 因为企业在长期的生产过程中已经在计算机相关技术发展基础上引入了一些相应的自 动化应用单元，这些应用单元发挥着重要作用。那么如何在已有基础上，充分利用当前 资源来构筑新型的运营模式逐渐成为大家关注的焦点，作为一种软件框架系统的p 蹦， 已经得到了相当的关注和研究通过实旌p d m 系统可以构建合理、有序的信息流系统， 为并行环境的建立实施提供依托。本文主要就p d m 系统中的重要模块一产品结构管理 进行分析和实现方法研究。 1 7 论文的内容及组织结构 本文根据西安理工大学校工厂技术科和工艺组的具体应用环境，并按照科研项目的 要求，提出了适合企业开发的平台，为机械产品的灵活配置提供了很好的支持。论文并 在此基础上探讨了产品结构树以及a s p n e t 技术在平台实现中的一些应用。 全文围绕面向机械产品的产品结构管理平台研究与实现，其主要研究内容和结构如 下： i 阐述了产品结构管理产生的背景、理论和应用情况，介绍本文的研究背景、内 7 西安理工大学硕士学位论文 容和组织结构。 2 具体介绍了一个产品结构管理系统实例的需求分析，包括数据流程图以及系统 平台的体系结构，其中，简单介绍了a s p n e t 技术的应用。 3 描述了产品结构管理的设计，包括产品结构表达式的建立，产品结构树的建立， 产品结构树的优化配置，以及利用分段编码自动生成产品结构树的算法。 4 平台实现的具体细节实现介绍。通过介绍技术通知单的流程管理，说明了公文 流转的一些实现技术；介绍了如何利用t r e e v i e w 控件实现层次权限项的设置； 介绍了图纸数据的自动导入；最后介绍了如何在a s p x 页面中利用d a t a g r i d 控 件实现不定条目的数据编辑。 5 总结与展望。对全文的工作进行总结，对迸步的工作进行展望。 1 8 本章小结 8 本章介绍了产品结构管理的背景、理论和应用情况。阐述了产品结构管理的国内外 研究现状和发展趋势。对本文的研究背景进行了简单的介绍。提出了本课题的研究内容。 最后介绍了本文的内容和组织结构，为后面章节的介绍做了铺垫。 产品结构管理需求分析 2 产品结构管理需求分析 2 1 西安理工大学校工厂产品结构管理业务需求概述 西安理工大学校工厂技术科与工艺组的业务与生产线密切相关，是整个信息系统的 源头部分经过调研分析，可以将技术科生产图纸、工艺组编制工艺、技术科资料室编 零件目录、工艺组图库编写工艺路线单四项业务组成了一个小型企业的产品结构管理业 务，它提供了从技术科对于产品设计信息管理到工艺组对于生产工艺管理的全过程，为 生产科对于产品的生产管理和检验管理提供数据源，是整个信息系统的核心部分之一。 西安理工大学校工厂的产品结构管理业务需求可概述如下： a 技术科根据生效合同通知单，做基本业务的分解，为电器类产品做元件目录， 为机械类产品生成图纸和产品结构信息。在本系统中，重点在于实现产品结构信息的生 成和为后续的技术组其他业务提供产品结构信息的共享。对于产品设计仍由传统的c a d 系统完成。 b 工艺组根据图纸，产品结构信息，查阅设备信息，进而生成机械加工工艺卡片， 材料消耗工艺定额表，工艺装备目录。本系统为该部分业务提供的支持有：产品结构信 息的读取、设备信息的查阅，机械加工工艺卡片，材料消耗工艺定额表，工艺装备目录 的录入、检索、编辑等功能。 c 技术科资料室编零、部件目录：根据机械加工工艺卡片，材料消耗工艺定额表， 工艺装备目录，生成面向生产的零、部件目录。本系统为该部分业务提供的支持有：机 械加工工艺卡片，材料消耗工艺定额表，工艺装备目录的查询以及零部件目录的自动生 成与编辑，并为后续的生产环节提供零部件信息的共享。 d 图库编工艺路线单：根据机械加工工艺卡片和来自生产科的生产任务单，生成 面向车间生产的工艺路线单。本系统为该部分提供的支持有：工艺路线单的生成、编辑、 打印等功能。 2 2 产品结构管理业务的数据流程图 本节通过系统的产品结构管理业务的数据流程图对上一小节的业务描述如下： 9 西安理工大学硕士擘位论文 第1 层： - - - - - - - - - - - - - - 部分生产任务单 第2 层： 图2 - i 产品数据管理业务数据流程图( a ) f i g2 - 1t h ed a t af l o wo ft h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n t sb u s i n e s s ( a ) 1 0 图2 - 1 产品数据管理业务数据流程图( b ) f i g2 - 1t h ed a t af l o wo ft h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n t sb u s i n e s s ( b ) 产品结构管理需求分析 第3 层： 生效合同通知单 图2 - 1 产品数据管理业务数据流程图( c ) f i g2 - 1t h ed a t ah o wo f t h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n t sb u s i n e s s ( c ) 1 1 西安理工大学硕士学位论文 第3 层： 图2 - 1 产品数据管理业务数据流程图( d ) f i g2 - 1t h ed a t ah o w o ft h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n t sb u s i n e s s ( d ) 2 3 系统平台体系结构综述 产品数据管理系统( p 删) 提供了系统管理产品管理、文档管理、产品结构配置管理、 流程管理、工作台面管理、产品设计管理等功能模块。系统以产品数据结构为中心，建 立一个统一的集成开发环境。此基础构建一个面向不同用户、不同阶段、不同目标的集 多样化和个性化与一体的开发平台。同时，将各个应用系统有效的集成到该平台之中； 并通过各种客户端( 浏览器、w o r d 、a u t o c a d 等) 为用户提供最终的交换界面和接口。 考虑到企业对将来信息化的扩展要求，平台还为各种信息系统提供了集成接口，如 e r p 、c a d 系统等。 2 3 1 系统总体设计原则 项目平台的总体结构设计遵循以下原则： a 系统应具有良好的适应性：系统能适应单位对系统的硬件环境、软件环境、管 理内容、模式和界面的要求； b 系统应具有可靠性：采用成熟的技术方法和软硬件开发平台，以保证在以后的 应用中安全、可靠，使系统真正成为企业生产过程中的得力助手； c 系统具有较好的安全性：系统应提供完善的安全机制，确保系统数据的受限访 产品结构管理需求分析 闯： d 系统应具有良好的可维护性：系统应易于维护、安装； e 系统应具有良好的可扩张性：系统应适应未来信息化建设的要求，能方便得进 行功能扩展，以建立完善的企业电子商务和信息集成管理体系； f 系统的设计开发应符合集团公司信息化建设的要求，以方便实现与企业的其他 各类应用系统的集成。 2 3 2 系统的支撑结构 支撑系统主要由网络、操作系统、服务器、数据库等构成；该信息化基础平台包括 网络、通过网络连接的各种计算资源和打印设备、操作系统和数据库管理系统等基础软 件以及公共数据资源等，它们构成各领域信息化应用系统的公共运行环境，安全系统也 是基础平台的重要组成部分。根据该信息化工程的需求，网络系统应有较高的带宽，以 满足异地协同以及s s 结构应用对数据传输的要求：应加强系统信息化的建设，以支持 对系统的集中管理和资源的共享。 企业的信息中心将成为信息化系统的网络管理中心，数据管理中心，软件资源中心 和应用服务中心。企业的中心机房建设采用多层( n t i e r ) 体系结构和信息化工程总 体框架相对应。多层结构中的第一层是基于w e b 浏览器的表示层；第二层是应用层，处 理应用系统中所有业务应用逻辑；第三层是数据层，是应用系统中所有数据资源的管理 中心。 本系统的主机系统和数据库，应用服务系统将采用： a 计算机主机系统：计算机主机系统由数据库服务器、应用服务器、磁盘阵列等 设备构建了具有高可用性的核心系统。为了保证系统的不间断运行，数据库服务器采用 双机热备份策略，同时结合硬盘的定期备份来实现数据库系统的安全。对于服务器主机 系统的要求如下； ( 1 ) 6 4 位r i s c 中央处理器 ( 2 ) 可扩展的最大c p u 个数 = 2 ( 3 ) 可扩充的最大内存容量) = 2 6 b ( 4 ) w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 操作系统 ( 5 ) 磁盘阵列的有效存储容量) = 1 2 0 g b ，采用热切换硬盘 ( 6 ) 磁盘阵列可扩充的最大有效容量 = 2 4 0 g b ( 7 ) 磁带机用于数据备份 b 数据库：对于核心数据库来说，选择一个合适的数据库系统对系统运行是很重 要的，选择数据库的关键因素是要考虑到预计有多少人同时访问数据库；正常工作时间 的级别；用来访问数据库的应用程序的类型；运行数据库的服务器的硬件和操作系统类 型；以及内部员工的专业技术水平。目前市场上适用于中小型企业的数据库产品有i b m 西安理工大学硕士学位论文 d b 2 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 系列、o r a c l e 系列。所有这些产品都基于s q l 语言。它们 设计的起点是支持成百上千的用户在不同地区同时登录，它们可以轻易的支持上百万的 纪录，这些记录可能存储在上千个分离的表中。同时，它们还拥有精密复杂的安全控制 以适应不同的商业需要。 在中小企业市场，s q l s e r v e r 2 0 0 0 的市场占有率是非常高的。性能好是一方面。易 于使用也是突出的特点。因此，选择s q l s e r v e r 2 0 0 0 作为该系统后台数据库系统。 c 网络要求：在集中实簏模式下，由于设计部门之间要传递大量的消息，为了保 证数据传输的速度，因而要求设计部门于外网要满足1 0 0 兆网络连接，1 0 兆网到用户台 面。 d 防火墙要求：在集中模式下，防火墙要开通8 0 ( w e b 服务器) 、各文件服务器 端口。 2 3 3 多层集中式集成系统架构 1 4 表示层 w e b p a g e ：h t m la s p xu s e r c o n t r o l ： j l 业务层 包括a s p x c s 文件以及处理业务的c s 文件 j l l弹模耋篡潲愀型等 图2 - 2 多层集中式集成系统架构 f i 9 2 - 2 t h e r 铷琳啊o r l 【o f s y s t c m o f m u l t i - l a y e r s 多层集中式p d m 集成系统架构适应集中式p d m 实施模式，其体系结构由三层组成： 表示层、应用层和模型层，分别介绍如下； a 最下层的模型层 为业务层提供对数据库的访问接口，并通过数据访问引擎和分布式文件访问引擎提 供对各类数据库和电子仓库的透明访问。 ( 1 ) 数据访问引擎：提供对不同数据库管理系统( o r a c l e 、s q ls e r v e r ) 、不同 数据库访问引擎 x l x = c c l c c = c 1 c 2 ic 1 c 3 2 c 1 = v l v = l l l ll - l l = l 1 l 2 l 3il l l 4 l 5 3 c 2 = y l y = l l l ll l l = l 1 l 2 1 3il 6 l 7 璐 4 c 3 = y i y = l l l il l l = l 1 i a 1 5ll 6 l 7 l 8 将2 ，3 ，4 带入1 中可得到产品p 的产品结构表达式的完整形式如下： p = ( l 1 i - 2 1 3il 1 l 4 l 5 ) ( l 1 l 2 i _ 3il 6 l 7 l 8 ) i ( l 1 l 2 l 3il 1 l 4 i - 5 ) ( l 1 l 4 。l 5l l 6 l 7 l s ) 3 2 产品结构树 基于正规式的产品结构表达式比较准确地描述了产品的结构，反映了产品的装配模 型，准确刻画了产品的替换关系和可选关系，不足之处在于它的直观性不如p s t ，本章 就具体的实现技术，讨论如何利用前面的产品结构表达式实现产品数据管理( p 咖) 系 统中的p s t 3 2 1 柔性b o m 结构的设计 根据前面的产品结构表达式设计柔性的b o m 结构，具体步骤如下： a 建立基本的产品信息表，部件可选集信息表，部件信息表，零件可选集信息表， 零件信息表。并对各个表建立主键和索引。下面以产品信息表( 表3 1 ) 和部件可选集 信息表( 表3 - 2 ) 为例。 西安理工大学硕士学位论文 表3 - l 产品信息表 t ，l b 3 1p r o d u c ti n f o n n a t i o n 名称类型含义 c o d ec h a r 产品编号 n a m ec h a r 产品名称 s p e l l c o d e c h a r拼音码 t y p e c h a r 种类 c y c f l o a t 生产周期 c o s tf l o a t 生产成本 r e m a r kc h a r 备注 表3 - 2 部件可选集信息表 t a b 3 - 2s e l e c t i v ec o m p o n e n t si n f o r m a t i o n 名称类型含义 c o d ec h a r部件可选集编号 c o e f f i c i e n ti n t 选择系数 r e m a r k c h a r备注 其中，在产品信息表中，主键是产品编号，拼音码字段的设置是为了方便p d m 系 统中产品信息的查询。在部件可选集信息表中，主键是部件可选集编号，选择系数是为 了实现p d m 系统中产品结构的最优化配置。 b 建立物品关系表，这是建立p s t 的关键，如表3 - 3 所示： 表3 - 3 物品关系表 t ，山3 3r e l a t i o no fg o o d s 名称类型含义 c o d ec h a r 物品编号 p a r e n t c o d ec h a r父物品编号 a m o u n t i n t数量 t y p e c h a r 物品类型 r e m a r k c h 8 r 备注 在物品关系表中，物品编号与父物品编号共同作为主键，处于p s t 树根节点的物品 由于没有父物品，可将其父物品编号设置为自身的编号，这便可以作为查找树根节点的 根据。物品类型包括产品，部件可选集，部件，零件可选集和零件。数量是指本物品的 父物品包含本物品的数量，需要注意的是，当物品类型为部件可选集或零件可选集的时 候，数量只能为0 和1 ，并且，同一父物品情况下，子物品中数量为1 的物品有且只有 一个。 产品结构管理设计 3 2 2 准备t r e e v i e w 控件 这里以a s p n e t 为例，i n t e r n e te x p l o r e rw e b c o n tr o l s 包含一组d h t m l 行为的 a s p n e t 服务器控件，其中有t r e e v i e w 控件，此控件可用于帮助生成用户界面，以显 示分层的数据集、文件夹视图以及其它类似的数据结构。下载并正确安装后，t r e e v i e w 控件就包含在a s p n e t 的工具箱中，通过编程可实现产品结构树的生成、显示和编辑m 。 3 2 3 为t r e e v i e w 控件加载数据 准备好数据库中的数据，正确安装t r e e v i e w 控件后就可以通过编程来实现可视化 的p s t ，下面的四个函数给出一种构建p s t 的递归算法： 函数一： i n i t r o o t n o d e d a t a t a b l e ( ) 功能：初始化根节点数据表 b e g i n ( 1 ) 打开数据链接层： ( 2 ) 通过根节点数据的判定条件( 如物品编号等于父物品编号) 扫描物品关系 表，并将结果以数据表的形式保存到根节点数据表里； ( 3 ) 捕获异常，并关闭数据链接层； e n d 函数二： i n i t t r e e r o o t n o d e ( t r e e n o d e c o l l e c t i o nt n c ) 参数：树根节点集t n c 功能：初始化t r e e v i e w 控件的树根节点 b e g i n ( 1 ) 获取根节点数据表的视图( d a t a v i e w ) ，并为视图设置过滤条件； ( 2 ) f o r e a c h ( d a t a r o w v i e wd r yi nd a t a y i e w ) 对扫描视图中的每行数据； b e g i n ( 2 1 ) 定义一个t r e e n o d e 类型的临时变量t n ，并为t n 的属性i d 、t e x t 、 i m a g e u r l 、n a v i g a t e u r l 和t a r g e t 赋合适的值； ( 2 2 ) 将t n 加入到t n c 中； ( 2 3 ) 调用函数三：i n i t c h i l d n o d e d a t a t a b l e ( t n i d ) ： ( 2 4 ) 调用函数四：i n i t t r e e c h i l d n 0 d e ( t n n o d e s ，t n i d ) ： e n d e n d 函数三： 西安理工大学硕士学位论文 i n i