基于WebService技術的異構PDM系統集成技術研究與應用

李強 劉岳峰

摘要：本文分析了現階段主流PDM（Product Data Management）系統的管理方式與特點，通過對PDM系統架構設計、數據組織、數據一致性管理等方面的研究，提出了一種基于Web Service技術的異構PDM系統集成技術。設計并開發了基于Web Service技術的異構PDM系統接口程序，實現了異構PDM系統產品數據集成交互，支撐了型號項目研制。

關鍵詞：Web Service;系統集成;PDM;數據同步

中圖分類號：TP311.52 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1007-9416（2020）06-0000-00

0引言

隨著計算機技術和企業信息化技術的發展，PDM系統在企業的應用越來越廣泛。PDM是以軟件為基礎，以產品管理為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理的技術[1]。從軟件適用和管理范圍來看，PDM 先后經歷了單功能級 PDM、與 CAD 緊密集成的 PDM、企業級 PDM 和企業間 PDM 四個發展階段。企業級PDM系統解決了大量工程圖紙、技術文檔以及 CAD 文件的數字化管理問題，實現了產品結構的管理及與工程文檔的集成，完成了工程變更請求/工程變更指令的跟蹤與管理[2]。

由于系統設計理念與產品管理方式的差異，不同的PDM系統呈現出不同的管理特點。為適應企業自身的業務范圍與管理方式，很多企業在選擇PDM系統時會考慮多款PDM系統相集合的方式[3]，充分體現不同PDM系統在不同管理領域的優勢，實現對企業業務的最優化管理。

國內航空企業使用的主流PDM軟件有達索公司的VPM系統和PTC公司的Windchill系統，以往型號的設計數據大多在VPM中簽署[4]，但VPM系統并未包括質量體系要求的所有簽署環節，造成電子和紙質兩種介質結合的簽署模式，容易出現電子和紙質數據不一致的情況。因此，為保證數據的一致性和正確性，飛機研制過程需要開發相應的接口程序將VPM系統和Windchill系統進行集成，VPM系統主要實現三維設計數據的集中存儲和關聯設計，Windchill系統負責實現平臺中所有產品數據的管理、簽審、更改控制和數據發放。要保證兩個系統實時交互，實現兩個平臺之間的無縫對接，確保設計數據源的唯一性，成了必須解決的技術難點之一。

1 Web Service技術概述

Web Service是一種面向服務的架構技術，通過標準的Web協議提供服務，目的是保證不同平臺的應用服務可以互操作。Web Service通過SOAP（Simple Object Access Protocol）在Web上提供的軟件服務，使用WSDL（Web Services Description Language）文件進行說明，并通過UDDI進行注冊（Universal Description， Discovery， and Integration），通過定義一組可以通過Internet調用的可編程邏輯，使基于Web的各種功能以統一的方式提供給調用者[5]。

2 集成接口架構設計

VPM與WINDCHILL的接口主要實現頂層產品結構同步、設計數據檢入、工程更改實施和數據狀態同步等功能，使兩個系統的產品結構、零部件版本、文檔版本、構型信息等達到完全一致，保證設計數據在簽署、工程更改、數據發放與接收等整個生命周期中狀態的完整與準確。

3 系統集成架構設計

Windchill與VPM系統集成的內容主要包括數據集成和工作流集成。

數據集成功能包括VPM數據的導出、Windchill數據的導入、數據同步檢查等。VPM系統導出的數據主要包括零部件的屬性信息、裝配關系、模型圖樣文件等，其中屬性信息和裝配關系等內容由XML文件描述，模型圖樣及設計文檔等物理數據導出到指定的共享存儲位置，Windchill系統根據XML中描述的結構化信息進行產品結構的重構，并從指定的共享存儲位置導入模型圖樣等設計文件。

工作流集成是指產品數據在Windchill系統中進行簽署、更改或發放的過程中，數據在Windchill系統中的生命周期狀態、設計成熟度和有效性等信息的改變，通過發送Web Service消息給VPM系統，VPM系統根據消息內容對數據進行簽署狀態、成熟度和有效性的設置，從而保證設計數據在Windchill和VPM兩個系統中的狀態和有效性完全一致。

接口傳輸的數據主要分為兩類，一類是數據狀態信息，一類是XML文件和模型圖樣物理文件等文件信息。在基于webservice技術的集成接口中，數據狀態信息的傳遞通過發送web請求的方式實現，文件信息的傳遞通過NFS（Network File System）共享存儲區的方式實現。根據數據狀態信息和文件的傳輸方向，在VPM系統中部署webservice服務，WINDCHILL系統作為服務請求方，在同步過程中向VPM系統發送服務請求，VPM系統監聽到請求后執行服務，并將執行結果返回給WINDCHILL系統。系統總體集成框。如圖1所示。

4 Webservice接口實現

根據系統集成接口實現的功能，將接口分為產品結構構建模塊、設計數據導出模塊、更改落實模塊、數據狀態同步模塊。

4.1 產品結構構建模塊

產品結構構建模塊主要實現頂層產品結構構建、構型層產品結構構建、設計模塊構建。Windchill系統有創建請求時，將要創建的結構信息以兩個平臺共同定義的格式生成結構描述文件，放到共享存儲區，然后向Web Service服務器發送構建結構請求，Web Service服務器調用VPM服務器中產品構建模塊，VPM系統到共享存儲區讀取結構描述文件，根據文件描述，在VPM系統中構建產品結構，構建完成后將構建結果返回Web Service服務器，Web Service服務器向Windchill發送構建完成的消息。

4.2 設計數據導出模塊

設計數據導出模塊主要實現數據發放過程中的設計數據導出功能，具體業務流程如圖2所示。設計數據導出過程由Windchill系統發起，Windchill系統將要導出的設計模塊的編號和版本發送給Web Service服務器，Web Service服務器調用VPM系統設計數據導出模塊，并將設計模塊信息傳給VPM系統，VPM系統根據設計模塊信息，從VPM系統中導出數模信息，并存放到共享存儲區。數模下載完成后將結果信息返回給Web Service服務器，Web Service服務器向Windchill系統發送構建完成信息。如圖2所示

4.3 更改落實模塊

工程更改落實過程在Windchill系統中發起，將更改信息寫入XML文件，發送給VPM系統，VPM系統根據XML信息在VPM系統中完成更改落實，業務流程圖如圖3所示。工程更改過程中，設計員先在Windchill系統中創建更改流程，更改流程批準后，Windchill系統將要修改的模塊信息寫入XML文件中，放到共享存儲區，并向Web Service服務器發送請求，Web Service服務器接收到請求后，調用VPM系統中的更改落實模塊，VPM系統讀取并解析共享存儲區中的XML文件，根據文件描述在VPM系統中創建對應的產品結構，并將結果返回給Web Service服務器，Web Service服務器再將結果返回給Windchill系統。如圖3所示

4.4 設計數據同步模塊

隨著Windchill系統中審簽流程的變化，設計數據的狀態也在不斷變化，為保證兩個系統中設計數據狀態的統一，要不斷同步設計數據的狀態。當Windchill系統中設計數據狀態發生變化后，Windchill系統向Web Service服務器發送同步設計數據狀態的請求，在請求中包含設計數據編號、版本、狀態，Web Service服務器接收到請求之后，調用VPM系統數據同步模塊，將同步請求傳遞給VPM系統，VPM系統修改完數據狀態后將執行結果返回給Web Service服務器，Web Service服務器再將結果返回給Windchill系統。

5 結語

本文通過分析異構PDM系統集成業務需求、集成數據類型、數據交互過程，結合Web Service技術的特點，提出了一種基于Web Service的異構PDM系統集成技術。該技術實現了異構PDM系統的數據集成交互，保證了兩個平臺數據的一致性，支撐了型號研制業務的順利開展。本技術具有通用性，對于其他行業的異構PDM系統集成具有借鑒意義。

參考文獻

[1]范文慧，李濤，熊光楞.產品數據管理（PDM）的原理與實施[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] 王帥，田錫天，黃利江.基于SOA的PDM與CAPP系統集成技術研究[J].機械制造，2013，587（51）：77-81.

[3]肖海朋，李華，徐增光.航天產品全生命周期信息系統集成模型研究[J].制造技術研究，2014（6）：60-64.

[4]王曉明，牛立棟.基于SOA的企業應用集成技術分析[J].無線電工程，2012（1）：54-57.

[5]屈挺，江平宇.基于Web Service的聯盟企業產品開發[J].航空制造技術，2009（8）：65-70.

收稿日期：2020-04-22

作者簡介：李強（1988—），男，山東新泰人，碩士研究生，工程師，研究方向：產品數據管理。