0.前言
隨著各種信息化系統PDM，MES，EPR等在企業的普及，系統集成成為眾多制造企業面前的重要課題。作為產品技術文件的重要組成部分，物料清單（BOM，Bill of Material）從不同的角度對產品進行了完整的描述。BOM是組織產品信息的重要形式，是產品數據管理（Product Data Management，PDM）的核心數據，貫穿于工程設計、工藝設計、產品制造、大修維護等產品生命周期的各個階段，成為企業信息集成的關鍵所在。根據統計，制造企業所用的計算機應用系統當中，大約有70%需要用到BOM。這些BOM存在于企業不同職能部門，根據其獨特的業務。國內外已有許多學者做了大量的研究，但主要是研究EBOM和MBOM的構建方法，對SBOM的研究很少；文獻提出了采購BOM的概念，但是僅考慮了批產階段的采購，沒有考慮到研發階段更改頻繁的特點，沒有建立SBOM和供應商相關文檔（如供應商交付要求等）、工藝和資源等的聯系，容易造成更改的不同步。
上飛公司供應商產品交付數據包含供應商產品交付規范書（SPS）和供應商產品交付物料清單（SPS-BOM）兩部分，它們是對供應商最終產品交付狀態的定義，是供應商產品制造構型和最終交付的重要依據。SPS與SPS-BOM這兩部分數據存在密切的關聯，但現階段SPS為手工編輯，設計發生變更后，這部分信息缺乏與工程數據源、SPS-BOM等的聯動關系。如何利用信息技術手段來形成供應商產品交付數據的結構化管理，保證飛機在設計-總裝-供應商領域數據的一致性，是當前企業信息化建設的迫切需求。
1.供應商產品數據管理系統開發相關技術分析
1.1 Windchill MPMLink技術分析
1.1.1 Windchill MPMLink基本概念
Windchill是PTC公司推出的一套集成應用軟件，用來管理產品和工序的整個生命周期。它充分利用了Internet和相關的信息技術，為系統提供了一種應用軟件基礎，從而保證用戶能快速、高效地部署產品信息應用軟件。
Windchill MPMLink是一種為制造工程師設計的綜合產品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）的應用程序，是業界新的綜合制造過程管理的解決方案，它通過一個完整的解決方案來支持制造過程管理（Manufacturing Process Management，MPM）進程。在該解決方案中，產品、進程和資源數據都在單一系統中進行管理，而無需復制數據。制造過程管理（MPM）是定義和管理用于制造部件、裝配最終產品和執行檢查的制造過程。在任何的產品生命周期管理（PLM）系統中，MPM過程是連接產品設計和產品執行的必要橋梁。作為PLM過程的數字管理部件，它是連接產品設計、生產計劃到資源和庫存安排的橋梁，制造過程管理如圖1.1所示。
圖1.1 制造過程管理
1.1.2 Windchill MPMLink結構
Windchill MPMLink由以下幾個瀏覽器組成：制造產品結構瀏覽器、制造資源瀏覽器、制造標準瀏覽器、工藝計劃瀏覽器、制造甘特瀏覽器和ProductView for Windchill MPMLink瀏覽器，它們都是基于Windchill PDMLink的產品結構瀏覽器體系結構的Java程序。所有這些瀏覽器都是用于創建和管理制造對象。
Windchill MPMLink的體系結構圖如圖1.2所示。
圖1.2 Windchill MPMLink體系結構圖
Windchill MPMLink被安裝在Windchill PDMLink環境上，除了Windchill系統共有的功能：工作流管理、變更和配置管理、訪問控制和文檔管理、產品結構管理等之外，它還具有以下功能。
1）制造物料清單（MBOM）管理：通過創建與源工程設計信息相關聯的制造物料清單，來確保制造過程計劃始終反映工程的當前設計。
2）工藝計劃管理：詳細說明了為生產、檢查、修復或維護指定部件或裝配體而需要在車間完成的任務。其中包括要執行的操作、操作的執行順序、所需的物理資源和技能、文檔參考、文本說明時間及成本要求。
3）制造資源庫和制造標準庫：制造資源是執行生產活動（諸如人員或設備之類）的實體，例如生產、維護、檢查或修理部件期間車間所需的資源；制造標準是組織到某分級結構中的制造功能和標準工序的集合。
4）其他：包括時間和成本估計等其他新的特色功能。
Windchill MPMLink的主要目的是提供一個工具，利用工程設計的數據去創建、存儲和管理制造產品的數據和工藝信息。
1.2 工作流技術分析
工作流管理是一個被業界廣泛應用并迅速發展的技術，它的主要特點是使處理過程自動化，使人以及各種應用工具相互之間協調工作，以完成某項工作。其目的是為了合適的人或軟件在恰當的時間執行正確的工作。
工作流是業務的自動化處理過程，在這個過程中，根據預定義的規則將文檔、信息在過程參與者中傳遞，最終完成業務的處理。工作流管理系統（WFMS）是通過管理一序列工作行為以及與活動步驟、相關人員、資源設備來提供業務處理程序上的自動控制，它是通過計算機軟件來定義、管理和執行工作流，計算機的執行順序是由工作流邏輯的計算機描述來驅動的。
工作流管理系統則是這一實現的軟件環境。使用工作流作為業務過程的實現技術首先要求工作流系統能夠反映業務過程的如下幾個問題：即業務過程是什么（有哪些活動、任務組成，也就是結構上的定義）、怎么做（活動間的執行條件、規則以及所交互的信息，也就是控制流與信息流的定義）、有誰來做（人或計算機程序，也就是組織角色的定義）、做的怎樣（通過工作流管理系統對執行過程進行監控）。因此，可以說工作流是一種反映業務流程的計算機化的模型，它是為了在先進計算機環境支持下實現經營過程集成與經營過程自動化而建立的可由工作流管理系統執行的業務系統。
根據所實現的業務過程，工作流管理系統可分為四類：
①管理型工作流（administrative workflow）：在這類工作流中活動可以預定義并且有一套簡單的任務協調規則。
②設定型工作流（ad hoc workflow）：與管理型工作流相似，但一般用來處理異常或發生機會比較小的情況，有時甚至是只出現一次的情況，這與參與的用戶有關。
③協作型工作流（collaborative workflow）：參與者和協作的次數較多。在一個步驟上可能反復發生幾次直到得到某種結果，甚至可能返回到前一階段。
④生產型工作流（production workflow）：實現重要的業務過程的工作流，特別是與業務組織的功能直接相關的工作流。與管理型工作流相比，生產型工作流一般應用在大規模、復雜的和異構的環境下，整個過程會涉及許多人員和不同的組織。
采用工作流管理系統可以在最大程度上集成組織的現有信息資源，實現資源的充分利用。由于工作流管理系統具有較好的柔性和開發性，因此，可以保證信息系統能夠順利的擴展以滿足不斷變化的市場環境。另外，工作流管理系統在工作流模型的基礎上進行業務過程進行，這就意味著信息系統已經從過去沒有一個具體的可量化指標的管理信息系統，發展到了一個建立在工作流模型上（并且是可以利用BPR或者其他仿真工具進行優化后的模型），按照預先定義好的規則進行執行，并且對于執行的結果隨時進行監控和評價的規范化階段。這種由過程建模—〉模型分析—〉過程優化—〉執行結果—〉統計分析—〉改進業務過程—〉優化運作的實施方法為成功地實施信息系統奠定了堅實的基礎。
1.3 J2EE架構分析
J2EE是由美國的SUN公司面向全球推出的一款用于開發企業級應用程序的體系結構，它提供了全套的基于組件的方法來設計和開發企業級的系統，并且提供了對其的裝配和部署，比較靈活方便。J2EE技術提供了對B/S的良好支持，在B/S模式下，客戶端只能是瀏覽器，所有的應用全部在瀏覽器中完成。遵照J2EE規范，系統的服務器端由表現層、業務邏輯層和數據層構成，表現層是用來進行數據的顯示，并負責從用戶那里獲取數據，業務邏輯層用來進行具體的業務邏輯操作，執行系統所負擔的工作流程，數據層則是用來進行數據的處理和存儲。J2EE的架構如圖1.3所示。
圖1.3 J2EE架構
在J2EE技術中，Java或Java2平臺為核心平臺。J2EE不僅囊括了Java或Java2標準版中的所有優點，包括對數據庫的操作，而且它還在網絡技術上給予了更好的支持，例如，對在互聯網上傳輸的數據進行保護。除此之外，J2EE還提供了對JSP、EJB和XML等的支持，為企業的整個業務流程自動化的實現提供了一套良好的機制。
在企業管理中，J2EE具有以下五大優勢：
1）約定俗成的標準，因為J2EE技術的流行使其被大面積地使用，因此，有大量的廠商也都開始支持J2EE，這樣，在軟件工程領域，J2EE的相關標準就越來越被軟件開發人員和軟件工程領域認為是屬于事實的標準，在開發時都首先去遵守J2EE的相關規范；
2）無須放棄現有的企業資產，目前企業的信息系統建設往往是基于以往系統的更新。一般來說，重新部署信息系統就意味著對原有信息資源的徹底放棄，但J2EE本身具有良好的兼容性和強大的適應性，因此，可以極大的保留原有的企業資產，并在原有的資產上做開發；
3）支持高效率的開發工作，J2EE不僅保留了J2SE版本中的大量優勢，而且本身也提供了大量的接口和API，以完成各種復雜的通用的功能，支持開發人員在開發軟件時對其直接調用。因而，無需重新開發這些功能，從而節省了大量的時間成本和智力成本；
4）支持異構環境，Java語言本身就具有強大的可移植性，支持多種平臺，因此，很好的保證了其與第三方軟件的兼容性，J2EE對異構環境的支持可以大大節約開發的兼容性成本；
5）可伸縮性，J2EE對分布式云環境的支持可以幫助企業建立一個功能強大的信息系統。
1.4 XML技術分析
XML語言是一種結構化的語言，可以用于對一些電子文件和一般性數據進行標注，使其可以被結構化地訪問，XML語言是可擴展標記語言，是標準通用標記語言，可以通過互聯網進行傳輸，且不必擔心數據的丟失，盡管相比數據庫管理系統，XML的功能不夠強大，但是具有簡單，且給人以一目了然的特點。
XML語言和常見的HTML語言不同，HTML語言主要是負責將數據顯示到網頁上供最終的用戶查看，因此，HTML的設計者往往會把關注點集中在頁面顯示的美觀、大方上。而XML則更加關心數據本身，它不僅僅僅是標簽加上數據，能夠根據標簽的不同來執行數據的搜索，并找到需要的數據。XML的設計者一般會把關注點集中在數據的表示上，以滿足在后面使用時，數據可以更加容易的被搜索和存取。
XML技術有多種應用領域，但主要的領域有以下幾個：
1）數據交換領域，在B/S結構中，數據交換一般都在服務器端來完成，一般分為三個層次，分別是系統描述層、流程控制層和數據控制層。XML的數據交換流程如圖1.4所示。
圖1.4 XML數據交換流程
2）Web服務領域，XML的Web服務往往會提供大量的可編程實體，并且提供給各種完全不同的系統通過Internet訪問；
3）內容管理領域，內容管理主要是對企業信息資源的管理，包括網站的內容管理和企業資源的內容管理，XML為內容管理領域提供了一套良好的數據存儲方案。
4）Web集成領域，XML提供了大量的標簽，可以幫助企業進行應用集成，以更好地滿足企業業務流程處理的自動化。
5）數據聯合領域，數據聯合領域是針對不同的數據進行統一的存取，開發人員不必關注這些不同的數據分別的表示方式。通過XML技術將數據聯合后，可以對上層提供一個統一的訪問接口。
在B/S結構的系統中，客戶端瀏覽器通過HTML頁面的形式提交XML頁面請求，服務器端則通過建立服務器XML請求處理中心來專門處理這些請求，服務器XML請求處理中心與服務器業務處理中心交互，隨后，請求處理中心將處理結果以HTML頁面的形式再次返回給客戶端。XML在B/S結構的系統中實現方式的詳細流程如圖1.5所示。
圖1.5 XML信息處理流程
和其他的相關技術相比，XML技術具有如下六大優勢：
1）派生于SGML，與網絡環境下的信息組織相適應，不僅本身提供了良好的數據組織方法，且允許用戶自行定義；
2）引入了結構的概念，采用標簽進行數據的標識，可以幫助開發人員進行數據的搜索；
3）與平臺的無關性，XML語言僅僅是一種數據的表示方法，與任何平臺都沒有關系；
4）可以高效地實現Web信息的存儲和交換，擴展了在網絡環境下系統的開發方法；
5）方便對結構化的數據進行傳送，可以作為需要傳送信息的載體，傳送需要的信息；
6）XML的腳本在客戶端瀏覽器中運行，從而大大減輕了服務器端的負載，節省了服務器端資源。
1.5 AJAX技術分析
AJAX技術是AsynchronousJavaScript+XML的簡寫，即異步的JavaScript技術和XML技術。其通過在瀏覽器與服務器之間引入Ajax引擎來實現異步的通信，這樣，用戶不需要向服務器端手動提交數據，即可實現客戶端瀏覽器與服務器之間的通信，Ajax技術的引入極大地提高了網站的用戶體驗。Ajax的Web應用模型如圖1.6所示。
圖1.6 Ajax Web應用模型
因為Ajax具有擅長異步處理數據的特點，因此在動態更新Web頁面上可以引入Ajax技術。Ajax技術的使用主要在以下場合：1）身份和數據驗證時；2）異步數據傳輸時；3）動態更新頁面時。
1.6 本章小結
本章主要對相關技術進行介紹，首先介紹了Windchill MPMLink的架構及相關的二次開發技術，其次介紹了J2EE架構、XML以及AJAX等WEB開發技術。
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