1 pdm概述pdm（product data management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，它致力于縮短產(chǎn)品的研制開發(fā)和生產(chǎn)制造周期、降低成本、提高質(zhì)量、改善產(chǎn)品性能、使新產(chǎn)品快速投入市場(chǎng)，從而為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)和優(yōu)勢(shì)。pdm技術(shù)作為企業(yè)重構(gòu)和發(fā)展的一項(xiàng)*的重大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)，企業(yè)各項(xiàng)*管理計(jì)劃（例如企業(yè)經(jīng)營(yíng)過程的重構(gòu)、并行工程、cals計(jì)劃、*等）的實(shí)施都離不開pdm。近年新出現(xiàn)的加速新品進(jìn)入市場(chǎng)的vpd（擬實(shí)產(chǎn)品開發(fā)）技術(shù)，同樣也以pdm為主要的依托支持技術(shù)。pdm是管理與產(chǎn)品相關(guān)的所有信息和所有過程的技術(shù)，一個(gè)pdm系統(tǒng)應(yīng)包含：數(shù)據(jù)保存和文件管理；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理;過程/工作流管理;分類與檢索；計(jì)劃與項(xiàng)目管理等主要功能［1］。
2 pdm與相關(guān)技術(shù)的關(guān)系
2.1 pdm與capp
pdm始于對(duì)工程開發(fā)/產(chǎn)品開發(fā)的管理，至今對(duì)工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化子系統(tǒng)的支持必然仍是其核心功能之一。
pdm對(duì)其下層子系統(tǒng)提供集中統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)管理和訪問控制，對(duì)下層子系統(tǒng)通過過程管理提供工作流控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的電子方式的便捷審批、項(xiàng)目階段躍遷，并結(jié)合版本管理功能保證下層系統(tǒng)隨時(shí)獲得產(chǎn)品的各方面信息數(shù)據(jù)，從而保證協(xié)作工作在產(chǎn)品全生命周期各職能部分上的人員可及時(shí)互通信息，互相了解工作狀態(tài)，達(dá)到、可靠的集成化運(yùn)行。共同建立于pdm總控信息和過程管理環(huán)境之上的cims功能單元間可以借助pdm統(tǒng)一的總控環(huán)境，方便而有效地實(shí)現(xiàn)相互間的信息集成，乃至功能集成。
2.2 pdm與ce
pdm支持產(chǎn)品全生命周期的信息和過程的全面管理，而并行工程的功能范圍與其相一致。并行工程首先是cad與capp工程設(shè)計(jì)功能的集成，擴(kuò)大了的并行工程概念擴(kuò)展到產(chǎn)品全生命周期內(nèi)所有設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、維護(hù)、銷售……職能的并行考慮，這些并行職能系統(tǒng)同時(shí)全部接受著pdm的數(shù)據(jù)和過程管理。pdm作為一個(gè)客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的監(jiān)管并行工程所有子功能的統(tǒng)一信息環(huán)境，可以在增加一定的并行工程環(huán)境支撐功能后，同時(shí)承擔(dān)并行工程支持和管理的重任。
pdm系統(tǒng)為其下層功能提供了支持并行工程運(yùn)作的框架和基本機(jī)制，借助pdm統(tǒng)控共享和信息互通環(huán)境，capp與相關(guān)功能系統(tǒng)的面向并行工程的集成可望更有效、方便地實(shí)現(xiàn)。
3 capp常規(guī)功能分析
3.1 capp的信息、功能環(huán)境
capp隸屬cad/ capp/ cam/cae工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)。它在cims中居于核心地位，尤其是在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求頻繁、產(chǎn)品開發(fā)成為企業(yè)生命線的現(xiàn)代市場(chǎng)環(huán)境中。如圖1所示， cad、capp、cam在cae環(huán)境支持和總控下集成工作。capp接受cad的設(shè)計(jì)結(jié)果作為主體輸入，以生產(chǎn)計(jì)劃為主控，在企業(yè)或車間制造環(huán)境資源的求解空間和限制下，設(shè)計(jì)出零件的工藝規(guī)程，作為生產(chǎn)安排和計(jì)劃控制的綱領(lǐng)性文件。capp不僅與工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)內(nèi)部其它子系統(tǒng)緊密，也與工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)以外的功能系統(tǒng)有著廣泛的勾連，*的信息關(guān)聯(lián)示于圖2中。
圖1 cims構(gòu)成簡(jiǎn)圖
圖2 capp與cims內(nèi)其它子系統(tǒng)的信息關(guān)聯(lián)
4 基于pdm的capp體系結(jié)構(gòu)
4.1 三種集成方案
為了具體說(shuō)明基于pdm的capp體系結(jié)構(gòu)，本文以現(xiàn)有的pdm商用軟件edm（engineering data management）為例，經(jīng)深入分析edm功能和接口手段，并比照相關(guān)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)歸納提出三種不同結(jié)合緊密程度的接口方案。
*種方案：松散耦合式，如圖3。
圖3 松散耦合式edmcapp結(jié)構(gòu)
在這種方式下，常規(guī)的capp系統(tǒng)和edm操縱界面工具edmclient邏輯上構(gòu)成一個(gè)基于edm 的capp系統(tǒng)，capp系統(tǒng)的使用者通過edmclient通用界面實(shí)現(xiàn)與edm相關(guān)的對(duì)capp信息的數(shù)據(jù)控制、訪問和審批/發(fā)布以及查詢等功能。操作者需要在實(shí)質(zhì)上的、物理上的兩個(gè)系統(tǒng)間來(lái)回游動(dòng)。此種方案capp系統(tǒng)與edmclient尚未建立軟件上的關(guān)聯(lián)。它不能適應(yīng)信息化、快速化及自動(dòng)化的需要。
第二種，capp與edm的集成方案：集成化接口工具式，如圖4。
圖4 集成接口工具式edmcapp結(jié)構(gòu)
這種方式的edm與capp集成方案，也是常規(guī)capp系統(tǒng)不直接與edm打交道。而以“面向capp設(shè)計(jì)的edm操縱接口工具環(huán)境”代替*種方案中的通用操縱界面工具edmclient。集成接口工具將capp與edm的集中封裝在其中，使得capp與edm的集成不許改動(dòng)capp系統(tǒng)的已有實(shí)現(xiàn)。接口工具的實(shí)現(xiàn)只需考慮capp的輸出與輸入，不需深入了解其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)難度較小。對(duì)已經(jīng)存在的capp系統(tǒng)提出集成要求時(shí)的情況尤為適用。
但是，此種方式下進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的人員仍要面對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)（capp系統(tǒng)和接口工具系統(tǒng)），系統(tǒng)間的適時(shí)來(lái)回移動(dòng)仍未得到*解決，仍有許多隱含著的capp——edm關(guān)聯(lián)未在軟件中實(shí)現(xiàn)控制，是影響edm內(nèi)信息及時(shí)性和capp使用中信息訪問、過程管理功能發(fā)揮的潛在不確定因素。
第三種，緊密集成（功能集成）方式，如圖5。
在capp內(nèi)部每一個(gè)適當(dāng)功能處都融入需要的edm信息和功能，從而將常規(guī)的capp系統(tǒng)擴(kuò)展、改造成為一個(gè)“基于edm的capp系統(tǒng)”，這是實(shí)現(xiàn)capp與edm集成的zui緊密方式。這種方式的集成實(shí)現(xiàn)了capp與edm信息和功能的全面集成，可以充分實(shí)現(xiàn)與每一capp細(xì)節(jié)功能特定相關(guān)的edm信息訪問和edm過程管理化輔助，從而全面、便捷地控制使用capp進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的全過程，實(shí)現(xiàn)zui快速的共享信息更新與zui便捷、自動(dòng)的過程控制。這種以zui快捷、zui迅速、zui自動(dòng)的方式以盡需要細(xì)化的程度與edm數(shù)據(jù)管理和過程管理同步執(zhí)行，就有效地保證了capp與其它功能系統(tǒng)在edm控制下的協(xié)作運(yùn)行，并保證了工程更改的后效追蹤及責(zé)任的反查等的順利實(shí)現(xiàn)。
圖5 緊密集成式edmcapp結(jié)構(gòu)
此種方式不僅意味著capp與edm間（及通過edm與其它友鄰功能系統(tǒng)間）信息上的順暢貫通，同時(shí)意味著capp功能與相關(guān)的edm功能的適當(dāng)組合。這有別于上兩種方案中僅僅是信息集成的模式。
這種緊密集成方式的capp系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)是zui為的。其不足在于此種系統(tǒng)中的edm接口功能及capp有關(guān)功能的可復(fù)用性差。此種方式適用于面向pdm應(yīng)用新構(gòu)建capp系統(tǒng)的場(chǎng)合。
4.2 capp與edm的信息關(guān)聯(lián)
要構(gòu)建capp與edm的集成結(jié)構(gòu)——基于edm的capp體系結(jié)構(gòu)，必須分析清楚capp與edm間的功能、信息關(guān)聯(lián)情況。
工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的零件信息是系統(tǒng)的輸入，在工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中期望獲得電子形式的cad零件設(shè)計(jì)結(jié)果——作為capp系統(tǒng)的輸入供抽取或是在capp系統(tǒng)中輸入零件信息時(shí)作為參照用，由于零件設(shè)計(jì)信息屬產(chǎn)品信息、歸屬pdm／edm集中控制和管理， cad零件設(shè)計(jì)信息是capp系統(tǒng)與edm關(guān)聯(lián)的信息之一。
工藝設(shè)計(jì)結(jié)果是capp系統(tǒng)的輸出，工藝設(shè)計(jì)人員，工藝設(shè)計(jì)過程控制等信息應(yīng)納入edm的數(shù)據(jù)控制之下，并接受edm的訪問控制、項(xiàng)目和過程管理與控制。工藝規(guī)程是capp系統(tǒng)與edm信息交互的又一數(shù)據(jù)流。
綜上所述，capp與edm的信息交互集中在讀取cad零件設(shè)計(jì)信息和訪問capp自產(chǎn)生的工藝過程及結(jié)果信息等方面。
4.3 體系結(jié)構(gòu)
基于前面描述的常規(guī)capp功能結(jié)構(gòu)，采用緊密集成的方式實(shí)現(xiàn)“基于edm的capp系統(tǒng)”，給出基于edm的capp的體系結(jié)構(gòu)。
功能層次 從功能層次的視角，可以構(gòu)造得如圖6的edm capp體系結(jié)構(gòu)。
圖6 edmcapp層次體系
注：由于edm進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和過程管理的基本數(shù)據(jù)單元是“文件”，所以在本文對(duì)edm的論述中，產(chǎn)品數(shù)據(jù)與“文件”實(shí)質(zhì)上同一意義。
如圖6所示，edm對(duì)capp的作用首先體現(xiàn)在對(duì)訪問edm中企業(yè)產(chǎn)品信息的用戶權(quán)限控制，用戶id和口令對(duì)edm意味著一整套的包括命令權(quán)限、文件讀寫權(quán)限、項(xiàng)目權(quán)限等的多級(jí)數(shù)據(jù)安全控制。通過用戶認(rèn)證后方可操縱以下將述的edm信息和功能：
通用消息收發(fā)功能用于處在協(xié)作環(huán)境中的用戶間交互信息；與數(shù)據(jù)訪問同時(shí)提供給capp的edm功能支持還有審批/發(fā)布控制、版本管理及統(tǒng)控信息查詢功能，這二者都隱含地基于上述的文件訪問基礎(chǔ)功能之上。
可見，納入edm總體環(huán)境并與之緊密集成的capp系統(tǒng)，從功能層次上看，相當(dāng)于按上述結(jié)構(gòu)遞階套裝了數(shù)據(jù)統(tǒng)控和上層通用的項(xiàng)目控制、信息查詢、消息收發(fā)功能。當(dāng)然，套裝的目的在于zui上層/zui外層的信息和功能。
功能構(gòu)成 從功能關(guān)聯(lián)的角度進(jìn)行基于edm的capp體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，得到如圖7所示的功能集成結(jié)構(gòu)。
圖7中，“capp”指常規(guī)capp功能部分；edm所提供的信息和功能部分；edm fi指edm functional interface， edm功能接口，給出了“基于edm的capp系統(tǒng)”中將溶入的edm功能和信息成分；“edm總控環(huán)境”，是指建立于edmvault和edmproject之中的各種控制方案， 它們是在capp內(nèi)實(shí)現(xiàn)edm集成功能（數(shù)據(jù)控制、文件審批、信息查詢等）的底層支撐結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施，它們共同構(gòu)成edm功能實(shí)際運(yùn)行的支撐控制環(huán)境。edm fi部分包括用戶控制、文件訪問、審批/發(fā)布控制和版本管理、項(xiàng)目總體信息和協(xié)作信息查看、消息收發(fā)等五方面功能。其中：
用戶控制：進(jìn)行登錄和注銷管理，實(shí)現(xiàn)用戶級(jí)權(quán)限控制并將用戶納入到edm的復(fù)雜權(quán)限控制之下。用戶級(jí)控制同時(shí)隱含著對(duì)此后操作的權(quán)限控制方案。
文件訪問：即文件存取，實(shí)現(xiàn)本地存貯空間和edm控制下的全局統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)間數(shù)據(jù)以文件形式的往來(lái)移動(dòng)，使文件受控于edm或從edm中暫時(shí)解控出來(lái)供編輯或其它目的。
審批/發(fā)布控制和版本管理：是電子方式的項(xiàng)目工作、工作流、工作檔案控制和管理。
項(xiàng)目總體信息和協(xié)作信息的查看：edm實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)統(tǒng)控、項(xiàng)目控制等職能是通過建立和維護(hù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表實(shí)現(xiàn)的，這些信息按照預(yù)定的權(quán)限控制向用戶開放（可查詢）。
消息收發(fā)：作為客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)支持下的多用戶、多應(yīng)用協(xié)作環(huán)境，edm提供了通用的信息互通機(jī)制。
圖7 基于edm的capp功能體系
5 結(jié)語(yǔ)
本文分析了pdm相關(guān)技術(shù)，并以基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)的商用軟件edm為例，詳盡分析了基于edm的capp體系結(jié)構(gòu)及集成方案，將封裝與edm具體功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的管理機(jī)制和功能細(xì)節(jié)，提供capp環(huán)境相關(guān)的功能實(shí)現(xiàn)，給capp用戶以盡可能便捷和透明的訪問支持和控制實(shí)現(xiàn)，這通過將edm fi中的相應(yīng)功能溶合入有此功能需求的capp子功能中去、達(dá)成功能和信息的緊密集成來(lái)實(shí)現(xiàn)。使capp系統(tǒng)滿足并行工程的需要。