PDM系统异地协同应用的研究与实现

目前，PDM系统已经到了应用的阶段，成为中国制造业中设计部门不可缺少的管理利器。然而新的时代面临新的问题，如今一个完整产品的设计研发往往不会在一个地方完成，如何异地分布式的进行产品设计，如何协同工作成为产品设计研发的一个必须妥善解决的问题。

1、目前缺乏异地协同应用支持的PDM系统应用存在如下弊端:

1）.各分支设计单位沟通不便，使得各单位的PDM系统形成信息孤岛;

2）.各设计单位设计标准，编码标准等不统一，导致产品最终整合困难;

3）.各设计单位由于要进行设计数据的传递，不得不借助纸质媒介，而纸质媒介中包含产品设计信息如各参与人员签名信息等不全，必须手工添加，导致重复劳动，无法真正实现无纸化设计;

4）.产品设计工作流中出现断层，必需靠业务方式去解决，无法自动处理。

围绕着上述提出的问题，本文将引人一系列的新技术，根据笔者多年从事PDM项目实施的经验与对PDM系统的知识，提出解决方法。

2.PDM系统异地协同应用

本文将着重描述针对中国企业的PDM系统异地协同应用中存在的问题，分析并找到合理的解决方案，提供设计模式参考.引人先进开发技术，架构一个PDM异地协同工作系统，并最终实现。

2.1 PDM系统介绍

本文提及的PDM系统主要是指FTC Windchill PDMLink系统，Windchill是PTC公司推出的一套集成应用软件，用来管理产品和工序的整个生命周期.它充分利用了Internet和相关的信息技术，为系统提供了一种应用软件基础，从而保证能快速、高效地部署产品信息应用软件。本文的系统实现主要是基于Windchill PDM Link6.26以上版本实现的;PDM系统的总体框架如下图所示：

2.2异地协同应用系统总体框架

异地协同应用系统目前普遍存在的点对点的方式，当协同站点的达到一定数量时就会产生网状分布的繁杂的连线，造成结构的混乱，极难管理，为消除这种架构带来的问题，我们需要定义三类角色:

服务请求方:提出协同应用请求的站点，协同服务的申请者，交流数据发送端;

服务提供方:根据请求提供协同服务，交流数据接受端;

服务协调方:负责服务的协调管理，调度请求方的请求与交流数据并进行监控。

一个PDM协同站点(协调方也可以是一个协同站点)可以既扮演服务请求方又扮演服务提供方，视乎其做出的动作，如进行请求协同则作为请求方，如接受请求提供协同服务则作为工作方。各协同站点提供的服务以Contract(服务契约)的形式描述服务接口，使用Schema(如XSD技术)设定的规则定义XML数据格式进行通信，确保松祸合的架构特征，使得功能服务边界清晰，服务自治。

整个系统架构成为如下图所示状态:

如上图所示，通过增加协调方的中间站点，不但简化了点对点连接带来的复杂状态，而且服务协调中心与数据调度中心的设立使得请求方的请求与数据的传输可以通过中间站点进行协调调度与监控。这是SOA总线型的模式。

2.3对象统一编码的实现策略

对象统一编码可以通过多种策略来实现，然而目前常用的加前后缀的方式以及附加标识符的方式都不能解决原有编码规则的更新问题，故在此提出双编码方式来实现编码的统一。

双编码方式:为对象设置两个编码属性，一个是本地编码，一个是全局编码。在本地系统中使用本地编码，流出本地系统进行协同整合时，由协同站点调用统一编码服务，根据对象类型申请全局编码。

优点:在不改动原有各单位编码规则的情况下统一了编码标准，对象只有流出本系统才添加新统一编码，使旧数据同样能获得统一编码;

2.4基于PDM系统实现无纸化产品设计

在PDM系统中实现无纸化产品设计主要要解决的问题就是如何在电子文档中实现信息签人，信息包括相关负责人员签名和签审意见等由于手工签名与电脑签名的文字字体有极大差别，如何解决这个问题，是本文要描述的电子签名程序所要实现的功能。

2.4.1结构设计

电子签名程序的主要功能实现主要有两步:

a)获取PDM系统内签名信息，即客户需要签人图纸的信息;

b)根据获得的签名信息与配置文件中预先定义的配置信息.在电子文档指定的位置中插人签名信息。

2.4.2涉及的技术介绍

由于电子图档格式多样，很多企业通过将各种格式电子图档转化为Word或者PDF文档格式的方式实现管理，这样的好处是格式统一并且易于使用模板来固定图纸的格式，方便写人信息与打印。故在本次实现的无纸化应用中，我们将在WORD文档与PDF格式文档中实现电子签名。

ActiveX技术:微软公司推出的一个技术标准，该技术是OLE技术的进一步扩展，其作用是在Windows系统的统一管理下协调不同的应用程序，允许应用程序之间相互控制、相互调用。目前，ActiveX Automation技术已经在Internet Office系列办公软件的开发中得到了广泛的应用。MS Office安装后自带的Word ActiveX组件可为我们将图片与信息插人word文档提供技术基础，另外PDF API库为我们进行PDF格式文档信息签名提供了技术根据。

2.4.3系统实现

服务器端:在Windchill中进行定制签名页面与内部程序以获取签名信息;创建配置文件预定义签名配置信息;

客户端:定制ActiveX控件，调用PDF API库与WoniApp组件来实现电子文档信息签人。

电子文档签名结果显示如下:

2.5 PDM系统工作流程整合

工作流程的整合是基于数据交流平台，由数据对象驱动的。所谓由数据对象驱动，是指通过还原到PDM系统的数据对象驱动该类型对象在本系统内定义的工作流程。

2.5.1数据交换

数据交换是实现整合的一个重要方面，数据的安全性是企业考虑最多的一个问题。在数据交换的设计中，操作人员通过操作将PDM中数据推出系统，需设计侦听器来实现自动数据发送与接收还原，使用统一XML技术规范传输数据信息并将数据信息的XML文件与电子图档或文档一并形成一个数据包，使用Gnupg技术进行加密，之后通过网络传输。由协调站点负责传输调度。

两种类型的传输数据:

a)任务消息数据:服务请求方，服务提供方，是否需反馈，任务类型(是否驱动工作流等)等;

b)PDM对象数据:对象信息，电子图档等。上述两种数据一并进行加密成一个数据加密包进行网络传输。

2.5.2涉及的技术介绍

工作流:根据wfMc(工作流管理联盟)定义，工作流就是自动运作的业务过程部分或整体，表现为参与者对数据、信息或任务安召规程采取的行动，并令其在参与者之间传递，在Prc的Windchill PDMLink系统中工作流基于生命周期实现，在生命周期的各个阶段可以为其定义不同的工作流模板，并在对象进人该生命周期状态时启动工作流。

2.5.3系统实现

上述技术介绍已经提及，Windchill的工作流是包含在生命周期状态中的，通过数据对象驱动工作流即表示通过设置导人的数据对象到相应的生命周期状态，从而引发该生命周期状态中的工作流程。

协同工作流应用中的角色:

协同请求方:请求指定的工作方完成相应的工作流程;

协同工作方:根据请求方指定的任务，完成工作流，并反馈;

协同协调方:接收请求方提出的协同工作请求与PDM对象数据，中转调度数据，下发工作任务给工作方。

协同请求方对象生命周期如下:

正在工作正在校审正在会签正在异地会签正在复审待批准已发放

本地工作流在对象进人”正在设计”状态时启动，准备进行协同时设置对象状态为”正在异地审签”，并将数据发送给工作方，当异地工作流完成数据对象流回本地系统后，设置”正在复审”状态，启动该状态下的工作流继续工作直至最后发放，这时通知异地协同系统对象发放。

协同工作方对象生命周期如下:

任务下发正在工艺审查正在会签审签反馈已发放

当协同数据对象传输到协同工作方时，系统还原数据对象并设置状态为“任务下发”，启动该状态下工作流执行异地工作任务，完成后设置状态为”审签反馈”。收到数据发放通知后更新数据对象到“已发放”状态。

3、总结

目前，中国制造业中的PDM系统已经进人成熟应用的阶段，很多企业已经不满足于基本的功能以及在本身系统上的修修补补，而提出了异地协同应用等更高端应用的需求。本文正是针对这些高端应用的需求撰写的。本文的主要成果列举如下:

1）.提出一个PDM集成基础架构;
2）.提出统一编码方案;
3）.提出实现产品无纸化设计的电子签名方案;
4）.提出基于加密技术数据交换平台的异地协同工作流设汁方案。

本文介绍的协同框架设计符合SOA设计理念，使用边界清晰的自治的服务为基本单位，服务请求者与提供者之间通过标准的XML格式进行通信，这样的设计理念在未来极有可能成为企业级系统整合的通用理念。企业在考虑系统整合的架构设计时.应尽早的考虑面向服务的设计，以利于带来更高的效益。