（材料加工工程专业论文）基于web的面向模具行业的pdm系统的研究与实现.pdf

叫川大学硕士学位论文 基于w e b 的面向模具行业的p d m 系统的研究与实现 材料加工工程专业 研究生潘而明指导教师徐俊光 当前日益激烈的市场竞争不断地推动企业采用更新地信息化技术，对企业 的经营模式进行革新，p d m 技术已成为企业信息化的基础技术。当今互联网时代， 基于w e b 和通用构件技术、面向对象的开发工具、跨平台性代表了p d m 技术的 发展方向。 由于当前许多模具企业实施传统的p d m 系统时都面临产品数据共享程度底、 信息反馈速度慢的难题，因此提出了基于w e b 的面向模具行业的p d m 系统。 本论文结合模具行业的特点，对面向模具行业的w e bp d m 系统进行了功能 设计，建立了模具行业的w e bp d m 系统的功能模块层次图，提出相应的系统体 系结构。在分析了模具产品开发过程中所涉及到的实体对象及实体之间的关系 基础上建立了系统的信息模型。根据信息模型设计了与之相对应的数据库表。 本系统利用j 2 s d k l 4 ，10 2 ，a p a c h et o m c a t5 0 和m ss q i 。s e r v e r 2 0 0 0 构 造了系统的开发环境，并对其进行了配置。采用h t m l 超文本语言和j a v a s c r i p t 脚本语言设计了友好的人机界面。建立了基于角色的系统安全机制。 笔者在建立面向模具行业的w e bp d m 系统中采用了j s p 技术、数据库技术、 数据库接口技术，实现了模具装配树、模具b o m 、图文档管理及邮件系统管理功 能，成功开发了具有界面单一、易于维护和管理以及具有良好扩充性和移植性 的面向模具行业的w e b p d m 系统，系统具有邮件管理、产品结构配置管理、图文 档管理等功能。 【关键词】p d m模具行业j s pw e b 四川大学硕士学位论文 t h er e s e a r c h & i m p l e m e n t a t i o no fw e b - b a s e dp d m s y s t e mf o rd i e & m o u l de n t e r p r i s e s s p e c i a l t y ：m a t e r i a lp r o c e s se n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：p a nl im i n gs u p e r v i s o r ：x uj u ng u a n g a tp r e s e n t ，m o r ea n dm o r ei n t e n s i v em a r k e tc o m p e t i t i o ni m p l e st h ee n t e r p r i s e s t oi n n o v a t et h e i rm a n a g e m e n tm o d ew i t ht h en e w e s ti n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y 。 p r o d u c a td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) t e c h n o l o g yh a sb e c o m eo n eo ft h ef u n d a m e n t a l t e c h n o l o g i e so fe n t e r p r i s ec o m p u t e r i z a t i o n a tt h ei n t e r n e ta g e w 曲b a s e da n d c o m m o nc o m p o n e t st e c h n o l o g y , o b j e c t so r i e n t e dt o o l s ，c r o s s - p l a t f o r ml e a dt h et i d e o fp d mt e c h n o l o g y b e c a u s e ，a tp r e s e n t ，e n t e r p r i s e sw h i c hi r e l p l e m e n tc o n v e n t i o n a lp d ms y s t e m f a c ep r o b l e m so fl o wd e g r e eo fs h a r ea n ds l o w n e s so ff e e d b a c ko fi n f o r m a t i o n ， w e b - b a s e dp d ms y s t e mf o rd i e & m o u l de n t e r p r i s e si sp u tf o r w a r d c o u p l e dw i t hc h a r a c t e r i s t i co fd i e & m o u l de n t e r p r i s e t h ef u n c t i o no ft h e s y s t e mi sd e s i g n e d ，s a m d w i c ho ff u n c t i o n a lm o d u l ef o rt h es y s t e mi se s t a b l i s h e d a n dc o r r e s p o n d i n gs y s t e ms t r u c t u r ei s b r i n gf o r w a r di n t h i sp a p e r b a s e do nt h e a n a l y s i so ft h ee n t i t i e sa n dr e l a t i o no ft h e mi nc o u r s eo fd e s i g no fp r o d u c tf o rd i e & m o u l de n t e r p r i s e s ，i n f o r m a l i o um o d l eo ft h i ss y s t e mi se s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt o t h em o d l e ，c o r r e s p o n d i n gd a t a b a s ef o r mi sd e s i g n e d t h e s y s t e m c r e a t et h ee n v i r o n m e n to f d e v e l o p m e n t ，m a k i n g u s eo f 2 s d k l 4 1 - 0 2 ，a p a c h et o m c a t5 0 & m ss q ls e n , e r 2 0 0 0 a tt h es a m et i m e ， s y s t e m i cp a r a m e t e ri sc o n f i g u r e d 。i n t e f f a c tb e t w e e np e r s o na n dm a c h i n ei sd e s i g e n e d b ya d o p t i n gh t m l a n dj a v a s c r i p t m e c h a n i s mo f s y s t e m i cs a f e t yi ss e tu p ，b a s e do n r o l e s i nt h ec o u r s eo fd e v e l o p m e n to fw e b b a s e dp d ms y s t e mf o rd i e & m o u l d i t 四j i l 大学硕士学位论文 e n t e r p r i s e s ，t h ea u t h o rd e v e l o pt h es y s t e mo fs i n g l ea p p l i c a t i o ni n t e r f a c e ，e a s yt o m a n a g e m a d m a i n t a i n ， f a v o r a b l e e x p a n d a b i l i t y a n d t r a n s p l a n t a t i o n s u c c e s s f u l l y ，a d o p t i n gt e c h n o l o g yo fj s p ，j d b ca n dd a t a b a s e t h es y s t e mh a s f u n c t i o n ：p r o j e c tm a n a g e m e n t ，w o r k f l o wm a n a g e m e n t ，c o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n to f d i e & m o u l ds t r u c t u r e k e y w o r d s ：p d md i e & m o u l de n t e r p r i s e sj s pw e b i i i 四川大学硕上学f i 7 ：论文 1绪论 1 1p d m 的发展背景 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曰益成熟，但都自成体系，彼此 之间缺少有效的信息共享s h s j j 用，形成所谓的“信息孤岛”；并且随着计算机 应用的飞速发展，随之而来的各种数据也急剧膨胀，对企业的相应管理形成巨 大压力：数据种类繁多，数据重复冗余，数据检索困难，数据的安全性及共享 管理等等。这些主要表现在： ( 1 ) 信息共享程度低。企业遭受的计算机辅助工具大都是一些离散孤立 的系统，这些互不兼容的软件产生产数据不能统一由一个企业级的计算机软件 系统来管理，从而无法在设计、工艺和制造部门问有效地实现信息共享和传递。 ( 2 ) 信息反馈传递的速度慢。大部份企业的信息传递主要是通过书面文 件、报表及电话联络方式，无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，不能 实时反映设计过程中的变化和随时跟踪整个产品的设计和制造的进展情况。 ( 3 ) 业务管理落后。虽然企业采用计算机辅助工具在定程度上实现了 绘图和设计的计算机化，但是有关产品的其他技术资料依然采用手工管理的方 式。各种格式的图形、数据、文本等文件还是沿用过去的对纸质文件的管理方 法，对文件缺乏有效的版本管理和检索手段都造成了设计的重用程度较差。 ( 4 ) 应用集成系统效率不高。几乎任何两个不同的应用软件都不可直接 分享或交换。现有的工程数据库在工程数据表示上所存在的困难导致应用系统 对数据的功能操作受到了制约，难于满足系统应用无缝集成的要求。 ( 5 ) 应用开发接口能力差。由于不同企业对工程数据管理的实际需求各 不相同，因此需要在通用的工程数据管理系统的基础上通过其提供的开发接口 进行定制。但现有的工程数据库在这一方面提供的手段显然不能满足要求。 由此，许多企业已经意识到，实现信息的有序管理将成为在未来的竞争中 保持领先的关键因素。在这一背景下产生一项新的管理思想和技术产品数据管 理p 1 3 m ，即以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、 资源一体化集成管理的技术。p 眺把数据库和数据管理能力、网络的通讯能力、 四j i 大学硕士学位论文 文件系统的管理能力以及其自身的数据控制能力结合在一起。通过有效的管理 和控制所有与产品相关的信息，可以满足企业对信息管理的较高要求。其中， 对p d m 系统功能扩展工作包括：增加资源数据管理功能、实现c a d c a m c a p p 与 p d m 系统的应用集成功能以及扩展构件的信息管理内容及管理模式。 1 2p d m 的概念及特点 1 2 1p d m 的概念 p d m 的中文名称为产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 。p d m 是以 软件为基础的技术，它将所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程集成 到一起”1 。产品有关的信息包括任何属于产品的数据，如c a d c a m c a e 的文件、 材料清单( b o m ) ，产品配置、事务文件、产品定单、电子表格、生产成本、供应 商状态等等。产品有关的过程包括任何有关的加工工序、加工指南和有关于批 准、使用权、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等所有过程处理的 程序，包括了产品生命周期的各个方面。p d l l f i 使最新的数据能为全部有关用户， 包括从工程师、n c 操作人员到财会人员和销售人员均能按要求方便地存取”。 与p d m 常常相关的术语有：电子数据库、过程或过程控制、结构、配置管理改 变控制、接口和集成等。 1 9 9 5 年2 月主要致力于产品数据管理技术和相关计算机集成技术的国际咨 询公司总裁在p d mt o d v ) 一文中给出了p d m 的简单定义：“p d m 是一门用来管 理所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术”。而g a r t n e rg r o u p 航空 公司的d b u d t c k 在1 9 9 5 年9 月所作的( ( c l m 策赂分析报告中把p d m 定义为 “p d m 是为企业设计和生产构筑一个并行产品艺术环境的使能技术，个成熟的 p d l l 系统使所有参与创建、交流、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”3 。无论哪种定义，具体地说，p d m 技 术是以软件为基础的，是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数 据管理、技术信息管理、图象管理以及其他产品定义信息管理技术的一种概括 与扩展。p d m 覆盖产品的整个生命周期，能有效地将产品数据从概念设计、计算 分析、详细设计、工艺流程设计、加工制造、销售维护至产品消亡整个生命周 期内保持一致、共享及安全，它能很好地面向企业的生产组织，有效管理与产 品数据相关的过程，促使企业提高其产品质量，缩短研制周期，提高工作效率， 四川i 大学硕士学位论义 加快产品投放市场速度，从而提高产品的竞争能力。 1 2 2p d m 的特点 p d m 具有如下特点： ( 1 ) 开放性。p d m 作为一个支持不同部门、不同数据库管理的宏观系统， 必须具有很好的开放性，这种开放性以面向对象的建模方法，通过各种中性的 数据接口来实现基于网络的各种图形库、文档及其它信息库的统一。3 。 ( 2 ) 集成性。c i m s 系统的核心在于集成，即达到整个设计、生产的一体化， 从而最优的控制企业信息流。 ( 3 ) 继承性。一个企业日积月累的设计结果在纳入p d m 系统时，p d m 系统 应能保证其不做或少做改动，这无疑对目前自动化水平较高的企业具有十分现 实的意义。 ( 4 ) 并行性。p d m 系统是基于网络来进行管理，支持异地设计及管理，部 门同时工作应当是p d m 系统的基本功能。它能保证信息的频繁更改并及时反馈 到各个并行单元，不至于造成各个并行单元因滞后而造成方案更改、数据冗余、 直至造成数据库管理混乱。 1 3 p d l 4 的研究现状 p d m 技术出现于八_ 年代初期，早期实施此项技术的企业大部分在美国，但 是最近几年，在北美、欧洲、环太平洋地区，p d m 上的投资都在不断地增加，显 示出p d m 的实施呈现国际化趋向。一些先前从未开展实施这种技术的国家和地 区，如印度、巴西、中东等也开始实施p d m ，目前欧洲在p d m 上的投资增长率最 高，投资额数量已经与北美难分伯仲。1 。由于p d m 技术的兴起和发展，已经产生 并形成了一个相关的薪产业，涌现出一大批软、硬件供应厂商。对一个企业来 说，实施p d m 已经不再是要与不要的问题，而是在什么时候实施的问题。 p d m 技术在9 0 年代的迅速发展，主要归因于国际上许多大型企业正逐步接 受p d m 并把它作为支持经营过程重组、并行工程、1 5 0 9 0 0 0 认证等的使能技术”“。 1 9 9 4 年波音、休斯、罗乐罗依斯、奔驰、摩托罗拉这些本行业中的领头羊纷纷 投入巨资实施p d m 作为保持企业竞争力的重要手段。 第一代p d m 产品，大多是由各c a d 供应商推出的配合c a d 产品的系统，主 四川大学硕士学位论文 要局限在工程图纸的管理，解决了大量工程图纸、技术文档以及c a d 文件的计 算机管理问题。 第二代p d m 产品主要应用于部门，为企业提供各种产品工程信息，以s d r c 公司的m e t a p h a s e 、u o s 公司的i m a n 为典型代表。少数第二代p d m 产品可以真 正实现企业级的信息集成和过程集成，同时软件的开放性、集成能力大大提高。 p d m 开始成为企业设计、工艺数据管理和流程管理的中心，是企业设计和工艺部 门的基础数据平台，各神c a x 应用如c a d 、c a p p 、c a e 等通过p d m 进行集成。第 二代p d m 产品目前被广泛使用“。 第三代p d m 以p t c 公司的w i n d c h i l l 、m a t r i x o n e 公司的e m a t r i x 为代表， 是完全建立在i n t e r n e t 平台、c o r b a 和j a v a 技术基础上的、基于分布式计算框 架，做到了与计算机软硬件平台无关和用户界面的统一，支持以“标准企业职 能”和“动态企业”思想为中心的新的企业信息分析方法，可以进行企业信息 建模的分析和设计，实现包括文档管理、生命周期管理、工作流管理、产品结 构管理、视图管理、变更管理、客户化应用等功能。第三代p d m 适应了信息时 代广义企业异地协同开发、制造和管理产品的要求。第三代p d m 属于c p d m ，目 前方兴未艾。 国内从9 0 年代初开始p d m 的研究与应用，但总体上我国p d m 水平还比较低， 处于起步阶段。尽管如此，p d m 技术已经引志国内企业的重视，一些知名企业， 如春兰、科龙、海尔、长虹、康佳都已采用了p d m 进行管理。 1 4 发展趋势 未来几年内世界p d m 市场仍会迅速增长。由于信息技术和电子商务的发展， p d m 必然会走向面向产品全生命周期的支持协同商务的平台模式，网络技术在 p d m 系统中的应用会越来越深入。p d m 与e r p 的功能也会相互渗透，p d m 的功能 会越来越多、越来越强大，但p d m 不可能也没有必要把些专业应用软件的功 能囊括在其中”1 。p d m 必须提供完善的接口，和上游、下游以及应用软件充分集 成，完成对产品全生命周期的定义的信息管理。p d m 总体上向标准化、网络化、 集成化方面发展。 四川大学硕士学位论文 1 4 1 基于网络平台及支持信息模型转换 在p d m 系统中通过w e b 技术实现全球化的信息查询、浏览、创建与更新才 是广义企业所需要的，可以通过i n t e r n e t 实现全球化的虚拟企业的信息管理。 另一一方面，由于各部门使用的系统功能不一样，建立的信息模型也可能不一样， 这给系统间的信息交换带来了麻烦。实现信息模型的标准化，可以实现不同系 统之间的信息交换。p d m 系统要提供不同系统问的信息交换，必须在开放性和系 统集成能力方面建立对标准的支持，必须使用形式化的数据规范语言来描述产 品数据，完成从物理层上表示产品模型“1 。另外，在广义企业以及动态联盟的分 布式计算环境下，由于应用系统的异构性，要进行不同计算模型和支持系统之 间的互操作，由于还没有统一的分布式计算框架，而且目前要统一这几种标准 也不可能，因此p d m 系统必须支持这几种标准以及其间的通信问题。 1 4 2 专用模块与流程管理增强 p d m 的传统模块的功能已经很成熟，p d m 供应商会推出一些专用模块，将原 先使用专用工具完成的功能转化为p d m 的可选模块。比如项目管理、工程更改、 供应商和零部件管理原先有很多专用软件，现在p d m 供应商已把这些功能囊括 在p d m 的中或者提供独立的专用模块完成。产品的生命周期与过程和资源息息 相关，是人、应用、数据组成的动态流程，过程又可以划分为多个子过程，所 以对过程( 或流程) 的管理至关重要。为适应产品协同开发过程的需要，各p d m 供应商竟相开发工作流程管理模块，以满足并行产品开发的过程管理需要。流 程管理模块将数据管理、工作流程与变更控制集于一体，通过自动协调企业组 织任务和过程、信息使项目顺利完成“1 。 1 4 3 可扩展并支持二次开发 p d m 即使功能再强大、模块再多，但由于系统所管理的信息类型及模型的 复杂性，以及不同企业的信息、职能干差万别，为适应产品设刊与制造过程中 复杂可变的需要，也还要求p d m 系统有良好的开放性。p d m 应该是一个功能可扩 展的基本模型与框架，其中“结构件”可模块化，从而可以为满足不同需求进 行组装。系统通过采用0 - 0 方法建立系统管理模型与信息模型，并提供面向对 四川i 大学硕卜学位论文 象的建模工具与开发工具，支持用户的二次开发，使之真正适应企业要求”1 。 14 4 集成和一体化 产品丌发开始由单一企业自主 发向虚拟企业协同开发发展。电子商务和 i 面向产品全生命周期管理的需要使得p d m 与e r p 的功能相互渗透，并且由于象 s a p 这样的世界顶级的原e r p 供应商也开始转向c p d m 领域，协同产品定义管理 必须提供产品工程设计、生产制造、供应管理的一体化解决方案。从世界前十 位的p d m 供应商的发展战略可以证明这一点：这些供应商要么是p l m ，要么是 c p c ( 产品协同商务) ，其本质是一致的，即支持跨企业的协同工作环境，支持 异构应用系统和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0 1 。 p d m 与c a x 应用工具也走向无缝集成，由于世界顶级的p d m 供应商原先很多 是提供c a d c a m 服务的，他们会根据企业的需要，把c a x 应用工具嵌入到c p d m 的体化解决方案中。而且由于这些大公司陆续并购其他一些软件公司，他们 会把很多被并购公司的应用软件和c p d m 无缝集成。 1 5 w e b 与p d m 结合的意义 随着计算机、通信及信息技术的发展，越来越多的企业采取i n t e m e t i n t r a n e t 的现代企业网络。同时，也采用了以w e b 为中心，采用t c p i p 、h t t p 为传输协 议，客户通过浏览器访问w e b 服务器相连的数据库的b w d ( b r o w e r ，w e b 和 d a t a b a s e ) 模式( 也称b r o w e r s e r v e r 模式) 的计算机体系结构”1 。 近几年，w e b 技术的应用是p d m 的主要发展方向。p d m 在使用上存在很大的 难度，实施费用很高，维护费用更是惊人，w e b 技术可有效地解决这些问题。在 i n t r a n e t 环境中，w e b 浏览器是非常重要的，w e b 浏览器本质上变成了一个新的 客户端类型，它是跨所有的程序统一体“，提供了一个简单精巧，通用的用户- 界面和相当低的支持费用。i n t e r n e t 和w e b 技术正在改造着p d m 软件业务。因 为它使得数据的存取更容易。p d m 通过计算机网络与数据库技术把所有与产品 相关的信息和过程集成起来，各种图文档生成以后，并不是存放在技术人员自 己的计算机里，而是将文件存放在服务器的文件柜里，由数据库进行管理，力 便文件的查询、浏览、统计，保证文档的安全保密。p d m 中可引用以下软件：c a d 、 网川大学硕十学位论义 c a m 、c a p p 、a u7 f o c a d 、u g 、w o r d 、e x c e l 等。基于h j 、m l i 】a v a 的w e b 用户和基 于w e b 的服务器访问日益变成为p d m 系统的代名词。 在p d m 系统巾，基于w e b 技术，有许多的优点，一部分总结如下： 1 对用户友好：基于w e b 的前端软件开发使得它们对用户友好并且更容易 交互。这样，基于w e b 的p d m 系统与别的系统相比仅需要最少的培训，因此， 所有的系统实现的代价降低。简单廉价的w e b 浏览器在企业中连续地扩展了使 用p d m 的人。p d m 使用的测览器同于w w w 中使用的( 例如 m i c r o s o f t e x p l o r e r ，n e t s c a p e n a v i g a t o r 等) ，它们是针对在i n t e r n e t 或者 i n t r a n e t 上访问数据； 2 较强的访问能力和应用能力：公司的数量的快速增长使人认识到利用w e b 浏览器作为p d m 界面有难以置信的高价值、容易理解和能够支持几乎所有的用 户。这些浏览器运行在各种类型的计算机上，以u n i x 机器到p c 和m a c i n t o s h e s ， 提供跨平台的相同的界面和感觉。进一步地，这些w e b 浏览器的使用能够消除 在每一台计算机上安装和维持特殊的“客户端”软件的需求； 3 有效地连接供应链：基于w e b 的p d m 系统比不是基于w e b 系统上有许多 的优点，因为它们与供应链的连接更有效，并且相应地导致改善供应链协同。 这允许组织更容易地与他们的供应商和合作伙伴共享重要的信息。在基于w e b 的p d m 中可以得到的信息将帮助公司，通过有效地通信，任何新产品数据和产 品变更数据到达供应商，从而使他们能够相互作用。 4 有效地连接几何位置上分离的组织：一个基于w e b 的p d m 系统允许几何 位置上分离的团队在同一个项目中改变在不同的区域或者甚至不同的国家的人 输入的数据。这种合作的类型将允许一个组织集中它的员工的专门技术，无论 他们在世界的哪个角落，以最小的代价介入这个组织。在世界不同地点的项目 团队的能力还允许一个组织通过利用时间地域差别的优点来利用整天的2 4 个小 时。 5 使得虚拟组织成为可能：一个虚拟组织定义为一个临时的公司的联盟， 它们拥有在特定的领域的专门技术，并且针对一个特定的项目集中起来。在项 目结束以后，联盟解体并且公司返回到他们的日常的任务直到一个新项目产生 为止。与具有严格的层次结构的传统类型公司相比，虚拟组织有许多优点。它 主要是提供更大的柔性，并且共享项目团队的专门技术。对于一个成功的虚拟 四川i 大学硕士学位论文 组织最重要的需求是分离的项目组之间有效的通讯。通过使用基于w e b 的p d m 系统，全球通讯的效率能够极大地提高。因此，基于w e b 技术使位于1 。个广“泛 的区域的合作伙伴和工作者无缝地连按起来。“。 1 6w e bp d m 系统在模具行业应用的原因与意义 当前许多模具企业实施传统的p d m 系统时都面临如下难题： ( 1 ) 数据共享程度低。由于技术条件的限制，同- n 模具的设计和加工常 常需要由几个企业共同完成，企业间很难实现产品数据的一致性、最新性、共 享性及安全性或实现的成本太高； ( 2 ) 应用软件难以集成。由于企业内或企业间的计算机软硬平台的异构性， 因而很难有效集成各种应用软件，以实现产品数据的共享和传输，同时也无法 有效利用企业现有的网络； ( 3 ) 时间难阻降低，模具的生产特点是面向订单的单件、小批量生产，模具 生厂商对客户的需求及时做出反应，而传统的p d m 系统无法紧密集成客户的需 求信息收集工具，增加了所需的时间： ( 4 ) 生产过程往往很难控制。模具生产厂商需要对模具设计、生产过程进 行严密的跟踪、控制，而传统的p d m 系统对异地的或处于不同局域网内的生产、 设计过程的监控无能为力。 基于w e b 的p d m 系统则为解决上述问题提供了一个有效的技术手段。应用 w e b 技术使p d m 系统可以应用于异构环境下，支持异地和异构环境下的设计制 造，充分有效的利用现有企业网络，实现大范围内的企业内和企业间信息的方 便共享。 1 7 选题的背景与及研究内容 1 7 1 选题的背景 我国模具工业增长速度虽然很快，但目前大型、精密、复杂、长寿命等高档 模具仍严重供不应求，大量依靠进f 1 ，制约了我国汽车、电子、电气等行业的 发展。据统计，我国模具的净进口量居世界的首位，为改变我国模具工业落后 于发达国家的现状，提高模具制造的水平，实现产业技术创新的产业升级已成 为当务之急。c a d c a m c a e p d l l l 作为当前模具行业最引人注目的新技术，国内不 四川i 大学硕卜学位论文 少企业开始了引进、开发和应用，并且逐步成为模具制造的关键技术。采用 c a d c a m c a e p d m 进行管理、设计、分析和编程加工，实现c a x 技术之间的信息 共享，可以大缩短模具设计和制造周期，提高模具质量和复杂模具的制造能力 。但与国外同行业相比，我国模具企业还在存在较大差距，主要表现在： ( 1 ) c a d c a m c a e 开始普遍应用，但系统集成程度低，一些模具企业界处 于分散应用状态，各单元之间缺乏有效的信息沟通和协调，导致了各设计环节 之间、各工序之间、设计与实物之间的不一致，影响了产品质量，也降低了设 计制造效率。 ( 2 ) 模具c a d c a m c a e p d m 系统在我国已大量引进，我国大专院校和科研 院所也自主开发许多版本和功能的软件，有些功能甚至超过了国外同类产品。 但总体上技术分散，水平参差不齐，国产软件产品的推广应用率不高，需要将 拥有自主知识产权的c a d c a m c a e p d m 系列产品在模具企业从深度和广度上加 以推广和应用。 ( 3 ) 优质的模具不光需要优秀的设计，还需要合理、有效、快捷的生产： 艺组织管理。我国模具企业的生产工艺组织基本上依赖个人的技术能力和经验， 在质量要求高、定货量大、交货期紧迫的情况下，常常质量和工期无法保证， 影响了产品信誉和客户对企业的信心。解决这一问题，需要在集成在p d m 平台 上的c a d c a m c a e 核心技术支持下，利用计算机网络技术很好地将并行工程技 术融合，形成现代化的模具设计生产一管理一体化系统。 基于w e b 的p d m 系统的开始研究及其在模具行业的应用，即是根据当前最 新计算机技术的发展，并结合目前国内模具企业的计算机应用水平提出的一项 有意义的研究课题。 1 7 2 研究内容 在开展本课题的研究工作中，作者主要探讨并研究了基于w e b 的p d m 系统 应用及实现的系统功能，并研究了支持这些功能的计算机技术，如网络技术、 数据库技术和j s p 技术等。研究工作主要包括： ( 1 ) 选择了合理的软件和硬件建立了系统运行的软件环境和硬件环境，并 对系统的运行环境参数进行了配置。 ( 2 ) 建立了系统的开发架构。设计了系统的总体功能模块和系统工作的流 9 幽川大学硕十学位论文 程，建立了系统的用户界面。 ( 3 ) 根据模具企业开发过程中涉及到的实体对象，创建了系统的数据信息 模型，并对数据信息模型建立了相应的数据库表。设计了数据库安全保证机制。 ( 4 ) 研究了j d b c 数据连接技术，实现了利用j d b c 数据库接口程序对数据 库的连接。 ( 5 ) 利用j d b c 数据库接口程序、j s p 语言、数据库的存储过程和临时表技 术完成了模具b o m 表及模具装配树的设计，实现用户登录的验证以及图文档查 询浏览、下载、上传的及邮件管理的功能。 叫j i l 大学硕士学能沦文 2p d m 系统研究 2 1 p d m 系统的体系结构 p d m 系统可以分为工作组级( 或部门级) 、企j 啦级和跨企业级( 或虚拟企、【k 级) 。对于不同级别的p d m 系统的体系结构也不一样，但是p d m 的一般系统结构 从底层向上分为系统支持层、对象管理层、功能模块及开发工具层和用户界砸 层3 。 系统支持层：以目前流行的关系数据库女n o r a c l e ，s q ls e v e r 等为p d m 的支持 平台，通过关系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1 。 对象管理层：采用面向对象的技术实现p d m 各种功能的核心结构。由于底层 的数据库是关系型的，所以在这一层采用面向对象技术实现面向产品对象管理 的要求。 功能模块及开发工具层：除了系统管理外，p d m 向用户提供t p d m 系统应该 具备的各种基本的功能。 用户界面层：通过这一层用户可以方便地完成管理整个系统中各个对象的 操作。它是实现p d m 各种功能的手段、媒介，位于整个体系的最上层。它向用 户提供了交互性很好的图形界面，包括图式化的浏览器、各种菜单、对话框等。 2 2 p d m 系统主要功能 ( 1 ) 电子仓库与文档管理 电子数据存储和文档管理是p d m 系统的核心功能之。p d m 管理整个产品生 命周期中的与产品相关的所有数据，包括工程设计与分析数据、产品模型数据、 产品图形数据、专家知识与推理规则、加工过程数据等。这些数据以图形文件、 文本文件、数据文件、表格文件、多媒体文件等多种形式、多种存储机制和多 种组织方式存在于计算机中。以电子方式管理数据可以使企业迅速安全地操作、 控制利存取数据。 文档管理提供了对分布式异构数据的存储、检索和管理功能，包括文档对 象的浏览、查询与圈阅、文档的分类警归档、文档的版本管理、文档的安全控 制等。 四川大学砸士学位论文 ( 2 ) 产品结构与配置管理 产品结构o j 配置管理( p r o d u c t s t r u o t u r ea n dc o n f i g u r a t i o n 【n a n a g e m e n t ) ，作为产品数据组织与管理的。种形式，它以电子仓库为底层支持， 以材料明细表为其组织核心，把定义最终产晶的所有工程数据和文档联系起来， 实现产品数据的组织、管理和控制，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”，如：设计b o m 视图、制造b o m 视图、计 划b o m 视图等。 1 产品结构管理 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，一系列的 零件和部件有机地装配在一起则构成为产品。我们用产品结构树来表示产品的 结构，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代表部 件( 或子部件) 和零件。产品材料明细表集中反映了产品结构的汇总信息，它描 述了产品结构中各零部件的层次关系以及每个零件的数量、材料等信息。 产品结构管理主要包括产品结构层次关系管理、基于文件夹的产品一文档 关系管理和版本管理等。 2 。产品配置管理 材料明细表是企业进行设计、生产和管理的核心，一种形式的材料明细表 并不能满足企业复杂产品信息管理要求，因为不同的部门对b o m 有不同形式和 内容的要求。为了满足这些要求，必须将产品结构中的零部件按照一定的条件 进行重新编排，得到该条件下特定的产品结构，称为配置。其中的条件称为配 置条件，用各种不同的配置条件形成不同的产品结构，称为产品配置管理。 3 零件分类管理与检索 零件分类管理就是将企业设计的零件按照相似性( 如结构形状相似或制造 工艺相似等) 原则划分成若干类，分别加以管理。零件的分类方法很多，其中最 为典型的方法是成组( g r o u pt e c h n o l o g y ，g t ) 技术。成组技术的核心就是识别 和利用事物的相似性，按照一定的原则，将具有相似性的事物分为一类，研究 该类中的典型事物，总结其内在规律，制定出处理该类事物的一般方法和原则， 以便在今后处理同类事物的时候可以避免重复的劳动。零件分类的方法要考虑 到企业的分类习惯和适应分类变化的柔性。p d m 的零件分类管理应提供的基本 功能包括： 2 # 叫f 大学硕上学位论文 基于属性的相似零件和文档对象，以及基于属性的标准零件和文档对象 检索功能。 建立零件、文档对象与零件族的关系。定义与维护分类模式( 如分类码、 分类结构、标准接口等) 的基本机制。定义与维护缺省的或用户自定义属性关系。 ( 4 ) 工作流与过程管理 工作流与过程管理( w o r k f l o w p r o c e s sm a n a g e m e n t ) 是p d m 系统中重要的基 本功能之一。它用来定义和控制数据操作的基本过程，主要管理当用户对数据 进行操作时人与人之间或活动与活动之间的数据流向，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。 工作流与过程管理的类型可以分为三种：任务管理、工作流管理和任务历史 管理。 任务管理：任务管理主要管理某人在某时对哪些数据对象做了哪些事情，对 其他哪些数据产生了影响，应该通知哪些人。 工作流管理：在产品设计与制造过程中，小到一张工程图纸的审批、发放或 更改，大到零部件设计、分析、制造，都是面向工作群体的，同时依照一定流 程行事。工作流的管理要面向不同的企业以及同一企业的不同部门，因此工作 流的定义与管理工具必须有很好的灵活性，以适应各企业自身的组织、经营、 管理风格“。 任务历史管理：记录各项任务的完成情况及其过程，便于将来查询。 工作流与过程管理的功能包括：定义并建立工作流程、运行并控制工作流 程、察看流程中文档的状态等。定义并建立工作流程的方法有：定义产品的开发 流程、定义数据的审批流程和指派流程的用户。 ( 5 ) 用户管理 用户管理主要是确定采用何种策略来管理用户对不同数据的访问控制。此 系统的安全管理采用的方式与w i n d o w sn t 进行安全管理的处理方式相似。其中 系统管理员是整个系统安全机制的核心，他拥有系统的所有操作权，也就是说， 系统管理员拥有用户管理、角色管理、工作组管理等所有权限。 用户( u s e r ) ：是系统用来校验身份的标识，每个用户必须通过口令校验确认 身份后才能进入系统。用户可以属于一个或多个工作组，也可不隶属于任何工 作组，但至少必须具有一个角色，不能不属于任何角色。 四川大学硕士学位论文 产品组( g r o u p ) ：指的是用户参与设计开发的产品组别。这样可以模拟企业 内部的组织，以产品组为单位操作，使权限控制和一些管理操作更加方便。 角色( r o l e ) ：是权限的集合，每个角色都对应不同的权限，以角色类为单位 的操作能在很大程度上简化用户的权限定义操作。 在系统运行过程中，可以根据设计项目的需要而定义由若干用户构成的工 作组。同一用户在不同的工作组可以具有不同的角色，不同角色的用户将按不 同的视图来考查设计对象。 四川大学硕士学位论文 3 面向模具行业w e b p d m 系统的总体设计 3 1系统总体结构设计 3 1 1 系统的体系结构的选择 1 c s 结构与b s 结构的比较 c s 结构是一种典型的二层结构，按照各自实现功能的不同分为两部分，一 部分是用于处理数据库，称为服务器部分：另一部分是用于处理应用程序、请求 服务，称为客户部分。系统的结构如图3 1 所示”。 图3 _ 1 两层c s 模式 传统的基于c s 模式的系统都是基于与硬件相关的平台上开发的，不可避免 存在如下的缺陷 用户界面风格不一，使用复杂，不利于推广应用： 对异构环境适应性差，不同系统之间难以交流： 系统开发和维护复杂，需要对客户端和服务器端统一维护，移植困难： 客户端直接与服务器交互，也就是说与具体的数据库结构紧密相关，导 致系统可扩展性、伸缩性差”。 b s 结构在本质上也是- - 种c s 结构，它是一种由传统的二层c s 结构发展而 来的三层c s 结构在w e b 上的应用。相对于c s 结构而言，三层的b s 体系结构是 把原来在客户机一侧的应用程序模块与显示功能分开，将它放到w e b 服务器上单 独组成一层，客户机上只需安装单一的浏览器，这样客户机的压力大大减轻了， 把负荷均衡地分配给j w e b 服务器，从而克服了c s 二层结构负荷不均的弊端， 如图3 2 所示。 b s 模式集合t c s 和w e b 技术的优点，基于b s 模式的系统具有以下的优点： ( 1 ) 浏览器( w e bb r o w s e r ) 作为各种应用系统通用的客户端软件，给用户提 供了统一的图形化界面，友好、易于交互使用，减少了用户在学习新软件方面 四川i 大学硕士学位埝文 客户机 ( 浏览器) 应用服务器 数据库服务 务器 请求i1 数据m 超文本传输协议h t t p 功能层 数据引擎层( o d b c j d b c ) 叫k 数据库服务器 文件服务器 图3 - 2 三层b s 模式 所遇到的困难。因此，降低了培训的费用从而降低了整个系统的实施成本。 ( 2 ) w e b j 眼务器实现了客户端、数据、数据处理逻辑的完全分离，实现了 系统良好的扩展性、移植性，信息共享程度高，开放性好。 ( 3 ) j a v a ，j a v a s c r i p t 等技术的应用，动态的扩展t w e b 的能力，并且它 们的平台无关性提高了系统在分布式异构环境下对于数据的处理能力咖3 。 ( 4 ) 对于复杂的应用程序，开发及维护的费用远比两层结构的低。 2 系统的体系结构 通过以上对两种结构模式的比较以及企业内部的实际情况，本系统采用b s 结构( 也称为客户端w e b 服务器数据库服务器三层体系结构) 作为系统的体系 结构如图3 3 所示。 客户端：我们采用现成的浏览器软件女h m i c r o s o f ti n t e r n e