（机械制造及其自动化专业论文）基于web的工程图纸管理系统的研究与应用.pdf

辽宁工程技术人学颂i ：学位论文 摘要 产品数据管理是在现代化产品开发环境中成长和发展起来的一项管理数据的 新技术，它有力地促进新产品的设计和开发，缩短产品上市的时间，是推动当前 企业重构与信息化建设的主要技术措施，是企业提高自身竞争力的重要手段 工程图纸管理系统是产品数据管理( p d m ) 的一个组成部分。工程图纸的网 络化计算机管理不仅能够解决企业所面临的图纸存放和管理的难题，提高图档的 自动化管理水平，实现部门问图纸信息的快速传输，化千里为咫尺，缩短产品的 设计周期；而且解决产品数据交流的“信息化孤岛”问题，改善工作流程管理模 式，提高工作效率，对我国制造业信息化的发展具有极大的推动作用。 为了提高内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司机电修配厂的工程图纸管理网 络通讯化，图纸信息处理智能化的水平，更好的利用富有创造力的团队精神，实 现产品的图纸查询、教5 览、信息共享和图纸工作流程管理等功能需求，采用先迸 的b s 架构及a s p n e t 技术，用s q ls e r v e r 2 0 0 0 为后台数据库设计了适合 该企业背景和文化的图纸管理系统。 详细论述图纸管理系统开发的关键技术。包括数据库设计、智能提取图纸内 部信息、工作流程的设计和生成、版本管理和a u t o c a d 图的浏览等。 关键词：中小型企业；图纸管理系统；b s 架构；版本管理：工作流程管理 辽宁工程技术人学磺i 擘位论空1 1 a b s t r a c t t h e p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t i s a n e w m a n a g e m e n t d a t a t e c h n o l o g y w h i c h g r o w s a n d d e v e l o p si nt h em o d e r n i z e dp r o d i | c td e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ta n d , i tp o w e r f i f l l yp r o m o t e st h e n e w p r o d u c td e s i g na n dt h ed e v e l o p m e n t , r e d u c e st i m ew h i c ht h ep r o d u c tg o e so nt h em a r k e t , i sam a h at e c h n i c a lm e 垃b l l r cw h i c hp r o m o t e st h ec u r r e n te n m a ，r i s er e c o n s m l c t e da n dt h e i n f o r m a t i o n i z ec o n s t r u c t i o n , a n di st h ei m p o r t a n tm e t h o dw h i c ht h ee n t e r p l q 辩e n l u m c e st h e i r c o m p e t i t i v ea b i l i t y 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 ts y s t e mi so n ec r u c i a lp a r to f t h ep d m 。t h en e t w o r k i n g c o m p u t e rm a n a g e m e n to f e n o n e e r i n gd r a w i n gn o to t f l yc 吼s o l v et h ed i f f i c u l tp r o b l e mo f b l u e p r i n td e p o s i t i n ga n dt h e 嗍e m a n tw h i c h t h ee n t e r p r i s ef l l g c $ ，e n h a l l c et h ea u t o m a t e d n a a n a g e m e n tl e v e lo f t h ec h a r tf i l e s , r e a l i z et h ef a s tt r a n s f e ro f d r a w i n gi n f o r m a t i o ni n d e p a r t m e n t , r e d u c et h ed e s i g nc y c l eo f p r o a u c t ；b u ta l s os o l v et h ep r o b l e mo fi n f o r m a t i o n i z e s o l i t a r yi s l a n di nd a t ae x c h a n g e ，i m p r o v et h em a n a g e m e n tp a t t e r no f w o r k f l o wa n dw o r k e f f i c i e n c y ，t h e r e f o r ei tg i v e sa ne n o r m o u si m p e t u st ot h ed e v e l o p m e n to f m a n u f a o m i n g i n f o r m a t i o n i z a t i o no f o u t c o u n t r y a c c o r d i n g t oa c t u a ls i t u a t i o no f t h em e c h a n i c a la n de l e c t r i c a lr e p a i rp l a n to f h u o l i n h e o p e n - a i rc o a lm a u s t r yc o r p o r a t i o nl i m i t e do f i n n e rm o n g o l i ao f e l e c t r i cd r a 丽n gv e r s i o n d i s o r d e r i n gm a n a g e m e l a ta n dl o w e rs h a r i n gd e g r e eo f i n t e r r d a t e di n f o r m a t i o ni n f e c t e dg r o u p e f f i c i e n c ya n d 掣i a i i t yi nt h ec o t l r s eo f n e wp r o d u c td e s i g n i n g , e n g i n e e r i n gn m w i n g m a n a g e m e n ts y s t e ma d o p t e dt h ea d v a n c eb s 岔m l e t h et e c h n o l o g i e so f a s p 小礓ta n d t h e d a l a b a s es y s t e mo fs q ls e r v e r 2 0 0 0t od e s i g nd r a w i n gm a n a g e m e n ts y s t e m , i ss u i t a b l ef o r s m a l la n dm e d i u m - s i z e d 咖p r i s e c a nh e l pu s e 摆t or e a l i z et e c l m i c a le x c h a n g e , i n f o r m a t i o n s h a r i n ga n dd r a w i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n ti nn e t w o r k t h i st h e s i si l l u s t r a t e st h ek c yt e c h n i q u e sa n dr e a l i z i n gt e c h n o l o g yo i lt h ep r o c e s so f s y s t e m d e v e l o t n n e n ta n ds t m c n n ef u n c t i o n m o d u l e , d a t a b a s ed e s i g n , d r a w i n gb r o w s i n g o f a u t o c a d ， m u l t i p l ev e r s i o ni l l f l n a g e , f i l ew a n s f e r , w o r l d l o wm a _ r m g e m e n t e t c k e y w o r d s ：s m a l la n dm e d i u m - s i z e de n t e r p r i s e ；d r a w i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ；b f sf r a m e ； v e r s i o nm 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 创新点声明 本人声明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和 取得的研究成果： 现有的图档标题栏信息自动入库方法主要是针对局域网的c s 模式的管理系统，为了突破地域对用户的限制，使用户可在互连网 的任意端点处使用该系统，提出了采用适用于b s 模式新的提取d w g 图纸文件内部信息技术。 尽我所知，到目前国内外文献未见报道。 辽中下程技术人学硕j ：学位论文 啪。l 1 绪论 1 1 工程图纸管理系统的概述 1 1 1 工程图纸管理系统的定义 工程图纸管理系统是个以先进的计算机及网络通讯技术为依托，以 a u t o c a d 电子文档及其信息资源为基础，以实现对a u t o c a d 工程图纸、电子文 档信息和企业现实的工作流程管理的协同处理与资源共享为目的软件系统。 。图纸管理应用一般又可分为静态管理和动态管理两个层次，前者偏重于静 态档案文件管理，提供对图纸的查询、检索及浏览；后者面向设计和生产全过 程，支持共事环境下的产品协同设计以及制造管理，包括项目管理、人员管理、 图纸版本管理、图纸批注及保持数据的安全性、一致性和共享性等内容，具有更 广泛的意义”m 。 1 1 - 2 工程图纸管理发展过程 ( i ) 传统的纸质文件手工管理 传统的产品设计以手工绘图为主，图纸管理采样人工完成，大量的纸质图档 存放在企业的档案室，幽专人管理这些图纸的借罚、查看，手段落后，资料的安 全性也很难得到保证；而且底图容易磨损、老化，以至无法继续使用，因图纸是 手工绘制，修改很不方便，占用空间大，保存费用高，图纸文件的增，删和移动 极不方便，管理效率低，劳动强度大【2 1 。 ( 2 ) 文件级的计算机管理 c a d 的出现为工程设计领域带来了根本性的变革，设计师可以不再去考虑线 条的粗细均匀，而更多地关心形状、尺寸、公差等设计特征本身，大大提高了产 品设计与制造的自动化程度，这一阶段图纸管理的特点是将每张图纸作为单个文 件进行管理。 ( 3 ) 附属于c a d 的图档管理系统 但c a d 系统产生大量的电子图档，由此产生电子文档保存、版本管理、安 全保密等一系列的问题，而这些问题是传统的文件管理系统不能有效解决的。因 辽宁工程技术人学硬i ：学位论文 此到了3 0 年代，随着c a d 系统的迅速推广和广泛应用，最初的p d m 系统应运 而生了。 早期的p d m 一般附属于c a d 系统，没有形成单独的产品，功能相对也比较 简单。主要是扫描与成像、文档的分类编码保存、简单的版本控制、检索等。后 来又增加了程式化的审批发放流程和工程更改流程管理。 ( 4 ) 面向产品全生命设计及制造的图纸管理p d m 技术 九十年代，c a d c a m 一体化技术走向深入，人们逐渐认识到产品全生命周 期数据管理的含义及潜在的意义，提出了以产品对象为核心的信息管理思想及相 应的技术，并将这种能够集成管理与产品相关信息及过程的技术分为三个层次， 即图纸文档的电子化管理、部门阃的数据管理、企业问的数据管理。 ( 5 ) 基于i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的网络化管理 近年来以i n t e r n e t 为代表的网络技术获得了惊人的发展，i n t e r n e t 已经深入到 社会的各个角落，企业的信息化发展受到了巨大的冲击，这种技术可以使多个信 息同时显示在屏幕上，对于数据查询功能和报告功能要求较高的p d m 来说，使 用i n t e r n e t i n t r a n e t 技术是非常必要的，不但使其具有强大的信息管理功能和快 捷方便的信息传达机制很容易确保团队成员之间紧密无闻的信息交流，而且项 目负责人可利用网络系统随时了解工程进度，可以对设计任务和设计人员进行监 督和调整，极大提高设计效率。因此为满足电子商务时代企业的需求，图纸管理 系统架构将在i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t 之上，提供企业产品开发的电子商务解 决方案。 这一阶段的信息管理系统支持整个产品生命周期，包括与产品相关的所有信 息及相关过程的管理。图纸管理作为p d m 的主要功能正在向更加齐全、更大范 围、更高层次发展f 3 1 。 1 1 3 工程图纸管理系统与p d m 的关系 工程图纸管理系统是产品数据管理( p d m ) 的一个组成部分i 们，是产品数据管 理系统中基本的功能。工程图纸管理系统是以c a d c a m 及相关软件产生的数据 为产品数据源。将图样的标题栏信息、工艺文档信息等转化成二维表格，存储在 记宁下程技术大学顾i j 学位论文n o 3 数据库中，以网络环境下的分靠式数据处理技术为支撑，基于客户，服务器或溯览 器服务器体系的图纸数据管理系统。工程图纸管理系统的主要作用是管理、丌发 和利用企业产品信息资源，明确地说就是在企业具备一定的信息化建设( 包括拥有 一定的信息设施和电子文件积累的基础上，对企业灵魂一产品设计数据进行进一 步的管理、开发和利用i ”。对于企业来说，所生产的产品的灵魂就是有关产品的 各项产品数据( p r o d u c td a t a ) ，包括产品设计图纸、计算文件等。企业的产品数据 是企业的主要信息资源。产品数据主要是以图文档资料的形式来加以实现的，这 些图文档资料涵盖了产品的技术数据、信息、图形和产品结构等信息。p d m 系统 作为一个集成平台，是沟通产品设计部门、管理信息系统和制造资源系统之间信 息传递的桥梁。p d m 的主要信息大多来自于图纸资料，由此可见工程图纸管理系 统是p d m 的重要组成部分，建立工程图纸管理系统是实施p d m 的基础。一个企 业的p d m 系统往往要从图纸资料管理入手，资料管理不好，p d m 是无法得到有 效的实施1 6 j 。 1 2 工程图纸管理系统的现状 目前，我国企业c a d 应用绝大部分还停留在计算机辅助绘图上，只是替代 了图板成为主要的绘图工具，但当设计人员熟练掌握了c a d 后，c a d 对提高设 计工作效率将趋于一个极限。对电子图档进行有效的管理是提高c a d 使用效 率，提高设计工作效率的一个重要途径。但由于电子图纸和文档目前都分散存储 在各个设计人员的计算机中，企业缺乏对电子图档管理的有效手段，企业内部通 用图库、通用件库难以建立，电子数据和图纸无法重用，导致这些宝贵资源不断 地流失，c a d 效率得不到充分发挥。国外有关调查统计显示，工程设计人员每天 约有3 0 左右的工作时问花费在查阅图纸及相关资料上【7 1 。因此，如何便捷、安 全地管理工程图纸和工作流程成为广大用户所关心的一项重要内容，成为工程设 计在c a d 之后首先要解决的问题，也是关键的环节。 1 3 工程图纸管理系统的国内外发展状况和意义 辽宁t 程技术大学确i ：学位论义 n 0 4 1 3 1 工程图纸管理系统的国外发展状况 图纸管理系统作为产品数据管理( p d m ) 的一个组成部分，随着它的发展而 发展完善。许多大公司如m e t a p h a s e ，s h e r p a 、h p ，i b m ，u g s ，d o c u m e n t u m ， p t c 等结合p d m 技术，成功地推出了商业p d m 软件。 ( 1 ) 美国u g s 公司的i m a n i m a n ( i n f o r m a t i o nm a n a g e r ) 是企业级的p d m 产品。主要用于管理产品 生命周期内的全部信息，包括整个企业范围内所涉及的有关产品信息的全部内 容。 ( 2 ) 美国p t c 公司的o p t e g r a o p t e g r a 原是美国c o m p u t e rv i s i o n ( c v ) 公司的p d m 产品，1 9 9 8 年被美 国p t c 公司收购。它包括三个模块：t d m 模块可以用来存储、浏览和查询企业 内部任何类型的信息；工作流程管理软件帮助企业用电子化手段，捕捉和管理整 个经营过程中的全部信息，通过工作流程管理，企业可以描述复杂的工作流程以 及启动与监督整个实施过程；产品配置管理软件给整个企业环境提供了全面的产 品配置管理手段，涉及到的数据包括工程设计、生产制造、维护服务、采购供应 和市场销售等部门。这一功能还提供了不同版本变形产品的结构配置，使企业中 各个部门从中获取统一的b o m 目前，美国p t c 公司的p d m 产品还在原有的 p d m 产品i n t r a l i n k 基础上，推出了新的p d m 产品w l n d c h i l l 。 ( 3 ) 美国i b m 公司的p m 美国i b m 公司的p m ( p r o d u c t m a n a g e r ) ，主要管理产品数据以及产品开 发过程和更改过程。p m 有以下模块：产品文档指导、产品管理指导。p m 还提供 了下述模块：增强性产品文档指导、集成产品管理和p r o e n g i n e e r 、c a t i a 、 m i c r o 、c a d a m 、a u t o c a d 等图形软件；还提供了集成化的产品数据，高级 本地化环境。该软件产品还能集成到产品开发环境中，提供扩展功能。 国际上许多大型企业逐渐接受了p d m ，并把p d m 技术的应用作为一种企业 竞争策略。这些软件大部分都是基于大型c a d c a m 软件的p d m 产品，与原系 辽宁t 程技术大学硕i ：学位论文 统配套研制，系统集成性好，能够对产品信息及相关过程实施比较完善的管理， 但是这一项目投资较大i 钉。 然而国外这些系统般都是建立在计算机网络已非常普及的基础上的，其软 硬件配置比较复杂，价格昂贵，国内大多数企业难以负担，并且直接购买系统存 在着缺少汉字信息处理功能以及工程图纸规范与管理方法不一致等难以克服的问 题。这些因素决定了我们必须自行开发适合我国国情的工程图纸管理系统。 1 3 2 工程图纸管理系统的国内发展状况 近年来随着我国“十一五”制造业信息化工程不断推进，我国的制造业信息 化取得了可喜的成绩，j f 逐步缩短与发达国家的差距。 原华中理工大学的华中软件公司、清华大学的高华公司( 己合并到清华同方 公司) 、艾客斯特公司、中科院凯恩公司、南京新模式软件集成公司和东北大学 的阿尔派公司等都刀：发了自己的p d m 产品，其中南京新模式软件集成公司开发 的p d m 是国内p d m 系统的优秀代表。尽管国产p d m 产品在功能、性能及稳定 性方面与国外软件还有差距，但在适应企业需求、价格及技术支持等方面已经具 有了一定的优势，相信随着国内p d m 生产厂家的不断努力，国产p d m 产品会有 更加美好的发展前景。 1 3 3 工程图纸管理系统的意义 通过大量地搜索图纸管理系统的资料，发现现有的系统主要针对大规模生产 制造设计，而且价格昂贵，不适合中小规模企业使用，适用于机械修配企业的应 用背景和文化的专用图纸管理系统几乎是空白。 在以计算机为基础的现代制造业中，由c a d 产生的大量“电子图纸”存储在 计算机中，在社会己经全面进入网络时代后，网络化c a d c a m 己成为制造业未 来的发展趋势，如何把这些电子图纸有效地管理和利用起来，如何使得企业内的 电子图纸信息能够在更大范围内快速、安全地进行传输，共享并进行管理，是目 前许多企业待解决的问题。 通过上述分析可以看出，工程图纸的网络化计算机管理不仅能够解决企业所面 辽宁t程技术大学顾lj学位论文6 临的图纸存放和管理的难题，提高图档的自动化管理水平，实现部门问图纸信息 的快速传输，化千里为咫尺，缩短产品的设计周期；而且解决产品数据交流的 “信息化孤岛”问题，改善工作流程管理模式，提高工作效率，对我国制造业信 息化的发展具有极大的推动作用，所以丌发适合中小型机械修配企业的专业工程 图纸管理系统具有很重要的实用价值。 1 4 主要研究内容 ( 1 ) 分析比较现在流行的各种系统架构，c s ( c l i e n t s e r v e r 客户端服务器) 架 构和b s ( b r o w s e r s e r v e r 浏览器服务器) 架构，选择实现系统架构的各项技术和 软件：系统采用b s 为架构，使用a s p n e t 技术中的c 稃语言为丌发环境，用 s q ls e r v e r 2 0 0 0 为后台数据库。 ( 2 ) 对企业单位的实际工作情况进行了大量调研，详细了解工程图纸管理的过 程和用户单位的图纸管理情况，确定符合客户需求的系统功能。 ( 3 ) 详细论述图纸管理系统丌发的关键技术。包括数掘库设计、智能提取图纸 内部信息、工作流程的设计和生成、版本管理和a u t o c a d 图的浏览。 ( 4 ) 针对使用对象是修配加工的具体实际工作，对新版本进行继承管理，增加 资料库，供维修人员查看，参考。 ( 5 ) 项目管理方面，包括项目信息管理、项目任务管理。项目信息管理包括立 项、信息维护、检索、查询任务安排，迸展、人员情况、设计图纸等内容进行了 分析 ( 6 ) 系统安全维护模块，保护图纸信息与文件不被非法用户盗用或删改，维护 系统正常运行和使用，规定用户对数据的操作权限，为系统管理员提供查询，创 建、复制、编辑、删除等管理用户信息的功能，并对在线用户采用在线留痕技 米。 ( 7 ) 对工程图纸管理系统的功能进行测试。找出软件的缺陷，使系统在符合客 户需求的基础上，可靠、易用，更好的发挥其实用价值。 1 5 课题的来源 辽宁t 程技术大学顾i ：学位论文 本课题来源于内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司，合同名称c a d 网络平 台，该课题的目标和主要研究开发内容： ( 1 ) 与p d m 技术结合，实现多系统的集成使之能够对相关图纸进行快速查 找、在线预览、编辑、审核、审批、归档等操作。 ( 2 ) 与a u t o c a d 等c a d 软件进行双向交互。对a u t o c a d 图中的标题栏和明 细栏等信息进行提取，同时实现产品结构树的自动生成。 ( 3 ) 使用w e b 浏览器。通过使用w e bp a g e 页来访问数据库中的图文档文件。 ( 4 ) - i - 作流程自动控制。通过使用该系统，可以使产品生命周期中参与。加工 产品”的相关人员都能在正确的时问、以正确的方式得到i f 确的任务，从而保证 企业内部工作有计划地进行。 ( 5 ) 强大的用户管理功能，不同角色具有不同使用权限，不同单位人员拥有不 同的图纸浏览范围，在线留痕可形成统计报表打印输出，安全保密性很高。 ( 6 ) 项目管理。项目实行项目经理负责制，项目经理由企业技术主管部门批准 任命。项目经理在项目生命周期内对项目的技术、质量、进度、人力资源管理负 全责。项目经理在产品研发过程中进行统筹安捧，并对产品研发整个过程的进展 情况进行监控，从而保证产品研发的顺利进行。 ( 7 ) 更好的利用富有创造力的团队精神。采用图纸管理系统以后，首先可以很 方便的跟踪与某一产品变化有关的所有文件和数据，这样将减少设计返工和潜在 的设计错误；其次通过与其他人共担风险；再次通过相互发送短消息交流想法， 能够通过协作方式解决问题。 ( 8 ) 更好的管理工程变更。图纸管理系统可以在数据库星生成和保存任一设计 的多个版本和改型，而且每个版本和修改版都要“签字”和“标注开期”，消除 对现有设计的任何有关分歧，提供完整的变更审查线索。 ( 9 ) 实现图纸管理系统的易用性、安全性、可维护性、可靠性等功能。 ( 1 0 ) 保护数据完整性。当数据被他人访闯时，图纸管理系统可以保证文件和 历史变化的记录准确和安全。 辽宁工程技术大学硕l ：学位论文 舯8 2p d m 简介 2 1p d m 的定义及结构体系 2 1 1p d m 定义 p d m 技术最早出现在8 0 年代初期，逐渐扩展到产品开发过程中的三个主要领 域：设计图纸和电子文档的管理，材料明细表( b o m ) 及与工程文档的集成管 理，工程变更管理。由于早期软件功能比较单一，各自解决问题的侧重点也不完 全相同，所以有不同叫法，如文档管理( d o c u m e n tm a n a g e m e n t ) 、工程数据管 理( e n g i n e e r i n gd a t am a n a g e m e n t ) 等。现在所指的p d m 技术源于美国叫法， 使对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理、 图像管理及其它产品定义信息管理技术的一种概况与总称。随着网络、数据库技 术的发展，以及客户机服务器( c l i e n t s e r v e r ) 或浏览器服务器 ( b r o w s e r s e r v e r ) 与o o 技术的应用，最近p d m 技术产生了突飞猛进的变化， 在美国、欧洲、闩本等发达国家的企业中得到越来越多的应用。 近年来，由于c a d 技术及c i m s 技术的应用与推广，p d m 技术在国内企业也 越来越广泛的受到关注。但是，由于p d m 技术与应用范围发展之快，人们对它 还没有统一的认识，给出的定义也不相同f 9 1 。 下面是有代表性的几种定义： 在1 9 9 5 年2 月，国际知名的咨询公司c i m d a t a 公司总裁e dm i l l e r 在( p d m t o d a y ) t o 】一文中给出了的简单定义：p d m 是一门用来管理所有与产品相关信息 ( 包括零件信息、配置、文档、c a d 文件、结构、权限信息等) 和所有与产品相关 过程( 包括过程定义和管理) 的技术。 g a r t n e rg r o u p 公司的d a v eb u r d i c k 的定义：p d m 是为企业设计和生产构筑 一个并行产品开发环境( 由供应、工程设计、制造、采购、销售与市场、客户构成) 的关键使能技术。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。 辽宁工程技术丈学硕f ：学位论文 u g s 公司的定义：p d m 系统是一种软件框架，利用这个框架可以帮助企业 实现对与企业产品相关的数据、开发过程以及使用者进行集成与管理，可以实现 对设计、制造和生产过程中需要的大量数据进行跟踪和支持 2 1 2p 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 系统都采用了客户服务器的体系 结构，需要有数据库技术保证数据的存储和管理，需要有网络技术提供数据的通 信和传递。1 9 9 3 年关于信息系统的泛太平洋会议上，电子咨询系统公司产品信息 管理中心的s c o t tt s a o 曾给出了产品信息管理系统的一个完整描述，并提出了一 个包括应用和数据两个方面的产品信息管理系统体系结构，如图2 - 1 所示l l l 】。 应用结构分成三个层次：1 ) 应用层。它提供给系统用户一个一致、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组成；2 ) 系 应用俸系结构数据傩系结构 图2 - 1p d m 体系结构 应用层 概念层 物理层 辽宁工程技术大学硕l ：学位论文 统服务层。它提供通过一致的接口以一种与地点无关的方式访问分布式网络层的 功能，还提供访问存储在不同物理设备上的一致的数据逻辑描述。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、通信网络三个功能组成。 数据体系结构也分成三个层次：1 ) 应用层。它描述了特殊应用所使用的数据 用户视图，应用之间的数据共享通过数据交换、视图映射实现。2 ) 概念层。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，还提供分布式存储和分布式查询信息。 2 2 p d m 的功能 从表面上看，p d m 系统是多种多样。但是p d m 系统都有一些基本的功能用 来支持特定的产品开发需要。这些基本功能可以支持各种应用。p d m 系统应该具 有的一些功能：一个电子仓库或数据仓库；一组用户功能；一组应用功能。 ( 1 ) 管理产品信息 p d m 提供了对各种产品设计、制造与维护的信息进行存储、管理以及控制 的功能。标准的p d m 软件可以用来对文字档案、图形档案以及数据库记录进行 系统的规划和管理，这些具体的工作包括：产品形态管理、零组件定义以及其他 设计信息、规格、c a d 文件、几何模型、图像文件( 扫描文件，照片等) 、工程 分析模型与分析结果、制造程序规划、n c 程序档案、产品的软件文件、有关文 件、标注以及关联性的电子形式的信息、声音与影像、纸张形式的文件或是缩微 平片( 索引目录控制) 、项目规划等。 ( 2 ) 管理版本资料 简单来说，就是跟随着产品的生命周期而传递的任何信息，都可以通过p d m 系统去加以管理。这些管理的动作保证了在任何时间下，任何p d m 系统的使用 者，都可以在产品生命周期中的任一阶段，在权限的允许之下，取得产品生命过 程中的各种相关信息。现有的p d m 系统都是通过电子仓库的观念来实现的。电 辽宁工程技术大学硕i ：学位论文n o 1 1 子仓库经过权限设定，可以控制资料的检入与检出，提供了信息存取的功能，发 布管理保证了资料的一致性，非电子信息业可以被管理，适用者无需知道资料存 储在哪里。 ( 3 ) 提供实施并行工程的环境 p d m 系统对所有的使用者，都具备广泛的流程控制与信息集成的能力，因此 p d m 系统提供了并行工程的最佳环境。实旄并行工程的效益，除了在工程设计上 可以缩短时间外，还能在加快制造、缩短交货期，以及产量提高上提供具体的帮 助。 ( 4 ) 对项目与相关的产品信息加以统一的管理 集成性项目管理提供了工作分类结构( w o r kb r e a k d o w ns t r u c t u r e 。w b s ) 以 及资源分配与项目追踪的功能。资源和经过管理后的信息会产生连结，以产生更 进一级的规划与追踪功能。这种功能通常会与其他项目管理应用软件集成。这种 将w b s 以及p d m 集成的最大作用，就是对产品组态的控制以及对跨项目核准流 程的管理。 ( 5 ) 横向应用领域 包括：流程管理、产品文档管理、b o m 的管理、项目数据库的管理。所谓的 横向应用领域就是在任何一个p d m 应用模块之中都会用到的应用功能。 ( 6 ) 纵向应用领域 包括各种定制化表格背后的特殊应用。例如，特定客户的特定应用开发、各 种特定产品的设计、分析软件模块的开发等。所谓的纵向应用，就是只有特定使 用者的特定应用才会用到的功能。p d m 系统所集成的应用系统包括了；m r p 、 w r p i i 、s u p p l y c h a i n 、m i s 、e r p 、c a d c a m c a e 等。p d m 是企业信息集成 的平台【12 1 。 2 3p d m 的发展及发展趋势 2 3 1p d m 技术的发展 p d m 技术的发展可以分为以下三个阶段： 辽宁工程技术大学硕i ：学位论文 ( 1 ) 配合c a d 使用的早期简单的p d m 系统 早期的p d m 产品诞生予2 0 世纪的8 0 年代初随着c a d 在企业中的广泛的 应用，工程师们在享受c a d 带来好处的同时，也不得不将大量的时问浪费在查 找设计所需信息上，对于电子数据和文档的存储和获取的新方法需求变得越来越 迫切了。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软件推出了第一代p d m 产 品，这些产品的目标主要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。主要表现形式为各类文档管理或图纸管理软件系统 等。 ( 2 ) 产品数据管理( p d m ) 九十年代初中期，出现了专业化的p d m 产品，如s d r c 公司的 m e t a p h a s e 、i d s 公司的i m a n 、i b m 公司的f m 、s m a r ts o l u t i o n 公司的s m a r t e a m 等等。与第一代p d m 产品相比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功 能，如对产品生命周期内各种形式的产品数据的管理能力、对产品结构与配置的 管理、对电子数据的发布和工程更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与 查询等，同时软件的集成能力和开放程度也有较大的提高，少数优秀的p d m 产 品可以真正实现企业级的信息集成和过程集成。 第二代p d m 产品在技术上取得巨大进步的同时，在商业上也获得了很大的成 功。p d m 开始成为一个产业，在国外已经出现了许多专业开发、销售和实旎 p d m 的公司。 ( 3 ) 产品协同商务( c p c ) 或p d m 标准化 1 9 9 7 年7 月，o m g 组织公布了其p d m e n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域 的第一个国际标准，本草案由许多p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m 、 s d r c ，p t c 等。p d me n a b l e r 的公布标志着p d m 技术在标准化方面迈出了崭 新的一步。p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术，就p d m 的系统功能、p d m 的逻辑 模型和多个p d m 系统间的互操作提出了一个标准。这一标准的制订为新一代标 准化p d m 产品一c p c 的发展奠定了基础。其中比较典型的是由p t c 公司和 m a t r i xo n e 公司提出韵产品协同商务( c p c ) 解决方案，它是一个完全建立在 辽宁工程技术丈学硕f ：学位论文 i n t e r n e t 平台、c o r b a 和j a v a 技术的基础上的产品。之后，各p d m 公司相继推 出各自的c p c 版本或c p c 解决方案。 2 3 2 现有p d m 系统发展不足及研究方向 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转变 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 ) 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 间均应有良好的信息接口，以满足信息共享的要求。 2 3 3p d m 的发展趋势 ( 1 ) 提供企业信息建模方法论和相应工具的支持 辽宁工程技术大学硕j ：学位论文 从p d m 的发展来看，p d m 是一门管理的技术，它和企业的实际情况密切相 关，p d m 是依托i t 技术实现企业最优化管理的有效方法。是科学的管理框架与 企业现实问题相结合的产物，是计算技术与企业文化相结合的一种产品，所以， p d m 不只是一个简单的技术模型，实施p d m 必须站在企业管理的高度，并给企 业提供相应的方法论，建立一个正确的信息模型，为系统的实施打下坚实的基 础。 ( 2 ) 广泛应用面向对象的系统分析和设计技术 随着企业对计算机需求的不断扩大，企业计算机应用系统的开发越来越复 杂，而利用传统的设计方法已经不能满足系统开发的需要，因为企业对系统的需 求不可能一成不变：出于用户要求的变化、竞争形式的发展与加剧、规则的修改 与调整、投资状况的变化、技术的迅猛发展等因素都会使系统需求不断地改交。 而面向对象的方法因其抽象性和封装性的特点，使其能更好地确定系统的范围和 目标，并能很好地适应未来的发展。所以，未来p d m 系统的开发将广泛应用面 向对象的方法。 ( 3 ) 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 国际互联网i n t e r n e t 的运用已遍及全球，随着应用的深入，未来企业的商务 活动将越来越多的在i n t e r n e t 和企业i n t r a n e t 平台上进行，作为企业信息平台的 p d m ，如何适应这一发展，已成为急需解决的问题，所以。未来p d m 产品的开 发将越来越多地基于i n t e r n e t i n t r a n e t 平台【1 3 】。 ( 4 ) 从传统的客户机服务器结构转向三层结构 客户机服务器结构的出现使计算机应用获得巨大的发展，但随着应用的深 入，其固有的缺点和弊端也显露出来：网络资源的消耗大、系统的安装、配置、 升级、维护、培训将耗费大量的人力和物力。三层体系结构是二层体系结构的发 展和延伸，它把系统从逻辑上分为三层：用户服务层一完成描述逻辑，应用处理 层一完成业务处理逻辑，数据存取层一完成数据存取逻辑。系统应用都集中在应 用处理层，客户端只负责结果的显示，系统的改动只须在应用处理层修改即可， 辽宁工程技术大学硕 ：学位论文啪1 5 所以，三层体系结构较好地解决了二层结构所固有的问题，这就导致p d m 的开 发从传统的客户机服务器结构转向三层结构【4 1 1 。 ( 5 ) 系统的开放性 p d m 是集成的技术，集成是其重要的特征。作为企业信息集成平台的 p d m ，必须管理企业各种应用系统产生的数据，使应用系统之间达到信息的交流 与共享。但随着企业计算机应用的深入，将会有更多不同应用系统产生的信息让 p d m 进行管理，所以，p d m 要适应未来的发展，必须为更多的应用系统提供标 准化的接口。 ( 6 ) 支持快速定制和开发客户化系统 因p d m 系统和企业自身的情况密切相关，实旌p d m 系统并不是经过简单的 培训就可以使用，它必须有一个复杂的客户化过程。目前因p d m 系统的标准化 和企业管理的规范化正在逐步完善，所以，现在p d m 的实施还处在“量身定做* 的阶段，开发周期很长，耗费大量的人力、物力。由此可以看到，进行p d m 系 统标准化、模块化的开发，使p d m 系统支持快速定制和开发客户化系统将是未 来的研究方向之一。 ( 7 ) 分布式技术 基于网络的分布式计算技术也是近年来获得很大进步的技术之一。以分布式 计算技术为基础，基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。 2 4 实施p d m 给企业带来的技术优势 作为2 0 世纪术出现的技术，p d m 继承并发展了c i m 等技术的核心思想，在 系统工程思想的指导下，用整体优化的观念对产品的设计数据和设计过程进行描 述，规范产品生命周期管理，保持产品数据的一致性和可跟踪性。经过近十年的 发展，p d m 技术已经取得了长足的进步，在机械，电子、航空航天等领域获得 了普遍的应用。p d m 技术正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i s 0 9 0 0 0 系列质量认证等系统工程的使能技术。 实施p d m 给企业带来如下的好处： 辽宁工程技术大学硕| ：学位论文 有效缩短上市时间 提高数据的即时性，加快任务的完成；支持并行工程；保证数据新版本的及 时刷新。 提高新产品的设计效率和生产效益 p d m 从信息环境支持的角度，大大提高了设计人员工作效率，从而有效缩短 了产品的上市周期。 提高设计和制造的准确性 参加同一项设计的人员都依据相同的