VE-PDM原型开发提出一种切实可行的模式探讨

VE-PDM原型开发提出一种切实可行的模式探讨

摘要：随着制造模式的不断更新发展，出现了一种新的生产组织模式——虚拟企业，为使产品数据管理技术能适应虚拟企业的要求，本文分析了实现动态联盟、构建虚拟企业存在的主要问题、产品开发的特点以及对产品数据管理的要求。在此基础上，提出了一种面向虚拟企业采用Web和CORBA技术的产品数据管理系统(VE-PDM)的体系结构，以及实现应用系统集成的方法，http://www.51lunwen.org/qiyeguanli/为VE-PDM原型开发提出一种切实可行的模式。

关键词：产品数据管理 虚拟企业 体系结构

随着全球经济一体化的发展，全球化的市场竞争日益加剧，如何快速适应市场，以最短的时间、最好的质量、最低的成本和最优的服务（T，Q，C，S）来开发出市场需求的新产品和个性化产品，在激烈的竞争中谋得生存和发展，已成为全球企业共同寻求的目标。制造业也将从单一企业或企业集团为主的竞争发展成为完全调和、多企业共同合作的全球化生产体系间的竞争。因此，未来企业的生产组织模式将演变为以产品任务为驱动，以动态联盟的组织方式来组织产品的研制过程，即虚拟企业[1]。要实现这种先进的生产组织模式，必须解决由多个联盟企业架构的虚拟企业的分布式计算环境中，产品数据管理系统之间的集成和数据管理问题，以实现分布式环境下，管理产品全生命周期（概念、设计、原型、制造、服务、回收）的产品数据、协调控制异地的工作流程和项目进展，并能建立一个并行化产品开发协作环境。因此，研究和解决面向虚拟企业的产品数据管理系统具有十分重要的意义。产品数据管理是一种对制造企业产品形成的全过程中的有关信息和过程进行统一管理的技术。近几年PDM技术得到了迅速发展，已经从单一的电子文档管理、版本管理和配置管理向基于CORBA、Web、软件总线构件，面向企业级和企业间的产品数据管理方向发展，并重点着重于过程管理。国内外一些企业正逐步采用PDM技术和产品，将其作为支持产品开发、经营管理、流程重组的企业级的集成环境，以保持并加强企业的竞争力。

1企业之间实现动态联盟的虚拟企业需解决的问题虚拟企业是动态联盟企业的组织形式。它的基本思想是：为了赢得某一机遇性市场竞争，把一个复杂产品迅速开发出来并推向市场，具有开发某种新产品所需各种知识和技术的不同组织(或企业，常被称为“工作单元”)组成一个临时的企业联盟，共同应付市场的挑战，联合参与国际竞争[2]。他们从各自公司选取开发生产新产品的优势部分，然后经综合成为一个单一的经营实体；这一联盟是参与者围绕该特定产品共同利益的代表。虚拟企业由一系列自主经营、自组织、自优化的工作单元构成，他们协调、平等地运营。这些工作单位常常属于不同的企业，分布于世界各地，而且同一企业可以同时参与多个虚拟企业组织。此外，虚拟企业随着市场和产品的变化需要进行经常的调整，它的生命周期取决于产品的市场机遇，当机遇出现时，它迅速产生，而机遇一旦消失，它即行解体。因此，要在目前计算机信息管理系统应用环境下，迅速组成虚拟企业需要面临如下实际问题：

1）各企业之间的应用系统难以实现信息集成与共享。现有的产品数据集成与管理技术面向企业内部，一般限于企业局域网络环境，而动态联盟环境下的虚拟企业需要基于Internet/Intranet网络环境下的产品数据集成与管理技术[3]。

2）各企业之间的异构平台难以互相利用。企业通常使用不同的应用系统，而且比较复杂。一个企业的技术和应用系统要被其它企业正确使用需要较长的培训时间。

3）产品开发项目难以管理。参与联盟的企业其产品开发的进度直接影响到相关企业的产品开发活动。动态联盟环境下的集成化产品开发需要对产品开发活动进行统一管理，而通常每个企业都有一套适合本企业特点的项目管理方法，一个企业的产品开发项目管理往往并不适用于其它联盟企业[4]。

4）安全性。参与联盟的企业互相独立，除合作关系外还有激烈的竞争，企业之间的信息开放程度通常是有保留的。

2动态联盟环境下虚拟企业的产品开发具有的特点

产品开发是虚拟企业中最重要的活动内容，它不仅决定着产品的成本、质量和上市时间，也是影响虚拟企业规模大小、成员组成和运行模式的主要因素，是组织、实施虚拟企业的重要基础和前提。由于涉及多企业资源共享和异地合作等问题，虚拟企业产品设计过程更加复杂，表现出以下新的特点：

1）产品设计贯穿概念设计、初步设计、详细设计、制造工程设计、加工制造、总装、售后服务、产品回收的全过程，产品设计不再在单一的企业内进行，而是联盟的虚拟企业范围内的异地联合并行设计与制造；

2）联盟的虚拟企业之间的集成以计算机辅助工具、企业CIMS应用工程和网络信息工程为基础，实现虚拟企业之间的信息交换与共享[3]；

3）在产品概念设计阶段，产品开发的工作方式以各单位的IPDT成员集中讨论为主；

4）在产品初步设计阶段，各联盟企业根据产品方案设计结果进行设计分工，产品数据交换较多地在联盟企业之间，在分布式数据库和PDM的支持下进行，建立产品的装配模型是主要的设计任务，零部件之间的装配、配合设计是主要的设计内容，主要特点为异地设计、基于网络的预装配；

5）在详细设计阶段，产品设计的主要任务是联盟企业内部零部件的细节设计和联盟企业之间的协同设计，产品数据交换较多地在联盟企业内部的IPT成员之间、企业Intranet与PDM的支持下进行，产品设计对象以部件装配模型和零件模型为主，零部件的细节设计为主要设计内容。

3动态联盟的虚拟企业对PDM的要求根据对企业之间实现动态联盟的虚拟企业需解决的问题的以及产品开发特点的分析，PDM系统作为一种对制造企业产品形成的全过程中的有关信息和过程进行统一管理的技术，要能适合虚拟企业的需求，PDM系统必须解决如下问题：1）保护已有的投资，支持分布、异构环境下不同软硬件平台、不同网络和数据库，以及不同应用系统数据集成之上的过程集成和过程优化。2）采用面向对象技术和浏览器、服务器体系结构即Web技术，努力实现即插即用的软件总线式集成。3）支持企业中组织和人的集成，支持多用户的交互操作，支持信息集成、功能集成和过程集成。4）考虑不同标准和规范间的互换性和互操作性，注重系统的开放性、可重用性、可扩充性以及应用的透明性[5]。5）将企业计算环境下的信息资源集成到互联网上。

4采用Web和CORBA技术的VE-PDM的体系结构根据以上对虚拟企业存在的问题、产品开发的特点以及对PDM的要求等问题的分析，并调查制造业当前的开发环境，针对我国企业的发展趋势和现实需求，研究虚拟企业的表现形式、建立动机、创建模式及其对基础设施、企业文化、社会环境的要求和影响，在对传统PDM系统进行充分研究的基础上，综合国内外已有集成体系的理论和应用，通过对一系列关键技术的研究，本文提出了一种采用CORBA和Web技术的支持敏捷制造模式虚拟企业的VE-PDM体系结构。图1所示为基于Web Browser/Web Server/应用服务器/数据库服务器方式，建立的网络客户机/服务器结构。其中最底层是异构环境层，包括硬件平台、网络协议、操作系统和数据库系统，是VE-PDM系统运行的基本环境；VE-PDM建筑在异构环境层之上，它提供了HTTP和TCP/IP等协议操作异构环境层中的数据。应用服务器以对象管理框架（Object Management Framework,OMF）服务为核心，提供PDM的各项基本功能服务：系统管理服务、电子仓库管理服务、零部件分类管理服务、工作流管理服务、项目管理和产品结构与配置管理服务等直接面向用户的各应用服务。对象管理框架的作用是提供分布式对象管理机制，屏蔽不同的操作系统与数据库，提供对数据库访问的安全机制，它对系统运行的所有基本要素提供基础应用服务。基于HTTP与TCP/IP协议的网络传输层，实现在Internet环境下Web浏览器客户端与Web服务器、应用服务器间的信息传递。界面层由Web浏览器组成，提供Web交互式图形化浏览器界面于客户端界面，通过它用户可实现系统管理、电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、零部件分类管理和工作流管理等功能，并可支持多个企业用户同时使用该系统。用户从Web浏览器执行操作时，向Web服务器端口发出服务请求，在建立二者的通信联系后，由CGI/ASP/Java接口实现Web服务器与应用服务器的连接。此PDM的体系结构较好地解决了虚拟企业间不同应用系统数据集成之上的过程集成和过程优化；实现即插即用的软件总线式集成；支持多用户的交互操作，支持信息集成、功能集成和过程集成；系统的开放性、可重用性、可扩充性以及应用的透明性将得到大大提高；可将企业计算环境下的信息资源集成到互联网上。根据提出的此体系结构可开发出支持敏捷制造模式下的虚拟企业的PDM产品的原型。

5基于Web和CORBA技术的应用系统集成实现方法Web技术适合于处理非结构化的数据，它能把大量不同类型的数据和信息资源组织起来，以简单统一的方式供最终用户访问；CORBA技术适合处理结构化的数据，适合处理逻辑复杂的分布式交互操作，把它们结合起来，就能实现更好的分布式服务。此外，Web技术和CORBA技术相结合，更提供了一个从可下载的前端应用程序对散布于因特网上各处的共享的后端服务进行访问的理想解决方案。用Java语言编写的前端应用程序，连同客户端ORB一起，可以作为Applet下载到浏览器中运行，并与服务器端ORB通过IIOP协议进行通信，以通常的方式使用应用服务器上提供

的CORBA服务，如图2所示。

其操作过程如下：1）用户从Web浏览器下载HTML页面