基于PLM的工艺准备系统实现

基于PLM的工艺准备系统在企业的应用中取得了一定的成果，要的理论与应用价值，主要体现在:

(1)克服了目前只片面追求工艺、工装设计的数字化，而忽视了大量的工艺管理数字化。

(2)只重视工艺技术工作，而忽视了人、技术和组织的集成。

(3)为企业实施并行工程、产品全生命周期管理、敏捷制造和网络制造等先进制造模式的实施打下了坚实的基础。

面向PLM的工艺准备数字化系统更全面更科学的计划、组织和控制各项工艺工作的全过程，从工艺规划、工艺试验研究、产品工艺设计、现场工艺管理、售后工艺服务等方面全面、系统的研究了产品全生命周期工艺数字化的问题，为企业的管理数字化奠定了良好的基础，加快了企业信息化的步伐。

5.4 系统实现关键技术

面向PLM的工艺准备系统实现关键技术包括很多方面，比如系统的模型建立、系统方案设计、系统开发等，由于论文篇幅限制，作者在此就不再一一介绍，只是对系统开发的几个关键点:信息交换技术、集成接口开发技术和单点登录技术进行了描述。

5.4.1信息交换技术

集成系统中，不同系统之间的信息交互一般采用的是XML文件，而不同的系统以不同的方式XML文件表示他们的数据元素，实际开发过程中往往需要定制不同的解析方法以解析来自不同系统中形式各异的XML文件。其中表现最突出的问题是某一个应用系统生成的相关信息要传递给不同应用系统，而不同应用系统要求的XML文件表达格式不同，所以在定制开发时，需要编写生成各个应用系统要求格式XML文件的功能，导致增加了开发工作量，而且一旦遇到需求更改时需要重新编译代码。为了解决这一问题，本文提出结合基于XML-Schema的数据表示和基于配置的XML文件格式转换，一个系统只输出一种表达格式的XML文件，该XML文件包含所有的有效数据，利用定制XMLschema的方法来满足不同应用系统对于数据内容的限制要求，通过配置文件实现不同系统对不同格式XML文件的需求。

XML Schema也称为XML模式定义(XSD)，最初由微软提出，并于2001年5月成为W3C定义的官方标准，用于定义的语言是一种称为XML模式定义语言(XML Schema Definition Language)的XML语法。与DTD(Document Type Definition，文档类型定义)相比，XML Schema的优势主要表现在以下几个方面:

(1)支持数据类型，易于描述文档内容是否允许；易于验证数据的正确性；易于符合数据库操作数据；易于定义数据约束；易于格式化数据；易于数据在不同的数据类型中转换。

(2)XML Schema文档本身也是XML文档，大大方便了用户和开发者，因为他们可以使用相同的工具来处理XML Schema和其他XML信息，而不必专门为Schema使用特殊工具。

(3)数据通信更安全，当数据从发送方传递给接受方，XML Schema会让显示的内容达到你的“期望”；XML Schema文件能让发送方的数据被接受方所解释。

(4)可扩展的，可以基于其他规则重用你的规则；从其他的标准的数据类型中创建自定义的数据类型；同一个文档可以引用多个规则。

(5)校验功能，完全符合格式的XML文件也会包含一些逻辑问题，配合XML Schema，大部分的错误都可以通过软件校验出来。

针对系统之间的信息交换，本文研究的工作主要体现在两个方面:工艺信息元数据XMLSchema的创建和XML文档结构的转换研究。前者用于应用系统从其关系型数据库中抽取元数据生成XML文件，后者用于转换应用系统生成的XML文档，满足不同系统对不同表达格式XML文档的需求。针对工艺数据库中的数据结构，工艺对象数据XML Schema文件ProcessData。xsd格式如下，具体的工艺信息XML文件见附录一。

<?XMLversion="1。0"encoding="GB2312">

<xsd:schemaid="processdata"

twgetNamespace="192。168。0。23/processdata"

elementFonnDefault="qualified"

XMLns:xsd="http//www。w3。org/2001/XMLSchema">

<xsd:elementname="workspace">

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname="plan">

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname-"DESIGN-DATE"type="xsd:date"/>

<xsd:elementname="DESIGN-USER"type="xsd:string"/>

<xsd:elementname="MAT-SIZE"type="xsd:string"/>

<xsd:elementname="MAT一EACH"type="xsd:string"/>

<xsd:elementname-"ROU一WT'type="xsd:stnng"/>

<xsd:elementname-"PART-NUM"type="xsd:string"/>

<xsd:elementname="MAT-RATE"type="xsd:string"/>

<xsd:elementname="原材料代码表">

<xsd:complexType >

<xsd:sequence>

<xsd:elementname="MATTYPE"type="xsd:string"/>

<xsd:element name=-MATDESIG"type="xsd:string"h

<xsd:element name="MATNO"type="xsd:string"/>

</xsd:sequence>

</xsd:coniplexType>

</xsd:element>

<xsd:elementname="计量单位"

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname-"UNITNAME"types"xsd:strntg"/>

</xsd:sequence>

</xsd:contplexType>

</xsd:element>

<xsd:elementname-"工厂">

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname="PLANT_NAME"type="xsd:string"/>

</xsd:sequence>

</xsd:complex乃pe>

</xsd:element>

</xsd:sequence>

</xsd:complex7ype>

</xsd:element>

<xsd:elementname="OPERATION">

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname-"OPNO"type="xsd:string">

<xsd:elementname-"OP-NO"type="xsd:string">

<xsd:elementname-"OP-NO"type="xsd:stinng">

<xsd:elementname-"OP-NO"type="xsd:stnng">

<xsd:elementname="OPNO"type="xsd:string">

<xsd:elementname="机床设备">

<xsd:complexType>

<xsd:sequence>

<xsd:elementname="EQUIP_TYPE"type="xsd:string"/>

</xsd:sequence>

</xsd:complexType>

</xsd:element>

<xsd:elementname="工艺装备"

<xsd:complexType>

< xsd:suence>

<xsd:elementname-"TOLNO"type="xsd:string">

<xsd:elementname="TOOLNO"type="xs&string">

< xsd:sequence>

</xsd:complexpe>

</xsd:element>

</xsd:sequence>

</xsd:complexpe>

</xsd:element>

</xsd:sequence>

</xsd:complexType>

</xsd:element>

配置文件的作用主要是建立不同XML文件格式之间的映射关系，即XML元素映射，包括标记名、属性名等之间的映射。配置文件也采用XML文件格式描述，这样可以充分利用XML文件解析技术。在具体的系统开发中，实现了XML文档结构转换的实例，配置文件格式见附录二。

5.4.2集成接口开发技术

实现基于PLM的工艺准备系统重要的一点就是如何将工艺准备涉及到的各种应用软件工具纳入到PLM系统体系结构中，也就是通常所说的集成。不同应用系统的集成关键在于集成接口的开发，理论上接口分为脱机接口和联机接口两种形式。采用脱机接口，系统之间没有直接的通信，信息的传输是以数据交换文件为基础的，集成的主要活动就是读写数据交换文件，但活动的执行时间没有严格控制，脱机接口可以用于批处理作业。联机接口通过用户对话来控制两个数据处理系统之间的通信。实现联机接口在技术上有多种方法，最简单的方法是调用其它的程序。其主要原理是主调系统调用一个规定的名称并将数据交换文件写入共享区，然后利用一个进程(宏)启动被调系统。被调系统启动时读取数据交换文件，自动运行某项功能，用户执行相关操作完成此次任务后，将结果数据交换文件写入共享区，同样利用进程(宏)调用主调系统，主调系统启动时读取结果数据交换文件相关信息存入系统中。在该方法中，被调系统依赖于主调系统，被调系统执行过程中，主调系统一直处于封锁中，此时要与主调系统交互必须启动主调系统，因此，实施过程比较复杂，占用资源较大。

远程过程调用(RPC。Remote Procedure Call)技术可以开发出相当灵活的接口。远程过程调用建立了两个程序或程序构件之间的通信联系。可以通过所调用函数的参数表或借助于数据交换文件进行数据的传输[231。在面向对象的系统中，通常可以采用中间件技术，例如公共对象请求代理程序体系结构(CORBA。CommonObject Request Broker Architecture)来替代RPC接口。两个数据处理系统之间的进程间通信(IPC。Interprocess Conununication)，还有其他方法，比如共享存储区，管道(Pipe)等。

本文综合分析了上面提到的各种接口技术，采用了一种可重用的集成接口开发技术。该技术结合封装组件的思想和RPC技术，将各类工艺准备应用系统和PLM系统的部分功能以应用程序封装、工具集调用等技术进行开发集成，建立紧密、高效、统一、优化的集成应用系统。在该方法中，主要涉及到两个方向的工具集封装:PLM系统工具集和工艺准备系统工具集。PLM系统工具集封装了支撑系统交互运行的功能，例如用户身份验证、获取BOM信息、查询任务列表、文档检入和检出等。工艺准备系统工具集封装了实际业务过程需要的各种系统功能，比如工艺性审查、工艺路线设计、工艺规程设计、工艺定额设计、各类工艺文件的圈红批阅工具等。实际操作场景是根据PLM系统的任务列表启动相应的工艺准备系统工具，完成任务后，调用PLM系统的检入功能接口将结果数据提交到PLM系统中管理。该集成方式如图5-3所示。

图5-3 集成方式