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基于PDM框架的组件集成技术的研究与实现

2020/7/19    来源:信息通信    作者:张昕  秦坤      
关键字:PDM  组件集成  消息链  
本文对企业的现有PDM框架下组件集成技术的方法进行了重点的研究,通过技术实现和运用满足了日益复杂航空产品的技术状态管理需求。

0 引言

    PDM是近十年来制造行业信息化的研究的重点和热点,特别在是以航空产品型号创新为目标的“研发”型制造企业中,PDM已经成为企业众多核心竞争力中最重要的因素之一。在当今形势下,提升企业产品创新能力,除了诸多硬件提升之外,成功导入和实施PDM系统已成为企业发展的必要因素。

    PDM(Product Data Management)是以软件为基础,是一门管理与产品相关信息(包括相关属性信息、设计文档、图纸)和产品研制过程(包括审核、会签工作流程和更改流程)的技术。它提供产品全生命周期的信息管理,并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行的协作环境。特别是以航空制造企业为代表,几乎都以现有的PDM系统作为依托,建立了有效的航空产品研制过程的状态管控,随着航空产品的精细化分工与合作,对航空产品的技术状态管控愈发显得重要。

    因此,需要对现有PDM本身功能不断进行调整,满足企业科研状态管理部门的需要。

1 航空制造企业PDM应用的现状及存在的问题

    目前,市场上PDM软件种类繁多,以西门子产品为代表的TeamCenter的EnterPrise Edition软件、PTC公司的WindChill软件和法国达索公司的Envoia等在航空制造型企业中占据了大部分市场份额。虽然这些软件功能强大,系统稳定及扩展性好。能够满足不同类型业务需求的航空制造类企业需要。但同时也存在如下的问题:

    (1)成熟PDM产品软件功能模块划分明确,功能模块数量可达100多个,企业增加需求往往通常需要购置多个功能模块,但模块和License的购置和实施的费用都很高,造成企业的预算和投入随需求的不断增加而不断的扩大,增加了企业的经济负担。

    (2)现代航空企业信息化程度高,企业的个性化需求多。企业往往把PDM作为企业虚拟的数据数据中心和数据服务总线,与PDM具有集成需求的软件就有多达十几个,如果不掌握基于PDM框架的的开发技术,就会形成企业数据交换的瓶颈,影响企业数据之间的集成和共享。

2 基于PDM框架的组件集成技术的研究与实现

    虽然现有企业的这些PDM软件采用的具体实现技术手段各不一样,但是它们底层都用到了数据库,并且各家软件的基本功能都大致相同,主要功能模块包括:权限管理、系统集成、数据管理、过程管理、项目管理流程管理等等。在PDM系统的应用实施过程中,不同应用企业常常需要将一些特殊功能的要求或者实现与其他应用软件的集成的需求,因此需要在PDM系统与其他异构系统之间建立业务数据交互的渠道,而基于PDM框架的组件技术可以解决上述问题。原理如下图1所示:

基于PDM框架的组件原理图

图1 基于PDM框架的组件原理图

    根据PDM框架的技术结构,PDM框架开启MUX网络通讯服务和Dispatcher分布式组件访问服务,客户端可通过上述两个服务访问框架系统提供业务逻辑组件,业务逻辑组件采用基于PDM框架的内置Model C语言进行二次开发,开发出的组件能够被PDM框架完全兼容。基于以上技术原理,可以按照用户需求自行定制开发用户功能组件,不仅可以扩充原有的PDM功能,并且大大节省后期的运维费用。因此采用组件集成的技术对PDM的功能进行扩展的方案是完全可行的。

    组件技术是软件开发领域面向对象技术之后一种新兴且成熟可靠的技术,它吸收了面向对象模块化,继承性和可复用性的思想,一方面能够提高软件的开发效率,另一方面根据组件技术的自身特点,它可以能够被多个异构系统进行调用,成为异构程序之间数据传输有效的方式。随着PDM管理平台在航空制造业中的推广和应用,既要满足业务部门日常产品的技术管理状态的需要,又要降低后期的系统的运维费用是各个航空制造企业一致面临的问题。而采用基于PDM框架的组件技术,利用自身框架的开发语言Model C实现PDM业务逻辑组件的开发恰好满足用户后期功能不断的变化的需要。

    为了支持软件二次开发技术,目前国际上许多企业推出了自己的组件的技术标准。目前,有较大影响的组件标准有SUN公司推出的Java组件标准EJB(企业级)和Java Bean(轻量级),还有微软公司的推出的COM(组件模型)和DCOM(分布式组件模型)标准,还有对象管理组织的OMG推出的CORBA3.0。

    其中根据组件的实现方式,大致可以分成三类:

    (1)Java Bean是SUN公司发布的一种技术规范,它是组件技术规范与Java语言进行融合,开发者可以编写一种与操作系统底层无关的Java组件。

    (2)CORBA组件(CORBA Compoment Model)是CORBA3.0规范重要的组成部分,它定义了即插即用CORBA对象的创建、组装和发布框架。

    (3)COM/DCOM(组件/分布式组件对象模型)组件是微软公司提出的组件标准,它是一个二进制标准,它不指定实现组件的语言,也不限制组件的实现方法,它通过提供远程组件的实现方法,授予远程访问机制,提高远程调用操作的效率和安全性。它可将技术流、程序流及功能和数据进行封装起来,隐藏内部复杂功能结构,而对用户展示的只是接口的输入参数和接口的返回值。同时,它可分为进程内组件和进程外组件,进程内组件通常以DLL形式展示而进程外组件通常以EXE形式出现。

    基于以上组件的规范和定义,微软公司的提出的组件/分布式组件对象模型比较适合于进行PDM功能的二次开发。通常PDM系统使用人员是通过PDM界面操作和使用PDM功能,实际上就通过前台界面和和后台的ORACLE数据库表进行交互,因此开发的组件需要满足以下两点:一个是开发出的组件能够与PDM现有平台进行无缝对接,成为PDM系统的一个子功能(非可视化)或者是某个菜单项(可视化);另外一个是系统应能通过前台调用程序调用PDM业务逻辑组件,使程序组件能够按照既定的功能运行。

    针对以上两点,基于PDM框架的Model C是完全遵循微软C语言的标准规范,因此可以完美支持微软的COM/DCOM规范。同时Model C是基于PDM框架的内置语言,提供了大量底层函数,PDM框架的本身就是基于C语言进行开发的,因此后期开发的COM/DCOM组件能够完美的被PDM框架兼容。框架本身提供标准的组件接口函数(子功能)和菜单组件消息函数(可视化)使组件成为框架本身的一部分,并且框架能够提供消息链技术支持组件被框架WEB端的程序所调用。

    因此,根据产品数据管理的可扩充性,开放性和可维护性。并结合产品数据管理的功能需要,基于组件的功能扩展的PDM框架实现如下图2所示:

基于组件的功能扩展的PDM框架实现

图2 基于组件的功能扩展的PDM框架实现

    将它们应用到PDM系统中基本上克服了传统软件开发方法带来的缺点并带来以下好处:

    (1)将基于构件的软件体系结构应用到PDM系统中,建立了基于构件技术的PDM系统体系结构并且系统的构造过程可简要归结为需求分析、体系结构设计、构件设计与实现。

    (2)支持框架、构件、设计模式等多个层次的复用,极大地扩展了软件复用的范围。

    (3)自底向上法和自顶向下法相结合,在高层强调结构和约束,在底层强调体系结构的可复用性,能够通过对体系结构的分析对系统的性能、可维护性等内容进行预测和分析。

    (4)开发的各个阶段在系统的不同层面进行工作,并互相配合,在各个阶段的过渡能够平滑进行。

    经过在所里具体实例论证,可以很好的实现PDM与x相关业务系统进行有效系统集成,收到了良好地应用效果。

3 结语

    该技术的研究是基于所里PDM项目二次开发后进行总结和思考之后提出的。在该项目中,企业对软件要求的改变、增加以及企业环境的变化,给软件的后期维护带来了极大的困难。在软件系统反复的修改和维护过程中,我们逐渐意识到传统的软件开发方法有其固有的缺点和不足,构件技术和软件体系结构的提出和发展为本研究工作提供了良好的基础,通过在现有的PDM系统调用组件COM/DCOM可以极大改善了PDM现有的功能,满足了对技术状态管理部门不断变化功能的需求,同时,也节省了后期的PDM系统运行管理费用。

责任编辑:程玥
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