1 概述
本項(xiàng)目來源于與某機(jī)械設(shè)計(jì)研究所的合作項(xiàng)目。近年來，企業(yè)競爭日益劇烈，外部壓力日益增大，企業(yè)的業(yè)務(wù)模式由傳統(tǒng)的垂直型轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸鄻踊椥院蛯I(yè)性的水平型。使企業(yè)能更專注于自己的業(yè)務(wù)特長，在產(chǎn)品研發(fā)時(shí)，能更好地利用國內(nèi)更先進(jìn)的技術(shù)力量，以實(shí)現(xiàn)合作方異地協(xié)同設(shè)計(jì)。
該所已經(jīng)成功地把PDM（Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)用到本地產(chǎn)品設(shè)計(jì)、管理中，將產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，按一定模式加以定義、組織和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在整個(gè)生命周期內(nèi)保持一致和共享，為企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)構(gòu)筑一個(gè)并行產(chǎn)品開發(fā)和管理的環(huán)境。
企業(yè)需要擴(kuò)展原有的PDM系統(tǒng)，搭建基于互聯(lián)網(wǎng)的合作方協(xié)同溝通平臺(tái)，使得部件設(shè)計(jì)合作方能夠在早期就介入產(chǎn)品的研發(fā)過程，及時(shí)獲取產(chǎn)品信息和變更通知，并將相關(guān)的信息及時(shí)反饋到企業(yè)，縮短主要設(shè)計(jì)部門和合作方的溝通時(shí)間，提高合作方在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)各方共贏。
升級后的PDM系統(tǒng)整體采用基于Web Services的架構(gòu)形式，主要基于兩點(diǎn)考慮：一是有利于協(xié)調(diào)不同的服務(wù)領(lǐng)域間的異構(gòu)數(shù)據(jù)模型；二是便于實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)的集成(SOI)。
本項(xiàng)目中Web Services所提供的服務(wù)，把各個(gè)合作方本身異構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過Web Service中的XML層，轉(zhuǎn)換為通用的XML形式，然后由PDM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，這樣就形成一個(gè)在項(xiàng)目內(nèi)共享的數(shù)據(jù)總線。在這個(gè)過程中，WSDL在服務(wù)契約的定義擔(dān)任了關(guān)鍵角色。這種技術(shù)路線的優(yōu)勢在于，各合作方的數(shù)據(jù)服務(wù)是獨(dú)立而且異構(gòu)的，采用Web Services技術(shù)就能夠提供一種快速集成方案，項(xiàng)目將關(guān)注共享數(shù)據(jù)與可重用的服務(wù)，而不是專有的集成產(chǎn)品，因此能夠更快、更輕松地確保IT投入與企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃保持一致。
在系統(tǒng)中采用XML格式可能會(huì)有效率問題，但是本項(xiàng)目大量的工作是用于合作設(shè)計(jì)過程控制與管理，產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)過程利用內(nèi)部原有的處于封閉狀態(tài)的PDM系統(tǒng)，大部分相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸速率應(yīng)該是在可接受范圍內(nèi)的。至于少量大型工藝文件，考慮到合作方協(xié)同設(shè)計(jì)主要是在里程碑點(diǎn)上的傳輸，而不是日常的頻繁傳輸，所以速率問題不大。系統(tǒng)的概念性總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)概念性總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 升級時(shí)PDM系統(tǒng)的主要需求
2.1 實(shí)現(xiàn)協(xié)同模式下的產(chǎn)品項(xiàng)目管理與過程管理
(1)R1-1：產(chǎn)品應(yīng)該具備項(xiàng)目的創(chuàng)建、修改、查詢、審批、統(tǒng)計(jì)等能力。
(2)R1-2：產(chǎn)品應(yīng)該提供項(xiàng)目人員和組織機(jī)構(gòu)的定義和修改，并對合作方進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控。
(3)R1-3：產(chǎn)品應(yīng)該在對項(xiàng)目人員和組織機(jī)構(gòu)有效管理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對各類人員角色的指派。
(4)R1-4：產(chǎn)品應(yīng)該在人員角色確定后，規(guī)定其對產(chǎn)品數(shù)據(jù)操作權(quán)限。
(5)R1-5：產(chǎn)品應(yīng)該具備協(xié)同項(xiàng)目開發(fā)過程定義的能力。
(6)R1-6：產(chǎn)品應(yīng)該保證用戶能夠自定義過程單元，并且能夠把這些單元連結(jié)成適當(dāng)?shù)墓ぷ髁鳎芏x工作流每個(gè)單元完成后需要提交的設(shè)計(jì)對象（部件、零件、文檔等）。
(7)R1-7：產(chǎn)品應(yīng)該具備過程管理的手段，能夠建立任務(wù)列表，并記錄每個(gè)列表的執(zhí)行信息。
(8)R1-8：產(chǎn)品應(yīng)該具備協(xié)同項(xiàng)目開發(fā)任務(wù)定義與過程監(jiān)控能力。
(9)R1-9：產(chǎn)品應(yīng)該有效交互信息，能夠根據(jù)工作進(jìn)展情況，向有關(guān)人員提供相關(guān)信息和解決方案。
2.2 實(shí)現(xiàn)工程圖檔及設(shè)計(jì)文檔的有效管理與檢索
(1)R2-1：產(chǎn)品應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫中建立合理的工程圖檔管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
(2)R2-2：產(chǎn)品應(yīng)該構(gòu)建有效的工程圖檔管理功能。
(3)R2-3：產(chǎn)品應(yīng)該根據(jù)用戶定義的信息項(xiàng)完成圖檔基本信息的錄入與編輯。
(4)R2-4：產(chǎn)品應(yīng)該建立圖檔基本信息與圖檔文件的清晰的連接關(guān)系。
(5)R2-5：產(chǎn)品應(yīng)該實(shí)現(xiàn)圖檔文件的批量入庫和交互入庫方式。
(6)R2-6：產(chǎn)品對于指定的圖檔文件從數(shù)據(jù)庫中釋放，并傳送到客戶端進(jìn)行操作，應(yīng)該支持Check-in/Check-out功能，以保證文件的完整性和一致性。
(7)R2-7：產(chǎn)品顯示模塊應(yīng)該可以瀏覽和顯示多種常見格式的文件。
(8)R2-8：產(chǎn)品應(yīng)該為用戶提供快速、方便的批注功能，支持使用各種用于批注的實(shí)體（復(fù)線、指引文字和云狀線等）。批注文件可存放在獨(dú)立的文件中，充分保護(hù)原始文件。
2.3 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與圖檔的配置管理與變更管理
(1)R3-1：產(chǎn)品應(yīng)該建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，該樹的節(jié)點(diǎn)與文檔對象應(yīng)該有清晰的可視化關(guān)系。
(2)R3-2：產(chǎn)品應(yīng)該對設(shè)計(jì)文檔與圖檔的版本演化有管理能力與可視化表達(dá)能力。
(3)R3-3：產(chǎn)品應(yīng)該針對設(shè)計(jì)中的不同批次或同一批次的不同階段（如設(shè)計(jì)、工藝、制造與組裝等）生成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息，生成不同的視圖。
(4)R3-4：產(chǎn)品應(yīng)該能夠查詢與瀏覽零部件之間的層次關(guān)系，并用圖示方式顯示產(chǎn)品各種配置信息的變化，包括結(jié)構(gòu)的改變、各種版本的演化。
(5)R3-5：配置管理與變更管理應(yīng)該能夠?qū)Ξa(chǎn)品的各版本數(shù)據(jù)提供凍結(jié)、釋放、復(fù)制等操作。
(6)R3-6：產(chǎn)品對文檔或圖紙進(jìn)行編碼的規(guī)則應(yīng)該符合企業(yè)編碼規(guī)則，這個(gè)規(guī)則在系統(tǒng)中應(yīng)該是可以訂制的。
3 PDM高層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)共分成三個(gè)子系統(tǒng)：
(1)項(xiàng)目管理與過程管理子系統(tǒng)(Project Management and Process Management，PM&PM)。
(2)工程圖檔與文檔管理子系統(tǒng)(Engineering Drawing and Document Management，ED&DM)。
(3)配置管理與變更管理子系統(tǒng)(Configuration Management and Change Management，CM&CM)。
各子系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)成具有獨(dú)立系統(tǒng)架構(gòu)的完整系統(tǒng)，為了減少子系統(tǒng)之間的耦合并增加子系統(tǒng)的內(nèi)聚度，項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求各子系統(tǒng)之間不得直接交互，它們只能通過共享的數(shù)據(jù)總線(Data Bus)進(jìn)行交互，從而減少了開發(fā)、集成、調(diào)試、維護(hù)以及后期升級的難度。系統(tǒng)的整體體系結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)整體體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線通過Web Services技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，隔離了遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)的物理位置、數(shù)據(jù)格式等信息，把本地?cái)?shù)據(jù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)結(jié)合起來，使用者并不需要知道這些遠(yuǎn)程異構(gòu)數(shù)據(jù)源的具體情況。系統(tǒng)還提供了公用的數(shù)據(jù)格式與交換、緩存和安全機(jī)制，提高了模塊的可復(fù)用性。
系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用垂直分層、水平分模塊，力爭結(jié)構(gòu)清晰。垂直方向基本按照表示層、業(yè)務(wù)層和持久化三個(gè)層次劃分，使關(guān)注點(diǎn)分離功能分割清晰，而且通過接口分解了模塊之間的耦合性，便于系統(tǒng)維護(hù)。
在表示層，按垂直方向分離了用戶接口組件和用戶接口過程組件；在業(yè)務(wù)層，按照統(tǒng)一的接口對外，水平分離了業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)組件和業(yè)務(wù)實(shí)體；在持久化層，水平分離了數(shù)據(jù)訪問組件以及服務(wù)代理，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)總線機(jī)制，使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)清晰度得以提高。
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本文標(biāo)題：基于Web Services的PDM文檔管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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