【文章內容簡介】 以便達到各應用系統集成的目的。目前PDM系統主要考慮的集成對象為： 1）CAD/CAPP/CAM等CAX系統的集成。CAX系統是產品主要的數據源，各個系統的數據都是分散的，有些數據可能還有重復。在PDM的框架中，采用對信息統一編碼的方式，來解決數據的重復性、數據共享、數據的歷史追蹤等一些問題，使設計數據能夠很好地面向產品制造以及相關的管理，保證了數據的一致性和協調性。2）MRPⅡ系統的集成。MRPⅡ系統是以物料清單（BOM）為依據展開的相關管理，其主要目的是及時且準確地處理信息，提高計劃執(zhí)行的有效性，減少庫存，加速資金的周轉，縮短生產周期，提高交貨期的準確性。BOM表是MRPⅡ的數據源，而BOM表的數據源則是CAX等設計系統，只有在保證了CAX系統數據正確的前提下，MRPⅡ才能發(fā)揮出應有的效能。PDM系統則保證了這些系統之間數據傳輸的順暢。 網絡技術PDM系統的環(huán)境，是一種多介質的數據載體和多類型的硬件系統形成的異構分布環(huán)境，在這種環(huán)境下的Intranet網絡結構有兩種方案[16]：一種是兩層的網絡模型即C/S模型，它采用了Client與Server實現用戶界面的處理、業(yè)務功能的處理以及數據處理等功能。一種是三層的網絡模型即C/NS，它是將用戶界面的處理、業(yè)務功能的處理、數據處理這三個子模型相互獨立起來，分別由不同的資源代碼實現。此時，瀏覽器成為了標準的Client配置，業(yè)務功能處理從C/S代碼中徹底的分離出來，由Web服務器處理，數據處理仍由Server實現?；贑/S模式的FTP文件傳輸方式是解決在網絡環(huán)境下，產品數據文件安全的一種機制。當PDM系統中需要歸檔的文件通過FTP的方式存放于數據服務器上后，客戶端只能夠通過查詢Web服務器上的FTP站點找到數據文件，數據文件對用戶是屏蔽的?；赪eb技術的制造結構體系、異地設計，是借助于Internet/Intranet網絡的，通過Client向Server發(fā)送RPC（Remote Procedure Call）以實現調用請求的一種信息傳輸方式。因為所有的請求和服務都要通過Web服務器來實現，使得在大規(guī)模的數據傳輸和復雜的類型應用時會產生“瓶頸”效應，有待于在技術和結構上做進一步完善。 本章小結本章綜述了課題研究所涉及的相關技術，首先介紹PDM技術的產生發(fā)展，探討PDM技術的研究現狀及發(fā)展趨勢；然后介紹了PDM中的成組技術、客戶化技術、流程的設計方法等PDM中的關鍵技術信息。第3章 分布式PDM系統的通用體系結構 C/S體系結構PDM系統使用的客戶機／服務器結構，通常是由客戶端的機器執(zhí)行應用程序，然后連接到后端數據庫服務器中存取應用系統所需要的資料，此結構帶來了兩個問題：一個問題是當客戶端的用戶超過了一定數目的時候，PDM系統的執(zhí)行效率便開始下降，對于Internet／Intranet和電子商務等應用系統而言，客戶端的用戶數目有限制這是無法忍受的；另外一個問題是此結構經常把應用系統的企業(yè)邏輯寫到了客戶端的應用程序之中，如果應用程序需要改變，則所有在客戶端的應用程序都必須要改變，這對于PDM系統的維護來說成本實在太高[17]。如果把PDM的系統邏輯改寫在數據庫中，客戶端的應用程序會則會變的非常“瘦小”，這樣麻煩的事情就交給了服務器，在C／S體系下，數據庫真正變成了一個公共、專業(yè)化的倉庫，受到獨立的專門管理，但是又存在著兩個更大的問題，它不但使PDM系統都綁死在了特定的數據庫上，而且由于使用了大量計算的程序代碼，嚴重地拖累了數據庫的執(zhí)行效率，所以許多應用邏輯的程序代碼并不適合在數據庫中去執(zhí)行。近年來Internet的興起對于企業(yè)運作的方式有著巨大的影響，許多企業(yè)在內部架設了一臺Web服務器，它使得整個PDM系統的結構進入了分布式的結構。 C/S結構這種結構使用了CGI，ISAP／NSAPI或ASP技術把提供產品信息的應用邏輯重新編寫了一次，并分發(fā)到Web服務器中，讓所有潛在的客戶能夠瀏覽查詢到產品信息，它存在的問題是當原先任何的PDM系統需要提供Internet／Intranet的存取形式時，都需要以新的軟件技術編寫一次，這種重復開發(fā)的成本非常的昂貴，而且當企業(yè)的運作流程發(fā)生改變時也必須同時修改兩個系統，這又增加了系統運作的成本。 多層體系結構在數據庫的應用日益大型化和復雜化的今天，對數據庫的訪問與約束越來越依賴于服務器端，而且更加的傾向于使用分布式系統，以提高整個系統的穩(wěn)定性。分布式PDM系統為解決重復開發(fā)應用系統的成本及增加應用系統的重復使用性，在結構上發(fā)生了巨大的變化，引入了應用程序服務器。 多層體系結構應用程序服務器簡單的來說就是一個包含了企業(yè)邏輯的應用程序，先用一種特定的組件形態(tài)，例如Microsoft的COM／DCOM，CORBA對象，或者是Enterprise Java Bean等，來封裝企業(yè)的邏輯程序代碼，這種經過了封裝，能夠執(zhí)行特定企業(yè)功能的對象便成為了“企業(yè)對象”，然后把這些企業(yè)對象分發(fā)到此應用程序服務器中。則開發(fā)客戶端應用程序時就可以使用這些企業(yè)對象所提供的服務，使用CGI或是ISAPI等一些技術來存取在應用程序服務器中的產品，企業(yè)對象的服務就可以滿足Internet／Intranet上的潛在客戶查詢產品信息。而當企業(yè)決定改變產品處理的流程時，則只需要修改應用程序及使用瀏覽器的客戶均可以立刻使用到最新的企業(yè)處理流程。采用了這種包含應用程序服務器的結構，就可以增加企業(yè)對象的重復使用性，并且使整個系統的開發(fā)和維護成本都立刻降低下來。運用Delphi5開發(fā)的分布式PDM系統的基本結構如下：1）由MTS／MIDAs組成了應用程序服務器，提供了企業(yè)對象執(zhí)行的安全強固環(huán)境。2）客戶端是由Delphi5開發(fā)的圖形用戶接口的用程序，客戶端應用程序與應用程序服務器是使用DCOM或是Socket通訊協議來連接。3）使用IIS Web服務器所提供的主頁的服務，能夠把數據庫的資料及企業(yè)對象的服務以XML／HTML的形式呈現在客戶端的瀏覽器，更新完資料之后，這個要求便會傳送到IIS之中，接著IIS便可使用ISAPI或ASP的技術與用程序服務器之中的企業(yè)對象進行溝通，使用企業(yè)對象的服務來完成瀏覽器用戶的動作。 多層體系結構的優(yōu)勢分布式的PDM系統采用多層體系結構有著以下優(yōu)勢：1）在共享的中間層封裝了事物規(guī)則。不同客戶程序可以共享同一個中間層，而不必讓每個客戶程序單獨實現事務規(guī)則。2）客戶程序可以做得很“瘦”?？蛻舳酥恍柙L問模塊，從而使客戶端大大的“減肥”，瘦客戶端程序更容易發(fā)布、發(fā)裝、配置與維護。3）實現了分布式的數據處理。客戶端與應用服務器端一般都分布于不同的計算機上，程序運行效率則更高，處理事務的能力更強，它把一個應用程序分布在幾個機器上運行。提高了應用程序的性能，而且通過冗余配置還可以保證不會因為局部故障而導致整個應用程序的崩潰。4）有利于安全。應用邏輯和最終訪問數據庫均是由應用服務器端實現的，而不是由多個客戶直接訪問數據庫服務器，從而減少了網絡上的數據流量，另外把一些較為敏感的功能放在有嚴密防護措施的層上，同時又不至于令用戶界面變得復雜。在更為復雜的多層體系結構中，瘦客戶和遠程服務器之間可以加入更多的服務中間件，例如，可以加入一個安全服務的中間件，或加入一個轉換的中間件，專門用來處理不同的平臺共享數據的問題。由于分布式PDM系統更強調系統的穩(wěn)定性、延展性及執(zhí)行效率，所以在分布式PDM系統中提供了容錯能力與負載平衡能力，這時系統主要是在應用程序服務器部分提供了多臺不同的應用程序服務器，當客戶端的應用程序或者Web服務器需要使用企業(yè)對象的服務時，可以根據目前每一臺應用程序服務器的負荷及是否可以提供服務的情形來動態(tài)的決定連接到哪一臺應用程序服務器之中。Delphi5可以說是一個較為成熟的分布式應用系統開發(fā)工具，它基本上能夠開發(fā)各種不同的分布式結構且同時也支持開發(fā)客戶端應用程序，它不但能夠支持Windows平臺下的所有重要的分布式技術，更重要的是它提供了支持XML標準的技術，允許軟件的開發(fā)人員結合應用程序服務器來開發(fā)具有高度延展性的分布式應用系統。 本章小結本章主要介紹了分布式PDM系統的體系結構，包括C/S體系結構和多層體系結構，著重說明了多層體系結構的優(yōu)勢。第4章 加入XML技術的分布式PDM系統 XML概述XML （Extensible Markup Language，可擴展標記語言）誕生于2 0世紀9 0年代后期，它是W3C（互聯網聯合組織）創(chuàng)建的一組規(guī)范[18]，主要用于解決計算機之間的傳輸和文檔交換等問題。XML是一種半結構化的語言，包含了3個要素：文檔類型的定義DTD或XML Schema、可擴展樣式語言XSL及可擴展鏈接語言Xlink。DTD或者XML Schema定義了XML文件中的元素、元素的屬性及兩者間的關系，名字空間實現了統一的XML文檔數據表示及數據的相互集成；XSL是用于規(guī)定XML文檔呈現樣式的語言，它使數據與其表現形式相互獨立；而Xlink將進一步擴展目前在Web上已有的簡單鏈接。 XML的關鍵技術1）XML的信息數據表示。XML使用DTD 或者XML Schema 規(guī)定了一套關于標記符號的語法、含義、結構、特征及關系等信息（稱為元數據），把數據的表現形式交給了樣式表（如CCS 、XSL等）處理，做到了數據的內容和形式的分離。通過使用XML文檔提供的要集成應用的數據，用戶可以在不破壞原有信息內容的基礎上，自由的定義、擴充、修改標記及文檔結構，實現異構應用之間的信息交換、數據共享及集成。2）XML文檔應用接口。通過XML文檔將PDM與ERP等一些應用系統進行集成，應用系統要對XML文檔進行相應的分析、處理和響應，DOM（Document Object Mode1）和SAX（Simple API for XML）負責完成這些任務，它們提供了API函數，用于讀取、解釋、組合XML文檔中的元素，實現其對XML文檔的處理。3）XML數據交換技術。目前已經有大量的關于XML數據交換的技術和應用面世，其中，有的只是用現有的技術擴展XML支持，有的是屬于XML中間件的產品，還有的是比較完整的XML應用。主要的XML數據交換技術有：ADO的控件技術，微軟提出的用于在服務器與客戶端之間交換XML數據的HTTP XML對象技術，可以將數據從數據庫中提取出來并且轉換成XML文檔的ODBC2轉換工具，可以將數據從關系數據庫轉換成為XML文檔的DB轉換工具，及可以使復雜的數據在Web應用程序之間相互交換的WDDX Web分布式數據交換技術等等。4）SOAP（Simple Object Access Protocol 簡單對象訪問協議）是一種基于XML的數據交換標準的軟件通信技術。它將成熟的基于HTTP的Web技術同XML的靈活性和可擴展性相結合起來，使基于任何編程模型的軟件都能夠通過Internet 通信，廣泛地應用于從消息系統到遠程過程調用系統等各種系統中。SOAP協議采用了XML文檔作為信息傳遞的載體，可以將業(yè)務數據從應用系統的底層分離出來，以實現不同系統在不同信息格式及異構的系統環(huán)境下傳遞數據、共享信息。 加入XML的PDM系統的體系結構作為一種高效的、簡單的且具有高度開放、兼容及跨平臺性能的數據存儲和交換標準，XML為企業(yè)內部的PDM和其他系統的集成及分布式企業(yè)PDM集成框架提供了一種新的產品數據的交換方式。首先，由于XML是一種結構化且支持對象的文檔表示方式，因此它可以完整地表示產品數據交換涉及的各類對象；其次，XML具有標記可定義及格式可約定的特點，很容易在不同的企業(yè)PDM系統間建立產品數據交換的具體內容的約定；此外，XML文檔很容易被計算機處理，極大的簡化了對不同PDM系統接口程序的開發(fā)工作。 用XML實現P DM數據的存儲和交換1）產品相關數據的存儲。PDM系統所要處理的數據具有對象特征，且數據類型相當復雜，包含了三維圖形、技術文檔、產品結構等非結構化或者半結構化數據。XML文檔也具有對象特征，利用XML文檔來保存PDM數據可以保證數據的一致性及完整性。XML文檔的管理可以通過XML的本原數據庫（Native XML database，NXD)來實現。2）網絡間產品數據的共享和交換。XML已經逐漸成為網絡間數據交換的標準，利用XML可以更為方便地實現PDM數據在異構環(huán)境下的交換。同時，XML模式也為XML數據提供了數據結構的有效性驗證，保證了XML在網絡間傳輸PDM數據的正確性及一致性。 加入XML的P DM系統的體系結構為了解決 PDM 系統面臨的產品數據信息模型的不一致和產品數據交換標準不統一的問題，采用了XML技術來構建 PDM系統。這是一個 4層體系結構，即用戶界面層、Web服務器層、應用服務器層和數據庫服務器層。 基于XML的PDM系統的體系結構1）用戶界面層。這一層就是Web瀏覽器，與傳統上的Web層在功能上基本一致。它提供了與用戶的交互環(huán)境，用戶只要有著一定的權限就可以在任何時間、任何地點通過URL地址訪問服務器。2）Web服務器層。該層主要采用IIS作為Web服務器，主要是處理客戶端瀏覽器的服務請求。(.aspx頁面) ，Web服務器首先是對該請求進行安全性驗證，然后解析所請求的頁面，假如該頁面需要訪問應用服務器層中的XML Web Services所提供的某項功能，那么Web服務器將會通過Web服務代理訪問該功能，然后對返回的結果進行處理，再動態(tài)生成結果頁面并返回給客戶端瀏覽器。 3）應用服務器層。應用服務器層是該系統中最為重要的一層，PDM系統所提供的各種功能都是在這一層實現的。與以前的應用服務器層不同的是該應用服務器層是由很多的XML Web Services組成的，且每個XML Web Services實現一個或幾個PDM系統的功能模塊。至此XML Web ，不同的XML Web Services之間也可以互相訪問。該層主要完成以下工作：a .安全性驗證；，必要時還可以進行數據庫訪問操作，然后采用SOAP協議將處理的結果以XML格式返回給Web服務器層；c .處理本層內部的不同的XML Web Services之間的相互調用。 4）數據庫服務器層。該層主要