目前國內外傳統的PDM產品，其產品數據管理模型一般是基于產品結構樹的，其實質就是：產品結構管理和圖文檔管理。傳統的圖文檔管理系統通常是直接管理物理存儲的計算機文件，而產品結構管理中的產品結構數據是獨立于圖文檔而單獨存在的數據集合。傳統PDM系統的特點是直觀，但存以下幾方面的問題：a.難以管理完全基于數據庫的應用軟件所產生的產品數據；b.難以反映出不同類型的文檔之間豐富的關聯方式和邏輯關系，如圖紙與工藝文檔之間的關系；c.難以反映出不同版本的物理文件之間的版本對應關系；d.難以處理緊密關聯的多個文檔的復雜的演變過程，以及復雜的工作流和項目管理；e.難以處理零部件結構的版本，難以描述零部件在生命周期中的演變過程；f.難以記錄產品結構復雜的替換代用、選用、數量變化關系。
本研究將PDM系統作為各種計算機應用系統的集成框架，建立起對產品數據管理的完整有效模型，實現對異構產品數據進行全面有效的管理，進而達到對整個產品生長過程進行控制的目的。
1 面向對象的產品數據管理模型
面向對象的思想是軟件工程學發展的結果，它是以對象的觀點來表達信息以及信息之間的關系，對象封裝數據和行為，對象之間通過消息傳遞信息。
產品數據管理模型是一個很大的領域，按照面向對象的OMT方法，應包括對象模型、動態模型和功能模型，在此只討論對象模型。為了解決傳統PDM系統中的問題，借鑒面向對象的思想，提出了PDM系統中新的產品數據管理模型，并基于此模型開發了PDM系統———TWS系統。在TWS中將系統需管理的數據抽象為對象，對一組具有相同屬性和允許操作的對象抽象為對象類。通過定義類、類的屬性、類之間的聯系來對PDM系統需要管理的數據產生的過程和數據之間的聯系進行管理。
在TWS系統中對象是數據的一種直觀表現形式和常見載體，是邏輯上不可分的整體。如圖紙、明細表、計算書共同構成了一個零部件設計對象，缺少了任何一個部分該對象都是不完整的。對象管理是產品數據管理的基礎。
文卷是指廣義上的文件，它分為兩類：外部文卷和內部文卷。外部文卷就是指計算機文件，通常是由CAD，CAPP，CAM等系統及各種應用程序生成。內部文卷是指TWS系統的內部文件，即記錄零部件結構關系的信息（故又稱結構文卷），在物理上就是數據庫中某個產品結構關聯表的一組記錄。文卷是文卷類的實例。
在TWS系統中將所有產品數據抽象為對象，對產品數據的管理分為以下幾步：a.對象類的定義，定義對象類和對象類的子類；b.實例化對象類，通過實例化對象類，建立對象；c.對對象進行管理。
a.對象類的定義
對象類從對象類分類屬性、對象類的屬性集、對象類包含的文卷類、對象類關聯的對象類等方面來定義，后三項在實例化對象時應確定。對象類分類屬性是指對象類本身的分類特征，如對象類的名稱、狀態、備注等。
對象類屬性集是指對象類的實例對象具有的屬性。如零部件對象類的屬性包括：代號、產品型號、名稱、版本號等。
對象類包含的文卷類是指與對象類相關的文卷信息，包括外部文卷（系統文件，如DWG文卷類、GXK工藝文卷類、設計說明書等）、內部文卷（零部件結構文卷類）。
對象類關聯的對象類是指定義對象類與其他對象類的關聯關系。如：零部件對象類與之關聯的有裝配工藝路線單對象類、裝配工藝卡對象類、機加工工藝卡對象類等。
在TWS系統中定義了5個基本的對象類：零部件對象類、工藝文檔對象類、EBOM對象類、BOM匯總對象類、系統文檔對象類。此外，企業可利用系統提供的自定義工具來定義自己的對象類，也定義基本的對象類的子類。TWS系統中產品數據管理的對象類分級模型如圖1所示。
圖1 對象類分級模型
b.對象管理
對象管理包括對象的創建、查詢、瀏覽、修改、打印、廢棄、刪除、分類等操作，在TWS系統中，左邊是企業定義的對象類，右邊是數據倉庫中的對象類，對象的管理通過右鍵菜單來實現。
2 TWS系統中產品數據管理模型
TWS 統中的產品數據管理模型具有傳統數據管理模型明顯的優勢，能方便地處理傳統PDM系統中存在的問題。
2.1 基于數據庫的產品數據的管理
新的數據管理模型支持虛擬的“文件”，即廣義上的文件，對應一個實體型信息對象。一個實體型信息對象是指一個數據集合，這些數據相互關聯成為一個整體，并能以某種形式表現出來。它的表現形式不僅僅是計算機文件，同時包括一組存儲在數據庫或者其他位置的數據，這樣就可以完成對基于數據庫的應用軟件產生的數據的管理。
2.2 文檔之間的關系、不同版本對應關系的處理
由于采用了“對象”-“文卷”的架構，同一個對象中可以包含多個文卷，這些文卷之間的版本對應關系可以通過對象本身的版本來描述，如零部件對象的第一版本是由圖紙的第一版本加上計算中的第二版本這兩個文卷組成的。通過對象的版本可以清晰地描述不同文卷版本之間的關聯關系。同時結構文卷反映的是產品結構關系，實際上也是零部件對象之間的引用關系。
2.3 關聯文檔的演變過程管理、復雜的工作流管理和項目管理
用對象的概念將相互關聯的文卷（設計圖文卷和結構文卷）封裝為一個對象，不單獨管理每個文卷自己的演化過程，而將對象所包含的所有文卷的產生、更改都啟用相同的流程（即對象的流程），保證流程一致、信息一致、版本一致。
2.4 產品結構信息的版本管理
利用“實體型信息對象”模型，將產品結構信息這個“實體型信息對象”作為廣義的文卷處理（即結構文卷），來實現對產品結構的版本管理。
2.5 產品結構中復雜替換代用、選裝關系的處理
零部件（/產品）樹實質上是零部件對象樹。由于零部件的代號就是零部件對象的代號，零部件的版本就是零部件對象的版本，因此，一個零部件對象樹完全能夠反映零部件結構樹的所有特征。零部件結構樹反映的是零部件對象之間的一種關聯關系，它是一種“視圖”，其本身并不是一個對象實體。將零部件的結構（即裝配關系）作為獨立于零部件對象本身而存在的視圖進行表達時，在這個視圖上，可以支持產品結構上復雜的替換代用關系、選裝關系，還可以基于對象類或者基于具體的對象來定義零部件的裝配規則，比如實現紡機行業的機型（M，V，MF，W等）、錠數和左右手等復雜的裝配約束關系，建立產品模型，快速定義和配置產品。
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本文標題：PDM系統中產品數據管理模型的研究和應用
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