【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .........................................................................................................................55致 謝 ........................................................................................................................................56參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................571 / 661 緒 論 研究背景與意義 研究背景當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)全球化和信息全球化迅猛發(fā)展，我國(guó)進(jìn)入 WTO 后，為制造業(yè)帶來(lái)前所未有的機(jī)遇，但又面臨更加激烈的挑戰(zhàn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)，世界技術(shù)和市場(chǎng)格局發(fā)生了重大變化，信息化被認(rèn)為是繼工業(yè)革命之后的具有重大意義的的全球性技術(shù)革命。這場(chǎng)席卷而來(lái)的信息化浪潮改變了人類生產(chǎn)、生活的方方面面，影響著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程，把人類帶入了新經(jīng)濟(jì)時(shí)代。這種技術(shù)融合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)，將其應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品生命周期全過程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，極大提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在我國(guó)從“中國(guó)制造” 走向“中國(guó)創(chuàng)造”的過程中，迫切需要利用信息化技術(shù)，幫助我國(guó)制造業(yè)走出產(chǎn)業(yè)鏈困境。航空工業(yè)是標(biāo)志國(guó)家綜合實(shí)力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，國(guó)家對(duì)民用飛機(jī)的重視，給航空制造企業(yè)帶來(lái)了一個(gè)全新的發(fā)展機(jī)遇。由于歷史的原因，中國(guó)的航空工業(yè)習(xí)慣于仿制，創(chuàng)新能力不強(qiáng)，雖然上世紀(jì)八九十年代中美合作制造過民用客機(jī)，了解大型飛機(jī)建造的基本流程和技術(shù)要求，但關(guān)鍵技術(shù)以及管理經(jīng)驗(yàn)是無(wú)法通過合作獲取的，也是無(wú)法購(gòu)買的。我國(guó)民用飛機(jī)想要在市場(chǎng)有一席之地，就必須在設(shè)計(jì)、制造、企業(yè)管理等多方面提高能力，而使用先進(jìn)的企業(yè)信息化管理理念則是重要手段之一。 研究意義隨著各種信息化系統(tǒng) PDM，MES ，EPR 等在企業(yè)的普及，系統(tǒng)集成成為眾多制造企業(yè)面前的重要課題。作為產(chǎn)品技術(shù)文件的重要組成部分，物料清單（BOM，Bill of Material）從不同的角度對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了完整的描述。BOM 是組織產(chǎn)品信息的重要形式，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM ）的核心數(shù)據(jù)，貫穿于工程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、大修維護(hù)等產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，成為企業(yè)信息集成的關(guān)鍵所在。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，制造企業(yè)所用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，大約有 70%需要用到 BOM[1]。這些 BOM 存在于企業(yè)不同職能部門，根據(jù)其獨(dú)特的業(yè)務(wù)。國(guó)內(nèi)外已有許多學(xué)者做了大量的研究，但主要是研究 EBOM和 MBOM 的構(gòu)建方法，對(duì) SBOM 的研究很少。文獻(xiàn) [2][3]提出了采購(gòu) BOM 的概念，但是僅考慮了批產(chǎn)階段的采購(gòu)，沒有考慮到研發(fā)階段更改頻繁的特點(diǎn)，沒有建立SBOM 和供應(yīng)商相關(guān)文檔 (如供應(yīng)商交付要求等)、工藝和資源等的聯(lián)系，容易造成更改的不同步。2 / 66上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)包含供應(yīng)商產(chǎn)品交付規(guī)范書（SPS）和供應(yīng)商產(chǎn)品交付物料清單（SPSBOM）兩部分，它們是對(duì)供應(yīng)商最終產(chǎn)品交付狀態(tài)的定義，是供應(yīng)商產(chǎn)品制造構(gòu)型和最終交付的重要依據(jù)。SPS 與 SPSBOM 這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)存在密切的關(guān)聯(lián)，但現(xiàn)階段 SPS 為手工編輯，設(shè)計(jì)發(fā)生變更后，這部分信息缺乏與工程數(shù)據(jù)源、SPSBOM 等的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。如何利用信息技術(shù)手段來(lái)形成供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化管理，保證飛機(jī)在設(shè)計(jì)總裝供應(yīng)商領(lǐng)域數(shù)據(jù)的一致性，是當(dāng)前企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需求。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PDM 系統(tǒng)概述及現(xiàn)狀隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及 CAD/CAPP/CAM 等軟件在企業(yè)中的應(yīng)用，過去手工階段的紙質(zhì)的文件、圖紙經(jīng)計(jì)算機(jī)處理都變成了大量的不同格式的電子文件，這些數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理即為 PDM。這些數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大、格式多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何管理好這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)，是企業(yè)面臨的難題，PDM 是在這樣的背景下產(chǎn)生的一種新的數(shù)據(jù)管理的思想和技術(shù)。PDM 技術(shù)提出以后，不斷地得到發(fā)展和完善，所涉及的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也越來(lái)越廣。從解決大量文件、圖紙計(jì)算機(jī)化的管理問題，逐步發(fā)展到對(duì)企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的管理，包括對(duì)與產(chǎn)品相關(guān)的信息與過程的管理。對(duì)于 PDM 技術(shù)的描述很難有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。隨著人們對(duì) PDM 技術(shù)的不斷認(rèn)識(shí)，從不同角度提出了 PDM 的定義，比較有代表性的是EdMiller 和 D Burdick 給出的定義。國(guó)際權(quán)威咨詢公司 CIMdata 總裁 EdMiller 給 PDM 做出過概括性的定義，他認(rèn)為 PDM 是用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)。Gartner Group 公司的 D Burdick 則把 PDM 定義為構(gòu)筑企業(yè)范圍內(nèi)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一個(gè)并行化產(chǎn)品協(xié)作環(huán)境的技術(shù)。但就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）可以闡述為以軟件為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)數(shù)據(jù)、過程進(jìn)行全生命周期管理的技術(shù)，并可為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境 [4]。在民用飛機(jī)的研制過程中，隨著數(shù)字化手段的應(yīng)用，需要應(yīng)用 PDM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向民用飛機(jī)研制全生命周期的管理。在設(shè)計(jì)階段，數(shù)字化設(shè)計(jì)需要基于 PDM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)、審簽和發(fā)放，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的管理。在型號(hào)研制的不同階段，根據(jù)型號(hào)研制的需要，需要實(shí)施多個(gè) PDM 系統(tǒng)來(lái)滿足型號(hào)研制、型號(hào)構(gòu)型管理和制造等的需要。這樣，必將產(chǎn)生大量的數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對(duì)型號(hào)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理和檔案的管理帶來(lái)了一定的難度。同時(shí)，不同時(shí)期的型號(hào)，由于圖樣文件管理制度的不同，以及信息技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，所實(shí)施的 PDM 系統(tǒng)是不同的，所采用的技術(shù)和體系架構(gòu)也是不同的，不可避免地形成了一個(gè)個(gè)的信息孤3 / 66島。 BOM 技術(shù)研究現(xiàn)狀物料清單 BOM 產(chǎn)生于上世紀(jì)六十年代，主要功能是把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提前期、批量、采購(gòu)、庫(kù)存信息集中在一起，從而運(yùn)算出 MRP 的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃。隨著 MRP 發(fā)展到今天的 ERP，物料清單仍然作為 ERP 運(yùn)作的基本輸入數(shù)據(jù)，主要采用手工輸入。上世紀(jì) 90 年代，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM 技術(shù)開始得到快速發(fā)展。BOM 的管理主要是嵌入在 PDM 系統(tǒng)和 ERP 系統(tǒng)當(dāng)中。PDM 系統(tǒng)中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與 ERP 所需的物料清單 BOM 之間存在著某種對(duì)應(yīng)關(guān)系， ERP 所需 MBOM 中的大量信息可以從 PDM 的 BOM 中獲取。由于手工輸入 BOM 既費(fèi)時(shí)又容易出錯(cuò)，通常的想法是讓 PDM 根據(jù)工程設(shè)計(jì)物料清單 EBOM 和 CAPP 提供的工藝信息自動(dòng)生成 ERP 所需要的制造物料清單 MBOM，實(shí)現(xiàn) PDM 與 ERP 的集成。由于對(duì)BOM 的重要性的認(rèn)識(shí)，BOM 的研究開始走出 ERP 的狹小空間，成為一個(gè)獨(dú)立的研究對(duì)象。同時(shí)，在客戶的個(gè)性化需求的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，大規(guī)模定制成為一種趨勢(shì)，產(chǎn)品配置顯得非常重要。因而國(guó)外對(duì) BOM 的研究側(cè)重了對(duì) BOM 結(jié)構(gòu)的配置方面，如提出的模塊化 BOM（modular BOM） 、超級(jí) BOM（superBOM） 、變量VBOM（variant BOM） 、通用 BOM（Generic BOM）等 [5][6]。在應(yīng)用方面，波音公司在其定義與控制飛機(jī)的配置/制造資源管理（DCAC/MRM）項(xiàng)目中最早提出了以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心組織單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源（Single Source of Product Data，SSPD）的構(gòu)想，并將該成果應(yīng)用到波音 737 至 777 的產(chǎn)品當(dāng)中，建立了各種 BOM 之間的邏輯聯(lián)系，使得該公司 14 種 BOM 管理系統(tǒng)統(tǒng)一到單一的 BOM管理系統(tǒng)之中。在國(guó)內(nèi)，BOM 管理缺乏相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)企業(yè)按照自己的需要提出各種不同的 BOM。國(guó)內(nèi)的部分學(xué)者對(duì) BOM 的轉(zhuǎn)換做了大量的研究。臺(tái)灣交通大學(xué) Chang、Lee 等 [7]提出了一個(gè)三階段的 MBOM 規(guī)劃方法，可以根據(jù) EBOM 考慮裝配序列和約束生成三層的 MBOM。重慶大學(xué)曾富洪 [8]把 BOM 劃分成 BOM本體和 BOM 從體，分別從 BOM 本體和從體方面進(jìn)行 EBOM 到 MBOM 的轉(zhuǎn)換，在 BOM 的本體轉(zhuǎn)換中考慮了實(shí)際裝配線、各種虛擬件和裝配順序等因素。北京航天航空大學(xué)對(duì) BOM 的轉(zhuǎn)換進(jìn)行了較多的研究。烏龍、尚鳳武 [9]從物料項(xiàng)本質(zhì)和物料項(xiàng)關(guān)系方面闡述了 BOM 的本質(zhì)，建立了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理過程模型，并對(duì) BOM 轉(zhuǎn)換中不同視圖之間的關(guān)系進(jìn)行了闡述。蔣輝、范玉青 [10,11]從工藝角度分析了 EBOM、PBOM 、MBOM 的演變?cè)?，提出了面?BOM 的制造工藝系統(tǒng)的基本原理。郭建飛等 [12]從結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和屬性映射兩個(gè)角度探討了 3 種主要物料清單視圖間的演繹關(guān)系。清華大學(xué)魏志強(qiáng)、王先逵等 [13]提出了基于單一數(shù)據(jù)源的產(chǎn)品 BOM 數(shù)據(jù)多視圖映射技術(shù)，對(duì) BOM 不同視圖的屬性映射進(jìn)行了歸類分析。4 / 66 Windchill 產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)PTC 公司是全球較大的、一直致力于產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)品生命周期管理解決方案的軟件供應(yīng)商。為了滿足異地制造、設(shè)計(jì)外包、全球化營(yíng)運(yùn)的需求，PTC 公司于 1998 年首先推出了完全基于 J2EE 平臺(tái)的產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng) Windchill。經(jīng)過十余年的發(fā)展，Windchill 系統(tǒng)已經(jīng)成為基于瀏覽器/ 服務(wù)器(BrowserIServer)架構(gòu)產(chǎn)品生命周期管理解決方案技術(shù)和市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。目前 Windchill 系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)防電于、航空航天、汽車、工程機(jī)械、消費(fèi)品、半導(dǎo)體等行業(yè)擁有大量的成功客戶。國(guó)際上許多大型公司都選擇了 Windchill 系統(tǒng)，例如 AirBus，Boeing AeroSpace，NASA，JohnDeere ，Caterpillar，ABBMarconi，Toshiba，Philips，TRW 等。從 1999 年開始 Windchill 系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi) PDM 市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，并已經(jīng)成功應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)。近幾年來(lái)在 PLM/PDM 市場(chǎng)上，PTC、西門子 PLM 和達(dá)索的 PLM 系統(tǒng)基本上占有了前三名的位置。尤其在大型企業(yè)進(jìn)行 PLM 選型時(shí)，都是在這三者之中進(jìn)行選擇。達(dá)索作為 IBMPLM 戰(zhàn)略的合作伙伴，為各種企業(yè)提供電子商務(wù)解決方案，幫助他們實(shí)施自己的數(shù)字化企業(yè)戰(zhàn)略，其核心優(yōu)勢(shì)主要是在數(shù)字化制造解決方案，不僅僅提供了生產(chǎn)過程的仿真，同時(shí)還提供了車間和生產(chǎn)線的仿真，人機(jī)工程等。UGS 被西門子收購(gòu)后，其產(chǎn)品全生命周期管理軟件與西門子自動(dòng)化解決方案整合為一體，、報(bào)廢的軟硬件一體化解決方案提供商。在 PTC 的 PDM ，Windchill 由最初的 PDM 產(chǎn)品演變?yōu)楝F(xiàn)在的 PDM 平臺(tái)。 Windchill 的主要特點(diǎn)在于一體化的體系結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。到現(xiàn)在為止 PTC 公司在 Windchill 平臺(tái)上已經(jīng)列發(fā)了一系列的解決方案，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、設(shè)計(jì)協(xié)作和項(xiàng)目管理、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)配置、零件管理以及制造協(xié)作。目前 WindchillLink 系列解決方案包招 Windchill PDMLink，Windchill ProjectLink，Windchill DynamicDesignLink，Windchill PartsLink 以及WindchillSupplyLink 等產(chǎn)品模塊。Windchill 是第一套專門使用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)部署系統(tǒng)而開發(fā)的 PLM 解決方案，并應(yīng)用了真正的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它以開發(fā)多層企業(yè)應(yīng)用的 J2EE 標(biāo)準(zhǔn)為基 Rill，因此它提供了 Web 環(huán)境中的全部功能。大量客戶的實(shí)施證明 Windchill 能夠適應(yīng)和滿足嵌嚴(yán)格的需求。由于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于的產(chǎn)品使用的仍然是從事個(gè)體系結(jié)構(gòu)中拼湊而成的技術(shù)而非有意義的集成，所以 Windchill 仍然是該行業(yè)唯一的一體化 PDM 解決方案。5 / 66 論文研究?jī)?nèi)容本文結(jié)合上飛公司供應(yīng)商管理的實(shí)際情況，提出構(gòu)建 SPSBOM 及 SPS 正文管理的方法，主要實(shí)現(xiàn)了 EBOM 到 SPSBOM 重構(gòu)的結(jié)構(gòu)化管理， SPS 文檔的結(jié)構(gòu)化編制及管理，保證了供應(yīng)商交付數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性。主要研究?jī)?nèi)容如下：① 對(duì)Windchil1產(chǎn)品在PDM行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行分析，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的J2EE架構(gòu)、XML等技術(shù)進(jìn)行研究，確認(rèn)系統(tǒng)的開發(fā)模式與架構(gòu)。② 提出了基于Windchill MPMLink的Web部件的解決方案，并介紹了其需求分析和總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)過程。③ 對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行功能性測(cè)試，完成對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)和測(cè)試。 論文的組織結(jié)構(gòu)論文組織結(jié)構(gòu)：第一章 緒論。介紹了上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究背景和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，闡述了上飛公司實(shí)施供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目的及意義，為系統(tǒng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。第二章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)。對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的Windchill MPMLink解決方案、 J2EE架構(gòu)、XML等技術(shù)進(jìn)行研究，確認(rèn)系統(tǒng)的開發(fā)模式與架構(gòu)。第三章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需求分析。對(duì)供應(yīng)商交付數(shù)據(jù)管理的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行詳細(xì)分析，確定系統(tǒng)的功能和需求。第四章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化分，并按SPSBOM重構(gòu)及SPS文檔編制功能模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并