基于Web-Services的PDM系统的研究与实现.docx

基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的ＰＤＭ系统的研究与实现

　　摘 要：随着Internet技术的发展，基于WEB的PDM系统必然成为未来发展的一种趋势。介绍了基于Web Services的PDM系统的体系结构、功能及其具体实现方案，并最终实现了该系统；在Web Services基础上的PDM系统有着普通B/S和C/S模式不可比拟的优势，在系统建设和实际效能方面，基于Web Services模式的应用更具先进性。
关键词：产品数据管理系统；Web Services；WSDL；UDDI；SOAP；XML
　　0 前言
　　随着因特网的普及，市场和业务活动的全球化将进一步发展，它将会影响每一个制造企业，成为一种推动变革的力量。今天在世界上任何一个地方都能传输和接受各种各样的信息。现在对获得全球信息来说，主要的障碍是观念上的落后和无知，不是缺少通讯基础设施。信息的普遍性和分布性，对制造企业提出新的挑战。 
　　企业间竞争的优势不再是仅仅依靠技术,这就要求企业加强合作和全球化的可能性。企业间通过互联网联接，多个机构组成的一个组织，能共享知识和资源，并协同提供一种产品或服务。这种协作和联盟可以最大限度地发挥各自的优势，通过向客户提供综合解决方案，在更好满足顾客全面需求的同时，去实现每个联盟伙伴自己的目标。 
　　产品数据管理(PDM) 是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。传统的PDM主要面向企业内部的基于C/S体系结构的数据管理，在企业间的信息协同交流、用户友好性、维护复杂性等方面都存在不足，而基于B/S体系结构则是利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，不但解决了系统安装、修改和维护的方便性，而且提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务等。因此，研究基于B/S体系结构软件系统已成为业界的热点，对于PDM系统也不例外。我们提出的基于Web Services的PDM系统体系结构就是一种B/S体系结构，这种体系结构为PDM系统最终实现开放性奠定了良好的基础。
　　1 基于Web Services的架构的优势分析
　　Web Services的整体架构是开放的、标准的分层结构，下一层是上一层的基础。这种分层结构有利于降低实现的复杂性，同时能够提高Web Service目的灵活性和可扩充性，有助于实现动态的应用集成(Dynamic Application Integration , DAI)。
　　其中，SOAP(Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议)是通讯协议标准，是一种简单的、轻量级的基于XML的通讯机制，用于在网络应用程序之间进行结构化数据交换，由于SOAP是声明传输独立的，因此，SOAP可以和各种网络协议(如HTTP、SMTP、FTP等)相结合使用。
　　WSDL(Web Services Description Language , Web服务描述语言)是服务接口描述标准，用于描述抽象的服务接口、它们的绑定协议以及布置细节的语言，一个简单的WSDL文档可以为一个应用提供关于服务的接口以及如何、从何处获得该服务的详细信息。
　　UDDI(Uniform Description Discovery and Integration，统一描述、发现和集成)是统一服务注册发现标准，用来建立Web服务部件的目录信息，它定义了描述与分类商业服务的数据结构，以及获取这些信息的SOAP接口，从而使Web服务能在网上被检索与发现。具有Web Services功能的系统类似于以前的组件，具有定义好的适当的输入输出函数，多个Services系统可以形成一个完全的新的应用系统，该Services系统可以用传统的组件技术来开发，如COM、Java Bean等等，而不受语言的限制。
　　由于Web Services技术建立在标准性与开放性基础之上，彻底打破了以前封闭式的实现方法，通过Web Services技术，使用不同语言开发、运行在各个不同平台上的客户端可以无缝地获取所需应用，达到资源利用率的最大化。Web Services技术将成为今后互联网发展的主要技术，基于Web Services的应用构架将成为今后应用的重点。
　　2 基于Web Services的PDM系统架构的设计
　　基于Web Services的PDM体系结构(如图2所示)分为四层，即用户界面层、Web服务器层、应用服务器层和数据库服务器层。
　　(1)用户界面层。
　　该层就实际上是Web浏览器，与传统的Web层在功能上基本一致。
　　(2)Web服务器居。
　　该层采用lIS作为Web服务器，主要处理客户端浏览器的服务请求。浏览器通过URL或者页面上的链接向Web服务器请求某个页面。Web服务器首先对该请求进行安全性验证，然后解析所请求的页面，如果该页面需要访问应用服务器层中的XML Web Services所提供的某项功能，那么Web服务器就会通过Web服务代理访问该功能，然后对返回结果进行处理，再动态生成结果页面返回给客户端浏览器。
　　(3)应用服务器层。
　　应用服务器层是本系统中最重要的一层，PDM系统所提供的各种功能都在这一层实现。与以往的应用服务器层不同的是，该应用服务器层是由很多XML Web Services组成的，每个XML Web Services实现一个或几个PDM系统的功能模块。这些XML Web Services可以出Web服务器层的页面进行访问，不同的XML Web Services之间也可以相互访问。例如文档管理和产品结构管理存在相互依赖关系，这三者可以通过相互调用来完成PDM系统所要求的功能。本层主要完成以下工作:①进行安全性验证;②根据Web服务器层的请求进行相应的处理，必要时进行数据库访问操作，然后采用SOAP协议将处理结果以XML格式返回给Web服务器层;③处理本层内部不同的XML Web Services之间的相互调用。

　　(4)数据库服务器层。
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　　该层主要负责提供本地或者远程数据库连接，存储PDM系统所产生的产品数据和元数据。
　　这种体系结构的优点在于:①采用了Web技术，用户可以在任何地方通过Internet访问系统;②松耦合系统，XML Web Services的核心特征之一是服务的实现和使用之间的高度抽象化。通过将基于XML的消息处理用作创建和访问服务的机制.XML Web Services客户端(Web服务器层以及需要访问其它XML Web Services的XML Web Services)和XML Web Services之间除输入、输出和位置外无需互相了解其它信息，藕合性很小，可以实现真正的分布式应用;③XML数据是完全基于文本的，所以几乎所有的系统都能够接收和理解XML数据，消除了不同组件模型和操作系统之间存在的差异，大大增强了数据和系统的互操作性;④由于XML数据通过HTTP或者SOAP协议传输，通过企业防火墙毫无问题(几乎所有的防火墙允许HTTP和SOAP通过)，无需另开传输端口，减少了很多的集成问题和安全问题。
　　3 PDM系统功能设计
　　本PDM系统通过认真对用户的需求分析和调研结果，将功能分为如下几大模块：
　　图档管理模块：图档管理是以产品或项目相关的工程图档为中心，通过计算机网络与数据库技术把所有与图档相关的信息和过程集成起来，使图档信息在起生命周期内保持一致、最新和安全。
　　产品结构与配置管理模块：产品结构与配置管理模块对企业产品的结构与配置、产品对象间的相互联系、产品材料清单、产品演变等进行管理和维护。使企业各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品数据，建立完善的清单，灵活的检索与查询最新的产品数据，极大的提高企业市场的灵活反映能力及管理水平，增强企业的竞争力。
　　项目管理：系统的产品项目管理为控制项目开发时间和费用、协调项目开发活动和保证项目的运行提供了一个良好的可视化的管理工具。
　　工作流程：工作流程管理是在项目分解到最底层任务否，对工作流程动态的控制。包括审批流程管理和更改流程管理。工作流程过程就是在流程模板建立后权限的动态分配和步骤完成后进行通知这两个过程的相加。上几个过程完成后对下一过程通知其开始，同时赋予全心，就是审批过程的动态流动。
　　零部件管理：由于制造企业的产品结构层次繁多，系列产品之间的零部件借用关系因历史继承变得异常复杂。很多零部件被一借再借，甚至原隶属的产品已经不再流通；有的产品借用件占到70%以上。零部件管理本着模块化、通用化设计的思想，灵活处理复杂的借用关系，有效管理借用件，明确划分产品模块，形成清晰的产品基本结构模型，从而提高企业的订单响应速度。
　　消息及邮件管理：邮件是用户与用户之间进行信息传递的工具，通过邮件可实现不同用户之间的通讯。
　　编码管理：本编码系统里主要对企业的工艺装备、人员组织、产品零部件等进行编码，为软件的实施提供唯一标识。系统提供一个开放式的编码生成器，根据企业编码规则辅助产生零部件编码、工艺组件编码、工艺部门编码、人员编码、工序编码、工艺装备编码等。
　　系统用户管理：系统用户管理通过对用户的角色的定义而给用户赋予相应角色所具有的权限也可以通过对角色权限的改变而给具有该角色的用户进行集体赋权限。
　　4 基于Web Services架构PDM系统的实现
　　本系统主要针对群体是中小型企业，所以在开发环境和数据库选型上我们选择比较通用的开发平台和易维护的服务器；在这里数据库服务器我们选择Sql Server 2000，PDM系统服务器选择MicroSoft Windows 2003+IIS+.Net FrameWork，开发语言选择Visual Studio C#.net、Visual Studio 以及Java Script客户端脚本语言来实现系统得开发。该项目是四川交通职业技术学院的一个科技项目，目前该系统已实现并在几个公司试用，使用效果良好，软件界面
　　5 结语
　　针对国际和国内的PDM系统，大部分都是C/S系统，而且都是针对比较大型的公司应用；本系统是基于Web Services的PDM系统体系结构是一种B/S体系结构，这种分层结构的系统安装、修改和维护全在服务器端进行，容易实现系统的自动升级，有利于实现动态的应用集成；不仅可以针对小型公司的应用，而且也可以通过部署成为大型的应用。
　　但是，这种结构也存在着数据查询等响应速度远远低于C/S体系结构等不足，如何优化Web Services结构使得B/S结构能够满足快速查询等还有待进一步研究。
　　参考文献
　　［1］康永平，吴卓.基于Web Services的PDM体系结构［A］.机电工程技术,2007.
　　［2］葛友华，廖文如，周儒荣.PDM的关键技术［A］.计算机设计与制造工程，2006.
　　［3］周良.基于Web的PDM系统设计研究［A］.计算机应用研究,2000.
　　［4］易菁, 陈道礼. 在PDM产品结构管理中的应用［A］.机械与电子［A］,2004.