（机械制造及其自动化专业论文）基于web的中小企业pdm系统开发.pdf

摘要 y 6 5 4 5 6 4 基于w e b 的中小企业p d m 系统开发 机械制造及其自动化专业 研究生武超指导教师王杰 产品数据管理系统( p d m ) 作为制造企业实施信息化的集成框架，已被 越来越多的企业所采用。但是，目前大多数的p d m 系统采用传统的c s 模式。 基于这种模式的p d m 系统存在诸如：软件安装、升级、维护困难；系统适应 性差；使用不方便；移植困难等方面的缺陷。而且，企业的实际需求要求p d m 系统的开发由侧重于部门级的设计环节的数据管理与共享向贯穿企业全过程 的企业级方向发展，要求系统能充分集成现有的应用系统，对跨地域的产品 数据同样实现信息集成，这需要对p d m 系统进行重新构架。 由于w e b 技术的迅猛发展与普及，特别是其开放的体系结构，使得它成 为当今计算机应用的理想平台。在这种背景下，要求实施的p d m 系统应基于 w e b 平台。本文结合四川省重点科技攻关项目“基于w e b 技术的集成化图文 档管理系统的研究”，提出了基于w e b 技术的中小企业p d m 系统的体系结构， 以w e b 技术为指导，开发出一个适用于中小企业的p d m 系统。并就开发中 涉及到的：程序接口、数据库、系统安全性、b o m 的生成、d w g 文件标题 栏信息的自动提取等关键技术进行了详细的论述。系统具有项目管理、工作 流程管理、产品结构配置管理、版本管理、图档管理等功能。 本系统的开发语言是b o r l a n d 公司的d e l p h i 7 0 ，后端数据平台为m i c r o s o f t s q l 2 0 0 0 ，系统客户端可运行在w i n d o w s 2 0 0 0 ，w i n d o w s 9 8 系统下。整个系 统采用面向对象的设计思想，具有应用界面单一、易于管理和维护以及具有 良好的可扩充性和移植性等特点，适用于受经济实力和技术力量制约的中小 企业。 关键词：p d mw e b 中小企业 t h e d e v e l o p m e n t o fw e b b a s e dp d m s y s t e m f o r s m a l l & m e d i u ms i z e de n t e r p r i s e s s p e c i a l t y ：m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n g a n da u t o m a t i o n p o s t g r a d u a t e ：w u c h a o s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rw a n g j i e a sa ni n t e g r a t e dp l a t f o r mf o re n t e r p r i s e si n f o r m a t i o n ，p d mh a sb e e na p p l i e d t om o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e s b u t ，a tp r e s e n t ，m o s to ft h ep d m s y s t e m sa d o p t c o n v e n t i o n a lc sm o d e t h o s es y s t e m sb a s e do nt h i sm o d eh a v es u c hd e f a u l t sa s d i f f i c u l t yi ni n s t a l l i n go ru p g r a d i n go rm a i n t a i n i n gs o f t w a r e ，w e a ka d a p t a b i l i t yt o s y s t e m ，i n c o n v e n i e n c e t o u s e ，a n dh a r dt ot r a n s p l a n t ，e t c f u r t h e r m o r e ，t h e p r a c t i c a lr e q u i r e m e n t s o fe n t e r p r i s e s 。t h a t d e v e l o p m e n to ft h o s ep d ms y s t e m s s h o u l dm o v ef r o ml e v e l ，a tw h i c h t h r o w i n ge m p h a s i so nm a n a g e m e n t a n ds h a r eo f d a t ad u r i n gd e s i g n i n gp e r i o dt oe n t e r p r i s el e v e l ，a tw h i c hw e p a ym o r ea t t e n t i o n t o t h ew h o l ep r o c e d u r e ，t h a tt h es y s t e mc o u l di n t e g r a t ee x i s t i n ga p p l i c a t i o ns y s t e m s a d e q u a t e l y , a n dc a l lf o ri n f o r m a t i o no f t r a n s - r e g i o n a lp r o d u c td a t a , a l lt h e s ea s kf o r r e b u i l d i n go f p d ms y s t e m a sw e b t e c h n o l o g yf o r g e sa h e a da n db u d so u ti n t op o p u l a r i t y ，t h ew e b ，w i t h i t so p e na r c h i t e c t u r e ，b e c o m e sa ni d e a lp l a t f o r mi np r e s e n ta p p l i c a t i o no f c o m p u t e r u n d e rs u c hc i r c u m s t a n c e ，t h ep d m s y s t e ms h o u l db eb a s e do nw e bp l a t f o r m w i t ht h er e s e a r c ho ft h ep r o j e c t “t h er e s e a r c ho f i n t e g r a t e de d m sb a s e do nw e b ”， w h i c hi ss p o n s o r e db ys i c h u a np r o v i n c e ，t h i sd i s s e r t a t i o np u t sf o r w a r dt h et o t a l s t r u c t u r eo fp d m s y s t e mb a s e do nw e bf o rs m a l l m e d i u me n t e r p r i s e sa n dt h e t h e o r ya n di m p l e m e n t i n gm e t h o d o l o g yo fi t ，t h ek e yt e c h n o l o g i e sa r ed i s c u s s e di n d e t a i li nt h i sd i s s e r t a t i o na b o u tt h i ss y s t e m d e v e l o p m e n t ，w h i c hi n c l u d e sp r o c e d u r e i n t e r f a c e ，d a t a b a s e ，s y s t e ms e c u r i t y , t h ec r e a t i n go fb i l lo fm a t e r i a l ，a u t o m a t i o n i i i 四川大学硕士论文 p i c k - u po f t i t l eb a ri n f o r m a t i o n ，a n ds oo n t h e s y s t e mh a st h e s ef u n c t i o n s ：p r o j e c t m 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 ，e n g i n e e r i n gd r a w i n gm a n a g e m e n t ，c h e c k m a n a g e m e n t ，a n ds oo n t h ed e v e l o p i n gl a n g u a g eo ft h i s s y s t e mi sd e l p h i 7 0 ，w h i c hi s o w n e dt o b o r l a n dc o r p o r a t i o n t h es u p p o r t i n gd a t a b a s ei sm i c r o s o f ts q l s e r v e r 2 0 0 0 t h e s y s t e mr u n so nw i n d o w s 2 0 0 0o rw i n d o w s 9 8o p e r a t i o ns y s t e m i ti sb a s e do n o b j e c t o r i e n t e dd e s i g nm e t h o d ，a n dt h e s y s t e m h a ss o m e f e a t u r e s ：s i n g l e a p p l i c a t i o ni n t e r f a c e ，e a s yt om a n a g ea n dm a i n t a i n ，f a v o r a b l ee x p a n d a b i l i t ya n d t r a n s p l a n t a t i o n ，a n ds oo n k e y w or d s ：p d mw e bs m a l l & m e d i u m e n t e r p r i s e 第一章绪论 1 绪论 1 1p d m 的产生背景 c i m s 技术以及c a d 、c a m 、c a e 等单元技术的发展，已经给我们的时代打上 了深深地烙印。在过去几十年间，它几乎给制造业的所有应用领域带来了巨大 变革。在我国，c i m s 工程的成功实施，也给我国的制造业带来了前所未有的机 遇。从“甩图板工程”的成功实施，到大批c i m s 应用示范企业的先后受益，大 量事例都展示了我国c i m s 应用业已获得巨大成就。然而，制造业信息化应用 有其更深刻的内涵，应给我们带来更大的经济和社会效益，绝非“甩图板”可 以囊括。而某些企业的c i m s 应用之所以受到阻碍，是因为制造业信息化过程 中存在着一些现实问题。大概有六点： ( 1 ) 信息共享程度低。企业现有的计算机辅助工具大都是些离散孤立 的系统，这些软件产生的数据通常互不兼容，即这些数据常常以不同的格式和 介质存储。这些数据还可能存储于不同的计算机系统中，包括大型机、小型机、 工作站和个人计算机等，甚至可能还未联网，从而形成了一系列所谓的“自动 化孤岛”。其结果是大部分企业仍然用纸质文件为基础的方法来管理和协调 整个企业的产品开发直到制造过程，从而无法在设计、工艺和制造部门间有效 地实现信息共享和传递。 ( 2 ) 信息传递速度慢。大部分企业的现有信息传递主要通过书面文件、 报表及电话联络方式，无法及时收集工艺和制造过程中反馈的信息，不能及时 反映设计过程中的变化，更谈不上随时跟踪整个产品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一定程度上实现了 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 ) 设计方式陈旧。产品开发长期咀来沿用传统的顺序工程方法，遵循 四川大学硕士论文 “概念设计一详细设计一过程设计一加工制造一实验验证一设计修改”的流 程。由于该方法在设计的早期不能全面地考虑设计下游的可制造性、可装配 性等多种因素，造成设计改动大、产品开发周期长、成本高，难以满足激烈的 市场竞争的需求。 ( 5 ) 支撑技术不配套。在数据管理方面，企业仍然停留在使用大型商用 关系数据库的层次上，由于这些数据库不能有效地管理图形、图像等非结构数 据，更无法实现过程管理、配置管理以及对应用工具的集成，从而不能满足企 业异构、分布式计算机环境中实现信息集成、功能集成和过程集成的目标 ( 6 ) 应用集成系统效率不高。不同的应用软件目前只能做到几何拓扑 层信息的直接分享和交换，其他诸如特征、操作信息还难以直接交换。 实践需求、市场驱动永远式推动技术发展的动力。正是以上各种因素促 使了p d m 技术的快速发展。要求p d m 能构架于b r o w s e r s e r v e r 体系结构之 上，面向制造业和工程设计等领域，提供一个集成、网络化的产品开发与管 理环境，有效的利用计算机网络资源，安全有效的管理不同类型的工程数据。 1 2 p d m 的特点及体系结构 1 2 1p d m 的定义 p d m 是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) 的缩写，是指某一类 软件的总称。c i m d a t a 曾这样定义 2 1 ：“p d m 是一种帮助工程师和其他人员管理 产品数据和产品研发过程的工具。p d m 系统确保跟踪设计、制造所需的大量数 据和信息，并由此支持和维护产品”。我们可以这样理解p d m ：从产品来看， p d m 系统可帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念， 及时方便地找出存档数据以及相关产品信息。从过程来看，p d m 系统可协调组 织整个产品生命周期内诸如设计审查、批准、变更、工作流优化以及产品发 布等过程事件。p d m 必须是一种可以实现的技术；必须是一种可以在不同行业、 不同企业中实现的技术：必须是一种与企业文化相结合的技术。因此，它与 企业自身密切相关。 从p d m 的定义可以看出，p d m 是一种使能工具，它能帮助企业、工程技术 一 蔓二! 堕丝 人员、管理人员管理产品开发全过程的信息和数据。因此，p d m 技术是对工程 数据管理( e d m ) 、文档管理( d m ) 、产品信息管理( p i m ) 、技术数据管理( t d m ) 、 技术信息管理( t i m ) 、图像管理( i m ) 以及其它各种名目的管理技术的综合 概括和扩展。 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( o - o ) 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。 ( 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信息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 2 3 p d m 的体系结构 从p d m 系统的实现技术上讲，大多数p d m 系统都采用了c 1 1e n t s e r v e r 的体系结构，需要有数据库技术保证对间的存储和管理，需要有网络技术提 供数据的通信和传递。因此，p d m 系统是建立在关系数据库管理系统平台上的 面向对象的应用系统，p d m 的体系结构如图1 1 所示【2 1 。 应用结构分为三个层次：( 1 ) 应用层。它提供给系统用户的实际功能和 一个一致的友好的用户界面，它由环境管理器、应用功能单元和应用服务单 元三个功能构成：( 2 ) 系统服务层。它提供通过一致的接口以种与地点无 关的方式访问分布式网络层功能，还提供访问存储在不同物理设备上的一致 塑业查兰堡主堡苎 的数据逻辑描述，它由通信服务、计算服务、描述服务、安全性服务以及数 据服务五个功能组成；( 3 ) 网络层。它提供通过网络连接的分布输入输出设 备、计算机之间基本的计算和通信服务，它由输入输出、计算、通信网络三 个功能构成。 数据体系结构也分为三个层次：( 1 ) 应用层。它描述了特殊应用使用的 数据用户视图，应用之间数据共享通过数据交换、视图映射实现。( 2 ) 概念 应用体系结构 应用层 环境管理器 l应用功能单元l ii 应用服务单元 系统服务层 通信计算描述 安全性数据 服务服务 服务服务服务 网络层 计算 输入输出通信网络 数据体系结构 图1 1p d m 的体系结构 层。它描述了整个企业中产品信息管理数据的公共视图。( 3 ) 物理层。它描 述了存储在企业网多个设备中的数据的数据管理员视图，还通过分布式存储 和分布式查询信息。 墨二兰堕堕 1 2 4p d m 在企业信息集成的地位 p d m 系统的重要作用在于，它不仅是一个单一的数据管理系统，而且是企 业信息集成的公共平台，p d m 是企业信息集成的核心技术。 企业信息的集成有利于数据在不同应用领域的重复使用，增进各个部门 之间的交流和合作，消除冗余和易出错的手工作业，提高工程设计的效率。 p d m 作为一种系统集成框架环境。发挥p d m 的作用，关键是要将p d m 与各种计 算机软件工具进行集成，利用p d m 在管理、观念上的先进技术和管理模式， 充分发挥各软件工具的作用，使信息的传递、转换更加流畅，使不同使用者 之间的思想交流和信息传递更加方便。 ( 1 ) p d m 是c a d c a p p c a m 集成的平台 从c a d 、c a p p 、c a m 发展来看，它们首先是各自独立发展，然后又彼此靠 拢，并试图集成在一起。目前，已有许多性能优良的商品化的c a d 、c a p p 、c a m 系统。这些独立的系统分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数据 编程自动化方面起到了重要的作用。但是，采用这些各自独立的系统，不能 实现系统之间信息的自动化传递和交换。用c a d 系统进行产品设计的结果是 只能输出图纸和有关的技术文档。这些信息，不能直接为c a p p 系统所接收 进行工艺过程设计时，还须由人工将这些图样、文档等纸面上的文件转换成 c a p p 系统所需的输入数据，并通过人机交互方式输入给c a p p 系统进行处理， 处理后的结果输出成加工工艺规程。 而当使用c a m 系统进行计算机辅助数控编程时，同样需要人工将c a p p 系 统输出的纸面文件转换成c a m 系统所需的输入文件和数据，然后再输入到c a m 系统中。由于各自独立的系统所产生的信息需经人工转换，这不但影响工程 设计效率的迸一步提高，而且，在人工转换过程中，难免发生错误并给生产 带来很大的危害。对于不同的c a m 系统，也很难实现从c a p p 到c a m 通用的信 息传递。 c a d 系统无法把产品加工信息传递到后续环节，阻碍了计算机应用技术的 进一步发展。目前，只有把c a d 和生产制造结合成一体，才能进一步提高生 产力和加工精度。只有当c a d 系统一次性输入的信息能在后续环节( 如c a p p 、 c a m 中) 一再被应用，才是晟经济的。所以，实现c a d c a m c a p p 的集成，才 四j f i z z 学硕士论文 能实现设计生产的自动化。 自7 0 年代起，人们就开始研究c a d 、c a p p 、c a m 之间数据和信息的自动 化传递与转换问题，即3 c 集成技术。目前，p d m 系统是最好的3 c 集成平台。 它可以把与产品有关的信息统一管理起来，并将信息按不同的用途分门别类 地进行有条不紊的管理，它支持分布、异构环境下不同软硬件平台、不同网 络和不同数据库。不同的c a d c a p p c a m 系统都可以从p d m 中提取各自所需要 的信息，再把结果放回p d m 中，从而真正实现了c a d 、c a p p 、c a m 的无缝集成。 图1 2 描述了p d m 平台上c a d c a p p c a m 集成系统中的信息流动过程。 图1 2p d m 平台上c a d c a p p c a m 的集成 ( 2 ) p d m 是企业c i m s 集成的框架 计算机集成制造系统( c o m p u t e r 简称c i m s ) 是现代制造企业的一种生产、经营和管理模式。它以计算机网络 和数据库为基础，利用计算机软硬件将企业的经营、管理、计划、产品设计、 加工制造、销售及服务等全部生产活动集成起来，将各种局部自动化系统集 成起来，将各种资源集成起来，将人、机系统集成起来，实现整个企业的信 第一章绪论 息集成和功能集成，达到企业全局优化和提高企业综合效益的目的。 c i m s 的核心是集成，即要求建立一种面向对象的，支持全局信息模型和 过程控制的集成框架。但集成的内涵是不断扩展的。从初始的信息集成发展 到今天的过程集成( 如并行工程) ，并进一步要求企业间的集成( 如敏捷制造 等) 。就工程系统而言，不同层次的集成，对支持环境及信息共享的方式的要 求可能不一样，但总的说来，面临的工程信息及其相互关系越来越复杂，对 管理工具的要求越来越高。随着并行工程、虚拟制造、敏捷制造等先进制造 技术的引入，面临的工程信息管理问题更为复杂，要求提供应用系统集成环 境以及产品开发团队管理与集成化、并行化过程管理环境支持集成化、 并行化过程管理，保证团队成员能方便地交流、共享信息，协同工作。 圈1 3p d m 是企业c i m s 的集成框架 p d m 正是这样的系统，它是以软件技术为基础、以产品为核心，实现对产 品相关信息、过程和资源进行一体化集成管理的技术。p d m 的出现，为c i m s 环境下的各个分系统之间的集成提供了信息集成平台和集成框架。随着c i m s 技术的不断深入发展和应用规模的不断扩大，企业集成信息模型越来越复杂， 对信息控制和维护的有效性、可靠性和实时性要求越来越高，迫切需要寻求 更高层次上的集成技术，提供高层信息集成管理机制，提高运作效率 p d m 不仅向e r p 自动传递所需的全部产品信息，而且e r p 中生成的与 粤型查堂堡圭堇塞 产品有关的生产计划、材料、维修服务等信息，也可以由p d m 系统统一管理 和传递。因此，p d m 是企业c 1 m s 的集成框架【3 。如图1 | 3 所示。无论企业 采用何种生产模式，它的效益只能来自产品，因此，新产品的开发尤为重要。 作为c i m s 重要组成部分的工程设计集成系统( 产品设计、工艺过程设计等集 成，其主体是c a d c a p p c a m 集成) 的日趋成熟，为c i m s 的进一步实用化 奠定了技术基础。在工程设计集成系统中，p d m 既是c a d c a p p c a m 集成 的关键，也是c i m s 信息集成的重要支撑。 1 3p d m 的现状和发展前景 1 3 1p d m 在国外的应用发展 产品数据管理系统技术出现在8 0 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( 特别是日本 和韩国) ，p d m 上的投资都在不断增加，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旅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 难分伯仲一j 。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新 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 荐是要与不要的问题，而是在什么时候实施的问题。 p d m 技术在g o 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、i s 0 9 0 0 0 认证等的使能技 术。1 9 9 4 年波音、休斯、罗尔罗依斯、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。 国外在c a d c a p p c a m 技术运用的过程中早已意识到产品数据管理的重要 性，有实力的软件公司如s h a r p ，h e w l e t t p a c k a r dm e t a p h a s e ，a d a ，a u t o t r o l ，f o r m t e k 和w o r k g r o u pt e c h n o l o g i e s 等开发了部分产品信息管理( p i m p r o d u c ti n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ) 系统。a u t o d e s k 公司最近也开发了w o r k c e n t e r 工具来管理c a d 图形文件和文本文件。 根据著名的咨询公司c i m d a t a 公司调查：全球的p d m 业软件和服务市场 第一章绪论 年增长率达3 0 。在调查的公司企业中有9 8 都要实施p d m 。据国外资料统 计，p d m 的应用能使产品设计周期缩短2 5 ，减少工程设计修改4 ，加快产品 投放市场进度5 0 8 0 ，总成本削减2 5 以上。而且p d m 的应用范围将不断 扩大，目前p d m 的应用已超出了制造业，它处理大量异构数据的能力使其他 行业也能从中受益。因此，p d m 已广泛应用于医疗保健、保险、建筑、通信及 软件行业。例如，按照h p 公司的一份研究报告结果表明，h p 公司开发的p d m 系统w o r km a n a g e r 有2 0 是出售给非制造业的。 目前国外已有许多著名的p d m 软件，如：s ) r c 公司m e t a p h a s e 、e d s 公司 的i m a n 、p t c 公司的w i n c h i l l 、i b m 公司的p r o d u c tm a n a g e r 、c v 公司的o p t e g r a 等，它们基本上代表了现今在p d m 技术上的最高水平。 1 ，3 2p d m 在我国的应用现状 p d m 技术目前在国际上方兴未艾，产品数据管理在实现企业的信息集成、 提高企业的管理水平及产品开发效率等方面的意义是十分巨大的，我国许多 大中型企业都己充分认识到了这一点，但目前国内p d m 的应用还比较薄弱， 此项技术目前也是属于尝试摸索阶段，但它的生机和活力已被各界所公认。 我国国内许多企业实施了p d m 系统。p d m 的应用主要集中在如下几类企 业： ( 1 ) 竞争激烈的企业。例如生产电视、空调等家用电器等企业，目前我国 家电行业竞争十分激烈，产品生命周期越来越短，客户需求日趋多样化，为 了适应市场日新月异的变化，企业要不断地推陈出新，开发出高质量的新产 品，领导市场的潮流。因此，充分利用原有的产品数据，减少新开发的工作 量，缩短上市时间，就成为采用p d m 系统的主要目标。家用电器行业竞争激 烈，电冰箱、电视机和洗衣机等的需求量持续增长，几乎每年夏天都会引起 空调大战。我国的空调和电冰箱厂，如春兰空调厂、华宝空调厂、科龙空调 厂和海尔集团等企业都采用了p d m 管理：还有长虹电视机厂、康佳电视机厂 等企业也采用了p d m 管理；电器行业竞争也很激烈，如上海人民电器厂也实 施了p d m 。 四川大学硕士论文 ( 2 ) 生产复杂产品的企业。这些企业每个产品都有几万甚至上百万个零部 件，而且设计复杂，经常会发生修改。采用p d m 技术，可以大大地提高管理 水平，减少各种各样的差错，并使开展并行工程成为可能，降低成本，缩短 产品开发周期，创造巨大的经济效益。生产复杂产品的飞机、汽车等制造业 需要p d m 管理，例如上海飞机制造厂、沈阳飞机设计所、成都飞机制造厂、 北京人民印刷机械厂、上海汽车齿轮厂、上海离合器厂和上海汽轮机厂等均 实旌了p d m 。 ( 3 ) 跨国( 或地区) 企业。对跨国( 或地区) 企业来说，产品数据可能分 布在不同的地区，甚至不同的国家，迫切需要对数据统一进行管理，使用户 可以在规定的权限内对产品数据进行操作，而无须知道产品数据存放在哪个 地区。同时由于异地设计生产，在产品开发过程中需要多功能设计队伍的协 同工作，在过程进一步重组优化的基础上把产品信息和过程有机结合起来， 做到在正确的时间将正确的信息传递到正确的人，要使身处异地的人员协同 地工作，必须做到整个设计过程的可控。跨地区、跨国的异地设计和制造企 业更需要p d m 系统的支持。 ( 4 ) 专业设计院。专业设计院由于采用c a d 技术，产生了大量的电子文档 和异构数据。为有效地管理和控制动态的数据，提高设计的重用率，缩短设 计周期，保证质量和降低成本，已经有不少设计院采用了面向产品的p d m 技 术来代替面向文档的e d m 技术。 ( 5 ) 中小型企业。中小型企业要想在市场中站稳脚跟，必须快速地提供高 质低价的产品，其突破口应在设计。这里一方面是指如何快速地利用现有设 计产生变形设计，并争取一次成功：另一方面是如何将设计成果快速地为加 工制造和生产计划等所使用。同时，由于中小型企业具有多品种、小批量的 生产特点，产品相关的信息多而杂乱，在变形设计时如何快速地检索和利用 已有的各方面知识成为了瓶颈。因此p d m 技术对中小型企业的发展起着至关 重要的作用。 总之，p d m 在我国大有发展前景，国内企业在改革中实际上面临着双重挑 战，既要达到工业文明要求的基本特征，实现规模、质量与资本的积累。又 要借助信息化建设，提高管理水平和企业综合实力，争取不被信息社会所淘 1 0 一一一 墨二皇堕丝 _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ - 一 汰。p d m 作为连接企业技术职能与管理决策职能的桥梁，在这个特殊的时期具 有特别重要的意义：p d m 中的产品及相关数据的管理将提高产品质量、缩短 开发周期、降低开发成本；p d m 是企业进行产品创新的有效工具，通过实施 p d m 对企业的制度创新、技术创新、管理创新必将起到积极的推动作用。总之， p d m 中先进的管理思想将提高企业的整体素质，使企业更具竞争力。 1 4 现有p d m 系统的不足及研究方向 1 4 1 现有p d m 系统的不足 随着产品信息管理技术研究与应用的不断发展，现有p d m 系统越来越难以 适应企业的应用需求，其缺点也越来越明显，主要表现在： ( 1 ) 难以支持异地协同设计、制造过程 现有的p d m 系统大多基于局域网，对于一个规模较小、所有应用集中于本 地的企业，它能够较好的满足其应用需求。随着市场竞争的愈演愈烈，企业 纷纷扩大规模，从而形成许多跨地区，甚至是跨国企业，产品的开发过程也 相应变化为一个多个领域专家在多个不同的地点通过先进的通讯技术进行协 同设计的过程，这就要求作为企业集成框架的p d m 系统能够提供对于远程数 据库及应用系统的访问能力。 ( 2 ) 系统升级、维护困难 现有的p d m 系统大多采用客户服务器体系结构，在这种体系结构下，服 务器的数据库往往直接针对客户端的应用需求进行设计，两者之间的结合过 于紧密，这样，当客户端的应用发生变化时，往往会引起数据库的大幅度改 变；另外，原有的p d m 系统在分析和设计过程中大多采用了模块化的思想， 虽然各模块之间相对独立，然而模块内部的各功能之间具有很大的依赖性， 这样，一个局部功能更改往往会造成整个模块的重新设计。随着p d m 应用的 不断深入，p d m 的内涵和外延不断扩展，它的功能也随之不断的扩充和变化， 这就要求p d m 系统具有很好的可扩充性和可维护性，现有的p d m 系统难以适 应这种需求。 ( 3 ) 项目管理功能不强 缺乏有效的项目管理工具，使企业不能很好的按分目标一步步地完成任 务，造成项目的延期，所以有完善该项功能的必要。 ( 4 ) 信息反馈速度慢 企业进行信息传递的主要途径是通过书面文件、报告等形式，因此设计部 门无法及时收集工艺和制造部门的反馈信息。 ( 5 ) 应用集成系统效率不高 几乎没有两个不同的应用软件能够直接分享或交换数据。而在较好的系统 之f 司均应有良好的信息接口，从而满足信息共享的要求。 1 4 2p d m 技术的发展趋势 ( 1 ) 网络技术在p d m 系统中的应用越来越深入 基于网络平台结构灵活、用户界面友好的p d m 系统已成为一种趋势。在 p d m 系统中通过w e b 实现全球化的信息查询、浏览、创建与更新己逐渐成为现 实，并以此来支持全球化的虚拟企业的信息管理。 ( 2 ) 面向对象技术的应用及信息模型的标准化 由于p d m 系统所要管理的数据类型及数据模型的复杂性，要求系统有良 好的开放性，采用0 - 0 方法建立系统管理模型与信息模型，并提供面向对象 的建模工具与开发工具，支持用户的二次开发。另一方面，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 d m 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。 ( 3 ) p d m 与e r p 的功能渗透 一方面，p d m 与e r p 分别服务于工程设计与生产制造。p d m 系统源于c a d c a m 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 系统源 于制造业的经营与生产活动的管理，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，二者之间通过 相互集成，互为补充，构成完整的企业信息系统。另一方面，二者之间又互 相渗透。p d m 厂商首先将工程b o m 与制造b o m 统一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 d m 系统中，而e r p 系统也在设法将p d m 系统 整二童丝堡一一 的功能归八其中。 ( 4 ) 过程管理与配置管理功能的强化 为了适应产品设计与制造过程中复杂过程变化的需要，各厂商竟相开发 出独立的工作流程管理模块，且功能不断变强，以满足工程更改、并行化产 品设计所必需的过程管理的需要。以配置管理为核心，将数据管理、工作流 程管理与变更控制集于一体，形成更为强大的p d m 系统。 1 5 论文的选题背景及研究内容 1 5 1 选题的意义 中小企业在c a d c a m 方面的应用大多局限于国内外的一些小型软件，运 行在微机平台，以设计中的二维出图为主要目的。相关的技术文档资料主要 利用一些办公软件( 如w o r d 、e x c e l 、w p s 等) 编辑生成。大量的图纸文件和技 术文档是独立存放的，缺乏有效的管理，给使用带来了诸多不便。例如，产 品设计人员在进行新设计需要参照旧产品的资料时，只能根据头脑中的印象 手工翻阅查找。若要借用原设计，就需要找出蜡底晒出蓝图修改蓝图一描图 一晒图。这使得企业现有技术资源的利用困难重重。 产品在设计制造过程中必然会有不断的更改，不同版本会给产品数据的 一致性和有效性带来麻烦，造成经济损失。仅仅依靠人脑的记忆和判断容易 出现差错，为保证最终使用正确的版本，必须有可靠的管理体系。 从目前的现状来看，需要解决以下几个方面的问题：( i ) 纸质图纸资料的 电子化；( 2 ) 所有技术图档的分类整合；( 3 ) 有效的查询再利用手段：( 4 ) 设计 流程的规范化管理；( 5 ) 资料的共享与保密。 中小企业经济实力和技术力量都相对薄弱，面对激烈的市场竞争，追求 最佳的劳动生产率是企业的根本目标。技术改造必须务实，在产品数据管理 系统上不宜投入大量的人力财力。因此产品数据管理系统应该方便实用、技 术先进、实施简捷。 国内绝大多数中小企业实施c a d c a m 的平台是微机w i n d o w s 系统，而且 大多建立了局域网，i n t e r e t 技术的基本概念也已经普及。产品数据管理系统 四川大学硕士论文 的建立应该充分利用这些现有资源。 鉴于p d m 系统本身的复杂性和实施的难度以及中小企业技术现状，从实 用性和经济性的角度出发，开发适用于中小企业基于w e b 技术的产品数据管 理系统有着非常重要的意义。 1 5 2 主要研究内容 ( 1 ) 在对p d m 产生的背景、特点、现状和发展前景进行充分分析的前提下， 论述中小企业实施p d m 的意义和必要性，并就p d m 的体系结构和在信息集成 中的地位进行了阐述。 ( 2 ) 针对我国中小型制造企业的实际情况，构建基于w e b 技术的中小企业 p d m 的总体模型。 ( 3 ) 详细论述p d m 系统开发的关键技术。包括数据库设计、物料清单的生 成、产品结构树设计、邮件管理的设计以及标题栏的自动提取。 ( 4 ) 针对现有p d m 系统缺乏有效的项目管理，本系统构建项目管理功能模 块。 ( 5 ) 以此为指导，对p d m 系统的各个功能模块进行详细设计。 1 5 3 课题来源 本文研究内容受到四川省重点科技攻关项目资助，课题名称是“基于w e b 技术的集成化图文档管理系统的研究( 项目编号：0 2 g g 0 0 6 0 5 4 ) 。 1 6 本章小结 本章主要阐述了p d m 的产生背景、特点、体系结构、应用现状和发展趋 势；介绍了课题的背景、课题的主要研究内容和目的。 墨三茎薹主兰竺盟! ! ：垒些! 望坚墨丝壁堕要塞一一 2 基于w e b 的中小企业p d 黯系统总体设计 2 1 浏览器服务器( b s ) 模式 b s 结构是随着i n t e r n e t 技术的兴起，对c s 结构的一种变化或者改进 的结构。他主要是利用不断成熟的w e b 技术，结合浏览器的多种s c r i p t 语言 ( v b s c r i p t ，j a v a s c r i p t 等) 和a c t iv e x 技术，用通用浏览器就实现了原来需 要复杂专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是种全新的软 件系统构造技术。基于b s 模式应用系统大都涉及到数据库的访问，系统的 所有软件采用现有的i n t r a n e t w e b 技术，将应用程序放在w e b 服务器上，应 用程序傲成w e b 页的形式，客户端统用w e b 澍览器来访问w e b 服务器并运 行其程序：并将数据库和应用程序都放在服务器上，其实质是不仅实现数据 处理的c s 模式，还实现了应用程序的c s 模式，便于系统维护与升级口j 1 6 。 在b s 结构下，如图2 ，l 所示，用户界面完全通过w w w 浏览器实现，用 户通过浏览器向w e b 服务器发送h t i p 请求，w e b 服务器接收客户端发送来的 h t t p 请求。对请求进行分析，如果请求的是静态页面，那么就将所请求的页 面发送到客户端。如果请求的是动态页面，那么就执行此动态页面，并将执 行结果发送给客户端。动态页面中的勰本程序可以和数据库服务器进行交互。 w e b 服务器可以根据用户的请求动态更新页面上的信息，网站信息提供者可以 通过改变数据库中的数据向用户提供最新信息，而不需要逐个更改页面。用 户可以通过这些动态页面向数据库中输入信息，从而增强了用户和服务器的 交互性。 i 浏蔸器| 叫s 。卜叫“，j h t t p “ 图2 13 层b i $ 体系结构 四川大学硕士论文 但是当前的许多w e b 应用都需要复杂的表现和逻辑处理。采用3 层体系 结构，把数据的生成和数据的表现两部分都集成在了动态页面中。这就使动 态页面变得非常庞大，而且应用的表现和逻辑处理混合在一块，给w e b 应用 系统的开发和维护带来了许多因难。针对此问题，扩展b s 结构，形成浏览 器、w e b 应用服务器、w e b 应用程序、数据库服务器的结构，这事实上对3 层 结构进一步进行了扩充，成为多层体系结构，将应用的逻辑处理和应用的表 现相分离，如图2 2 所示。其中w e b 服务器主要负责( 即动态页面所在层) 应 用的表现，应用程序主要负责应用的逻辑处理。在此体系结构下，用户通过 浏览器向服务器发送h t t p 请求，w e b 服务器接收客户端发来的h t t p 请求，对 请求进行分析转换，调用相应的w e b 应用程序。w e b 应用程序可和数据库交互， 将逻辑处理结果返回给w e b 服务器，w e b 服务器再将结果以h t m l ，x m l 的形式 发送给客户端浏览器。b s 体系结构是传统的c s 结构的发展，代表了企业级 应用的未来。 图2 24 层b s 体系结构 开发个i n t r a n e t 环境下的基于b s 的管理信息系统的特点： ( 1 ) b s 是一种瘦客户机模式，客户端软件仅需要安装浏览器，应用界面 单一