（机械电子工程专业论文）cims环境下pdm研究及基于web方式的技术实现.pdf

c i m s 环境下p d m 研究及基于w e b 方式的技术实现 摘要 本文首先简要介绍了p d m 的基本概念、发展历史和发展趋势。接着详细论 述了h u t p d m 的体系结构及其设计思路，并且重点阐述了h u t p d m 中几个关 键技术问题的解题思想。h u t p d m 系统基于传统的c i m s 环境，并以事务处理 为基石，通过任务管理、工作流程管理和邮件管理将h u t p d m 系统的各种功能 有机的结合起来，将企业的产品数据信息流有效的管理起来；同时，为了使系统 能适应各个不同企业的需求，h u t p d m 系统提供了二次开发的功能。其中工作 流程管理完全由企业自行定制，系统本身只提供企业工作流程定义的接口，从而 最大限度的满足企业的使用要求。本文的最后，结合p d m 的发展趋势和方向， 进一步讨论了如何在w e b 环境下技术实现的问题。 关键词：产品数据管理，工作流程管理，产品结构树，通用对象萝譬代理，w e b p d m s t u d y u n d e rc i m sc i r c u m s t a n c ea n d t e c h n o - i m p l e m e n t b a s e do nw e b a b s t r a c t t h i sp a d e ri n t r o d u c e ss o m eb a s i cc o n c e p t sa n dt h eh i s t o r yo fp d mf i r s t t h e n t h es t r u c t u r ed e s i g no fh u t p d ma n di t s p l a ni d e aa r ed i s c u s s e di nd e t a i l s a tt h e s a m et i m et h ep a p e re x p l a i n ss e v e r a lm o s ti m p o r t a n tt e c h n i c a lq u e s t i o n so fh u t p d m a n dg i v e sj t ss o l u t i o n b a s e do nt r a d i t i o n a lc 1 m sc i r c u m s t a n c ea n dt r a n s a c t i o n p r o c e s s i n g h u t p d ms y s t e mi n t e g r a t e st h ec o m p o n e n t so r g a n i c a l l yt h r o u g ht a s k m a n a g e m e n t w o r kf l o w i n gm a n a g e m e n ta n dm a i ls y s t e m m e a n w h i l e ，i no r d e rt o a d a p tt ot h er e q u i r e m e n to fd i f i e r e n te n t e r p r i s e sa tt h em o s te x t e n t h u t p d ms ”t e m a t t e m p t s t o p r o v i d e c u s t o m i z a t i o n p r o g r a m s a u d a c i o u s l y a t l a s t 、w i t ht h e d e v e l o p m e n tt r e n do fp d m ，t h ep a p e rd i s c u s s e sh o w t oi m p l e m e mp d mu n d e rw e b c i r c u m s t a n c e k e yw o r d s ：p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ( p d m ) w o r kf l o w m a n a g e m e n t p r o d u c ts t r u c t u r et r e e c o m m o n0 b j e c t r e q u e s tb r o k e r a r c h i t e c t u r e w e b 致谢 衷心感谢我的导师张利教授在整个硕士研究生学习期川给我的悉心指导和 无私的关怀。没有张老师这三年的精心培养，本论文不会这么顺利的完成；张老 师富有启发性及建设性的意见，使我受益非浅；张老师严谨的治学态度和渊博的 知识给我留下深刻的印象；张老师对学生母亲般的关怀，使我难忘。 特别感谢张建军老师、吴宗彦老师、王玉会老师。他们对本课题研究提供 的许多帮助和建议是本论文能够顺利完成的保证；他们的严谨的态度和渊博的知 识是我学习的榜样。 感谢陈鹤松、方平、陈志雄等同学，和他们在课题中的合作经历使我难忘； 感谢黄丽、何讳等同学在我的课题研究和论文撰写中给我的无私帮助。 感谢合肥工业大学机械工程学院、计算机学院的全体老师；感谢研9 9 届4 班 的全体同! 学和智能制造技术中心的全体同学；感谢他们几年来对我的关心和帮 助。 感谢我的家人和我的女友，是他们给予我的支持和帮助使我顺利的完成我 的学业。 幽2 1 剀2 2 剀3 1 幽3 2 幽3 3 3 4 幽3 5 幽3 6 幽3 7 蚓3 8 剧3 9 幽3 1 0 幽3 1 l 幽3 1 2 幽3 ，13 图3 1 4 幽3 1 5 刚3 1 6 h3 1 7 剐3 18 剧3 j 9 i 划3 2 0 酬3 2j 幽3 2 2 幽3 2 3 幽3 2 4 幽4 1 幽4 2 陛l4 3 斟4 4 剀4 5 幽46 插图清单 p d m 中数据、过群年资源的关系 p d m 系统的体系结构 项h 管理丰( q i 直目瞀记模l “ 十 项目修改衙l ￥： 、 ，、 j 作 n 细织管珲流样 组织香磊模确。 n 、 j 作流拌理模1 9 、 - 乍流嘉t 茸理定义模块 j 。什流样 r 图 产品结钧旗剖 f 、- o 版本符埋流科模u 版本线r 土描述使1 1 幽形文什命名规| j ! | j p d m 系统文档传输机制 文档链接稃序流科 文档导出秽序流柑 c a d c a p p3 1 - - 行设计总体框架 j ：艺平台牲序流程幽 软竹平台信息集成 基厂装配的c a d c a p p 并f j 设训平台 c a d c a p p 并 j 计l 作流程 p d m 一jc a d 的信息交换 企业静态人员组织模型 项目人员组织模l g 项目成员数据结构模1 0 数据库设计的土霉环仉 p d m 系统数据库| 殳计e r 蚓 b o m 数据的传递过拌 产品f ， ：f ：i 树摸掣 ，“：品结构树遍历 邮俐管理系统模即 b 1 0 1 l 1 2 1 3 】4 1 ) 1 6 2 】 ，1 、2 4 2 8 2 9 ，3 0 3 l 一3 l 3 6 3 6 3 7 3 9 4 0 4 5 4 7 4 8 5 1 幽4 7 幽5 1 幽5 2 幽53 幽5 4 5 5 幽5 6 表3 表3 表3 表3 表3 求3 表4 表4 表4 表4 表4 表4 表4 表4 表4 表4 m i 系统流群蚓 对象管珲体系结构( o m a ) 一 c o r b a 体系? 斛q 基丁中州俐的四珙c s 模掣不意瞄h 基f - c o r b a 中r i l l f 的四层c s 模_ 。， 基g - 。c o r b a 。p 问仆的网崖c s 模刑处理示意幽 蘑j w e b c o r b a 的p d m 结构模弘 ： ， 。 n、 。 一p、 广一 ， 。 r ，表格清单 e 、，j ， 1 流料信息农 2 流挫表 3流删控制太 4幽形单元半标数据结构 5 人员表 6人员组织表 项目农 2 人员表一 3任务表 4文档表 5零部仆袁 6 项日流稃信息表 7 流氍表 81 作绀表 9 懈竹表 1 0i ：作组成员表 1 6 1 6 1 7 3 2 3 8 3 8 4 1 4 1 4 1 4 1 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 跎卯卯们铊以 c i m s 玎、境下的p d m 研究及甚十w e b 的技术实现 第一章绪论 1 1 与本课题有关的国内外研究开发现状 随着全球一体化经济的快速融合，国内企业面临的竞争已经具有全球化、全 面化等态势。面对如此激烈的竞争，尤其对制造业，更应该采取有力的措施，高 起点的赶超。如何缩短产品的丌发周期，提高产品质量，降低成本，提供最优的 服务是企业为赢得竞争必须解决的问题。而产品数据管理( p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ，p d m ) 技术f 是为适应这种需求而提出的一种c i m s 哲理。 随着网络、数据库技术的发展，以及主从结构( c s ) 与面向对象( 0 0 ) 技术的使用，p d m 技术在国内外企业中得到越束越多的应用。p d m 系统为产品 设计与制造构筑了一个并行的协作环境。成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、 交流、维护设计意图的人们在整个信息生命周期中自由共享与产品相关的所有异 构数据，包括图纸和数字化文档、c a d 文件和产品结构等。 传统的c a d c a p p 集成是基于网络、数据库基础上的，主要解决功能单元 之间的信息集成与功能集成，集成的对象是零件，而不是整个产品。它对单个零 件的信息描述可以很详细，甚至有国际标准( l g e s ，s t e p 等标准) 的支持，可 以实现不同功能单元之问的信息集成。但它缺乏对整个产品的宏观管理与协助手 段。而p d m 基础上的c a d c a p p 集成满足了多元性数据管理与集成的需要，解 决了地理上分布的、计算机环境复杂的、多用户协作的、多功能需求的、多类型 的和大容量数据的管理与控制问题。 p d m 是当今计算机应用领域的重要技术之一。应用十分广泛，包括机械、 电子、汽车、航空航天以及非制造业等。是目前世界上非常热门、且飞速发展的 技术，工业发达的国家已经普遍使用，据美国一家公司预测，今后五年内，每年 将以3 0 的年增长率发展，带来的效益也相当可观，可使新产品丌发周期缩短 3 0 以上，p d m 技术j 下在以其| j 所未有的来势冲击着计算机集成制造业，并给制 造业带来自c a d 技术以来最非凡的成就。目前已经有越来越多的公司认识到使 用p d m 来组织、存取、管理设计和丌发及制造数据的重要性。 国内企业经历了计算机甩图板、计算机辅助设计等一系列设计手段革新之 后，随之而来的问题就是如何管理新一代的设计产品( 以电子文档方式储存的设 计及相关文档) 。因此p d m 产品数据信息化管理已是目前各个企业单位的强烈 需求。 第1 页共6 7 页 垒坚二些叁兰竺! ! ：兰竺堡= j j ! ： ! ! 竺! 型：兰! 堕! ! ! 竺垒丝兰型型三塑墼苎：! i 坠 1 2 本课题的来源、目的和意义【l 】 本课题来源于安徽省教育厅重点科研计划项目“基于c i m s 环境的柔性制造 核心技术群的研究丌发”，结合国家计委项目( 国计高技9 8 - 0 8 ) ，研究了c i m s 环境的p d m 技术和其在w e b 方式下的实现方法。在本课题基础上研发的基于 c s 结构的h u t p d m 系统已经投入芜湖汽车制动阀厂使用并初见成效。 c i m s 环境下的p d m 主要通过对企业现有产品开发流程和组织模式进行分 析和重组，组建以产品为核心的集成产品丌发团队，建立全局共享的产品信息模 型，提高产品标准化、系列化水平，实现以项目管理为中心的产品丌发，达到提 高企业产品丌发能力的最终目标。系统的实现具有十分重要的理论意义和实践意 义： 大大缩短了产品的设计，制造周期，提高工效1 0 倍左右，为提高产品 质量提供可靠的前提条件。 使设计和管理人员从繁重的重复劳动中解放出来，能有更多的时间从事 新设计、新产品、新方法的研究管理成本降低3 倍以上 提高工装、工艺设计水平和图纸质量，提高企业标准化水平。 以先进的网络技术为基础，利用先进的现代通讯技术和计算机处理技 术，同时，以浏览器和服务器作为基本运行环境，对技术资料实现计算机综合 管理，实现产品信息共享。 1 3 本课题研究的主要内容与关键技术 根据企业产品研制丌发的需要，采用计算机网络与数据库技术相结合，将产 品设计相关性的信息有机地集成，以电子文档取代有形文件，把产品数据在整个 产品生命周期内完整地、动态地以不同版本形式管理起来；建立基于c i m s 环境 的企业产品数据信息管理模型，采用相应的数据组织管理策略，并通过工作流程 管理控制将各个开发环节有机的联系起来；为系统管理员、项目负责人、工程师 以及其它人员提供不同权限的协同平台，优化工作环境，缩短产品开发周期，提 高产品设计水平，赢得市场竞争的主动权；使与产品有关的所有信息都纳入这个 集成的支撑环境中。我们主要考虑以下几个方面的内容。 1 实现p d m 系统总体功能的构造与设计。包括项目管理、流程管理、权限 管理、图文档管理、产品浏览、版本管理、人员管理、计划管理、打印管理、邮 件发送、系统维护、帮助等各个子功能模块。 2 利用p d m 系统对产品丌发过程中所用到的应用程序进行封装。主要是完 成p d m 与c a d c a p p 的集成。c a d c a p p 并行工程设计包括产品设计、工艺 第2 页共6 7 页 合肥t 业人学f i ! ；! ) j 学位论艾c i m s 蚪境下的p d m 研究及皋十w e b 的技术j 实现 设计、工装设备设计。系统为整个设计过程提供了界面友好的可视化跨平台操作 界面，同时具备参数化设计、三维标准件浏览等功能。 3 实现打印作业管理与监视。为了对技术文件的输出进行监控、对纸张与 打印耗材的统计、办公用品的成本核算等，系统提供了面向网络的打印作业管理 与监视功能。 上述各项是本课题的主要内容，本论文主要论述对1 和2 项内容的研究。在 1 和2 项内容中，重点讨论研究以下关键问题和技术。 1 b o m 表的实现。 物料清单( b i l lo f m a t e r i a l ，b o m ) 是指产品所需零部件明细表及其结构【2 】。 我们可以利用a u t o d e s k 公司的a p i 函数，读取d w g 文件中的数据，结合数据 库中的信息，生成b o m 表。 2 多版本共存的实现。 多版本即1 个产品对应多个不同版本的装配工序，在产品配置中可以配置不 同版本的零部件。从现有数据库管理系统和面向对象出发，我们考虑从以下几个 方面解决问题：1 ) 数据库的设计。数据库设计中对于和版本有关的表中包含版本 信息；2 ) 利用任务管理( 事务管理) ，实现多版本产品、工艺和零部件管理：3 1 在系统中加入改版设计。 3 产品结构树的实现。 产品结构树是一个由零部件组成的树状结构，是一种描述产品中零部件结构 及相互关系的一种数据结构。我们可以利用现有的关系数据库管理系统，以及面 向对象技术，实现产品结构树。 4 人员、角色、组织模型的建立和相应的权限管理。 产品开发需要不同的人员、角色参与其中，必须合理组织开发队伍的组织视 图，定义所需的角色、建立工作组、定义组员、创建用户，并将上述各种关系关 联起来。不同的用户可以拥有各种不同的角色并分属不同的工作组。在建立上述 组织模型的时候，还要考虑相应的权限管理。权限管理可以具体制定某个人员、 角色、组所创建的信息对人员、角色、组的各种权限，从而可以方便的根据需要 实现一定的数据保护功能。 第3 页共6 7 页 垒坐! 些叁兰! 一! ! ：兰丝堡皇 ! ! ! ! 堑兰! 塑! ! 竺业丝些苎! 立里坠堕墼! ! ! i 生 第二章p d m 系统构架 2 1p d m 的定义【3 】【1 7 1 产品数据管理( p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t ，p d m ) 是近年来发展起来的一门 新技术，它致力于缩短产品的研发和生产制造周期，降低成本，提高质量，改善 产品性能，使新产品快速投入市场。它是企业重构和发展的重大关键技术。 那么，什么是p d m ? 这是个颇具争议的问题。从p d m 诞生到现在，很多 公司都曾经下过定义，但关于p d m 的定义尚未有统一的定论。p d m 是一个复杂 的概念，远非三言+ 两语的“定义”可以“简而言之”，它与具体企业的具体目标 相辅相成。那么，究竟什么是p d m ? 单从字面上理解，p d m 是英文p r o d u c td a t a m a n a g e m e n t ( 产品数据管理) 的缩写，直接含义可理解为管理一切与产品相关 的数据信息。单纯从技术的角度可以这样定义p d m “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。”如果说得再细致一点，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 包含所有与产品设计相关的设计信息( 不仅仅是工程图纸) ，并使它们可 被所有参与产品丌发的人员( 不仅仅是技术人员) 访问。但是，这只是单纯从技术 的角度给p d m 下了一个“准确”的定义。真j 下意义上的p d m 远不止如此。如 果一定要探寻p d m 究竟是什么，我们不妨这样来定义它：p d m 是依托i t 技术 在企业范围内为设计与制造构筑一个并行化产品协作环境的关键使能器，是实现 企业最优化管理的有效方法，是计算机技术与企业文化的相互结合。 一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、交流、维护设计意图的人们在 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，包括图纸与数字化文 档，c a d 文件和产品结构等。 2 2p d m 的产生【3 1 【1 7 】 在二十世纪的六七十年代，伴随着各单元的计算机辅助技术的同益成熟，它 们之间的信息的沟通与协调也变得同益重要起来。如何解决c a d c a p p 等计算 第4 页共6 7 页 垒里! 、业查兰塑! ：兰丝堡兰 ! ! 竺! 兰：堡! 塑! ! 竺塑壅丝兰! 堡旦堡堕堑! ! ! 生 机辅助技术之间的信息共享，以使各种生产要素之l 、日j 的配合得到更好的优化，各 种生产要素的潜力得到更大的发挥? 怎样避免出现所谓的“信息孤岛”，从而获 得更好的整体效益? 越来越多的企业意识到：实现信息的有序管理将成为它们在 未来的竞争中保持领先地位的关键因素。 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 ) 正是在这一背景下产生的一 种新的企业管理思想。p d m 以i t 技术为基础，以产品为核心，以 静态的产品结构和动态的产品设 计流程为主线，管理一切与产品 相关的数据、过程和资源等信息。 p d m 系统的三个核心要素是：数 据、过程和资源。三者之阳j 的关 系可以用图2 1 来表示： 盛髓 幽2 1p d m 中数据、过稃平资源的关系 p d m 技术在全球的应用领域十分广泛，包括机械、电子、汽车、航空、航 天以及非制造业等。经过近些年来的发展，我国企业在p d m 的应用方面也取得 了巨大的进展。p d m 技术f 逐渐成为支持企业过程重组( b p r ) 、实施并行工程 ( c e ) 、c i m s 工程和s 1 0 9 0 0 0 质量认证等系统工程的使能技术。 2 3p d m 的发展历程及发展趋势【1 7 】 p d m 最早出现于8 0 年代初期。当时，c a d 已经在企业中得到了广泛的应 用。c a d 系统在图纸设计方面给工程师们带来极大的方便，但工程师们同时也 发现他们不得不将大量的时间花在查找设计所需信息上。为了解决大量工程图 纸、技术文档以及c a d 文件的计算机化的管理问题，产生了早期配合c a d 工 具使用的简单的p d m 系统；后来随着p d m 技术的发展，p d m 管理范围也逐渐 扩展到产品开发中的三个主要领域：设计图纸和电子文档管理，材料报表( b o m ) 的管理以及工程文档的集成，工程变更请求付旨令的跟踪与管理。随着网络、数 据库技术的发展，以及c l i e n t s e r v e r 结构与面向对象技术的应用，最近几年 p d m 技术产生了突飞猛进的发展，已在发达国家的企业中得到广泛应用，在国 内企业也已受到关注。 随着1 n t e r n e t 的普及，基于w e b 丌发p d m 系统将是p d m 发展方向 中最有希望和生命力的趋势。i n t e r n e t 和w e b 包含一系列崭新的技术，如 j d b c 、c g i 、j a v a 、c o r b a 等等，如何将这些技术巧妙地融合，这正是目前 人们研究探讨的问题。 第5 页共6 7 页 垒型二、业叁兰塑! 兰竺堡墨 ! ! 竺! 兰：些! 堕! 婴尘堕丝丝苎立竺旦塑主兰查! 坠坠 2 4p d m 技术分析 2 4 1p d m 的体系结构 p d m 原型系统以网络环境下的分布式数据处理技术为支撑，采用客户机n 务器( c l i e n t s e r v e r c s ) 结构，服务器端负责公共数据的存储、多用户的同步等 功能，客户端主要负责与用户的交互、客户私有数据的管理等( 基于c s 结构的 系统总体结构如图2 2 所示) 。随着计算机网络技术的发展，到上世纪九十年代 中后期，出现了一种网络体系结构浏览器月务器( b r o w s e s e r v e r b s ) 结构。b s 结构，主要是利用了不断成熟的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种脚本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 i v 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，并节约了丌发成本。 m i s 系统_ l f 户 办公自动化系统 i c a d ( 2 a p p 府州系统州户接口层 d n at i f 台【三 ，j rj r j r 旧黄l 旧lf1 蔷i 旧墨ll 专警萎i 。 l 。 上 网络及数据库接口层 0 操作系统、网络、分布式数据库 幽2 2p d m 系统的体系结构 p d m 系统的内部构造是建立在操作系统、网络环境和分布式数据库等基础 上的层次化结构。p d m 系统的对象管理框架是p d m 系统的核心模块，它是整个 p d m 系统信息建模思想的具体体现。p d m 涉及的所有实体，人员、数据、过程 以及实体之问的关系最终是以对象的形式由对象管理框架统一管理。对象管理框 架为整个p d m 系统管理的基石。建立在对象管理框架之上的是各种p d m 系统 的功能框架，包括产品结构管理，产品配置管理、集成工具、工作流管理等。 第6 页共6 7 页 全坐! 些叁堂丝! ：兰垡堡兰 ! ! 竺! 堑芝王塑! ! 型型塑丝苎! 坚! 堕墼查! 坠坠 2 4 2 企业信息建模方法面向对象的方法 面向对象的软件丌发包括面向对象的分析( o o a ) 、面向对象的设计( o o d ) 和面向对象的程序设计( o o p ) 。它的出现以6 0 年代的s i m u l a 语言为标志，到 8 0 年代发展成为一种革命性的软件设计思想。由于它的数据抽象、继承和多态 机制特别适合于描述大型的、内在机制复杂的对象，因而迅速在各行各业得到广 泛应用。其几个主要概念介绍如下： 对象( o b j e c t ) 对象是一个现实实体的抽象，由现实实体的过程或信息特 征来定义。一个对象可被认为是一个把属性和过程封装在一起的实体，这个过程 产生该对象的动作。对象是一个动态的概念，其中的属性反映了对象的当前状态。 可以通过返回对象当前的某个属性值来向外界反映对象的当前状态，或通过改变 对象的某些属性值来改变对象的当前状态。 类( c l a s s )类是用柬描述具有属性和过程的对象的集合，它定义该集合中 每个对象所共有的属性和过程，对象是类的实例。 封装( e n c a p s u l a t i o n )封装就是把过程和属性紧紧地捆绑在一起，从而使 操作属性的过程与函数的作用域和可视权限限制在软件系统中代码的局部区域 内。这样，属性和与之相关的过程变得不可分割，并且它使封装的软件模块内部 工作情况尽可能少地在模块接口处暴露。封装性原则禁止使用在模块接口说明的 有关该模块的信息，因而对软件系统的可靠性和易修改性起着非常重要的作用。 继承( i n h e r i t a n c e )从一个基类衍生出一个新类的过程，称为继承。这个新 类所具有的所有属性和过程，它还能拥有自己特有的属性和过程。 多态性( p o l y m o r p h i s m )在面向对象的丁r 发中，对象是根据类来建立的。 源于不同类的对象可能具有相似的功能。因而，另外一个对象可以使用一个消息 与未知类的对象进行通信。向未知类的对象发送刺激的能力称为多念性。这样， 单个操作可以采用多念方法来实现，由指针寻址的对象就可以该对象运行时的类 改变形式。 2 4 3 p d m 中的数据库技术 p d m 系统一般建立在关系数据库基础上。关系模型是一张二维表格，它使 用表格束描述实体之恻的关系。关系模型既能反映属性之间的一对一，又能反映 属性之间的一对多关系，还能反映属性之间的多对多关系。它具有结构简单、概 念清楚、符合习惯等优点；能直接反映出实体之间的一对一、一对多和多对多的 第7 页共6 7 页 垒坐! 些叁堂塑l 兰竺堡皇 ! ! 塑! 兰：堡! 堕! ! 翌型壅丛生! 兰旦! 堕! 查! ! 生 关系；具有严格的理论基础。 目前流行的关系数据库管理系统有o r a c l e 、s y s b a s e 、s q l s e w e r 等数据库管 理系统。s q l s e r v e r 是一个功能完全的数据库管理系统，它能为任何规模的企业 提供比以前的管理方式好得多的数据管理方法；s q ls e r v e r 能够在n t 和 w i n d o w s 9 5 和w i n d o w s 9 8 平台下运行，这使得s q ls e r v e r 非常的通用，能够在 任何大小的计算机上运行：同时s q ls e r v e r 比所有其它数据库管理系统的费用 底( 包括硬件费用、软件费用和管理费用等) 。因此本课题选用s q ls e r v e r 数据 库管理系统作为系统的数据库平台。 2 4 4 系统环境、平台要求 采用面向对象的软件丌发技术，丌发工具选用v i s u a lc + + ，d e l p h i 5 0 等。 采用c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务器1 体系结构。根据企业规模，选择合适服务 器软硬件环境，主要考虑的因素有：服务器的存储容量；客户机的主机运行速度、 内存容量和显卡性能要能够适合运行图形处理软件。我们推荐按照如下软硬件配 置系统。 系统的硬件环境选择： 服务器：选择p i l l 高档微机或相应功能的服务器，4 0 g 以上硬盘。 客户机：选择p i i i 高档微机，1 0 g 以上硬盘，3 2 m 及以上内存，1 6 m 及以 上显存，高性能显卡，图纸输出设备。 系统软件平台选择： 服务器的操作系统选用w i n d o w s2 0 0 0 服务器版或n t 4 0 ；客户机操作系统 选用w i n d o w s2 0 0 0 企业版或w i n d o w s9 8 ；数据库采用s q ls e r v e r 数据库：应 用软件有s o l i d w o r k s ，a u t o c a d ，o f f i c e2 0 0 0 等工具软件。 第8 页共6 7 页 垒里! 、业叁兰! ! ! ! 兰垡丝兰 ! ! 竺! ! ：璺! 塑! ! 竺! ! ! ! 兰兰塾苎立兰墅塑兰旦! ! ! 型。 第三章h u t p d m 系统设计 如前所述，产品设计与管理是一个相当复杂的过程，涉及到人员的组织管理、 任务分配，工作进度的协调以及产品信息的交流与共享等问题。p e m 就是为了 实现企业最优化管理而产生的一种全新的管理方法，包含有所有与产品设计相关 的设计信息，并使它们可以被所有参与产品开发的人员访问。在本课题基础上丌 发的h u t p d m 系统采用传统的c s 结构，是一种基于事务处理的管理系统，通 过系统中的任务管理、工作流程管理和邮件管理实现系统中各个功能操作的有机 结合。简单来说，h u t p d m 系统包含项目管理、工作流程管理、任务管理、文 档管理、产品配置与更改管理、应用集成以及邮件管理等等。在下面的两章中将 对h u t p d m 系统的功能设计和实现方法作详细的介绍。 3 1h u t p d m 的项目管理 项目管理( p r o j e c tm a n a g e m e n t ) 是指在产品项目的实施过程中对其计划、组 织、人员及相关的数据进行管理与配置，对项目的实施进行动态的跟踪，并完成 计划的反馈。在这罩，项目是指和某产品相关的所有活动的总称。项目管理包括 项目定义( 立项) 、项目的组织管理、项目跟踪( 浏览与查询) 、项目修改和项目 流程管理等几部分组成。它们的关系如图3 1 所示： 项目管理 - l ， l1 l l项目登记项目修改项目浏览布洵项目流程管理 i - l 项目组织管理i- 任务下发反馈信息 上 。l 任务执行i 图3 1 项目管理模型 h u t p d m 的项目管理是由项目负责人负责的。项目负责人向工作组成员下 达任务做某项操作并跟踪任务的执行情况：工作组成员具体执行自己的任务，并 在设计过程中随时将项目的执行情况向项目负责人反馈。由图3 1 可以看出，任 第9 页共6 7 页 合肥t 业人学坝1 学位论文c l m s 副、境下的p d m 讲究及碡十! 垦壁塑丝壁些 务是自顶向下传达，设计信息是自底向上反馈，形成一个带反馈的闭环系统。 3 i - 1 项目登记 项目登记由项目负责人完成。主要完成项目论证、项目登记注册和项目有关 计划文档的编制与下发等等。在产品的设计生产过程中都包含若干任务，任务是 项目中要执行的各种活动，每个任务都包含资源计划、时间分配和人员调配；任 务和任务之间又有时间和空问方面的各种联系。所以需要在项目登记时将产品的 各个独立的任务及任务执行人员编制成表，规定每项任务的名称、任务之阳j 从属 关系和人员物资的调配计划等等；列出项目所涉及的所有文件清单。项目登记功 能模型如图3 2 所示。 i 鬻h 任务批半b 编制丌发计划书 一计划批准1 编制文件列表 i fl 编制任务列表 l 任务下发 i 3 1 2 项目流程管理 图3 2 项目登记模型 在产品的整个生命周期内，无论是从整体出发，还是从某一局部环节开始， 都要经过若干不同的工作过程。h u t p d m 的工作流程管理( w o r k f l o w m a n a g e m e n t ) 模块管理着产品数据的动态定义过程。包括保留和跟踪产品从概 念设计、产品丌发、生产制造直到投放市场的整个过程中的所有历史记录，以及 定义产品从一个状态转换到另外一个状态时必须经过的处理步骤。从以上叙述可 以看出：工作流程管理系统就是通过对生产活动次序的管理，以及对与各种活动 步骤相关的适当的人与资源的调用，为生产过程提供了程序自动化。 在长期的生产实践中，每个企业都已经形成了自己的产品研制工作流程。既 然p d m 管理着企业中所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程，这就决 定了工作流程管理是p d m 系统中重要的不可缺少的部分。因此，下一节，我们 将专门讨论工作流程管理。这罩，不再赘述。 3 1 3 项目跟踪( 浏览与查询) 在项目研制的过程中，项目的每个具体任务都会有若干不同的阶段；不同的 第1 0 页共6 7 页 台肥t 业人学坝l - 学位论文 c i m s - h ：j ；矗y h ：jp d m i j f 究及堡于w e b 蝗丝查兰塑 阶段有不同的操作，由不同的人员完成；每个阶段又有多个状态。项目的每个任 务、每个任务中各个不同的阶段都有着时问、空间上的联系, f d 匍j 约。某时刻项目 的进展如何，项目中任务的延期或系统中资源的变化应如何对待? 所有这些有关 问题的提出都要求项目负责人应能随时t n - 项目的进行情况，以便遇到问题可以 及时处理，调整项目有关任务、人员和物资等。即p d m 系统应该具有跟踪项目 执行过程的功能。 h u t p d m 对项目的跟踪是通过对项目相关的文档的跟踪来完成的。 h u t p d m 设置了项目浏览与查询功能模块。项目浏览是通过选择i 页目名称浏览 项目文档。包括项目任务书、任务分配和开发计划书等等。项目查询除了可以查 询和项目有关的项目任务书、任务分配和丌发计划书等项目原始文档之外，还能 检查项目执行过程中各项目成员返回的各种信息。我们设置了三种形式的项目查 询：单项查询、组合查询和模糊查询。单项查询可以按项目名称、项目小组成员 工号和查询文档r 期等方式进行查询：组合查询是通过对按项目名称、项目小组 成员工号和查询文档f 1 期等方式进行组合而进行查询；而模糊查询是在数据库所 有和项目相关的文档中查询和输入的关键字相同的有关的文档资料。 3 1 4 项目修改 在项目产品的生产研制过程中，包含了各种不同的任务；每个任务又包含不 同的阶段和状态。任务之间，任务中的各阶段之间都有着各种各样的联系和制约 关系，由于在项目运行期问发生了任务延期、系统中资源发生变化或产品用户要 求改变等情况时，都必须对项目登记的原始文档进行必要的修改。因此h u t p d m 系统中设置了项目修改功能模块，以便在项目任务需要修改时h u t p d m 系统也 能进行必要的管理。通过对项目管理的理解，可以看出h u t p d m 系统中的项目 修改应该包含如下功能：项目修改任务、任务批准、更改项目文档、修改文档审 批、修改相关数据库和下发项目修改通知等。它们的关系如图3 3 所示。 - n 目修改l _ 一任务批准 任务书f 。t 修改开发计划书 修改文件列表 修改任务列表 添加项目文档 图3 3 项目修改流稗 第1 】页共6 7 页 计划批准 修改数据库 下发任务 下发项目已 修改通知 合肥t 业人学f c | ；! 1 学位论史e l m s 叫、境下的p d m 研究及甚于! 里堡堕丝查誊墨 从图3 _ 3 可以看出，项目修改程序流程如下：首先出项目负责人发出项目修 改通知书；第二步报总工程师批准；接着是项目文档的修改，包括项目任务书、 门发计划书等文档资料的修改或添加一些文档到项目中去：然后是修改和添加的 项目文档的审批：最后修改所有与被修改项目有关的数据，保持数据的一致性和 有效性；下发项目修改通知和相关任务，把项目修改通知到项目小组的所有成员， 以便项目小组成员能够按照项目修改后的任务继续完成项目产品的设计。 3 1 5 项目组织管理 项目产品丌发是一个并行的过程，在项目产品设计过程中，每个项目都分为 若干任务，每个任务又包含有多个不同的阶段，具有不同的工作状态；项目中各 个工作小组协同工作是保证产品开发和速度的关键。合理的进行组织划分和定 义，确定每个项目成员在项目丌发过程中的角色和权限，是p d m 系统实现数据 管理的基础。总的来说，企业进行项目组织管理一般包括下面几个方面的内容： 设置项目工作组( 包括添加和修改) ；确定项目工作组任务：为项目工作组分配 人员和物资( 包括添加和删除) ；为工作组中的人员确定权限级别，分配任务。 由于项目组织管理涉及到项目的方方面面，是项目产品设计的基本保证，因此这 项工作必须由项目负责人来进行。项目组织管理流程如图3 4 所示。 l 一一一 图3 41 ：作组组织管理流程 项目的人员组织管理是企业实施p d m 的基础，贯穿与p d m 系统的全过程。 建立科学的组织模型是p d m 能否良好运行的关键因素，h u t p d m 系统采用了 图3 5 所示的人员组织管理模式。 1 ) 系统管理员。系统管理员属于系统权限。具有最高权限，负责整个系统 的安装和维护工作。 2 ) 总工程师。具有系统管理员的所有权限 角色等职能，是组织管理的真f 实施者。 3 ) 工作组。工作组是基于项目的一组用户 第1 2 页共6 7 页 并且具有定义项目人员权限和 用户至少属于一个工作组，爿 台肥t 业人学f 峨卜学位论支c i m s 叫、境下的p d m 坩 壅丛生! 型! 璺塑丝查兰丝 可以对项目进行操作和浏览。 4 ) 角色。角色是基于功能的一组用户，角色的定义类似于企业的静态人员 组织，关于静态人员组织，后面有介绍。 5 ) 用户。用户对应于企业的每个员工，是产品丌发的实际操作者。根据用 户所在的组别和角色的不同，不同的用户可捌有不同的权限。我们为用户确定的 权限级别有三种：项目负责人、工程师和普通用户。项目负责人可以对项目内的 人员进行调整，组织项目内部成员；工程师可以设计和修改项目；普通用户则只 能浏览项目，不具有设计和修改的权利。 l系统管理员、总i + 种师 上定义l 项目a人员库 i 作组1 移 j + j 户1 l ：作组2用户2 j ：作组n_ l f j 户n 幽3 5 组织管理模刑 3 1 6 任务管理和信息的反馈 综观整个项目管理过程不难发现，“任务管理”贯穿于h u t p d m 系统项目 管理的全过程。同时，项目运行过程中信息的反馈也是一种任务，是发给项目负 责人让其做必要操作的任务。实际上，h u t p d m 系统是一个以任务管理和工作 流程管理为基础的系统，是基于“事务管理”( “任务管理”) 的系统。关于“任 务管理”和“工作流程管理”我们将有专门的章节论述，在后面的讨论中，遇到 “任务管理”和“工作流程管理”的问题就不再作特别的叙述。 第1 3 页共6 7 页 垒些三些叁兰塑! ：兰丝堡兰 ! ! 坚! ! ：堡! 塑! 里竺! ! ! 塑竺堡! 堡旦! 堕堑! ! ! 竖 3 2h u t p d m 的工作流程管理【1 3 】 - 工作流程管理”是p d m 系统必不可少的功能模块。h u t p d m 系统的“工 作流程管理”分为两个部分：“设计工作流程管理”和“工艺工作流程管理”。在 每个部分中都包括审批流程管理和更改流程管理两个方面。所谓审批流程是指在 某一任务完成以后，应该做什么样的操作，即定义下一个任务是什么? 而更改流 程是指在执行某一任务时，发现不能完成任务，或者前面某一任务不完整或不正 确，应该做什么，即将项目产品设计的流程指向前面的哪个环节。 在长期的生产实践中，每个企业都已经形成了自己的产品生产与研制工作流 程，也有自己的工艺设计工作流程。按照一般中国企业的习惯，h u t p d m 系统 中将产品设计和工艺设计分别分为五个阶段：产品设计、产品校对、产品审核、 产品标准化和产品批准；工艺设计、工艺校对、工艺审核、工艺标准化和工艺批 准。由于每个企业都有自己的习惯，可能有不同的工作顺序，也可能对过程的划 分有一些不同。因此，我们的工作流程管理在上述划分的基础上提供了企业自主 定制的功能( 即对工作流程管理的二次丌发) 。下面结合“设计工作流程”讨论 h u t p d m 系统中的“工作流程管理”的设计。 3 2 1 工作流程模型设计 工作流程管理是p d m 系统的基本功能，贯穿于p d m 系统的全过程。 h u t p d m 的工作流程管理是和项目相关联的，即每个项目都有自己的流程。图 3 6 为p d m 系统工作流程管理模型。从图3 6 可以看出，工作流程管理不仅包含 流程的设计，还包括工作 流程服务模块。工作流程 服务是指在p d m 系统的 其它模块中对工作流程 管理的调用。如某一项目 成员在产品设计完成以 后，要提交他的工作，在 传统管理方式下，他会将 图纸交给大家按习惯认 可的人进行下一步的工 作：在p d m 系统中，则 需要调用工作流程管理 i 1 一 幽3 6f ：作流程管理模型 第1 4 页共6 7 页 垒丝! 些查兰竺! i ：兰丝丝墨 ! ! 竺! 型：堑! 塑! ! 竺业垒竺苎型望塑墼查! ! 翌 模块，调出下一步工作的内容，并选择具有执行该任务权限的项目成员，发出任 务通知。被选择的项目成员可以及时收到该任务，