（机械制造及其自动化专业论文）基于web的中小企业pdm系统的研究与开发.pdf

摘要 摘要 产品数据管理( p d m ) 是以信息技术为基础、以产品为核心，集成和管理所有与产 品相关数据的一门技术，它是企业信息化建设必不可少的工具。但是目前大多数的p d m 系统采用的是传统的c s 模式，基于这种模式开发的p d m 系统存在软件安装、升级、 系统维护困难等缺陷，而且不能满足企业跨地域产品信息的管理与控制。随着w e b 技 术的迅猛发展与普及，特别是其开放的体系结构，使得其成为当今计算机应用的理想平 台，为实现基于网络的p d m 提供了技术支持。 本文在广泛参考现有商用p d m 系统的基础上，结合对中小企业的实际调研情况， 以w e b 技术为指导，开发出一个适用中小企业的p d m 系统。文中首先概述了p d m 的 定义、研究现状以及采用w e b 技术开发系统的意义。然后分析了w e b 技术和p d m 技术 之间的关系，提出了一个基于w e b 的p d m 网络体系结构并对各层进行了详细介绍。接 着介绍了系统的开发环境及实现系统各功能的关键技术。最后论述了开发p d m 系统的 详细设计过程。 本系统采用了面向对象的设计方法，具有应用晃面友好、易于维护管理及良好的可 扩充性等特点，适用于受技术力量和经济实力限制的中小型企业。 关键词：p d m ；w e b ；中小企业 a b s t a c t a b s t a c t p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) i sat e c h n o l o g yb a s e do ni n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , f o c u s i n g o np r o d u c ta n di n t e g r a t i n ga n dm a n a g i n ga l lo ft h e i n f o r m a t i o nr e l a t e dt op r o d u c t p d mt e c h n o l o g yi sa ni n d i s p e n s a b l et o o lf o r e n t e r p r i s ei n f o r m a t i z a t i o n b u tm o s to ft h ep d ms y s t e m sa d o p tc o n v e n t i o n a l c sm o d ea tp r e s e n t 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 y i ni n s t a l l i n g ，u p g r a d i n ga n dm a i n t a i n i n gs o f t w a r e ，a n dc a n tb e r e q u i r e dt oc o n t 0 1a n dm a n a g et h ep r o d u c td a t ai nt h ed i f f e r e n ta r e a s 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 hi t so p e n a 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 nt h ep r e s e n ta p p l i c a t i o no fc o m p u t e r a n dp r o v i d et h et e c h n i c a ls u p p o r tf o rp d mb a s e do nn e t w o r k b a s e do ne s t e n s i v er e f e r e n c et ot h ee x i s t e dc o m m e r c i a lp d ms y s t e m sa n di n t h el i g h to ft h en e e d so fm e d i u ma n ds m a l le n t e r p r i s e ，a c c o r d i n gt og u i d eo f t h e w e bt e c h n o l o g y , w ed e v o l o p eap d ms y s t e m s f i r s t l y , t h ep a p e rc h i e f l y i n t r o d u c e st h ed e f m i t i o nt h ep d m ，s t a t u sq u oo ft h ea p p l i c a t i o no fp d m t e c h n o l o g y i n l a n da n da b r o a da n dt h e i m p o r t a n c e o fa d o p t i n gt h ew e b t e c h n o l o g y t h e n ，t h ea r t i c l ea n a l y s e st h er e l a t i o nb e t w e e nt h ew e bt e c h n o l o g y a n dp d m t e c h n o l o g y , p u tf o r w a r dap d ms y s t e mf r a m e w o r kb a s e do nw e b t e c h n o l o g ya n dd e p i c t st h es y s t e md e t a i l e d n e x t ，t h ep a p e ri n t r o d u c e s t h e d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n ta n dt h ek e yt e c h n o l o g y o f a c h i e v i n g t h e s y s t e m f i n a l l y , t h ep a p e ra n a l y z e st h em o d u l e so f f u n c t i o n sa n da p p l i c a t i o n so f p d m s y s t e mi nd e t a i l t h es y s t e mi sb a s e do no b je c t o r i e n t e dd e s i g nm e t h o d ，a n dt h es y s t e mh a s s o m ef e a t u r e sa sf o l l o w i n g ：s 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 om a n a g ea n d m 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 y , e t c i ti s s u i tt ot h es m a l la n dm e d i u m e n t e r p r i s e ，w h i c hi sp e r p l e x e db yt h ea c t u a le n c o n o m i cs t r e n g t ha n dt h ea b i l i t y o ft e c h n o l o g y k e yw o r d s ：p d m ；w e b ；s m a l la n dm e d i u me n t e r p r i s e 士：q明明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 作者签名：垄里蕴 日期： 迎么：2 至 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原科技大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件、复印 件与电子版；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存 学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交 流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容( 保密学位论文在解密后遵守此规定) 。 作者签名：垄里埴e ii 蕻i ：2 塑艺：z ：2 兰 导师签名：盈一堕亟 日期：掣么： 第一章绪论 第一章绪论 1 1p d m 产生的背景 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 ) 是随着信息技术的飞速发展 而在制造业中兴起的使能技术，是企业信息化工程的基础，是目前制造行业重点实 施的项目之一。p d m 是通过计算机网络技术和数据库技术，把企业中所有的信息进 行统一的管理，为工程技术人员提供一个协同的工作环境，从而缩短产品研发周期、 降低成本、提高工作效率，为企业赢得竞争优势。 由于计算机在制造行业的普及与应用，使得产品的设计的效率得到了极大的提 高，但与此同时，新技术的应用也给企业带来了许多管理上的问题。 据国外一著名咨询公司的调查显示：采用计算机辅助设计的企业，他们的专业 技术人员一半以上的时间都没有在从事自己专长的技术工作，而把大量的宝贵时间 浪费在查找数据、协调各部门工作上了。从实际上说，采用了现代化工具带来的高 效率被这些繁杂的日常事务给抵消掉了【1 】。 由以上分析可知，采用计算机辅助设计与制造技术带来的高效率的信息处理能 力与传统落后的管理方法之间的矛盾日益显现。因此新的生产方式要求与之相对应 的现代化的信息管理方式。在现代化的生产企业中，特别是在制造行业，产品的研 发过程中会出现很多的文件信息，且都采用无纸化的计算机操作【2 】。如何科学合理的 利用计算机技术来管理企业中新的信息交流模式，人们研究开发了新的信息管理方 式，即产品数据管理技术。 1 2p d m 的定义与特点 1 2 1p d m 的定义 人们从上世纪八十年代初期就开始对p d m 技术进行了研究，它是随着计算机辅 助设计与制造技术的兴起而新兴起的技术。从产品数据文档角度来看，p d m 系统可 使相关人员迅速查找到所需的产品数据信息，组织相关人员对某个项目的进行开发， 等。从产品过程角度来看，p d m 系统可以在产品的研发的过程中组织人员对产品进 行方案设计、方案校核、批准等节点的控制与处理，以现代化的方式对产品数据进 行管理。因此我们可以认为p d m 是一种通过企业相关人员管理产品数据和产品研发 过程的一种工具，即它集成了人、过程和信息 3 1 。一个企业的文化和它的信息化水平 是紧密相连的，p d m 的实施对于提升企业文化和提高企业信息化水平有很大的关系。 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 p d m 不仅仅是一门技术，也是一种理念，其目的是优化企业中的信息配置和信息应 用。 因此，p d m 是一种信息管理技术，它管理的对象是产品数据，其目标是“把正 确的数据，以合适的版本，在指定的时间传递给合适的人【4 】，。 1 2 2p d m 的特点 p d m 具有以下特点： ( 1 ) p d m 系统作为异构平台运行的产品数据管理软件，客观上要求其具有良好的 开放性，它采用了面向对象的方法来实现整个系统中产品的各种信息数据的 操作与管理。 ( 2 ) 一个企业的设计资料有很多版本，为使用户对各个版本的文档进行快速有效 的查找，p d m 能够对其有效的管理，这对提升企业文化和信息化水平具有十 分重要的现实意义。 ( 3 ) 计算机集成制造系统的核心在于集成，p d m 的目标之一就是实现各计算机 辅助设计软件的集成，从而达到产品的设计、生产制造等过程的一体化。 ( 4 ) p d m 系统在存储数据方面采用了电子仓库的管理方式，由此引入了数据元的 概念，为系统存储数据文件提供了有效的保证。 ( 5 ) p d m 系统是基于w e b 进行开发的，就相应有网络管理软件的许多应用，从而 支持工程技术人员实现异地进行设计，且及时可靠的传达上级的信息，为产 品的设计提供现代化的管理工具。 1 3p d m 的国内外研究现状与发展趋势 1 3 1p d m 的历史发展与现状 早在上世纪7 0 年代，计算机辅助设计技术就开始在制造行业得到广泛的应用， 并取得了很好的效果，然而这些新技术也带来了新的挑战，一方面，在设计过程中 产生了大量的数据文件，传统的人工管理方式很难进行管理和维护，另一方面，随 着信息技术的发展，各应用软件单元自成一体，彼此之间缺少交流 5 1 。在此背景下， 人们研究一种方法新的方法来解决这个问题，由此第一代的p d m 系统诞生了，它是 以图档管理为核心，主要解决计算机辅助设计软件产生的大量电子文档的存储以及 它们之间的管理问题。 到了上个世纪8 0 年代，随着网络语言功能的提升和数据库技术的发展，p d m 技 术也到了迅猛的发展，由以前仅对文档进行管理的基础上，开始了对其他方面进行 2 第一章绪论 管理的研究。第二代p d m 主要是面向产品的开发过程的，在数据存储于管理方面采 用了电子仓库的方式，为流程管理提供了有效的保证，同时软件的开放程度也有较 大的提高【翻。由于p d m 产品给企业带来了巨大的经济效益。于是p d m 产品作为一 种产业开始迅速发展起来。 随着各软件公司对p d m 产品的开发，p d m 产品的种类也越来越多，但各软件 公司之间没有有效的沟通，使得他们的产品差异性比较大，这给系统的实施带来了 很大的困难。在此情况下，国际对象管理组织( 0 m g ) 公布了p d me n a b l e r 标准草 案，由此使得p d m 在标准化方面得到很大的提高，为p d m 的进一步发展奠定了坚实 的基础【。 上世纪9 0 年代，为了适应越来越激烈的竞争市场，制造业先后出现了虚拟制造、 动态联盟等先进的生产管理模式。为使他们得到有效的实施，需要更高层次的p d m 技术支持，可以把p d m 看作是一个企业信息化管理的集成框架，各种应用程序直接 封装在p d m 系统里。第三代的p d m 将传统的p d m 功能扩展到企业信息、过程和 管理集成的平台之上，实现跨企业、跨平台的产品信息和过程的管理，协同完成产 品的研发和管理工作。此时的p d m 产品做到了计算机软硬件平台的无关和用户界面 的统一【7 】o 进入2 1 世纪以来，市场竞争更加激烈，用户对p d m 产品的要求越来越高。随 着w e b 技术的发展与成熟，企业将竞争焦点由产品质量、成本等要素转移到快速响 应市场需求上来了。由此出现了将产品开发过程中的人、过程和信息集成起来的第 四代的面向产品全生命周期的p d m ，许多企业已将成功实施第四代p d m 作为企业 参与全球竞争的一种战略性方法1 8 1 。 目前，p d m 是一门快速发展的技术，在实施p d m 的企业中能够快速的起到重 大的成效，得到了国外发达国家的青睐，国际上一些知名的公司纷纷推出了自己的 p d m 产品。据c i m d a t a 公司的分析报告显示：2 0 0 5 年全世界的c p d m 的市场保持 了大约3 6 的年增长幅【8 1 ，由c p d m 的发展也可以看出p d m 的市场潜力巨大。 近年来，p d m 在我国也得到了迅猛的发展，在国家“8 6 3 计划下的指导下， 许多企业纷纷实施了p d m 产品，大大加速了我国企业信息化得进程。与此同时我国 也大力开发了拥有自主知识产权的p d m 产品，比如：华中科技开发集成技术公司研 发的k m p d m 系统，上海思普信息技术公司研发的s i p m p d m 软件系统，北京大恒 公司研发的d h p d m 系统等【9 1 。 和国外的p d m 产品相比，国内的p d m 具有了p d m 的基本管理功能，价格也 1 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 相对低廉，且由于开发软件时是结合国内企业的具体需求，所以其软件系统的管理 模式更适合国内企业的实际情况，更符合中国的企业文化，所以在国内p d m 市场 国产的产品占有一定的市场份额，比较适合我国中小企业的选择。 1 3 2p d m 的发展趋势 伴随着社会对p d m 系统的需求量越来越大，企业信息化程度越来越高的同时， 对p d m 系统的提出要求越来越高，在进入2 1 世纪的今天，随着w e b 技术、数据库 技术发展的同时，p d m 技术也在以下几个方面也将有较大的发展。 ( 1 ) p d m 系统中w e b 元素的应用越来越多，随着网络技术的发展，p d m 系统也 发生了翻天覆地的变化，基于c s 模式的p d m 系统已远远不能满足社会企 业的要求，建构在b s 模式的p d m 使得异构平台的访问成为现实，为人们 跨地域、跨部门的协同工作成为现实。 ( 2 ) 由于各个软件厂商生产的p d m 产品千差万别，特别是由于国与国之间的人 们思维方式不一样，管理方式可能就不一样，开发的产品就不一样，如何实 现一个标准化得国际准则，使得开发的产品有个统一的模式。目前标准化组 织已出台了相应的标准。 ( 3 ) p d m 通用开发平台的建立，不同行业的p d m 软件有不同的功用，但它们的 功能却有很多相似之处，研发相似的功能肯定也浪费了许多时间，而且提高 了软件的研发成本。如果能建立一个通用的p d m 研发平台，在此基础上对 各个行业的软件进行研发就有针对性了。 ( 4 ) p d m 系统源于计算机辅助设计的应用，它管理企业中的产品数据信息；而 e r p 系统始于生产经营活动的管理，两者相互集成、功能互补、相得益彰， 共同为企业的信息化水平实现提供了良好的工具，随着p d m 的发展，两者 之间的关系越来越紧密。 ( 5 ) 与其它系统的集成，p d m 要很好的发挥它的功用，就要与其它的应用软件能 很好的进行交融。p d m 系统对集成的支持，首先表现在与计算机应用设计软 件的集成；其次表现在集成的鲁棒性上。p d m 的集成目标是不但能在p d m 系统中打开计算机设计软件直接就可以操作，且能把各种操作后得到结果直 接存储在p d m 系统中，以此来保持p d m 系统能够得到产品信息最新更改结 果。 4 第一章绪论 1 4 采用基于w e b 的p d m 的原因 1 4 1w e b 技术与p d m 技术的关系 w e b 技术充分利用和开发i n t e m e t i n t r a n e t 的潜力，打破因空间和时间带来的人 与人之间的层层壁垒，使人们能够得到所需要的信息。而p d m 技术的目的也是要打 破企业中因为交流手段和管理模式上旧的一套模式而造成工作上效率底下、管理混 乱等问题以提高工作效益和企业竞争力。由此可以看出p d m 技术和w e b 技术有着 十分密切的关系，详见图1 1 和表1 1 。近年来，p d m 技术和w e b 技术都得到了迅 猛的发展。如何充分利用i n t e m e t 的技术，将p d m 技术和w e b 技术巧妙的结合起来， 使p d m 可以在全球范围内更容易地为广大企业用户提供产品信息服务，将是p d m 发展的一个主流方向。 图1 1w e b 技术与p d m 技术比较 f i g 1 1t h ec o m p a r i s o no fw e bt e c h n o l o g ya n dp d mt e c h n o l o g y p d m 系统作为一种应用框架，其对外开放性要求和可扩展性要求与w e b 的开放 体系结构成为相互补充之处，在w e b 平台上构建p d m 可充分享受到w e b 开放体系 所带来的优势，利用w e b 提供的丰富的控件资源可以很容易的对p d m 框架进行扩 展【l o 】。基于w e b 模式的产品数据管理系统在吸收网络技术的通用性、开放性和简易 性的基础上，可最大限度地共享资源信息，及时更新数据信息，在用户端具有平台 无关性的特点，支持本地和异地的多用户与多任务的并行协同工作，满足共享性、 开放性和远程操作性的要求，使系统具有很高的实用价值。在p d m 系统中通过w e b 技术，使p d m 技术和网络技术相结合，可实现统一的用户界面，并可以通过w e b 技术实现更广的信息化管理，实现企业跨区域的异地协同工作，在产品全生命周期 范围内可进行产品数据、各类信息的有效管理，从而提高产品的设计效率、降低产 品生产成本等。 表1 1w e b 与p d m 概念模型的比较 t a b 1 1t h ec o m p a r i s o no fw e bc o n c e p t i o na n dp d m c o n c e p t i o n 皋于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 商猢 w e b 技术p d m 技术 网络结构 多层多层 网络技术应用i n t e m e t 及相关协议i n t r a n e t 或i n t e m e t 应用范围世界范围组织范围 信息处理对象任何信息主要是产品数据信息 网络和平台使用较广的异构网络和平台 网络一致，一般异构平台不能通用 软件的开放性可扩展可扩展 用户范围 任何人任何企业人员 安全措施不确定性，危险性 不确定性，可控制性 1 4 2 基于w e b 的p d m 的优点 近年来，以i n t e m e t 为代表的网络技术获得了惊人的发展，i n t e m e t 已经深入到 社会的各个角落，网络化得生活、网络化的工作环境改变了人们的交往方式，也潜 移默化地影响着人们的行为方式。将i n t e m e t 技术应用到企业内部产生了企业内部网 i n t r a n e t ，i m e m e t i n t r a n e t 技术迅速的发展也同样对企业信息化得开发和应用发生 了巨大的冲击。p d m 作为企业信息化的集成平台，不可避免的需要顺应这一发展趋势， 需要有机地将i n t e r n e t 技术与p d m 技术集成起来，采用i n t e r n e t 技术实现p d m 系 统，以便充分利用i n t e r n e t 技术的优势。 与传统的c s 模式的p d m 相比，基于网络技术的p d m 有以下优势【1 1 1 ： ( 1 ) 维护方便，采用w e b 技术的p d m 系统，客户端使用统一的w e b 浏览器， 而不需要像传统的p d m 那样在每台计算机上都安装和维护专门的客户软 件，因此安装和维护都比较方便。 ( 2 ) 用户接口友好，用户通过使用统一的w e b 浏览器浏览存储于服务器端的网 页，不仅操作简单，用户所需的培训少，而且用户接口友好，实施工作量 也小。 ( 3 ) 异构兼容性能好，系统采用w e b 技术实现，其位于客户端的w e b 浏览器与 硬件平台无关，可运行在w i n d o w s 、u n i x 等多种操作系统的计算机上，具 有良好的异构兼容性。 ( 4 ) 支持供应链的有效链接，该系统可使企业方便地与供应商或战略伙伴共享 产品数据信息，支持对供应链的有效链接，从而改善了供应链各环节的协 作，并且在企业开发新产品和产品转型时，有利于供应商早期参与的并行 6 第一章绪论 工程策略。 ( 5 ) 支持异地协同工作，该系统容许分散在各地的项目小组同时工作于同一项 目，每个小组在权限范围内访问由不同地区的其他小组输入的信息。这种 协作使企业以最小的代价把分布在不同地域的专业人员聚在一起来协同完 成一个项目。 ( 6 ) 支持动态联盟，动态联盟是把分布在不同地方的企业针对市场中的项目临时 组建的一支队伍，它随机遇而组建，随机遇消失而消失，基于w e b 技术的 p d m 系统可成为这种协同工作和信息的交流平台。 1 5 论文研究的内容 1 5 1 论文的选题意义 从目前来看，中小企业的特点如下： ，。 ( 1 ) 通常规模小，人数少，投资少，建设周期短，收效快。 ( 2 ) 产品零部件较少，产品结构相对单一，产品文档较少。 ( 3 ) 技术力量薄弱，标准化水平较低，管理方式落后，信息流不通畅，部f - j 2 间的协调能力差。 ( 4 )资金周转时间较短，技术开发力量薄弱，企业对实施p d m 的功能要求不高， 但要实用。 ( 5 ) 企业对市场的响应较快，因此要求p d m 系统能够快速提供企业内部资源情 况和市场的变化情况【1 2 】。 就目前来讲，我国中小企业的信息化管理水平相对还比较低，在产品设计方面， 还是采用一些小型的客户端软件，而且设计出的图纸资料一般都是独立的存放，缺 乏有效的管理，设计过程更是采用传统的一步步的方式。这种管理方式不但给工程 技术人员带来繁重的工作，而且效率低下。在目前市场竞争愈来愈激烈的市场环境 中，大多中小企业现有的管理水平已严重不能适应社会的潮流，如果不适时利用现 代化管理工具提高其管理水平，势必会被社会淘汰。 由以上可知分析，中小企业不需要昂贵的功能齐全的大型p d m 软件产品，但要 求p d m 系统的实施时间短、二次开发工作量少，对市场变化能够做出快速准确的反 应，系统尽可能多的考虑到国情和企业内部的实际情况，且行业的针对性强，工程 制造企业要求专用于工程制造的p d m 软件，电子产品加工业需要专门针对电子产品 加工的p d m 软件。 7 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 面对我国中小企业的激增，中小企业的数量已占国民经济的一半左右，实现中 小企业的信息化管理对提升我国整个国民经济有着重要的作用。从整个大局出发， 在中小企业中开发实施基于w e b 的产品数据管理系统有着相当重要的战略意义。 1 5 2 论文的主要工作 本论文从调研的具体实际情况出发，阐述了开发基于w e b 的中小企业p d m 系 统的意义，并就开发系统的过程及其涉及的关键问题进行了详细的论述。具体研究 工作主要包括： ( 1 )在对p d m 发展现状和前景进行充分研究的条件下，结合中小企业的具体 调研情况，论述了在我国中小企业实施p d m 对提高企业的信息化管理水 平有着重要的作用，乃至对提升我国整个国民经济都有非常重要的现实意 义。 ( 2 )结合我国中小企业的具体情况，在传统的结构模型的基础上构建基于w e b 技术的p d m 总体结构模型，分析使用w e b 技术的p d m 系统体系结构、 集成框架及其实施的网络环境。 ( 3 )通过调研和分析的基础上，设计系统各功能模块模型和系统工作的流程， 建立系统的用户界面。 ( 4 )建立系统的开发框架和网络环境，研究利用j d b c 技术对数据库连接，实 现系统前台界面与后台数据库的连接。 ( 5 )对系统进行必要的数据库设计，研究系统中的持久性实体在关系数据库中 的表现形式和它们之间的相互关系，为整个系统的开发和运行提供底层支 持。 ( 6 )根据以上分析，对产品数据管理系统的各个功能模块进行详细设计。本系 统的开发采用b s 结构的模式，采用j a v a 作为开发语言，e c l i p s e 作为开 发工具，t o m c a t 6 0 作为服务器，o r a c l e9 i 作为数据库管理系统来开发适合 中小企业的基于w e b 的p d m 软件系统。 1 。6 本章小结 本章节在通过对p d m 产生背景、定义和特点的做了大量的分析的前提下，研究了 目前p d m 的国内外现状以及将来p d m 的发展趋势。随着w e b 技术的发展，企业信息 化程度越来越高，如何结合w e b 技术开发p d m 系统己成为当前p d m 的研究热点，文 中通过w e b 技术与p d m 技术的比较分析得出两种技术实现结合的可能性，以及结合后 8 第一章绪论 带来的好处与优点。它的实现将可以大大改善目前企业的现状，提高企业的工作效率， 提升企业的文化内涵，企业的信息化水平相应的迈上更高的层次。 鉴于目前我国中小企业为数众多且管理水平较低，企业信息化程度不高，在中小企 业中成功实施p d m 系统可有力的提高我国整个国民经济水平，因此具有十分重要的战 略意义。本文通过对中小企业的实际调研情况出发，结合p d m 系统的最新研究热点， 提出了开发基于w e b 的中小企业p d m 系统。本章最后对选题的意义和论文的主要工作 做了相应的阐述，并针对开发此系统采用的方法和工具都做了简要的说明。 9 第二章幕于w e b 技术的p d m 总体设计 第二章基于w e b 技术的p d m 总体设计 开发基于w e b 技术的p d m 系统的目的是解决由于先进的生产技术、生产方式的引 入而改变了企业生产模式，造就了企业中大量信息管理混乱的问题。由于先进组织方式 的引用，实现了企业的跨地区、跨部门的研发和生产，因此传统c s 模式的产品数据管 理系统已经跟不上企业的发展要求，满足不了其发展目标，这就要求我们开发一种全新 的产品数据管理系统来对产品数据信息进行有效的管理，以达到企业信息化得要求。 一个p d m 系统要满足一个企业对其提出的各种要求，使用异构平台的软件与硬件 环境作为企业级的管理开发工具去开发一个面向产品全生命周期的产品数据信息进行 有效管理的系统，则必须要有一个开放的体系结构，必须建构一个跨平台的网络环境， 浏览器f j 及务器体系结构是一种实用的、能满足这种要求的技术。 2 1 浏览器i l l 务器( b s ) 模式 浏览器h i 务器( b s ) 结构模式是随着网络技术的迅速发展，对c s 体系结构的一 种改进，在这种模式中最核心的一点就是用通用的浏览器代替了原来的客户端程序，由 原来需要在每个客户端都要安装程序到现在只要有浏览器随时在任何一个网络平台的 计算机上访问系统。因此，应用程序在实施、升级和维护时，仅仅需要在服务器端进行 配置就可以了，所有的配置工作都集中在服务器端，大大的提高了系统的安全可靠性， b s 模式已经成为现在网络开发平台首选的工作模式【1 3 1 。 图2 1 三层b s 体系结构 f i g 2 1t h r e el a y e r sa r c h i t e c t u r eo f t h eb s 如图2 1 所示即为三层b s 结构模式下信息相互交流传递示意图，用户想要得到自 己所需的信息，首先是通过w e b 浏览器向w e b 服务器发送页面请求，这时w e b 服务器 通过分析页面请求的内容，并向数据库发送数据查询请求，然后数据库把查询的结果返 回给w e b 服务器，最后w e b 服务器以网页页面的形式把最后的结果返回到w e b 浏览器 端，用户通过这一系列的过程得到自己想要的信息。这就是在b s 模式下信息交流的整 个过程。 b s 模式给基于网络进行开发的系统带来极大地优势和好处，是网络技术高速发展 1 1 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 的结果。采用这种模式，不仅仅扩大了使用该系统的用户范围，而且使得系统的安全性 能也得到了大大的提高。因此，系统采用b s 模式对系统进行开发是适应了当今网络技 术的新要求，更是在激烈竞争的社会中采用的新的方式的必然选择。 2 。2 系统的功能和需求分析 基于w e b 技术的p d m 系统的关键是将分布在不同地域的产品设计过程与信息实现 一体化的管理，将产品全生命周期中的所有信息与过程进行网络化的管理是p d m 的核 心要求，从而为产品的整个生命中的设计过程提供一种有效的支持，以实现产品信息的 有效共享。因此，为保证产品全生命周期中各过程能够顺利进行，系统必须保证各部门 的设计人员高效的协同工作，有关信息的有效共享，产品开发过程的紧密跟踪、实施以 及监控，流程的平滑运行，从而为产品开发和管理提供一个健壮、高效和友好的集成框 架系统。因此，基于w e b 技术的p d m 系统应满足以下要求f 1 4 】： ( 1 ) 提供高效的信息浏览工具，在产品数据管理系统中的信息，既包括图像信息又包 括文字信息等，系统必须提供一种高效的信息浏览工具。 ( 2 ) 提供种标准的信息组织方式和统一的信息处理机制，保证整个系统中所有的成 员得到一致的信息，避免由于信息不一致带来的理解分歧问题，以提高信息管理 的质量。 ( 3 ) 健全的工作流程管理系统，流程管理是p d m 系统中的关键技术之一。在产品整 个生命周期中，有许多任务、文件需要审批、发放和管理，因此，系统必须提供 一种有效的管理机制对其进行管理。 ( 4 ) 严格的权限控制体制，产品数据管理系统面向的是参与产品研发的所有开发人员， 为保证系统的安全性，必须为各成员提供对数据信息的不同访问权限和流程的管 理权限。 ( 5 ) 提供高效的网络通讯、跟踪体制，保证多个项目小组及小组成员之间的协同工作， 并对通讯过程进行有效跟踪。 ( 6 ) 提供一种开放的、健壮的集成平台，保证其它软件工具能够容易的、无缝的嵌入 到p d m 系统中，实现系统间信息的互相操作。 ( 7 ) 提供友好的系统管理界面。系统界面的友好程度，直接关系到系统的应用和推广， 因此，系统必须要具有友好的界面，它可以简化系统操作的难度，提供运行该系 统的条理性。 2 3p d m 系统的总体体系结构 由以上分析可知，系统开发的适用中小企业的基于w e b 技术的p d m 系统采用的 1 2 第二章基于w e b 技术的p d m 总体设计 是b s 模式来构造p d m 系统的，系统的客户端只需要安装操作系统、网络协议软件、 浏览器即可，服务器端集中了所有的应用软件的开发和维护等工作【l5 1 。从p d m 系统的 具体的实现来讲，需要数据库来存储和管理产品数据系统产生的大量的数据信息，以 此作为系统的强有力的后台，而且还要保证数据信息的安全可靠性能。由于系统采是 基于网络开发的，就要能够保证系统实现产品数据信息在网络上的传输和共享，而且 要有相应的数据加密等安全保证措施。另外由于系统开发的目标是跨地域、跨部门的 协调工作模式，而且在多操作系统平台上都可以顺利的进行工作，这就需要系统能够 有良好的开放性能。总之，系统的目的就是为了达到能够对产品整个生命周期内的所 有与产品有关的数据和过程进行有效的管理。本文在原有的c s 模式的基础上提出一 个新的p d m 系统体系结构，其结构总共包括三层如图2 2 所示。 i 用户层 w 曲浏览器 i 防火墙n 网络协议 超文本传输协议 w e b 服 用工 盘立 项文户作品 口 口口 w e b 开 务 目 档 权流结配 管管限 程 构置 g 发工具 器 理理管管管管 理理理理 层 网络n 数据库接口 支持层操作系统、数据库服务器、电子仓库 图2 2p d m 的系统结构 f i g 2 2t h ep d m ss y s t e mf r a m e 整个系统分为三层，分别为用户层、w e b 服务器层、支持层。各个层之间通过数据 链联系起来而构成一个整体的系统，以下将分别对各个层分别进行介绍。 第一层是用户层，用户层指的是w e b 浏览器，它提供了一种与用户之间进行相互沟 通交流的平台，在这个平台中，用户只要拥有系统赋予的相应的权限就可以在任何时间、 任何地点通过网址访问w e b 服务器。在信息处理的过程中，客户端一方面通过本地计 1 3 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 算机上对数据输入的合法性进行检查，另一方面就是与w e b 服务器端之间的交互，由 图2 2 可以看出，客户端先将相关信息提交给w e b 服务器，由w e b 服务器进行分析处 理，在这个过程中会涉及到网络信息传输的问题，最后再把处理的结果再以网页的形式 发回客户端，客户端的用户根据所反馈的信息对系统进行相关的操作与处理，由此完成 用户层与w e b 服务器层之间的交互。 对于基于w e b 技术的p d m 系统来说，产品的开发往往会涉及到对图形图象的浏览 查看，客户层除应用界面还应包括集成开发工具，系统采用虚拟现实建模语言( v 蹦l ) 技术实现在网络上共享图形模型信息，所以需要客户端能够自动下载v r m l 插件。在 网络化制造环境下的p d m 系统，除了提供标准的主界面外，还要系统提供开发友好的、 各类用户都能使用的人机界面工具，如潜在合作伙伴与企业内部员工的功能需求就不 同，因此应当对用户类型及其使用权限进行判断，并将其作为系统实现的功能基础。 第二层是w e b 服务器层，它是p d m 的核心功能层，在整个系统中起到承上启下的 作用，它一方面与客户层根据需要进行必要的功能交互，以满足用户对系统的各种操作， 另一方面在支持层的支持下为系统的正常运行提供强有力的保障。在这层中主要是通过 w e b 开发工具开发相应的管理模块，在此平台中主要完成p d m 系统的工作流程管理、 项目管理、产品结构与配置管理、文档管理、用户与权限管理等功能，工作流程管理包 括了设计审批流程和审批更改流程，项目管理包括项目注册等操作，文档管理包括文档 的存储与检出下载以及文档的版本管理，用户和权限管理分为人员登陆、人员增加和更 改以及权限分配管理等操作，另外该层还应包括与这些功能有关的应用软件层，如 c a d c a e c a p p 和e r p 等系统集成软件。它承担了p d m 系统中的绝大部分的管理功 能，是直接与操作者联系的界面【l5 1 。 由于系统采用了b s 模式的设计方法，整个开发的系统构建在w e b 服务器上，通过 相应的数据库访问技术实现对数据库的操作。由于系统只需安装在企业中央服务器中， 系统中的用户对数据的操作与处理全部在服务器中，因此开发人员通过网络编程工具对 系统的设计的结果全部放在w - e b 服务器上。w e b 服务器层除了承担相应的业务功能逻 辑处理外，在浏览器端还要把用户请求的结果返回给w e b 浏览器，这时就应该对界面 的风格进行相应的设计，友好的用户界面可以使用户用的比较舒心，这也是企业文化的 一种体现。 第三层是系统支持层，由图2 2 可以看出，该层包括网络操作系统、传输协议等软 硬件，同时包含现有网络应用支撑系统，保证上层应用软件的正常运行，建立起安全、 可靠、开放的网络应用支撑平台。w - e b 服务器层与支持层之间通过上述介质进行相互联 1 4 第二章幕于w e b 技术的p d m 总体设计 系。通过网络传输协议保证了系统数据通信的安全性和完整性，实现异构平台的网络传 输；通过网络操作系统保证系统的正常运行，通过关系型数据库为系统提供坚实的后台 保障，数据库提供了数据的存储、更新，删除等操作功能。 在p d m 系统软件程序中会处理各种各样的数据信息，系统要求其转换为数据库可 以接受的数据库操作指令，使p d m 系统连接数据库成为可能。这里在开发的过程中把 相应的接口接入程序，就能实现系统前台界面与后台数据库的有效的连接，以保证系统 正常有效的运行。它工作的一般过程是首先由w e b 浏览器向w e b 服务器发出请求，然 后由w i e b 服务器进行解析，我们这里采用了的是t o m c a t 6 0 的服务器，这时接口程序会 根据具体的要求与数据库进行连接并将的结果返回给w e b 服务器，由w e b 服务器将最 终的结果以网页的形式呈现给客户端。在这个过程中可以看出，系统与数据库之间的操 作是整个系统运行的基础，p d m 系统主要是针对产品设计过程中有关信息与数据库之 间的操作，它们之间的有效配合是p d m 系统顺利运行的保障。 2 4p d m 系统的网络环境 基于w e b 的产品数据管理系统是建立在企业局域网( i n t r a n e t ) 内的，并通过企业外部 网络( i n t e m e t ) 和外界联系，系统的网络环境如图2 3 ，由图可见，基于w e b 的产品数据 管理系统为虚拟企业提供了技术支持，数据的安全性可以利用防火墙、权限控制、数据 加密、容错技术等安全技术来实现。企业内部通过内部网i n t r a n e t 连接，用户在浏览器 端通过访问w e b 服务器实现对产品数据库的查询和更新等管理操作。企业间通过外部 网i n t e m e t 互联，用户通过对本企业的服务器向其他企业的服务器发出访问要求，服务 器端可以链接到其他联盟企业产品信息管理的界面读取与合作有关的信息，从而实现了 逐层管理的层次化结构，加强了企业间的安全防御与管理。p d m 系统的维护在服务器 端，系统安装、维护工作量小，可最大限度的利用现有的网络环境资源【l6 。 p d m 作为信息化的集成平台，不可避免的需要将i n t e m e t 技术与p d m 技术集成起 来，采用i n t e r n e t 技术实现p d m 系统，以便充分利用i n t e r n e t 技术的优势。在当今激烈 竞争市场经济中，充分利用网络平台开发p d m 系统已成为大势所趋，基于网络的p d m 的实施能给企业带来意想不到的效果，特别是在我国为数众多的中小企业中，虽然实施 p d m 相同的任务还很艰巨，哪个企业成功实施都会在同行业中出类拔萃，这对提升我 国整个中小企业的信息化水平有积极地促进作用。 1 5 基于w e b 的中小企业p d m 系统的研究与开发 图2 3 基于w e b 的产品数据管理的网络环境 f i g 2 3t h en e t w o r ke n v i r o n m e n to fp d m b a s e do nw e b 由上图可以看出，产品数据管理的网络环境下有三个企业进行联盟，其中企业a 为 盟主企业，企业b 和c 为联盟企业。在企业内部通过局域网、交换机、集线器等软硬件 工具实现了用户在客户端