引言
为了充分利用计算机技术和网络技术的资源,企业呈现出分布化、集团化和专业化的趋势,以及异地设计与制造、动态联盟、虚拟企业等新的组织和合作方式,要求企业或其联合体充分利用科技、资源(包括人力、物力)优势,形成超越空间约束、靠电子手段联系、统一指挥、协调运行的经营实体。要实现在企业联盟中快速、低成本、高质量地开发产品,各个企业除了要有高素质的员工和先进的开发工具外,更需要有对产品开发项目进行合理规划、管理和反馈控制的过程管理能力。这种能力是否能够在产品全生命周期中得到体现,关键是要建立一个适合多个企业联盟的虚拟集成产品开发环境。
目前,以PDM系统为集成框架已经成为CIMS应用的一个方向,PDM集成框架能够很好地支持企业产品开发的全生命周期,对各阶段、各种活动和各类应用(包括设计、制造和经营管理)等进行信息、应用和过程的集成,能够支持不同规模的企业和多种多样的企业信息环境,适合在多厂商网络和平台上运行应用软件,具有良好的可伸缩性。
但在分布式企业PDM之间的信息集成与协作上,原有PDM集成框架技术和方法很难满足要求。具体体现在:
①系统集成的耦合度由紧密集成趋向于松散集成;
②由于企业组织之间的利益制约、潜在的竞争和系统安全性问题,故也不希望企业与企业的应用之间的联系过于紧密;
③目前流行的集成框架技术与产品,基本上是基于局域网Intranet这种网络环境,但分布式企业集成是基于Internet环境,网络安全和带宽的限制是必须面对的一大问题。
1 分布式PDM系统集成框架的体系结构
本文结合PDM框架技术和Web技术,提出一个基于web的分布式企业PDM集成框架,在企业内部以PDM为集成框架,集成CAD/CAM/CAPP等应用系统;在企业与企业之间,以web和J2EE技术为集成框架,以信息交换为主要形式,构造一个支持产品开发全过程的虚拟集成环境,如图1所示。
图1 基于Web的分布式企业PDM集成框架
分布式PDM系统集成框架能够为分布式PDM系统提供一个集成的信息平台。所有的企业PDM系统,通过相应的PDM系统接口,利用集成信息平台提供的数据服务功能,实现不同企业间的产品信息交换。通过一个统一的数据交换渠道,或称“数据交换机”的机制,可以对整个协同系统中的各个节点企业之间的信息交互进行管理与控制,从而使整个系统能够协调地工作。
分布式PDM系统集成框架是集硬件网络、软件应用和服务于一体的应用服务体系框架,它可为企业与企业之间提供基于产品数据管理的信息交换。该框架分为三层结构:支撑环境层、业务逻辑层和应用服务层,如图2所示。
图2 分布式PDM系统集成框架体系结构
(1)支撑环境层
它的文件系统和数据库系统存储框架系统的管理对象和业务数据,Web服务器、邮件服务器和应用服务器是整个框架系统基于Internet实现的技术架构,系统应用程序接口(API)为业务逻辑层对象的持续化提供编程接口。
(2)业务逻辑层
它是整个框架系统的核心,它为具体业务应用提供业务处理组件,包括系统验证和授权,以及为分布式企业协作产品开发过程中所遇到的通讯问题、交流问题、数据传输问题及数据标准与一致性等问题提供特定领域的逻辑处理接口,图3描述了模块之间的依赖关系。
图3 业务逻辑层模块图
(3)应用服务层
它一方面为最终用户提供分布式产品协作的功能服务,包括在线交流服务、产品数据传输及发布服务、数据格式转换服务等;另一方面为系统管理者提供系统管理功能,包括用户注册信息的审定、企业节点及企业节点关系的建立、产品结构及产品结构树与企业节点关系的定义等。
2 集成框架业务逻辑层对象模型
2.1 注册管理与权限控制模块
(1)注册管理
它用于对框架系统中不同企业及企业用户的身份验证。作为一个框架系统提供的所有服务功能,只有在企业机构以及该企业的用户在系统中被注册,才能够登陆框架系统,并获取相应的授权后,方可使用被授权的合法功能。另外,它为系统服务使用中涉及的一般用户提供身份验证,如在线交流服务中参与人的登陆身份验证等。
(2)权限控制
它是实现框架系统功能,对已注园册的企业用户进行使用权限的分配和验证。为了实现框架系统使用功能的权限分配和验证,需要完成下列功能:注册系统功能、定义系统功能角色、将系统功能角色分配给企业用户、用户在功能调用时进行权限验证。
在实际情况下,注册企业用户不是通过用户身份来使用框架系统提供的系统功能,而是通过授权的角色来使用系统功能。角色由系统管理员定义,它是一组功能实体的集合,角色成员和角色对应的系统功能的增减也由系统管理员来执行。系统管理员有权定义和分配角色,企业用户注册后,与系统使用功能无直接联系,他只有通过角色才享有该角色所对应的权限,从而访问相应的系统功能。注册与权限控制对象模型如图4所示。
图4 注册与权限控制对象模型
2.2 节点与节点关系管理模块
从具体应用领域的角度来看,框架系统中的企业节点和企业用户不再是一个只有简单注册信息和授权信息的普通对象,还拥有领域内所赋予的许多特殊属性。节点管理功能模块的目的就是进一步提供对企业和企业用户的这些特殊属性的管理。在分布式企业产品开发过程中,通常存在一个称为“盟主”的核心企业,它是整个产品结构及其数据信息的最终拥有者,是节点管理中的一个特殊节点,同时,在一个产品开发项目中(或工作区中)只能有一个盟主节点企业。
节点管理模块约束了分布式产品开发过程中参与的企业节点和企业用户的特征,为节点关系管理以及应用层功能提供了必要的管理和实现的基础。节点关系对象反映的是作为框架系统中各个企业节点之间建立的一种产品数据交换渠道,为框架系统企业节点关系对象的建立、使用和维护提供服务。
在分布式企业产品开发过程中,企业之间的数据交换是频繁和动态变化的,传统的点对点直接数据传输方式,无法实现整个系统数据传输的有效组织和管理,更谈不上相互之间协同工作了。通过在节点关系对象中定义相应的产品数据对象,不但规范了传输方式,而且规范了传输的对象,保证了正确的数据,通过正确的“道路”传输到正确的接收者手中。节点与节点关系管理对象模型如图5所示。
图5 节点与节点关系管理对象模型
2.3 产品结构管理模块
为了实现产品结构管理,首先要创建产品零件结构树,它由产品装配系统图、产品零部件明细表(包括通用件、标准件、自制件、外购件、外协件和原材料)所产生,并用树状方式进行描述,树中的各个节点(即ITEM)分别表示部件或组件,叶节点表示零件。采用产品结构树来组织从许多数据源得到的那些互不相关的产品数据,使不断变化、非常复杂的产品数据在逻辑上能够保持一致,并且使企业的每个使用者都能够理解。
产品结构管理以材料清单(BOM)为组织核心,它是若干ITEM的有序集合体。通过BOM的树形结构,把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来,以实现对产品数据的有效组织、控制和管理,它是目前企业产品开发中最实用的技术,也是PDM系统中的重要管理数据对象。
在分布式企业产品开发模式中,各个企业围绕统一的产品结构来协同完成产品的开发工作。其中,盟主企业是主要产品结构的定义者,也是整个产品数据信息的最终拥有者,其他节点企业被定义为部分产品结构的使用者,在被定义的产品结构范围内拥有数据的组织和管理的权力。
产品结构管理模块的主要目的是管理产品结构树和为协作节点企业定义部分产品结构使用权限。主要功能有:产品结构BOM的初始化、产品结构BOM的维护、产品结构BOM向节点企业授权等。产品结构管理对象模型如图6所示,其中节点产品结构类依赖于盟主产品结构类,在实现过程中体现为产品结构的授权过程。
图6 产品结构管理对象模型
3 集成框架的应用服务
在分布式工作情况下,设计人员、管理人员分别处在不同的企业、不同的地域,使用不同的相互独立的应用系统,不可能做到任何问题都能面对面的交流,相互的产品数据也无法共享。所以,需要一个虚拟的工作环境,它是基于一个相互连接的网络,利用网络提供的各种集成应用服务,统一管理分散的资源(包括人、工具、数据等),使其成为一个为实现特定目标而相互协作的有机的工作平台。为了实现这种虚拟的工作环境,信息系统应该能够提供以下支持:
①对通讯的支持。如电子邮件、电子会议、电子白板等;
②在基本通讯之上,对设计数据交换与共享的支持,如CAD设计的零件图、产品结构以及配置数据、各种分析软件产生的数据等;
③在数据交换与共享之上,对异地产品B0M数据合成、更改的支持。为了解决上述问题,提出了在线交流管理、数据传输管理、数据标准化管理和数据一致性控制服务等。
3.1 在线交流管理
在线交流服务为分布式企业在产品概念设计阶段提供一个讨论与决策的工具,以协调参与设计各方尽快达成统一、准确的设计准则和初始产品结构同时,在详细设计阶段以及制造阶段可能发生的冲突,为相关各方提供一个协调的交流手段,如果必须进行修改,它将是工程更改(EC)的原始依据。
3.2 数据传输管理
数据传输服务为分布式企业提供有序的、可管理的产品数据输出与输入功能。需要数据输出的企业,首先向框架系统申请数据输出服务,上传要输出的产品数据文件,并向数据接收方发出接收通知;数据接收企业收到通知后,可直接从框架系统下载相应的产品数据。框架系统将对输出与输入产品数据的企业,以及具体交换的产品数据进行管理和验证只有建立了合法的企业节点关系,以及合法的产品交换数据,这种数据传输服务才能够成功地进行。
3.3 数据标准化管理
数据标准化管理为分布式企业提供与产品信息相关的数据标准服务。由于每个企业使用的PDM系统不同,或客户化时产品属性不同,一个企业不能直接使用另一个企业的产品数据。框架系统提供的数据标准服务,将使用标准的产品数据规范,为分布产品开发的企业之间建立产品数据交换标准。
3.4 数据一致性控制服务
数据一致性服务保证分布式企业之间使用产品数据的完整性和一致性。在产品的异地协作开发中,各成员企业都安装并定义了自己内部的一套完整的PDM系统。这些PDM系统可有效地进行内部的文档管理、产品B0M管理,以及工程更改的管理。通过集成框架系统,使得不同企业之间可以使用对方的产品数据,但在产品开发进程中,产品数据可能经常发生工程更改或者更新换代,这样,可能导致一个企业在使用另一个企业的产品数据时,由于对方数据发生更改,导致产品数据不一致的情况,从而引起整个产品数据管理混乱。通过在框架系统中建立产品数据交换的监视进程,可以记录产品数据版本的变化,从而采取相应的控制策略,以保证数据的一致性。
4 结束语
本文提出的分布式企业PDM系统集成框架能够充分利用PDM系统和Web平台的优异性能,克服了点对点通信的缺陷,减少了系统配置的工作量,提高了分布式企业协作的效率,具有结构稳定、功能可扩展性强、使用方便等特点,保证了系统的平稳发展。为了实现分布式PDM协作的高级功能,提出了框架系统需要的在线交流、数据传输、数据标准化以及数据一致性四大应用服务,以满足分布式企业产品协作开发的需要。在航空“九五”CIMS应用项目中,利用该集成框架的思想,实现了多厂所对飞机油箱的异地联合设计与制造。
核心关注:拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用,蕴涵了丰富的ERP管理思想,集成了ERP软件业务管理理念,功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理,全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域,是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处:拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题:分布式企业PDM系统集成框架研究