构筑以Windchill为基础的PDM平台

在竟争空前激烈的全球大市场，企业为了求得生存并获取更大的发展，必须紧紧依靠实施高利技技术来提高质量、降低成本，加快新产品开发和缩知产品的上市时间。然而随着各种计算机辅助设计软件及不同操作平台在企业中的应用，产品相关的信息多而杂乱，不可避免地带来很多问题，其主要表现为:

(1)异构数据的管理问题。由十产品设计所涉及的知识构成越来越复杂，各领域专家使用的工具软件和计算机环境不同，从而产生异构数据。

(2)设计与制造脱节。设计上的一些数据要通过大量的人工操作来导入生产环境或审核流程，这必然会因人为因素而导致数据出错率升高。

(3)异地数据的管理和组织问题。由十参与设计的专家可能分属不同的部门其至是不同的地域及设计活动的分散性，信息的正确管理和组织将变得十分重要。

为解决上述问题，我们急需建立一个完善的数据管理平台。它既能支持对异构数据的管理，将各力一而产品信息集中管理以备检索利用;同时还能保证把正确的信息在正确的时刻，采用正确的力一式传递给正确的人。Windchill是美国著名软件公司PTC(Parametric Technology Corporation)公司的产品。它是第一个以Web为中心的企业级的PDM系统，它将Web的优势带入产品数据管理，被著名的电信公司朗讯(Lucent)定义为标准PDM平台。它被阿伯丁集团评为十佳CPC工程之一，在中国有一批客户。本文将以Windchill为基础，结合国内某企业的实际运转情况，构筑一个产品数据管理平台。

1、Windchill的体系结构

从整体上来说，Windchill是一种B/S模式的3层体系结构:客户端/服务器/数据库。图1所示为基于Windchill的某企业PDM系统的体系结构。

客户端主要包括2个:1)浏览器，起着用户接口、执行Windchill Applets小程序、展示HTML页面和表格作用;2)Bootstrap client，这是可选的客户端组成兀素，有了它可以允许从当地文件系统上下载类文件。

服务器层包含了主要的商业逻辑并且承担着处理所有商业数据的作用。它由以下几个组件组成:HTTP Web服务器,HTTP网关、Method服务器、服务器管理器。这些组件组成在一起可起到数据库访问、客户端分布和交互、用户权限和安全机制的作用。

数据库层是保存兀数据和大量的非结构数据的地力一。数据库可以是一个专门的服务器或建立在Windchill服务器主机上。

采用这种体系结构与传统的2层结构相比好处如下:

(1)传统的C/S结构中，在客户端需要多层软件，如操作系统、网络协议、客户机软件、开发工具及应用程序等，而的Windchill系统的B/S结构则简化了客户端，只需配置操作系统、网络协议和浏览器。

(2)在C/S结构中，服务器端只是单纯的数据库，而B/S结构中服务器端集中了所有应用系统的维护与开发信息。

(3)B/S结构中将用户业务逻辑集中到中间层。这样使性个系统独立性更强，提高了系统的可扩展性，使用户界面更简单，并能支持各种网络结构和异构平台等。

2、集成数据管理平台

因为Windchill使用了一种扩展面向对象的API并支持CORBA,OLE;和Web集成的机制，所以它能通过把传统数据集成到基于Internet的性体企业信息管理策略中，从而采纳和利用企业以往的投资。

在体系结构上，它提供了良好的应用集成接口，它与上游CAD工具如Pro/E,AutoCAD,CAPP等的集成，还可与下游的ERP集成。通过这些有效的集成，使得性个企业的产品数据能够在最大程度上进行共享，从真正意义上实现企业系统平台的统一化。图2就是我们以Windchill为基础构筑的集成开发平台。

2.1平台关键技术

该平台主要基于Windchill技术。整个系统以全新的Web-Native为基础,Java-based的3个阶段式系统架构(3-tier Architecture)为主体，完全突破了传统系统架构下的限制，透过Internet及WWW的强大功能，让全球各大跨国企业集团能以低成本建构全球营运的版图。平台使用的主要技术有:

(1)采用3层的客户端/服务器/数据库的力一式。它的显著特征是每个应用程序的主要部分在一共享的应用程序服务器上执行，而不是分散在每个客户机上运行。

(2)基于浏览器的用户接口使用标准HTML做表格信息的双向通讯，用Java Applet、实现交互应用能力。为了力-便客户端的管理，这些能力以即时和不需管理的力一式，从标准的网络服务器通过HTTP协议传给网络浏览器。

(3)服务器技术基于Java技术。服务器流程以开放灵活的结构隔离了产品数据的商业行为，从而使得那些数据可供各种网页、Java Applets、或采用HTML,Java RMl以及CORBA或COM技术的外部系统所使用。

(4)层是异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信I办议、数据库，包括PC/Windows,Sun/Solaris等硬件平台与相应的操作系统。网络环境主要是通过lntranet连接PDM实施所涉及的各主要部门，实现各种信息的交换。数据库层使用对象关系数据库Oracle8.x作为数据存储的核心。

(5)组件技术。PDM应用组件层实际上是由调用PDM基础服务的一组程序(界面)组成并能完成一定应用功能的功能模块。如工作流管理应用组件，就是由工作流定义工具、工作流执行机、工作流监控工具等组成的完成工作流程管理的功能模块。每个服务由一个或多个组件组成，它们建立在对象模型基础上。每个组件被作为一个对象描述，封装它具有的属性和能提供的操作，建立在其上的用户服务和应用服务只处理自己模块的功能逻辑。所采用的对象标准是COhBA。通过些标准，实现PDM系统内部的各个软件组件之间的数据交换与方法调用。

2.2与上游工具的集成

该系统与CAD系统的集成关系从低到高可以分为3个层次:封装、接口和集成。封装主要解决在PDM内部激活CAD系统，主要属于功能上的集成;接口主要通过中间接口实现两个系统之间的信息共享，但仍然存在信息一致性的问题;而集成则是解决2个系统间信息的共享和一致性，甚至达到信息互动。些平台与Autocad,ECAD等辅助设计软件进行了集成。该系统与Pro/E的集成是通过Pro/lntralink及GateWav来进行的。Pro/lntralink是一个项目组级的PDM系统，它管理着在Pro/Enginee:中产生的数据。lntralink Gateway是Windchill系统的一个组件，lntralink中的数据可以通过它导入到PDM系统中，PDM系统用户可通lntralink Gateway来看到lntralink中的信息。些集成为单向集成，即在Pro/lntralink中管理的数据对象可以通过Gate Way在Windchill中产生相应的对象，而在Windchill中生成的对象是不能在lntralink中生成的。

2.3与下游工具的集成

这主要是与MRPll的集成。通过与MRPll的集成，可以习等在Windchill中产生的设计数据发布到MRPll中去，以供给生产上用。包括BOM清单、更改信息等。而在PDM中也可以看到MRPll中的一些相关的信息如成本(这是企业的保密信息，只供一定级别的人使用)、库存、采购提前期等信息。

3、平台应用及功能分析

该平台的主要功能是产品结构管理、文档管理、工程变更管理、生命周期和工作流管理、权限管理等。该企业使用PDM系统管理的业务对象有部件、文档、工程变更对象等。用户创建业务对象的方法有2种:一是直接在Windchill中创建;二是在上游工具中创建，然后通过接口导入Windchill中，比如结构部件，可先在Pro/E中创建，然后通过GateWay导入Windchill中，在Windchill中生成相应的业务对象。该系统与用户接口界面主要是HTML的页面，这样用户操作起来更简便、更友好化。

3.1产品结构管理

产品结构管理是些系统的核心功能之一，在该企业中，是以部件为中心而不是以文档为中心来进行管理的。部件与文档的关系是参考(对该部件辅助性说明文件，如操作说明书和描述(包含部件的属性信息，如原理图、表等)的关系。

在Windchill系统中，零部件按照它们之间的装配关系被组织起来形成产品结构，用户可以将各种产品定义数据与零部件关联起来，最终形成对产品结构的完性描述。个部件是通过一个系统自动生成的编码来唯一标识的。比如某部件的编码为56100032其中前两位为分类大类，第二位为分类小类，分类代码由用户定义部件时选择，后五位为系统自动生成的顺序编码。用户可以通过该编码查看到部件的所有信息。在该系统中产品结构管理有以下功能:

(1)创建部件;
(2)修改部件;
(3)版本控制;
(4)信息查询;
(5)与供应商的集成;
(6)民表生成:
(7)配置有效性管理
(8)试图管理等等。

3.2文档管理

虽然在Windchill中是以部件为中心进行管理的，但部件的大部分原理属性通常是保存在文档中，它是直接用十生产上的。因些，对于文档管理来说重要的有2方面:一是权限控制;二是文档的审核流程。对于文档的权限设置是相当严格，因为它保存了部件的原理属性，这涉及到其保密性问题，比如一些标准规范可以被企业所有人查看，而对于具体的产品线上的产品则只能由该产品线上的人员访问。在该企业中，文档的存储是以产品线+产品、功能领域、角色等来分类存放。因些用户创建文档时，必须定义其类别、产品线、功能领域、角色等。如果该用户不属十他所选择的这些分类，是创建不成功的，也查看不到该类的文档。在流程力一而，不同类型的文档有不同的审核流程，查看或修改文档的权限是流程动态赋予的。文档是由系统自动生成的编码来唯-标识，但它没有部件那样的分类代码，其编码只表不了在PDM系统中产生的顺序号。文档管理中还有一些和产品结构管理相同的功能，比如版本控制，更改历史记录等。

3.3工程变更管理

没有更改控制的更改会给企业带来巨大的损失，而更改控制在PDM系统中是最难控制的。Windchill体系提供了优越的更改控制能力。它充分结合文档管理、产品结构管理和工作流管理的功能，从更改请求(ECR)开始控制，直到更改活动完成。期间涉及的用户将收到系统发出的相关更改活动和更改信息的通知，做到跟踪、审核、批准、审计上的系统控制。在该企业中，工程变更的作用体现在以下几个力一而:

(1)新产品数据向MRPll的发布;
(2)老产品的数据更改;
(3)部件规格更改;
(4)部件产品结构的更改;
(5)临时技术更改;
(6)文档的更改及发放。

图4是在该企业应用Windchill体系的工程变更管理的流程图。在该流程中有5个变更对象，分别是变更请求(Engineering Changed Requested,ECR)、变更评估(Engi-veering Changed Evaluated,ECE)、变更分析活动(Engineer-ing llnalysis llctivity,EAA)、变更单(Engineering ChangedOrder,ECO)、变更活动(Engineering Changed llcaivity,ECA).图中虚线框内为可选项，在Windchill体系中进行工程更改可以用一个复杂流程完成即创建5个变更对象，也可以用一个简单过程完成(ECR/ECO/ECA)。更改完成后，更改信息会由系统向MRPll发布。

3.4生命周期和工作流管理

生命周期是指产品从规划、设计、生产、销售直到最终退出市场的性个生命历程。工作流是将工作仟务按照一定的关系规划并控制，提供系统引导执行的工作过程。在Windchill体系中我们可以随时查看一个流程走到哪里了，并可看到以前的审核节点的参与人及其意见和现在是到哪个节点及该谁来审核。通过生命周期与工作流的结合，可以组织顶定业务流程进行工作，尽量与以前工作业务一致，提供了信息驱动业务的途径。

3.5权限管理

权限一直是个很重要的方面,因为它直接关系到企业的利益。在该企业中，有动态权限和静态权限之分。动态权限是流程赋予。在流程中，参与者有读或者修改权限;而结束后，会收回某些权限或全部权限。静态权限则是授予某些特殊的群体使其在仟何时候都有读或修改的权限。

4、结束语

PDM是企业得力的助手，采用PDM技术能集中分类管理所有的异构数据，保证数据前后的一致性;减少设计者的工作量。同时，严格的权限限制也进一步加强了企业的保密性。本文分析了Windchill系统的体系结构及其关键技术，以Windchill为基础，构筑了一个集成数据管理平台，并分析了应用在某企业的该平台的产品结构管理、文档管理、工程变更管理、生命周期、工作流管理和权限管理等功能。为PDM在企业的实施与应用提供了可供参考的方法。