1 引言
造船廠作為一種復雜大系統的總體設計與建造企業，其企業產品數據管理系統有其特殊的封閉性和專用性，如何以現代造船模式下船舶產品的數字化設計為基礎，開發針對船舶產品設計的PDM系統，已成為船舶企業實現信息化的關鍵所在。
Tribon系統是目前國內造船企業引進的面向船舶設計與制造的計算機集成軟件系統，該系統含有從船體到舾裝一體化的產品信息模型數據庫系統。基于Tribon軟件，開發船舶設計PDM系統以滿足現代造船的需要具有重要的意義。
為了能從整體上把握船舶產品設計PDM系統的結構框架與工作流程，本文介紹了面向對象的統一建模語言UML（Urufied Modeling Language）和Rational Rose在PDM軟件開發階段的使用，并討論了系統的分析，設計及建模過程。
2 船舶PDM系統的構建
船舶設計PDM系統是船舶產品從設計開始到設計結束整個生命周期中，對相關數據和相關過程進行查詢、計劃、管理和控制的管理系統。考慮到造船企業都有局域網環境，所以船舶設計PDM系統采用基于Client/Server或者Browser/Server模式考慮其系統的構建。
船舶PDM系統的構建首先從建立框圖開始。通過驅動CAD系統對船舶進行模塊劃分，從而對產品進行模塊化數定義（如圖1所示），具體每個分段按照專業添加枝節點，然后按照PDM圖文檔及表檔等對各種操作的具體要求添加葉節點，從而使系統在對圖、文、表檔的管理上形成父、子、孫式的隸屬關系。
圖1 模塊圖
由于系統的復雜性，有些不能線性展開的節點不能由上面的框圖直接表達，還要通過事件驅動的辦法來實現其功能。比如系統維護下面應該有設計人員管理。設計人員管理事件可以驅動彈出頁面，以供選擇增加新成員、修改成員或者刪除成員。如果是新增成員要合適的窗體用來輸入新成員的資料。
3 船舶PDM系統的建模
為了保證船舶PDM系統設計良好、確保開發人員與用戶及時溝通，并充分滿足船廠的要求，應該對要開發的PDM系統進行系統建模。面向對象方法是一種運用對象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳送和多態等概念來構造系統的方法。面向對象的系統分析(OOA)是采用從特殊到一般的歸納方法，對現實世界中的實體進行分類，區分對象及其屬性，整理對象及其組成部分，并劃分不同的類，從而得到現實系統中對象及其關系，進而分析并掌握系統運行的規律。其重點是使用面向對象的觀點解決現實世界模型的建立問題。UML(Unified Modeling Language)語言就是面向對象技術發展的結果，用來確定展示和記錄軟件系統，其優點在于它已經成為軟件工業界廣泛認可的標準，統一了對象模擬的標記和含義，使軟件設計工具能發揮更大效用。
Rational Rose軟件是分析面向對象軟件系統的強大可視工具，在目前的面向對象分析、建模、設計與工具市場上起著主導作用。它把UML描述圖重新組合，有效表達大型復雜系統的體系結構。
Rational Rose的四個視圖是Use-Case視圖、Logical視圖、Component視圖和Deployment視圖，每個視圖針對不同的對象，有不同的用途。
Use-Case視圖包括系統中的角色和使用案例。它關注系統功能的高層形狀，不關注具體實現方法。
Logical視圖關注如何實現使用案例中提出的功能，提供系統的詳細圖形，其焦點在于系統的邏輯結構。
Component視圖主要提供系統在運行環境中的組織形式。
Deployment視圖描述系統硬件的部署，反映了其在分布處理方面的特性。
Rational Rose在系統開發階段很有用，可利用它在開始階段生成業務模型和使用案例模型來描述系統的邊界，從而一開始就保證系統結構合理；在細化和構造階段可以生成活動框圖，顯示事件流程。
本船舶設計PDM系統是采用Rose EntERPrise來建模的。Rational Rose用Use-Case視圖從角色來描述系統；Logical視圖描述系統中的類、類包和其他邏輯結構；Component視圖用來描述系統文件的物理布局；Deployment視圖描述系統的網絡結構。圖2是系統的Use-Case框圖，它用來表達用戶在一定的權限下的功能。而每一個用例的細化可用其他框圖來表達（如活動框圖，序列圖）。
圖2 USE-CASE圖
圖3是系統的一個類框圖，它表達系統內人員類的關系。其中箭頭的指向表達了類的繼承關系。根據繼承的公有、私有或保護繼承，從而決定了子類對父類的屬性及方法的可用性。
圖3 類圖
4 數據庫系統選型
按照數據結構類型的不同，可將數據庫系統的數據模型分為網狀模型、層次模型和關系模型。關系模型和前二者的區別，在于它是用表格的數據而不是通過指針鏈表來表示和實現實體之間的關系。
船舶設計PDM涉及到許多的數據庫表，如上述人員數據庫表及各種圖檔、表檔等，種類繁雜。如產品的每一個部件都是對象，這個對象就是一個結構化數據；無論是結構化還是非結構化數據，都需要存貯在數據庫中，要用數據管理系統來管理。
在PDM中，大多數用戶用得最多的是數據庫查詢功能，只有最高層的系統管理者才會用到關系式數據庫的管理功能。但是，考慮到數據的安全性對于PDM系統至關重要，所以在數據庫的選型上可采用Oracle關系型數據庫。其模型數據簡單，易于被用戶理解和接受。系統用到許多的數據庫表，對于一些圖檔、文件數據可打包后送到PDM系統，該系統把這些數據作為廣個整體直接存貯到數據庫中，再將與此幾何數據有關的元數據也存進數據庫中，并在元數據和幾何數據之間建立聯系。
在船舶PDM中，用到船舶CAD系統TRIBON中的許多信息，對于這些信息可利用允許的數據提取方法對TRIBON數據庫進行有針對性的數據抽取，把TRIBON數據中有用的信息提取出來并存放到指定的數據庫表中，以供PDM系統查閱。
PDM系統中還用到許多數據庫表，如人員表、項目記錄表、項目表、專業表、各種屬性表等，所有的數據庫表都要用數據管理系統來管理。系統層次圖如圖4所示。
圖4 層次圖
5 結語
在船廠現有的TRIBON軟件系統平臺上，通過開發PDM系統建立的產品信息管理系統，可有效提高產品技術管理水平，縮短產品設計和建造周期。為了能從整體上把握船舶產品設計PDM系統的結構框架與工作流程，本文基于面向對象的統一建模語言UML（Unified Modeling Language）和Rational Rose工具，討論了船舶產品設計PDM系統的分析、設計及建模過程，為該PDM軟件的開發奠定了良好的基礎。
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