（机械电子工程专业论文）基于pdm的分布式capp系统研究.pdf

基于p d m 的分布式c a p p 系统研究 ，_ _ 摘要 随麓企业信息化建设的发展和企业间动态联盟的逐步建立，进行分布式 c a p p 系统的研究具有重要的意义。工艺设计工作的实际需求是协同工伟，知识 积累，恢速复用，这要求瑷代c a p p 系统是一个究整的分布式网络应用繇统。本 文在简鼗介绍c a p p 的发展历程、研究相应用现状后结合p d m 的概念以及 c a p p 酌菱曩趋势，搀窭了基予p d m 戆分毒式c a p p 系统的搀怒，著对实瑷分 布式c a p p 系统的关键技术及主骚内容做了详细的阐述。文章在分析了目前企业 鹣工艺设计现获嚣，结合客户礤 务器结构麓褫念，讨论了在分布麓环境- fc 矗露 系统的建模问题，给出了基于p d m 的分布式c a p p 系统的原型框架和具体实现 方法。 关键词：产品数据管理客户服务器结构分布式数据库业务处理 r e s e a r c ho nd i s t r i b u t e dp d m - b a s e dc a p p s y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe m e r p r i s ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o na n de s t a b l i s h i n go f d y n a m i ca l l ya m o n ge n t e r p r i s e s ，i t i s v e r yi m p o r t a n tt o f o c u so nt h er e s e a r c ho f d i s t r i b u t e dc a p ps y s t e m p r o c e s sp l a n n i n gn e e d sc o o p e r a t i o n ，t h ea c c u m u l a t i o no f k n o w l e d g ea n dr a p i dr e u s e ，w h i c hr e q u e s t s t h a t c o n t e m p o r a r yc a p ps y s t e m i sa i n t e g r a t e dd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o ns y s t e m a f t e rt h ep r e s e n t a t i o no fc o m p u t e ra i d e d p r o c e s sp l a n n i n g ，c o m b i n e dw i t ht h ec o n c e p to fp r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) a n dd e v e l o p m e n to fc a p p s y s t e m ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r dt h ei d e o l o g yo f d i s t r i b u t e d p d m b a s e dc a p ps y s t e m t h i sp a p e re x p o u n d se m p h a t i c a l l yt h ek e yt e c h n o l o g i e s a n dc o n t e n t 。a f t e rt h ea n a l y s i s a b o u tt h es t a t u so fe n t e r p r i s e p r o c e s sp l a n n i n g ， c o m b i n e dw i t ht h e c o n c e p t o fc l i e n t s e r v e rs t r u c t u r e ，t h e p a p e r d i s c u s s e st h e m o d e l i n go f c a p ps y s t e mi nd i s t r i b u t e dc i r c u m s t a n c e ，p r e s e n t st h e f l a m ea n d r e a l i z i n gm e t h o d s o fd i s t r i b u t e dp d m b a s e dc a p ps y s t e m ， k e y w o r d s ：p r o d u c td a t am a n a g e m e n t c l i e n t s e r v e rs t r u c t u r e d i s t r i b u t e dd a t a b a s e o p e r a t i o n p r o c e s s 独创性声明 本人声明所照交的学位论文是本人在导师指导下进 亍的研究工作及取得的研 究残莱撂我掰翔，豫了文串特鞠翔鞋舔注帮致澈秘途穷终。论文孛不毽宙其穗 人已经发液或撰霹过的研究成果也不包含为_ 扶褥簋：自旺工业起! 鏊 戏其他教 育机构的学位或诞书丽使用过豹毒耆辩。匆我一嗣工作豹闷恚靖零研究所徽韵任何 黉献均已在论文巾作了明确的说明并表承谢意。 学位论文佧孝签名；汞眸 签字日期口叼年弓月，占翻 学位论文版权使用授权书 零攀整谂文佟若完全了鼹念g 呈 ：建l 基塞蠢美景錾、整羯攀经论文豹痰是， 有权保留并向囡家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。允许论文被查阅和 倍阅。零入投投金麓主拦：叁蘸霹鞋穗学毽论文携全部躐都势内容编入有关数摇 痒进行梭索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保襻、汇编学位论文 保旅的学位论文在解密后逡用本授权书) 学位论文作者签名：架噼 导师签名； 幽刍瞳 j 然字日期州年弓月f 6e l 签字日期：幽辫乡月6 日 学位论文作者毕妲后去辩： 忑作单技： 通讯地址： 电话； 邮编： 致谢 在此论文完成之际，酋先要媾澎我罄敬螅导烬刘志峰教授! 在我三年的硬究 生学习髑问老师在学习和生活上给予了热心的指导和悉心的照顾。特别是在本 谂文静撰写过程串，老雾器不茨羹颊、一丝不甍、不逮余力楚给予糖导和教诲。老 9 币严谨的治学态度、平易近人的待人处事方式和渊博的学识使我永生难忠并将 永远是我学习豹榜样。 在研究生的学习生活中。关胜晓副教授曾给予我悉心的指导他指导我研究 问题的方法锻炼我的工作能力，我虽然没能在蔽老师韵研究领域深入下去，僵 在蘸期的礤究过程中，我盼研究朗题能力鞠工圣# 缝力都褥到了攫勰，为本论文的 顺利完成打下了一个坚安的基础，在此向关老师表示衷心的感谢! 另辨，还要塞心感逡朱华溺剽教授、尹恚强剿教授巍本论文豹磁囊遐程孛爨 焓予的悉心指导，以及大力的支持，使得论文能够顺利究成。 在论文豹攒写过程中，梳亳教研室静张悔、自艳梅、蒋怀铎、李多搦、董艳 薄、庄煅、薛蜂簿同学缩予了无弑的帮助。在此表示诚挚的谢意。 最聪，谨以此论文献给我的父母感谢他们多年来在经济上对我的大力支持 粒在生溪上给予我蛇无徽不至的关炻。 傍者：粱蜂 2 0 0 3 年3 月 第1 章绪论 诗髯视辅韵工艺设计c a p p ( c o m p u t e r a i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ) 是翻蠲计算 机技术辅助完成工艺设计的方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的 关疆毪授术环节。c a p p 不毽是瑶代集残涮逢系统( c i m s c o n t e m p o r a r yi n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 的重要组成部分，也是企业信息化的关键技术之一，在 凌代餐遥系统中占畜重蘩懿篷斑。瞧睫簧诗算撬辏韵按术痤震翡涤天羊羹爨终技术 的发展，出现了许多新的问题，如海量数据、数据爆炸、信息集成等。如何解决 这些瀛邋，已残为当今c l s 技术硬突鲍热点之一。基予产品数据管理( p r o d u c t d a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 的分布式c a p p 不仅可以解决企业在工艺设计过程中 爨蹇共攀程度惩、数据转递速度经、堑务数据礁戬集成、管理承平落最等闽题， 而且是能够真正集成化地进行产品工艺设计的有效途径。 1 1c a p p 概述 l 。1 io a p p 的发展愿程 c a p p 的歼技、研制是从2 0 世纪6 0 年代术开始的，1 9 6 9 年挪威正式稚出世 界上第一个c a p p 系统a u t o p r o s ，1 9 7 3 年正式推出齑品化的a u t o p r o s 系 统。在c a p p 发展史上具有里程碑意义的是总部设在美瑙的计算机辅助制造国琢 公司c a m 1 于1 9 7 6 年搬出的c a m i sa u t o m a t e dp r o c e s sp l a n n i n g 系统。取其字 酋的第一个字母称为c a p p 系统j 。 近三十多年来，国内外对c a p p 技术进行了大量的探讨与研究，无论在研究 的深度还是广度上都不断取得进展，掖撼企韭对c a p p 系统的要求，可以掩c a p p 系统的发展划分为以下职个阶段| 2 “j ： f i ) 减少工麓矫的重复劳动。旱鞠野发的c a p p 系统主要凳撩索方式，露奁 搡作c a p p 系统时，首先检索出适合组相似零件的标凇工艺，然后通过编辑修 改生或爨薄零件豹工艺躐程。与转统懿工艺_ | 雯诗襁琵，藏霜检索式c a p p 系统能 大大减少工艺人员重复繁琐的修改誊写工作，并能提高工艺文件质量。这种类 整懿c a p p 系统在凌在熬菜些金缝孛蔹然存在。 ( 2 ) 实现工艺设计自动化。猩减少了工艺人员的重复劳动后人们希望能够 溪诗算筏本身索鑫动宠竣工艺浚毒 。毽z 艺设诗豹多搂搜、动态瞧彝经骏牲决定 了自动化的c a p p 系统存在着很大的局限性它只能针对于某个特定的零件，通 惩夔蠡翁纯c a p p 系统纛法瘦弱到实际中去。 ( 3 】辅助用户进行工艺设计。经过c a p p 的应用实际人们认识到c a p p 系 绞实璎麴是辘黪( a i d e d ) 是户邀嚣工艺竣魂，蕊不是竞全的垂动诧( a u t o m a t i c ) 设计。出于j f 确定位了c a p p 的应用目的，在这一阶段，c a p p 的发展取得了直 大载进步。计箕枫按术的发展键搜c a p p 系统拜发人员擦残缓技术、逻辍决策按 术、人工神经网络技术等引入c a p p ，开发出许多以成组技术为蕊础的派生式系 绞和以决策援则必工艺生成基础的半生成式系统。在2 0 世纪9 0 年代以艨，以人 工智能为基础的c a p p 专家系统以及实现c a d c a p w c a m 集成的系统成为 c a p p 系绞研究的重要镀域之一。 ( 4 ) 综合管瑕各种工艺信息。随着企妣信息化建设和现代制遗业的迅婕发展， 单纯的辅助用户进行工艺设计的c a p p 系统已经不能满足企业对c a p p 系统的要 浓，c a p p 已经从面向革个零部件豹设计转为面向整个产品的工范设计和工艺文 件的管理。c a p p 系统不再只是个简单的生成工艺文件的系统，而是一个包含 寝格处瑷、文字建理、图形处理籀数弦瘁访闷综合技术巍塌等的复杂系统。髓够 实现分布规划、数据管理、并行设计等功能。 运笮来，蘧翁企韭痿息琵静菠震，诗簿视辅助工艺按翔静耋要毪己褥到了学 术界和众业界的广泛认识。工艺设计不仪是生产过程中逢接设计和制造之间的关 毽环节，两璺也是区分王厂生产是否畜窿豹决定往因素。蚕蔫，c a p p 程分轿、 建模和规划自动化方面已经有了很大发展，许多计算机辅助工艺规划系统已经成 功建开发密寒，劳显示爨了歪大瓣潜力鞍疆显承社会经济鼓益。 目前随着制造技术的发展和市场的激烈竞争，国内外正在广泛开展工艺规 划秘茎三亨弱痉懿蔟戏硬突；曩跨握篷了诲多毅豹名强，鲣 线憋王艺援期( 可选 工艺规划、柔性正艺规划) 、动态工艺规划( 闭环工艺规划、实时工艺规划) 、准 时工艺艇趔窝分毒式工蕊援划等p ”。始簿把这些攘念应用至lc a p p 系绞鼓磅究 与开发中已经成为c a p p 系统发展的个重要方面。 1 1 2c a p p 的发展越势 分撰国羚3 0 多年和我国近2 0 年c a p p 懿发展情? 兄，裁其磺究方法恧言t 基本经过了检索式、派生式、半创成式、创成式的过程。目前正在广泛进行智能 化、集成诧、蟊性化和并幸亍化方蕊的研究。 f 1 1 智能化。智能化是8 0 年代以来c a p p 系统研究的重要发展方向之一。 过去研究最多的是各种器样的c a p p 专家系统，至今已有多神c a p p 专家系 统在实际中应用。但是专家系统在知识获取、推理方法、求解空闽等方谢还存在 一些问题，目前正在广泛研究的神经网络、模糊理论和遗传算法簿技术为c a p p 系统的滋一步智能化提供了理论基磕”“”l 。 ( 2 ) 浆成化。集成化是c a p p 系统发展的必然趋势。随着制造技术和自动化 程度酌不断提高，集成酌内涵氇淹之蓑髻三了交纯。藏强前豹研究来看，羹要售捂 以下两个方面： c a d c a p p 豹集成。这释集或主要是信息静集成，它怒竞强c a p p 系 蒗溪感簸入耀雅抟撩零途强；瞧怒c a d c a p p c a m 豢袋瓣荚毽。这方露戆瓣 襄缀普遍，文羧惑援多。秘兹，鼗灞迄戏功王邀嚣裳了釜专爝蓉缓。 豢 c a p p p p s ( p r o d u c t i o n p l a n n i n g a n d s c h e d u | i n g ，生产趣剿与灞袋翁囊 藏”“。这黪集藏主簧燕象绞麓蕤熬整斌；它楚爨麓辍交势磷究熬热点。这方嚣 麓搽凝氇撩移。撬寤鹩矮究方法迄不步，熟藩缝楚王装瓣剡、臻卷王慧甄粥、疆 辩王慧嫒熬等，怨爨歪窭翅憋系羧缀少。 3 ) 黎性诧。巍了逶盛不麓企簸氍产燕不凝交纯懿要求，鬃投骰逡蓬遮宰寒 c a p p 磷究豹方翔之一。象瓣辑究童鼹蠢掰辨途黩；磷窀鞠开发c a p p 王熬系绞 黟c a p p 专家系凌王曩，戆不弱塑产条黪瓣灸渣援爨更大静柔毽；磴究黎开茨 # 鼗瞧王葱灏划鬈绞，雯成多个弼选王慧麟程，埝擎间调度捷供受大豹爨憾。 氍势嚣使。菸褥琵c a p p 惩蕊熬藏馥：嚣蓉麓俄蒸藤土耱逡一劳发震，兖努 搭规了势褥工程麴恩想。黪 亍鼍程溅嚣裁鞠鞯祝槭王程领域麟究躺热f j 谍簇。笄 孬c a p p 襻为囊溪落蜇王羧翳蠡熬霪要囊簿工瑟，嚣瘫努述酃楚予搽索龄浚， 主蘩瑟溅程鞭登系统歼笈_ 穰疆论磷究上 ”。”。 茭镶c a p p 篆麓窦瑙镶、逮淀缝受鬣，c a p p 狳继裴疆麓謦鼗稼、篓盛毽， 豢髋纯、并舒耗麴胄翻袋滚辩。逐递簿数学褛黧、饕蒋蹴穗娟等方鬻翡瓣懿， 穰摄懿下p8 辩瑙： f 1 ) 幽臻统静c a p p 豢壤海蛰靛识辩c a p p 琴辘靛袋； f 2 交程妻懿c a p p 蘩统彝豢戚纯黎c a p p 蘩绞笈惩； 蓟国开笈嵇究梭凌朝专麓c a p p 系绫淘垒延化c a p p 瑟装辫c a p p 开黢系 缝濑专褰琴襞王蒸獒方巍黢震； 钙蠢线淫规划蓉统淘嚣线接的、魂态瀚、耀潜瓣、w 滤翁王蘸蒗麓浆躐襞 袋； f 秘出攀镶壤勰耀蠢多领域簿努毒式瓣粼笈葳； 强麸皴立魏c a p p 黎蕊囊c a d 、c a m 围嚣考蕊抟势帮热c a p p 系统方羯 笈熊； f ? 麸考虑缝接零嚣繁靛c a p p 蓉凌翔技零鞠襁会、耀壤等秘桑麓避考虑的 舔魏a p p 蓉绕靛鼹； 疆j 密传统麴c a p p 鬈绞舞嚣传统骢c a p p 器统发爨，毅捻测c a p p 、装趱 c a p p 、投糕麴王c a p p 、辫搂c a p p 、耩器天程蚤羧爨；等。 + 2 癸裕浅o a p p 2 1 黪窍式c a p p 蚋鞲巍鼗藩 ，2 + 。t 健绫瀚跨辩黼疆洼 工慧谶程淤计楚个就铰霞黎豹嶷塔泅麓。程滋抒竣计潜，z 裁a 爨不襁鋈 分撬秘鲶理与产赫本赛糖装懿鑫黪信息，透震要分叛秘处理与具体金业婪三产条传 和技术条件有关的技术信息。逡今为止，国内外在c a p p 技术研究与系统开发 上已投入丈量筑瓷金与力爨，著开发出为数众多黪c a p p 系绫。奁掰开发嬷c a p p 系统中，有些系统已得到窟际应硐。c a p p 系统在促进企渡技术进步、提高生产 率、缩短工艺时闽、提藏综合效簸等方蕊有一定的贡献。但总的米看，c a p p 鲍 研究、开发方向仍然存在着一些问题，主要表现在： ( 1 1 多行他阔题。旦游的c a p p 系统中，虽然大多采用了c l i e n t s e r v e r 的网 络结构，但大部分都是各个客户端即工艺小组与服务器之间发生信息的交换，而 各个工慧小组之间或工艺小组与其他部门之间并没有实现信息的交流，艘于实现 正艺的并行设计。 ( 2 ) 嶷成化问题。从一开始提出c a p p 的概念的时候，集成化问题就一直被 广大的c a p p 研究a 员骈关注。劐舀前c a p p 系统的集残仍然存在戳下两个方西 的问题： 商品亿的c a p p 、c a m 系统豹信怠不畿懿接被c a p p 系统蕊使瑙，一毅 疆通过交互的方式，还要适当补充一些c a d 系统中没有但c a p p 系统需要的信 息，增加了c a p p 系统输入豹难寝。 不同的c a p p 系统之间相互独立，没有一个统一的信息交换标凇。各系 统之滴秃法实璁优疑点强 。 ( 3 ) 分布式工艺设计问题。随着制造技术和工艺技术的发展，要求对同一产 繇豹不瓣零蘩释翁不蠢自g 工过覆霹戳在不霹懿工苞枣缀璧进 亍裁诗。毽爨蘸赝开 发的大部分c a p p 系统必能提供单一的工艺设计功能而不适合多个加工过程。而 旺势毒式工艺设计逶誊涉及裂谗多部f l ，纛要统一懿警淫、癸谖、组织，这绘 c a p p 系统的歼发带来了一定的罐度。 ( 懿鬃毪鼗瓣题。考虑裂不嗣金业豹不同工芝设诗要求， 睾茭囊晶他鹣c a p p 系统，在系统建模时应该注意系统的柔性，增加系统对不同制造环境的适应能力。 在c a p p 发展的旱麓，壶子c a p p 主要是蘑离菜具体企韭送行磅究秀发，这 些问题的存在并没有引起研究人员足够的认识，假随着众业动态联盟行为的增多 靼网络技术的发溪，c a p p 不秀只是应用于某个挚一的制造环境，两是面向多个、 异构的制造环境，联盟念业之闻、企业内部存在大量的交换、协调、组织活动， 以上问燧已经成为c a p p 继续发展所必须解决的问题，由此推动了分布式c a p p 的研究。 齄麓网络技术的发展积劳敏网络带4 避理论的完善，搬业正在向集成化、集团 化的方向发展。集团企、救的组跷特点使褥它对各类计算机支持酌协嗣设计与管 理，尤其是具有动态分稚能力的c a p p 系统的需求日益迫切，通过在系统分析中 引进分稚、分联簿恩想，将为繁团企瞳环境下建立工艺设计管毽系统蓬镶帮韵。 分布式系绫蜓合璎援划鞠实撬褥溺涂豢戮企业蚤成员之阅艇信怠交换时阉差、绞 一各分成员的工艺规程格式、加强总体控制、提高各成员间的协同工作、提高数 强一致性，减少重复劳动、荠为集团企业工艺并行化设计提供切实可行的帮助。 另外由于c a d c a p p i c a m 的各子系统的数掘库往往分布在不嗣地方，而且共 搴数据g 境是异橱鲍( 即硬件、网络、搽l 乍、数据环境不同) ，集中式数据痒系 统已不能适应这种要求。异构分布式数销库系统的发展和分布式对象技术的成 熟，为在分布的、多种异构制造资源的基础上构造起分布式c a p p 系统以有效地 实现资澈与信息共享，提供了一定的基礅。 1 2 1 2p o m 平台支持 随着网络技术的发展，在计算机网络环境下，以产品数据管理( p r o d u c t d a t a m a n a g e m e n t p d m ) 作为集或化c a p p 繇统静糕絮，氍有琴j 予工艺设诗方法和 王艺文档数据管理机制的有效实施又为c a p p 与c a d 、c a m 、m i s 等信息系 统豹集成提供了通用的环境平台，将推动c a p p 系统在c l m s 环境下向集成化、 工具化、实用化方向发展。 1 9 9 5 年2 秀，c i m d a t a 意裁e d m i l l e r 对p d m 定义怒鲫：p d m 是耀来管理 所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术。与产品相关的信息包括零部 件信息、产品绩掏、缝稳琵置、文f 睾、c a d 文楼、扫罐霾像、露撬缤悬等；与 产品相关的过程包括过穰( 包括嫩命周期、工作流程、审批发放、工程更改等) 兹定义与篷控； p d m 系统可以管理产品在熬个生命周期中的所有相差信息，包括文本档案、 凝黪挡豢、鼗掇簿记录等。宅可鞋蒡l 寒羧善设计、生产、镄售、瓷磊服务过程中 的所有人与流程效率的一组软件工具。p d m 系统可以定义、管理企业的各种流 疆。是将流程、应用以及猿息集成与管瑗的一种软传。 p d m 提供了并行设计的支撑环境。并行设计的一个关键因索是建立和使用 产品数攒痒。这黢数据露姆工馋、任务、工具帮人员集成在一起。产品数据库中 单个元件的舰格和说明可以随时提供给所有的工具和人员，这是实现并行设计的 一秘方法。 由于c a d t c a p p c a m 等技术的广泛运用，p d m 技术在国肉外受至0 越来越 广泛的关注。现商的p d m 系统其有以下菇同特点： ( 1 ) 采用面向对象的衍放体系结构，为用户根据本企业的情况本地化、系统 功能扩充提供支持并对予多种应用软件魁有标准接口，如与企业管理信息系统的 接口，c a d 系统的接日等。 ( 2 1 采用客户服务器的结构，为实现多用户协同工作提供一个方便灵活的运 行方式。 础。 ( 3 ) 巍蠲户提供开发接日，从露戈送行二次瑟发或爨蔽其恁嶷爆软 譬皴好莲 ( 4 ) 支持多棼数据存糖，妇分毒式数据存德、元数撼存德。 ( 5 ) 支持多种网络协议，如t c p ，i p 、n o v e l l 等。 ( 6 ) 支持多差申操 乍系统，如u n i x 、s u n o s 、w i n d o w sn t 等。 ( 7 ) 支持不同的硬件平台：如r s 6 0 0 0 、s g i 、s u n 、i b mp c 及其兼容机等。 1 2 1 3 其他技术支持 p d m 技术的发展为分布式c a p p 系统的实飒提供了一定的平台基础，同时 其他各种新的理论和技术的发展也推动了分布式c a p p 系统的研究： ( 1 ) 分布式数据库、分布式对象技术( d i s t r i b u t e do b j e c t t e c h n o l o g y ) 的成熟 f 2 2 罐】。分布式数据库系统可戳穗翱系统的可靠彀和可雳往；提供局部自治豹数 据共享和场地之间的协调，从而使系统具有快速的数据处理能力提高系统的快 速反欢畿力。分布式对象技术楚一释可分布静、掰互搡箨静面囱对象税澍，对实 王见分布异构环境下对象之间的互操作和协同工作以构建起分布式系统具有十分 黉要静 警爝和煮义。其未簧愚瑟楚，在分布式系统孛弓j 入释可分布豹、霹互操 作的对致机制把分布予网络上w 用的所有资源封装成各个公共可存取的对象集 会，采鞲客户麟务器( c s ) 结梅耪模式实瑗黯对象静管攥移交互，镬褥不弱嚣霭 向对象和非面向对象的威用可以集成在一起。 f 2 ) 内予诗箨撬两终菠本豹袭震 三l 爱缝瑾上分数戆懿 j 、公司、厂麓对予工 蕊设计的需求，处于分布环境下的工艺设计方法从集中走向分布已成为趋势。 c a p p 系统应戆充分发撂努毒式数据痒器绣建鲶糖 乍求嬲链力，饕重蜒凌工艺诗 划的生产可行性问题，强调工艺计划和生产计划的整体优化效果。 1 2 2 分布式c a p p 的研究意义 分露式c a p p 系绞国多个子系统维藏，每个系统都鸯是己懿王传方式葶曩决蒙 方法，整个系统建立在分布式的网络结构上，各个子系统之间通过分布式结构实 现相互的锭息交按、活动组织、协调等。分布式c a p p 的研究具蠢重大的意义。 ( 1 ) 渔业信息化建设的需要。从2 0 徽纪9 0 年代中期以来企业信息化建设 成为企业发展的一个重簧谋题，捷业信息化已经成为企北现代化的重要橼志，它 在增强企韭的竞争能力，提高企妲的综含经济效益等方两已显示出巨大的潜力。 丽企业傣息化离不开相关单元技术的支撑。c a p p 作为企业信息化的关键技术之 ，在一定程度上决定了企监信息纯发袋的步伐。 ( 2 ) 企业动态联盟的霈要。为了能够全面支持企业过程重组和动态联盟的实 蕊，c a p p 只有羧分布方式进干亍王艺设计与管理，才能投系统工程和著符工程愚 6 怒实魂与诗籍辍辘赣设诗( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n 。c a d ) 、诗簿枫辅熟粼迄 c o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ，c a m ，诗算机糖助骚量( c o m p u t e ra i d e d q u a l i t y ，c a q ) 乏趣豹集藏，飙丽这弱爱客环境下懿全局蔼毯多誉糠、多露斑 瓣工载路鲮饯化，辩能够提供囊身的快逮懿缀能力，满足分巍式镶l 遮模式的要求。 黪c a p p 感国缀泉躲疆霹肇令铡逡耀凌、单令零徉的工艺焱褪设 转鹣为多枣遥 环境翰、包含熬个产品的王葱设计与管理，达到能实现全弱最优目标的分布式的 c a p p 。分布蕊c a r p 是麟决众韭生产存譬纯、台理傲的哭键因蠹。 ，2 ，3 癸带式鼢静的磷窕瓣获 醚着网络技术的菱震和分布式对象橇念酌成熬，开始肖越来越多豹天研究如 秘怒努毒式穰念应碣剥c a p p 系统的骈究鞫殍发中。颡莳黠予分稚式c a p p 靛姘 究主簧集中巍戬下两个方褥：1 2 4 - 2 a i ( i ) 实际叟产环境中，零辞类别是多种多样的，不瑟类别鲍零 譬掰适爝鲢 c a p p 设计方法瞧是不露翡。分布式c a p p 系菠是一个逻瓣上统一，王僚方式不 鬻静c a p p 予系绞麓鬃台* 系缓书链禽派生式子系统、龟l 菇式子系菠、硷索式子 系统簿各释c a p p 予系统+ 舔争予系统寄蠡的决策方法籀王 ，筝方式，蠢总系线 主控。统一存崴+ 备子系统之耀司以进行邋傣。这样不舄鹣子系统之瓣可以互补 长短，钤对誉鬻翡零转裘嫠慕臻不同瓣c a p p 予零绫避嚣王芑设诗。袋羯遮穆势 察式c a p p 系统竣谤方法，霹班遴痊不羁类黧、累嚣缝撩浆产品工艺浚诗，增建 了系统豹柔瞧。东这一方嚣，华中科援大攀等敲了一定的鞭突l ” 。 f 2 ) 分蠢式c a p p 是蘧室凌努谢式缝搴奄上瓣c a p p 系绫。它戆重杰楚系统黠 分布式颡终臻梅。在努南痰c a p p 系统串，聚缝弦隽纂蘧，处于瓣一瓣终鼹臻上 豹各个结点褒逻辫结构或钧骥位嚣上楚势蠢静，能独立魏竞威各襄豹子 薹务蛋 系凌之问穰嚣姿调、台 笮宠纛系统酌整舔凭势。这种c a p p 系统大罄纛立在p d m 麓m r p 戆分蠢式硼终结鞠上。这静分蠢武c a p p 系统麴强究，臻为企鼗缀建动 态联避，磐霹工艺文 孛痿患静竣诗与变流援戳了霹鼗，在金照内帮实瓣7 工嫠文 搏设计与管理媳计算机化，傻工艺文件麴编制规范优、拣准化这样既缩短了工 芑 曼计弱修程懿攥麓，又褪怒了工艺文转缡铡翦质量鞠羔楚管理交乎，对缩短篷 产溺期、降低生产成率、拯崧产茹质鬟稠势动生产率、触快裁产赫的开发等霄着 匿大鹣影响。对麓捷企照生产技术信惑管壤酶现代张，增强市场竞争力稳参与匿 繇竞争的稚力，建立现代企救剃攘具有重臻佟用。针对这静模式钓分布式c a p p 蓉绞上海交懑丈攀、天津大攀等避锤了较褰艇研究“。 瑶i 这掰静方法雀实鞒斑蠲审都敬得了定浆毅架，稷大酃分都跫穰燕体豹 袋嗣强境中辞对菜一部分鹱暇鲍硪究，赣霹憧较强，辩予努毒式c a p p 豹联理硬 主要淹容箨璃投脊形成鞴若瀵论。 1 3 本论文的研究内容 基予p d m 懿努蠢式c a p p 磷究是以是行玎发鲍p d m 系统为支持乎窘，以 含肥汽车厂的工艺设计为应用背景，主要实现了在p d m 的分布式平台上的分布 式工艺没诗问题，同时对于其他一些相关蛔题也佟了一些研究。 本论文的主要研究内容是如何建立一个完整的分布式c a p p 系统。本文在简 要奔绍c a p p 螅发展历程、研究鞠应用瑗状后，缡台p d m 的概念以及c a p p 的 发展趋势提出了基于p d m 的分布式c a p p 系统的构想，并对实现分布式c a p p 系统的关德技术及主要内容做了详细的阐述。文举在分析了目前企业的工艺设计 现状后。结合客户，服务器结构的概念，讨论了奄分布的环境下c a p p 系统的建 模问题，给出了撼于p d m 的分稚式c a p p 系统的原型框架和具体实现方法。 本论文主要键括以下内容： ( 1 ) 分布式c a p p 的旗本原理以及系统结构。 本文在分祈了企韭的工艺工作流程静基础上，疆赉了分布式c a p p 静系统构 想。分布式c a p p 系统是种由多种、异构、分稚式的工艺资源以一定互联方 式，利粥计算税阏络组戏的、开放式静、多平台鼢、稳强嵇终静工艺设计系统， 是一种面向群体协同工作并支持开放集成性的系统。本文对基于p d m 的分布式 c a p p 系统的主黉内容鞠实瑗的关键按本进行了详细讨论。 本文在研究了基于c l i e n t s e r v e r ( c s ) 计算模式的分布式结构的基础上，对 蕤予c s 结梅豹分布式掰络结擒邃 亍了讨论，霞葵潢是羟中枣型众、翌内帮实褒分 布式设计的结构露求。同时对于分布式工艺设计概念、分布式数据库技术辞进行 了讨论。 在实现分布式c a p p 系统与p d m 的集成过程中。本文采用了开辟数据公用 嚣熬方法，嚣在分数豹数据疼上拜髂数熬公翅区，芳运：i 窭痤题嚣耪动态懿糖各数 据公用区的更新情况。 f 2 ，基于p d m 款分蠢式c a p p 系统的设诗过程。 本文在分析了大量的国内外研究现状后结合企业的应用需求，讨论了基于 p d m 数分毒式c a p p 系绞的设计开发过程。具体的设计过程是蒜先根掇企业的 信息化建设情况构架一个分布式的系统结构，褥对结构上的每个子系统进行设 诗，在设计子系统的囿时要考虑如何剥用系统的分布式缭构实现备个子系统之间 的组织、协调：在每个与工艺设计有关的子系统中，采用检索式、派生式和生成 式等决策方法，通过成缀技术、零件族划分等辅助技术。对不同类型的零件采用 不同的决策方法，实现分布式工艺设计；最后形成分布筑c a p p 系统。 ( 3 ) 基于p d m 的分布式c a p p 系统的开发。 h u t c a p p 系统是在p d m 的分布式网络结构上应_ 鬻计算梳技术遂行分帮式 王艺设诗劳管理王艺数攒蕊怠弱练合平螽式懿c a p p 系缓。系统懿设诗憨愆是燕 产品设计人员提供个高度集成化的、分布式的、易于举握和使用的软件系统， 使分布鲍设诗者可以在计舞捉辚助技术帮助下，针对不鲻产品弱琥裁秘结构，实 现产品的工艺设计，并对产品工慧设计数据进行有效管理，从而尽可能减少产品 工艺设计时闻，提高产茹王艺设计效率。该软l 牛系统是程自行秀发的p d m 系统 的分布式结构上，建立了个工慧设计数据库和工艺设计开发平台，提供一个友 好的工艺设计界鞭，输出_ 工艺卡片和各静工艺摄袭。 9 第2 章基于p d m 的分布式c a p p 系统 在p d m 的网络结构和分布式数据库基础上，建立基于p d m 的，以其产品 结构树为核心的分布式c a p p 系统，使c a d ，c a p p 和m r p i i 等应用系统共享 产品数据信息，从而实现它们之间的集成是现阶段分布式c a p p 系统的发展方 向。本章阐述了分布式c a p p 的原理，讨论了p d m 与分布式c a p p 系统之间的 关系，并介绍了基于p d m 的分布式c a p p 的主要研究内容以及关键技术。 2 1 分布式c a p p 系统原理 曲 i 工艺部门 j 企业l a n i，i 工艺规划工艺设计部门工艺管理部门 企业l a n ijil 1 篇”l 愕引 焉譬if 鬻| - - 凹2 1 分布式c a p p 系统构想 分布式系统的设计思想是把复杂的系统划分成许多较小的子系统，即层次。 各个子系统又可以再进一步分解成多个模块，各个层次和模块的功能相对独立， 模块之间、层次之间通过信息传递取得联系，协调彼此的关系实现上层对下层 的控制以及把下层的状态及时的上报给有关模块【27 1 。分布式c a p p 系统是一种 由多种、异构、分布式的工艺资源，以一定互联方式，利用计算机网络组成的、 开放式的、多平台的、相互协作的工艺设计系统，是一种面向群体协同工作并支 持开放集成性的系统。其基本目标是将现有的各种在地理位置上或逻辑上分布的 工艺组织在一起，以提高各个系统问的信息交流与合作能力进而实现资源共享， 也为真正实现制造企业研究与开发、生产、营销、组织管理及服务的全球化开辟 了道路。图2 1 是本论文关于分布式c a p p 的系统构想29 扎3 引。系统的基本 原理如下： ( 1 ) 分布式c a p p 系统由工艺规划系统、工艺设计系统、工艺管理系统等子 系统组成，子系统分布在系统结构的各个结点上：彼此之间通过数据库交换信息 与资源e ( 2 ) 工艺设计系统由工艺编制、工艺审核、工艺标准化、工麓会签等子系统 组成，各个子系统分蠢程工艺设计系统翡各个结点上： ( 3 ) 二 艺编制系统是个由派生式、刨成式、混合式等不同工艺决策方式组 成的工艺没计系统，针对不同类型的产品可以采用不同的决策方法。 相对于传统的c a p p 系统，分布式c a p p 系统具有以下优点： ( 1 ) 适应了分数弗4 造与鄹络他皋4 造企业的需要。分旅式c a p p 系统舡于在系 统结构和工艺设计工作机制上引入了分布技术使得在物理或逻辑上分布的工艺 资源能够被很好地组织擞一起，并实现资源的共事。这符合企业网络化发展的需 爱。并解决了企韭间、众韭内部的工艺信息交换问题。 ( 2 ) 处理事努能力增强。由于采用了分布式结构，各个子系统有各自的功能 和工箨方式，被既漭弱工作、劳行设计，大大增强了c a p p 系统豹事务憝疆麓力， 提高了众业工艺设计的工作效率。 ( 3 ) 系统柔瞧增强。由于采稍了分布式工艺谈毒十静葱惩，不间类型的产品霹 以采用不同的工茳设计方法。系统柔性增强可以适应一定条件下不同众业、不 同产品鹣工艺莰诗要求。 2 。2 基于p d m 豹势毒式c a p p 为了能够全面支持众业过耧重组和动念联盟的实现，c a p p 只有按分布方式 避孬工慧竣诗与譬理，考缝按系统工程葶瑟并露工程思想实现与c a d 、c a m 、c a q 和生产规划与控制( p r o d u c t i o np l a n n i n ga n dc o n t r o l ，p p c ) 之间的集成从而达 到魂态繇境下黪垒局范凝多嚣摭、多准则蠡冬工艺鼹线优化，著裁够提供爨身敦快 速重组能力。满足分布式制造模式的要求。即c a p p 应由原来的丽对单个制造环 境、苹个零薛戆工艺援程设计转向受多铡造环境的、包含整个产晶鲍工慧设计与 管理达到能实现全局缀优目标的分布式c a p p 。在现阶段，为了实现分布式 c a p p ，就必须蠢一个功能强大的数据蛰理秘网终支持平台和集戏环境。 p d m 是面向产品开发过程的技术，它以计算机网络技术、数据库技术为基 础，以瓤向对象技术为譬段，怒信息化产品开发过程农计算机系统中的实现。 p d m 可以完成对生命阁期、人员、电子仓库、产品结构、零件族、产晶变更、 产品配羹等与产品有关的数据的管理。p d m 的主要功能： n )实现产晶数据的统一管理与共事，提供单的产品数攒源； ( 2 1p d m 能方便地实现对应用工具的封装，便于有效地管理应用工具产生的 信息，掇供应瘸系统之间的信怠传递与交换平寄； ( 3 1 可以提供过程管理与监控，为并行工程中的过穰集成提供必要支持。 p d m 技术瞧兴起为产晶靛秀发秘卷l 造提供了个势嚣的协 譬环境。p d m 在 突出产品数据管理的基础上，正逐步完善其作为制造业领域信息集成框架的功 能。在豳悫许多c i m si 程中。越来越多瞧企数开始选择商用p d m 软傅作为 c i m s 的鬃成平爵和并行工程的使用环境，开发基于p d m 的c a p p 系统必将成 沟一个发展趋势。 基于p d m 的分布式c a p p 系统具有以下特点b 。矧3 2 埘l ： ( 1 ) 屡次结构的相似性。分布式c a p p 系统具有一定的层次性，从下到上一 般可分为单元级、车间缀、系统企业缀等不同韵层次，而且在不同的层次上都 舆有相似的体系结构，即同层次中各结点都利用计算机网络相鞭连接，而处于 低层次豹系统，剿作为一个整体遴过其程上一网络层次串静代理涟接至0 上一屡次 的网络中去。 ( 2 ) 分布式、开放垂每体系结构。在分布式c a p p 系统孛，笼予同一潮络屡次 中的各个结点在逻辑结构上或地理位置上是分布的，无主从之分，能独立地、自 主缝完藏各蠹鹣予任务，僵为完藏系统静整接任务，绶懿随还需述行大茧的交互 活动，包括信息、数据的交流与撼享相互协商、协调与合作以协同完成任务。 ( 3 ) 凝联缝。各垂、各结点之蠲透j 窭 卡葬捉糊络，滏一定逻瓣互联方式实凌 连接和通讯。 f 4 ) 嶷驽懿褰错麓力、霉扩震茬稆霹蓬缍瞧。怼予分蠢式c a p p 系统，壶予 备结点的应用环境不一样，应具有一定的容错能力。 f 5 ) 数据、翔谈帮售爨鲍分露毽。鑫令缝点黎骞各叁豹鞋各耱影式( 魏文 孛、 数据库、知识库和电子袭格等) 存在的数据、知识和信息资源。 ( 6 ) 亘操作搜。荟终点或应蠲系统黛能够交曩馋愿、媚互蛰谖与台爨娃掺弱 完成共同的任务。 2 3 基币p d m 的分布式c a p p 的关键技术及主餮内容 p d m 实际上是在产品开发过程中对活动、人员、数握和应用_ i 具台理组织 和协调的技术。基于p d m 的分布式c a p p 系统可以在p d m 的平台上，利用各 羊申资源完成分布式工艺规划和设计。基予p d m 的分布式c a p p 的核心内容包括 分布式工艺设计、分布式结构、分布式数据库、与p d m 的集成簿四个方面。 2 3 1 分布式工艺设计 在现代的产品工艺设计中，零件类别是多种多样的，不同类别的零件所适用 的c a p p 设计方法也不稻同。孰不同静决策方式采看，c a p p 可融分为秘下死种 队 派生式c a p p 。派生式c a p p 的王作爨疆是鼙l 麓零俘懿结稳帮工艺藕强 憋，通i 壹检索和修改零 孛簇主撵传戆振潦工艺瑟获褥当瓣零件戆工艺援纛。在派 生式c a p p 的数据库中存储有各类标准工艺。由予标准工艺是工藏人员事先拟订 的，其工序工步潮的逻辑关系已经确定，弱对标准工艺的修改仅仅是一系列的删 诚操作，不会改变工序或工步原来的排列顺序。所以，从本质上讲这类系统是 秘数攫检索系统。搌掇零l 孛信爨的描述与输入方法不嗣，派生式c a p p 系统又 分为基于成组技术( g t ) 的派生式c a p p 系统和基于特征的派生式c a p p 系统。 刨成式c a p p 。创成式c a p p 系统中不存入任倪工艺过程方案，它是将 工艺决策知识嗣决策表、决策树斌公理模型等技术来实现。当输入当前零件的有 关信息后。系统w 以模仿工艺人员的手工编制过稷，利用狭策逻辑和嚣逢工程数 据信息做出各种工艺决策。麓残式c a p p 由于其知识库薷要包含掰有的工艺决策 逻辑，加上工艺设计过程的多样性及复杂性，要实现能够自动排序的完全创成式 系统豹难度太大，至今落没有并发出来。上述系统_ 疑麓算作半翻成型，帮系统中 包含有一部分决策逻辑而其关键部分工序工步的排序则采用标准工艺方法 浆实现，或逶过人机交互豹方式来完成。 专家系统c a p p 。从2 0 世纪8 0 年代中后期到9 0 年代初期，人工智能特 籍是专家系统褥掰广泛纛弼。这垡系统与虢往系统懿显著区别在予，它嚣j 其有一 个将工艺知识与经验以产生式规则表示的知识库瓤模拟工艺设计专家进行工艺 凌策魏推理撬。嶷专家系统孛，王艺专家编制工艺豹经验帮知浚存在知识库中， 井可咀方便地通过专用模块增删和修改，提高了系统的适应性和通用性。对知识 瘥孛工艺生袋逻辑可进褥查淘和修改。瑟疆塞然形式存放豹工艺稚援逶过知识编 辑模块，成为一种直接供推理机使用的数据结构。推理机从文件库中读取零件制 遮特征偿恿，经j 建逻辑接理，生残工艺文传，赣逛共存入文件霹。 实际生产环境中可以采用一种由派生式、创成式和专家系统等各种决策方 。一。一一+ ”一一一一一。+ 。! 图2 2 分布式工装设计结构图 1 3 式组成的c a p p 系统，系统通过零馋类别测定或王艺经务嫂划太昃揍定，选择最 合适的设计方法，共同完成设计任务。分布式工茳设计的结构如图2 2 。 2 3 2 分布式结构 在本文的研究中，分布式结构是通过c s 结构实现的，以下耀对c s 蛙构招 以重点讨论。 - 2 3 2 ，ic s 结构 在计算机局城网中，通常存谯羞工住站和网络服务器，工作站是一个广义的 概念，麓指用户与网络交互的场所，可以是一台徽视或箕他外部设备，也波称为 客户机( c l i e n t ) 。网络服务器是揩网络上的一个域几个结点，它具有丰富的软硬 僻资源，并为网上翁客户祝提珙骧务。耐缮稚务器主要裔打印簸务器、存髓服务 器和终端服务器簿。局域网的这种基本结构常被称为c l i e n t s e r v