企業(yè)協(xié)同產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)①

韓緯杰,糜旗,,王燕華(中國航天科技集團第八研究院 上海航天動力技術(shù)研究所,上海 009)(北京交通大學(xué),北京 00044)

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企業(yè)協(xié)同產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)①

韓緯杰1,糜旗1,2,王燕華1(中國航天科技集團第八研究院 上海航天動力技術(shù)研究所,上海 201109)
2(北京交通大學(xué),北京 100044)

摘 要:以某企業(yè)協(xié)同產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)為背景,找出了現(xiàn)有業(yè)務(wù)中存在的不足,針對系統(tǒng)中所需要解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究.結(jié)合企業(yè)實際需求,對產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行版本控制管理,基于J2EE開發(fā)了相應(yīng)的原型系統(tǒng),最后通過實例證明了系統(tǒng)的有效性和可行性.

關(guān)鍵詞:企業(yè)協(xié)同; 產(chǎn)品全生命周期; 版本控制; J2EE

1　概述

上海某研究所主要從事某軍工產(chǎn)品的研制、開發(fā)與批量生產(chǎn),是具有中、小型固體發(fā)動機研發(fā)和批生產(chǎn)能力的綜合性研究所.隨著科研生產(chǎn)任務(wù)的不斷增加,為了滿足業(yè)務(wù)高效有序地開展,信息化工作面臨著巨大的挑戰(zhàn).

企業(yè)協(xié)同產(chǎn)品研制管理系統(tǒng)AVIDM(Airspace Vehicle Integration Design & Manufacture)是由北京神舟軟件公司開發(fā)的一套用于管理企業(yè)文檔、產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)、資料等多功能的大型企業(yè)級軟件[1].業(yè)務(wù)部門將該軟件用于編制生產(chǎn)計劃、下發(fā)型號任務(wù)、項目計劃分解、執(zhí)行計劃任務(wù),通過對頂層型號產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劃分,實現(xiàn)研制計劃任務(wù)的逐級分解,通過幾年的實施,AVIDM 系統(tǒng)已經(jīng)在上海某研究所全型號進(jìn)行了使用.

隨著AVIDM系統(tǒng)在該場所的不斷深入應(yīng)用,對系統(tǒng)本身功能上的需求也在不斷增加,伴隨著導(dǎo)彈型號的高密度發(fā)射任務(wù),產(chǎn)品本身面臨著研制周期短、生產(chǎn)任務(wù)緊的產(chǎn)品研制要求,從產(chǎn)品研制的實際情況出發(fā),AVIDM系統(tǒng)自身所存在的一些功能與性能上的缺陷也逐漸顯露出來.由于目前AVIDM系統(tǒng)在產(chǎn)品創(chuàng)建過程中仍然采用型號調(diào)度手動創(chuàng)建產(chǎn)品的方式,修改過程具有很大的隨意性,對于產(chǎn)品的基線、版本、結(jié)構(gòu)等全生命周期的把控方面仍未得到有效的控制,出了問題難以追溯到相應(yīng)責(zé)任人員.如不能很好的解決這些問題,將會大大減緩產(chǎn)品工作令下發(fā)、試生產(chǎn)的計劃進(jìn)度,導(dǎo)致產(chǎn)品研制失敗.

針對系統(tǒng)中存在的上述問題,本文針對上海某研究所的業(yè)務(wù)特點,以AVIDM的二次開發(fā)平臺為基礎(chǔ),設(shè)計并實現(xiàn)了基于PDM(Product Data Management)平臺的AVPDM系統(tǒng).

1.1相關(guān)技術(shù)綜述

1.1.1基于PDM平臺的AVPDM系統(tǒng)

PDM平臺是以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理為核心,將型號研制過程中各階段產(chǎn)生的各類文檔對象、部件對象等,按照說明關(guān)系和參考關(guān)系同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)結(jié)合起來[2,3].基于PDM平臺的AVPDM系統(tǒng)采用Java、workflow和WebService[4-13]等技術(shù)開發(fā),可與其他工業(yè)軟件(AutoCAD、Pro-E)進(jìn)行無縫集成.

該平臺下的型號產(chǎn)品以航天產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ),對研制過程中數(shù)據(jù)可進(jìn)行查詢、借用和修改,將型號研制生命周期過程中不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行過程管理.

圖1　基于PDM平臺的AVPDM總體架構(gòu)

1.1.2OSGI

OSGi(Open Services Gateway Initiative)是一個開放式的服務(wù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議,該服務(wù)規(guī)范由OSGi 聯(lián)盟提出,其體系架構(gòu)如圖2所示[14].

圖2　OSGi結(jié)構(gòu)

OSGi采用插件式的開發(fā)模式(Bundle),為業(yè)界提供了一套通用的、開放的java框架[15,16,17],由于其本身采用的一種是面向服務(wù)的編程架構(gòu),使其被廣大開發(fā)人員所熟知.

1.1.3多視圖BOM管理

平臺對BOM的分類主要分為設(shè)計BOM(EBOM)、工藝BOM(PBOM)、制造BOM(MBOM),在實際的PDM系統(tǒng)應(yīng)用中,根據(jù)不同階段產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理的要求,將產(chǎn)生多種類型的BOM,從不同角度來表示產(chǎn)品的組成形式以及相關(guān)信息.

多視圖管理的核心功能包括: 視圖版本的管理、視圖轉(zhuǎn)換、上下游視圖關(guān)聯(lián)以及對等關(guān)系維護等.

圖3　BOM管理

1.2版本控制

系統(tǒng)通過版本管理的方式來對產(chǎn)品部件進(jìn)行控制,每一個部件對象與三類對象相關(guān): 零部件主對象(Part Master)、大版本(Revision)、和小版本(Iteration).其中,零部件主對象Part Master上的信息不隨版本的變化而變化; 大版本Revision代表一個版本系列分支,大版本升版通過“修訂”實現(xiàn); 同一大版本的各Iteration代表了設(shè)計的迭代修改,Iteration的變化通過“檢出/檢入”實現(xiàn).

圖4　版本控制

從產(chǎn)品分類管理的角度來說,PDM平臺分為部件管理、結(jié)構(gòu)管理、文檔管理、上下文管理、生命周期管理.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)依賴的基礎(chǔ)服務(wù)如圖5所示.

圖5　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)依賴的服務(wù)

通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中信息進(jìn)行檢索、定位得到所需的產(chǎn)品結(jié)構(gòu); 對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的零部件進(jìn)行新建、刪除、修改、檢入、檢出等編輯; 對結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯物料清單、對部件添加文檔、按展開條件展示結(jié)構(gòu)、送審結(jié)構(gòu)等,同時支持基于零部件的生命周期管理實現(xiàn)零部件生命周期狀態(tài)的變遷.

2　業(yè)務(wù)分析與功能的實現(xiàn)

2.1業(yè)務(wù)分析

本文根據(jù)實際生產(chǎn)過程中的業(yè)務(wù)部門提出的產(chǎn)品庫創(chuàng)建功能點為例,詳細(xì)闡述了整個產(chǎn)品的創(chuàng)建與配置流程,詳細(xì)流程如圖6所示.

圖6　產(chǎn)品創(chuàng)建與配置流程

流程說明:

① 產(chǎn)品主管調(diào)度在系統(tǒng)外接收到型號任務(wù)后,在系統(tǒng)中創(chuàng)建“產(chǎn)品申請單”,在“產(chǎn)品申請單”中填寫產(chǎn)品相關(guān)信息,并對“產(chǎn)品申請單”提交送審,選擇審批流程并指定審批人員.審批人員通過“任務(wù)盒”接收“產(chǎn)品申請單”審批任務(wù)并進(jìn)行審批,“產(chǎn)品申請單”審批通過后,由系統(tǒng)根據(jù)“產(chǎn)品申請單”信息自動創(chuàng)建產(chǎn)品.

②“產(chǎn)品申請單”審批人員審批不通過,申請單駁回,重新修改“產(chǎn)品申請單”相關(guān)信息,修改完成后,再次對“產(chǎn)品申請單”提交送審.

③ “產(chǎn)品申請單”中的項目組成員登錄系統(tǒng)后,可以看到與之相關(guān)的“產(chǎn)品申請單”信息(主要包括“產(chǎn)品申請單”相關(guān)屬性信息及審批狀態(tài)等).

④“產(chǎn)品申請單”審批人員通過“任務(wù)盒”來接收“產(chǎn)品申請單”審批任務(wù),并完成對“產(chǎn)品申請單”的審批.

⑤ 系統(tǒng)根據(jù)“產(chǎn)品申請單”相關(guān)信息完成產(chǎn)品創(chuàng)建.

2.2系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.2.1系統(tǒng)設(shè)計

在理解了總體業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上對角色和用戶進(jìn)行了劃分,并明確了各個角色的職責(zé)和權(quán)限.

圖7　產(chǎn)品庫用例圖

AVPDM系統(tǒng)包含文檔管理、版本管理、部件管理和產(chǎn)品生命周期管理模塊,如圖8所示.

圖8　AVPDM系統(tǒng)模塊

產(chǎn)品申請模塊與系統(tǒng)中文檔管理、版本管理、部件管理和產(chǎn)品生命周期管理模塊相集成,產(chǎn)品申請模塊通過參考關(guān)系(link)與具體模塊相關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)關(guān)系如下:

圖9　申請單與文檔、版本關(guān)系類圖

圖10　申請單與生命周期、部件關(guān)系類圖

①申請單通過ProductDocumentReferenceLink與文檔對象建立關(guān)聯(lián),得到文檔關(guān)聯(lián)對象;

②申請單通過ProductControlBranchReferenceLink與版本對象建立關(guān)聯(lián),得到版本關(guān)聯(lián)對象;

③申請單通過ProductLifecycleReferenceLink與產(chǎn)品生命周期建立關(guān)聯(lián),得到產(chǎn)品生命周期關(guān)聯(lián)對象;

④申請單通過ProductPartReferenceLink與產(chǎn)品部件建立關(guān)聯(lián),得到部件關(guān)聯(lián)對象.

在得到關(guān)聯(lián)對象后,申請單通過link實現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)接口類: 產(chǎn)品與文檔(ProductDocumentService)、產(chǎn)品與版本(ProductControlBranchService)、產(chǎn)品與生命周期(ProductLifecycleService)、產(chǎn)品與部件(ProductPartService),從而獲取相關(guān)對象的信息與服務(wù),實現(xiàn)方式如下:

圖11　關(guān)系link與系統(tǒng)接口類圖

產(chǎn)品申請管理的服務(wù)主要通過與文檔、部件、版本與生命周期的使用關(guān)系與參考關(guān)系、描述關(guān)系建立關(guān)聯(lián),使用時通過實例化的方式來獲取相關(guān)服務(wù),部分代碼如下:

2.2.2模塊集成與部署

當(dāng)產(chǎn)品申請模塊開發(fā)完后,需要注入PDM平臺中依賴的相關(guān)擴展點,在plugin.xml中寫入相關(guān)屬性對象extension:

① 在系統(tǒng)部署時首先先進(jìn)入OSGI插件控制臺,確保平臺中bundle插件的完整性;

圖12　插件控制臺

② 將產(chǎn)品申請模塊插件部署到平臺,開啟orm、springframework、ui等擴展點插件,確保插件正常運行.

圖13　插件部署

2.2.3系統(tǒng)實現(xiàn)

產(chǎn)品申請模塊功能設(shè)計如下:

① 登錄AVIDM系統(tǒng),通過點擊“產(chǎn)品申請單”菜單,在右側(cè)頁面中點擊“創(chuàng)建”按鈕,彈出“產(chǎn)品申請單”創(chuàng)建頁面,在創(chuàng)建頁面中,由創(chuàng)建人填寫型號代號、型號名稱、型號區(qū)分代號、產(chǎn)品代號、產(chǎn)品名稱,下拉選擇“所屬標(biāo)簽”屬性值.

圖14　產(chǎn)品申請單管理頁面

圖15　創(chuàng)建產(chǎn)品申請單

② 在“產(chǎn)品申請單創(chuàng)建”頁面中,點擊“階段序列”,彈出“階段序列信息”頁面.進(jìn)入頁面后,創(chuàng)建人可以添加階段,并可以為初始階段添加子階段; 移動階段時先選中需要移動的目標(biāo)階段,可對階段進(jìn)行移動;對階段也可以進(jìn)行移除操作,所有信息設(shè)置完成后,所操作的信息會返回到“階段序列頁面”中顯示.

圖16　階段序列頁面

③ 在“產(chǎn)品申請單創(chuàng)建”頁面中,創(chuàng)建人點擊“團隊”按鈕,彈出“團隊頁面”,創(chuàng)建人選擇“角色及成員”后,可以添加角色,并為角色添加用戶、組、組織機構(gòu),所有信息設(shè)置完成后,所操作的信息會返回到“角色和成員頁面”中顯示.另外,創(chuàng)建人也可以選擇“專業(yè)及人員”,添加專業(yè),并為專業(yè)添加參與人員和參考人員,所有信息設(shè)置完成后,所操作的信息會返回到“專業(yè)頁面”中顯示.

圖17　角色和成員頁面

圖18　專業(yè)及人員頁面

④ 創(chuàng)建人填寫完“產(chǎn)品申請單”相關(guān)信息后,點擊“操作”按鈕,選擇“送審”,系統(tǒng)自動彈出選擇工作流模板頁面,創(chuàng)建人選擇“產(chǎn)品申請單”對應(yīng)的工作流模板,指定各審批環(huán)節(jié)的審批人員,指定完畢后,點擊“確定”.

圖19　申請單送審頁面

⑤ 用戶點擊“產(chǎn)品申請單管理”菜單,在右側(cè)的“產(chǎn)品申請單”列表中點擊某條“產(chǎn)品申請單”信息,進(jìn)入其詳細(xì)信息頁面,在“詳細(xì)信息”選項卡中查看“產(chǎn)品申請單”的詳細(xì)信息: 包括常規(guī)屬性信息、系統(tǒng)屬性信息、業(yè)務(wù)屬性信息等.

圖20　詳細(xì)信息頁面

⑥ “產(chǎn)品申請單”審批完成后,新一代AVIDM系統(tǒng)根據(jù)“產(chǎn)品申請單”相關(guān)信息自動創(chuàng)建產(chǎn)品.

圖21　產(chǎn)品信息頁面

整個產(chǎn)品的生命周期流程“設(shè)計中—審批中—審批通過—受控”,當(dāng)產(chǎn)品申請單通過相關(guān)人員審批后,該產(chǎn)品創(chuàng)建成功,初始產(chǎn)品版本為A.1(系統(tǒng)版本規(guī)則).

3　結(jié)語

隨著AVIDM系統(tǒng)在某研究所內(nèi)的不斷應(yīng)用,以信息化手段為核心,從根本上改變了原有企業(yè)文檔、產(chǎn)品的設(shè)計管理模式,縮短了產(chǎn)品研制過程的生命周期.由于系統(tǒng)本身采用插件式的二次開發(fā)模式,使得平臺本身具有易維護、可擴展的特點,日后為企業(yè)從設(shè)計、生產(chǎn)、制造設(shè)計一體化提供基礎(chǔ)保障.

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16OSGi Alliance.OSGi Service Platform Version 4.2 Specification,http://www.osgi.org/Specifications/HomePage/,2010.

17OSGi Alliance.OSGi Technical Whitepaper,http://www.osgi.org/Links/HomePage/,2007.

Enterprise Collaborative Product Development Management System

HAN Wei-Jie1,MI Qi1,2,WANG Yan-Hua11(Shanghai Space Propulsion Technology Research Institute,Shanghai 201109,China)2(Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

Abstract:This article is based on one enterprise collaborative product development management system.It finds out the defects among the existing business,and researches on how to solve the key problems in the system.Combined with the actual needs from the enterprise,this article described how to control and manage the version of the whole product lifecycle of product based on the prototype J2EE system.And finally the article proved the feasibility and effectiveness of the system through a sample.

Key words:enterprise collaborative; product lifecycle; version control; J2EE

收稿時間:①2015-08-05;收到修改稿時間:2015-10-14