基于Ｗｅｂ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的ＰＤＭ系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

摘 要：隨著Internet技術的發(fā)展，基于WEB的PDM系統(tǒng)必然成為未來發(fā)展的一種趨勢。介紹了基于Web Services的PDM系統(tǒng)的體系結構、功能及其具體實現(xiàn)方案，并最終實現(xiàn)了該系統(tǒng)；在Web Services基礎上的PDM系統(tǒng)有著普通B/S和C/S模式不可比擬的優(yōu)勢，在系統(tǒng)建設和實際效能方面，基于Web Services模式的應用更具先進性。

關鍵詞：產品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（PDM）；Web Services；WSDL；UDDI；SOAP；XML

中圖分類號：TP文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0357-03

0 前言

隨著因特網(wǎng)的普及，市場和業(yè)務活動的全球化將進一步發(fā)展，它將會影響每一個制造企業(yè)，成為一種推動變革的力量。今天在世界上任何一個地方都能傳輸和接受各種各樣的信息。現(xiàn)在對獲得全球信息來說，主要的障礙是觀念上的落后和無知，不是缺少通訊基礎設施。信息的普遍性和分布性，對制造企業(yè)提出新的挑戰(zhàn)。 

企業(yè)間競爭的優(yōu)勢不再是僅僅依靠技術，這就要求企業(yè)加強合作和全球化的可能性。企業(yè)間通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，多個機構組成的一個組織，能共享知識和資源，并協(xié)同提供一種產品或服務。這種協(xié)作和聯(lián)盟可以最大限度地發(fā)揮各自的優(yōu)勢，通過向客戶提供綜合解決方案，在更好滿足顧客全面需求的同時，去實現(xiàn)每個聯(lián)盟伙伴自己的目標。 

產品數(shù)據(jù)管理(PDM) 是以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現(xiàn)對產品相關的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術。PDM明確定位為面向制造企業(yè)，以產品為管理的核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。傳統(tǒng)的PDM主要面向企業(yè)內部的基于C/S體系結構的數(shù)據(jù)管理，在企業(yè)間的信息協(xié)同交流、用戶友好性、維護復雜性等方面都存在不足，而基于B/S體系結構則是利用不斷成熟的WWW瀏覽器技術，結合瀏覽器的多種腳本語言，不但解決了系統(tǒng)安裝、修改和維護的方便性，而且提供了異種機、異種網(wǎng)、異種應用服務的聯(lián)機、聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一服務等。因此，研究基于B/S體系結構軟件系統(tǒng)已成為業(yè)界的熱點，對于PDM系統(tǒng)也不例外。我們提出的基于Web Services的PDM系統(tǒng)體系結構就是一種B/S體系結構，這種體系結構為PDM系統(tǒng)最終實現(xiàn)開放性奠定了良好的基礎。

1 基于Web Services的架構的優(yōu)勢分析

Web Services的整體架構是開放的、標準的分層結構，下一層是上一層的基礎。這種分層結構有利于降低實現(xiàn)的復雜性，同時能夠提高Web Service目的靈活性和可擴充性，有助于實現(xiàn)動態(tài)的應用集成(Dynamic Application Integration ， DAI)。

其中，SOAP(Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協(xié)議)是通訊協(xié)議標準，是一種簡單的、輕量級的基于XML的通訊機制，用于在網(wǎng)絡應用程序之間進行結構化數(shù)據(jù)交換，由于SOAP是聲明傳輸獨立的，因此，SOAP可以和各種網(wǎng)絡協(xié)議(如HTTP、SMTP、FTP等)相結合使用。

WSDL(Web Services Description Language ， Web服務描述語言)是服務接口描述標準，用于描述抽象的服務接口、它們的綁定協(xié)議以及布置細節(jié)的語言，一個簡單的WSDL文檔可以為一個應用提供關于服務的接口以及如何、從何處獲得該服務的詳細信息。

UDDI(Uniform Description Discovery and Integration，統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)是統(tǒng)一服務注冊發(fā)現(xiàn)標準，用來建立Web服務部件的目錄信息，它定義了描述與分類商業(yè)服務的數(shù)據(jù)結構，以及獲取這些信息的SOAP接口，從而使Web服務能在網(wǎng)上被檢索與發(fā)現(xiàn)。具有Web Services功能的系統(tǒng)類似于以前的組件，具有定義好的適當?shù)妮斎胼敵龊瘮?shù)，多個Services系統(tǒng)可以形成一個完全的新的應用系統(tǒng)，該Services系統(tǒng)可以用傳統(tǒng)的組件技術來開發(fā)，如COM、Java Bean等等，而不受語言的限制。

由于Web Services技術建立在標準性與開放性基礎之上，徹底打破了以前封閉式的實現(xiàn)方法，通過Web Services技術，使用不同語言開發(fā)、運行在各個不同平臺上的客戶端可以無縫地獲取所需應用，達到資源利用率的最大化。Web Services技術將成為今后互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要技術，基于Web Services的應用構架將成為今后應用的重點。

2 基于Web Services的PDM系統(tǒng)架構的設計

基于Web Services的PDM體系結構(如圖2所示)分為四層，即用戶界面層、Web服務器層、應用服務器層和數(shù)據(jù)庫服務器層。

(1)用戶界面層。

該層就實際上是Web瀏覽器，與傳統(tǒng)的Web層在功能上基本一致。

(2)Web服務器居。

該層采用lIS作為Web服務器，主要處理客戶端瀏覽器的服務請求。瀏覽器通過URL或者頁面上的鏈接向Web服務器請求某個ASP.NET頁面。Web服務器首先對該請求進行安全性驗證，然后解析所請求的頁面，如果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服務器就會通過Web服務代理訪問該功能，然后對返回結果進行處理，再動態(tài)生成結果頁面返回給客戶端瀏覽器。

(3)應用服務器層。

應用服務器層是本系統(tǒng)中最重要的一層，PDM系統(tǒng)所提供的各種功能都在這一層實現(xiàn)。與以往的應用服務器層不同的是，該應用服務器層是由很多XML Web Services組成的，每個XML Web Services實現(xiàn)一個或幾個PDM系統(tǒng)的功能模塊。這些XML Web Services可以出Web服務器層的ASP.NET頁面進行訪問，不同的XML Web Services之間也可以相互訪問。例如文檔管理和產品結構管理存在相互依賴關系，這三者可以通過相互調用來完成PDM系統(tǒng)所要求的功能。本層主要完成以下工作:①進行安全性驗證;②根據(jù)Web服務器層的請求進行相應的處理，必要時進行數(shù)據(jù)庫訪問操作，然后采用SOAP協(xié)議將處理結果以XML格式返回給Web服務器層;③處理本層內部不同的XML Web Services之間的相互調用。

(4)數(shù)據(jù)庫服務器層。

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該層主要負責提供本地或者遠程數(shù)據(jù)庫連接，存儲PDM系統(tǒng)所產生的產品數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。

這種體系結構的優(yōu)點在于:①采用了Web技術，用戶可以在任何地方通過Internet訪問系統(tǒng);②松耦合系統(tǒng)，XML Web Services的核心特征之一是服務的實現(xiàn)和使用之間的高度抽象化。通過將基于XML的消息處理用作創(chuàng)建和訪問服務的機制.XML Web Services客戶端(Web服務器層以及需要訪問其它XML Web Services的XML Web Services)和XML Web Services之間除輸入、輸出和位置外無需互相了解其它信息，藕合性很小，可以實現(xiàn)真正的分布式應用;③XML數(shù)據(jù)是完全基于文本的，所以幾乎所有的系統(tǒng)都能夠接收和理解XML數(shù)據(jù)，消除了不同組件模型和操作系統(tǒng)之間存在的差異，大大增強了數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的互操作性;④由于XML數(shù)據(jù)通過HTTP或者SOAP協(xié)議傳輸，通過企業(yè)防火墻毫無問題(幾乎所有的防火墻允許HTTP和SOAP通過)，無需另開傳輸端口，減少了很多的集成問題和安全問題。

3 PDM系統(tǒng)功能設計

本PDM系統(tǒng)通過認真對用戶的需求分析和調研結果，將功能分為如下幾大模塊：

圖檔管理模塊：圖檔管理是以產品或項目相關的工程圖檔（包括圖紙和文檔）為中心，通過計算機網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫技術把所有與圖檔相關的信息和過程集成起來，使圖檔信息在起生命周期內保持一致、最新和安全。

產品結構與配置管理模塊：產品結構與配置管理模塊對企業(yè)產品的結構與配置、產品對象間的相互聯(lián)系、產品材料清單、產品演變等進行管理和維護。使企業(yè)各個部門在產品的整個生命周期內共享統(tǒng)一的產品數(shù)據(jù)，建立完善的清單，靈活的檢索與查詢最新的產品數(shù)據(jù)，極大的提高企業(yè)市場的靈活反映能力及管理水平，增強企業(yè)的競爭力。

項目管理：系統(tǒng)的產品項目管理為控制項目開發(fā)時間和費用、協(xié)調項目開發(fā)活動和保證項目的運行提供了一個良好的可視化的管理工具。

工作流程：工作流程管理是在項目分解到最底層任務否，對工作流程動態(tài)的控制。包括審批流程管理和更改流程管理。工作流程過程就是在流程模板建立后權限的動態(tài)分配和步驟完成后進行通知這兩個過程的相加。上幾個過程完成后對下一過程通知其開始，同時賦予全心，就是審批過程的動態(tài)流動。

零部件管理：由于制造企業(yè)的產品結構層次繁多，系列產品之間的零部件借用關系因歷史繼承變得異常復雜。很多零部件被一借再借，甚至原隸屬的產品已經不再流通；有的產品借用件占到70%以上。零部件管理本著模塊化、通用化設計的思想，靈活處理復雜的借用關系，有效管理借用件，明確劃分產品模塊，形成清晰的產品基本結構模型，從而提高企業(yè)的訂單響應速度。

消息及郵件管理：郵件是用戶與用戶之間進行信息傳遞的工具，通過郵件可實現(xiàn)不同用戶之間的通訊。

編碼管理：本編碼系統(tǒng)里主要對企業(yè)的工藝裝備、人員組織、產品零部件等進行編碼，為軟件的實施提供唯一標識。系統(tǒng)提供一個開放式的編碼生成器，根據(jù)企業(yè)編碼規(guī)則輔助產生零部件編碼、工藝組件編碼、工藝部門編碼、人員編碼、工序編碼、工藝裝備編碼等。

系統(tǒng)用戶管理：系統(tǒng)用戶管理通過對用戶的角色的定義而給用戶賦予相應角色所具有的權限也可以通過對角色權限的改變而給具有該角色的用戶進行集體賦權限。

4 基于Web Services架構PDM系統(tǒng)的實現(xiàn)

本系統(tǒng)主要針對群體是中小型企業(yè)，所以在開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫選型上我們選擇比較通用的開發(fā)平臺和易維護的服務器；在這里數(shù)據(jù)庫服務器我們選擇Sql Server 2000，PDM系統(tǒng)服務器選擇MicroSoft Windows 2003+IIS+.Net FrameWork，開發(fā)語言選擇Visual Studio C#.net、Visual Studio Asp.net以及Java Script客戶端腳本語言來實現(xiàn)系統(tǒng)得開發(fā)。該項目是四川交通職業(yè)技術學院的一個科技項目，目前該系統(tǒng)已實現(xiàn)并在幾個公司試用，使用效果良好，軟件界面如下：

5 結語

針對國際和國內的PDM系統(tǒng)，大部分都是C/S系統(tǒng)，而且都是針對比較大型的公司應用；本系統(tǒng)是基于Web Services的PDM系統(tǒng)體系結構是一種B/S體系結構，這種分層結構的系統(tǒng)安裝、修改和維護全在服務器端進行，容易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動升級，有利于實現(xiàn)動態(tài)的應用集成；不僅可以針對小型公司的應用，而且也可以通過部署成為大型的應用。

但是，這種結構也存在著數(shù)據(jù)查詢等響應速度遠遠低于C/S體系結構等不足，如何優(yōu)化Web Services結構使得B/S結構能夠滿足快速查詢等還有待進一步研究。

參考文獻

［1］康永平，吳卓.基于Web Services的PDM體系結構［A］.機電工程技術，2007.

［2］葛友華，廖文如，周儒榮.PDM的關鍵技術［A］.計算機設計與制造工程，2006.

［3］周良.基于Web的PDM系統(tǒng)設計研究［A］.計算機應用研究，2000.

［4］易菁， 陳道禮.ASP.net 在PDM產品結構管理中的應用［A］.機械與電子［A］，2004.