基于WebService技術(shù)的異構(gòu)PDM系統(tǒng)集成技術(shù)研究與應(yīng)用

李強(qiáng) 劉岳峰

摘要：本文分析了現(xiàn)階段主流PDM（Product Data Management）系統(tǒng)的管理方式與特點(diǎn)，通過對(duì)PDM系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)一致性管理等方面的研究，提出了一種基于Web Service技術(shù)的異構(gòu)PDM系統(tǒng)集成技術(shù)。設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于Web Service技術(shù)的異構(gòu)PDM系統(tǒng)接口程序，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)PDM系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成交互，支撐了型號(hào)項(xiàng)目研制。

關(guān)鍵詞：Web Service;系統(tǒng)集成;PDM;數(shù)據(jù)同步

中圖分類號(hào)：TP311.52 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1007-9416（2020）06-0000-00

0引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和企業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展，PDM系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。PDM是以軟件為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品管理為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)[1]。從軟件適用和管理范圍來看，PDM 先后經(jīng)歷了單功能級(jí) PDM、與 CAD 緊密集成的 PDM、企業(yè)級(jí) PDM 和企業(yè)間 PDM 四個(gè)發(fā)展階段。企業(yè)級(jí)PDM系統(tǒng)解決了大量工程圖紙、技術(shù)文檔以及 CAD 文件的數(shù)字化管理問題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的管理及與工程文檔的集成，完成了工程變更請(qǐng)求/工程變更指令的跟蹤與管理[2]。

由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與產(chǎn)品管理方式的差異，不同的PDM系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的管理特點(diǎn)。為適應(yīng)企業(yè)自身的業(yè)務(wù)范圍與管理方式，很多企業(yè)在選擇PDM系統(tǒng)時(shí)會(huì)考慮多款PDM系統(tǒng)相集合的方式[3]，充分體現(xiàn)不同PDM系統(tǒng)在不同管理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)的最優(yōu)化管理。

國(guó)內(nèi)航空企業(yè)使用的主流PDM軟件有達(dá)索公司的VPM系統(tǒng)和PTC公司的Windchill系統(tǒng)，以往型號(hào)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)大多在VPM中簽署[4]，但VPM系統(tǒng)并未包括質(zhì)量體系要求的所有簽署環(huán)節(jié)，造成電子和紙質(zhì)兩種介質(zhì)結(jié)合的簽署模式，容易出現(xiàn)電子和紙質(zhì)數(shù)據(jù)不一致的情況。因此，為保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性，飛機(jī)研制過程需要開發(fā)相應(yīng)的接口程序?qū)PM系統(tǒng)和Windchill系統(tǒng)進(jìn)行集成，VPM系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，Windchill系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理、簽審、更改控制和數(shù)據(jù)發(fā)放。要保證兩個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平臺(tái)之間的無縫對(duì)接，確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源的唯一性，成了必須解決的技術(shù)難點(diǎn)之一。

1 Web Service技術(shù)概述

Web Service是一種面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的Web協(xié)議提供服務(wù)，目的是保證不同平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)可以互操作。Web Service通過SOAP（Simple Object Access Protocol）在Web上提供的軟件服務(wù)，使用WSDL（Web Services Description Language）文件進(jìn)行說明，并通過UDDI進(jìn)行注冊(cè)（Universal Description， Discovery， and Integration），通過定義一組可以通過Internet調(diào)用的可編程邏輯，使基于Web的各種功能以統(tǒng)一的方式提供給調(diào)用者[5]。

2 集成接口架構(gòu)設(shè)計(jì)

VPM與WINDCHILL的接口主要實(shí)現(xiàn)頂層產(chǎn)品結(jié)構(gòu)同步、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢入、工程更改實(shí)施和數(shù)據(jù)狀態(tài)同步等功能，使兩個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件版本、文檔版本、構(gòu)型信息等達(dá)到完全一致，保證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在簽署、工程更改、數(shù)據(jù)發(fā)放與接收等整個(gè)生命周期中狀態(tài)的完整與準(zhǔn)確。

3 系統(tǒng)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)

Windchill與VPM系統(tǒng)集成的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)集成和工作流集成。

數(shù)據(jù)集成功能包括VPM數(shù)據(jù)的導(dǎo)出、Windchill數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、數(shù)據(jù)同步檢查等。VPM系統(tǒng)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)主要包括零部件的屬性信息、裝配關(guān)系、模型圖樣文件等，其中屬性信息和裝配關(guān)系等內(nèi)容由XML文件描述，模型圖樣及設(shè)計(jì)文檔等物理數(shù)據(jù)導(dǎo)出到指定的共享存儲(chǔ)位置，Windchill系統(tǒng)根據(jù)XML中描述的結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，并從指定的共享存儲(chǔ)位置導(dǎo)入模型圖樣等設(shè)計(jì)文件。

工作流集成是指產(chǎn)品數(shù)據(jù)在Windchill系統(tǒng)中進(jìn)行簽署、更改或發(fā)放的過程中，數(shù)據(jù)在Windchill系統(tǒng)中的生命周期狀態(tài)、設(shè)計(jì)成熟度和有效性等信息的改變，通過發(fā)送Web Service消息給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)消息內(nèi)容對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽署狀態(tài)、成熟度和有效性的設(shè)置，從而保證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在Windchill和VPM兩個(gè)系統(tǒng)中的狀態(tài)和有效性完全一致。

接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要分為兩類，一類是數(shù)據(jù)狀態(tài)信息，一類是XML文件和模型圖樣物理文件等文件信息。在基于webservice技術(shù)的集成接口中，數(shù)據(jù)狀態(tài)信息的傳遞通過發(fā)送web請(qǐng)求的方式實(shí)現(xiàn)，文件信息的傳遞通過NFS（Network File System）共享存儲(chǔ)區(qū)的方式實(shí)現(xiàn)。根據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)信息和文件的傳輸方向，在VPM系統(tǒng)中部署webservice服務(wù)，WINDCHILL系統(tǒng)作為服務(wù)請(qǐng)求方，在同步過程中向VPM系統(tǒng)發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求，VPM系統(tǒng)監(jiān)聽到請(qǐng)求后執(zhí)行服務(wù)，并將執(zhí)行結(jié)果返回給WINDCHILL系統(tǒng)。系統(tǒng)總體集成框。如圖1所示。

4 Webservice接口實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)集成接口實(shí)現(xiàn)的功能，將接口分為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)建模塊、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊、更改落實(shí)模塊、數(shù)據(jù)狀態(tài)同步模塊。

4.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)建模塊

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)建模塊主要實(shí)現(xiàn)頂層產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)建、構(gòu)型層產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)建、設(shè)計(jì)模塊構(gòu)建。Windchill系統(tǒng)有創(chuàng)建請(qǐng)求時(shí)，將要?jiǎng)?chuàng)建的結(jié)構(gòu)信息以兩個(gè)平臺(tái)共同定義的格式生成結(jié)構(gòu)描述文件，放到共享存儲(chǔ)區(qū)，然后向Web Service服務(wù)器發(fā)送構(gòu)建結(jié)構(gòu)請(qǐng)求，Web Service服務(wù)器調(diào)用VPM服務(wù)器中產(chǎn)品構(gòu)建模塊，VPM系統(tǒng)到共享存儲(chǔ)區(qū)讀取結(jié)構(gòu)描述文件，根據(jù)文件描述，在VPM系統(tǒng)中構(gòu)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，構(gòu)建完成后將構(gòu)建結(jié)果返回Web Service服務(wù)器，Web Service服務(wù)器向Windchill發(fā)送構(gòu)建完成的消息。

4.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)放過程中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出過程由Windchill系統(tǒng)發(fā)起，Windchill系統(tǒng)將要導(dǎo)出的設(shè)計(jì)模塊的編號(hào)和版本發(fā)送給Web Service服務(wù)器，Web Service服務(wù)器調(diào)用VPM系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊，并將設(shè)計(jì)模塊信息傳給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)模塊信息，從VPM系統(tǒng)中導(dǎo)出數(shù)模信息，并存放到共享存儲(chǔ)區(qū)。數(shù)模下載完成后將結(jié)果信息返回給Web Service服務(wù)器，Web Service服務(wù)器向Windchill系統(tǒng)發(fā)送構(gòu)建完成信息。如圖2所示

4.3 更改落實(shí)模塊

工程更改落實(shí)過程在Windchill系統(tǒng)中發(fā)起，將更改信息寫入XML文件，發(fā)送給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)XML信息在VPM系統(tǒng)中完成更改落實(shí)，業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。工程更改過程中，設(shè)計(jì)員先在Windchill系統(tǒng)中創(chuàng)建更改流程，更改流程批準(zhǔn)后，Windchill系統(tǒng)將要修改的模塊信息寫入XML文件中，放到共享存儲(chǔ)區(qū)，并向Web Service服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，Web Service服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，調(diào)用VPM系統(tǒng)中的更改落實(shí)模塊，VPM系統(tǒng)讀取并解析共享存儲(chǔ)區(qū)中的XML文件，根據(jù)文件描述在VPM系統(tǒng)中創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并將結(jié)果返回給Web Service服務(wù)器，Web Service服務(wù)器再將結(jié)果返回給Windchill系統(tǒng)。如圖3所示

4.4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)同步模塊

隨著Windchill系統(tǒng)中審簽流程的變化，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的狀態(tài)也在不斷變化，為保證兩個(gè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)狀態(tài)的統(tǒng)一，要不斷同步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的狀態(tài)。當(dāng)Windchill系統(tǒng)中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生變化后，Windchill系統(tǒng)向Web Service服務(wù)器發(fā)送同步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)狀態(tài)的請(qǐng)求，在請(qǐng)求中包含設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)編號(hào)、版本、狀態(tài)，Web Service服務(wù)器接收到請(qǐng)求之后，調(diào)用VPM系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步模塊，將同步請(qǐng)求傳遞給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)修改完數(shù)據(jù)狀態(tài)后將執(zhí)行結(jié)果返回給Web Service服務(wù)器，Web Service服務(wù)器再將結(jié)果返回給Windchill系統(tǒng)。

5 結(jié)語

本文通過分析異構(gòu)PDM系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)需求、集成數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)交互過程，結(jié)合Web Service技術(shù)的特點(diǎn)，提出了一種基于Web Service的異構(gòu)PDM系統(tǒng)集成技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成交互，保證了兩個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)的一致性，支撐了型號(hào)研制業(yè)務(wù)的順利開展。本技術(shù)具有通用性，對(duì)于其他行業(yè)的異構(gòu)PDM系統(tǒng)集成具有借鑒意義。

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收稿日期：2020-04-22

作者簡(jiǎn)介：李強(qiáng)（1988—），男，山東新泰人，碩士研究生，工程師，研究方向：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。