产品生命周期管理(PLM)作为支持企业“动态联盟”的有效技术被广泛采用PLM强调对产品生命周期内跨越供应链的企业联盟内的所有信息进行管理和利用，为不同的企业应用系统提供统一的基础信息表示和操作，从技术角度出发，PLM系统是一种对所有与产品相关的数据在其整个生命周期范围内进行管理的技术，主要为“动态联盟”提供一个产品开发的虚拟协同工作空间，而实现协同开发的关键是在联盟内部如何实现对产品数据的共享。PLM与产品数据管理(PDM)的关系密不可分，通常，PLM以PDM系统作为支撑平台。市场上的商用PDM软件很多，不同的企业针对自己公司的实际情况会选用不同的PDM软件，因此，企业联盟内部实现产品数据的共享主要体现在不同PDM系统之间的数据交换，即异构PDM系统的集成不同PDM系统的集成主要采用基于STEP标准的异步数据交换方式，产品数据通过前置和后置处理来实现在PDM系统和标准数据形式之间的转化。这种方式最大的缺点是信息交换异步进行，效率低下，实时信息交换困难，不能有效支持跨区域或跨国界之间的产品协同开发。文献1提出了一种通过基于UML的产品数据模式的映射关系实现不同PDM系统之间的产品数据的交换；文献2设计了一种基于XML的产品数据标记语言，产品数据通过这种标记语言的描述实现Internet互换；文献3提出了一种统一虚拟PDM系统环境技术，屏蔽异构PDM系统。上述研究在一定程度上解决了异构PDM系统基于Internet的集成问题，但是存在明显的不足:①技术复杂，系统开发成本高，实施周期长；②基于Internet的产品数据交换没有统一的标准，最终的结果还将导致产品数据的异构；③没有统一的系统架构.Web Service是实现不同组织机构之间信息共享和交换计算资源的一种新技术，PLM Services规范是OMG组织最新推出以Web Servic。技术为基础的产品数据交换标准，为此，本文通过对PLM Service:规范的分析与研究，提出了基于PLM Services的PDM集成体系架构，即以PLM Services作为中间件实现Web方式异构PDM的集成。在此基础上，结合实际应用，对2个商业PDM系统:SmarTeam和DynaPDM进行基于PLM Services的集成研究，为有效解决设计过程中不同企业之间基于Internet实现同步产品数据交换提供了良好的解决方案。
1 PLM Services规范
德国ProSTEP公司和其他一些国际OEM组织及其供应商针对大范围的产品数据集成(eX-tended Product Data Integration,XPDI)发起了iViP计划，2005年OMG组织采纳了该计划的结果，并提出了PLM Services规范，PLM Services规范也是模型驱动架构(MDA)标准的组成部分，并在汽车工业领域为基于Web的异构平台和系统之间实现功能的互操作创建条件。OMG给出了PLM Services实现的参考范围，其主要内容包括:①用户开始会话的身份验证及用户授权；②起始节点确认；③装配件数据的导人和导出；④产品结构数据的遍历；⑤产品数据或相关文档的上/下载；⑥通用对象查询。
如图1所示，PLM Services的实现由平台无关模型(PIM)和平台指定模型(PSM)组成，其中STEPAP214是用于产品数据描述的基本协议，整个模型基于模型驱动架构的思想。具体说明如下：
1)平台独立模型包含了用UML描述的信息模型和计算模型两部分，从计算角度出发，该模型提供了产品生命周期中所必须的操作功能，如：创建、查询、删除、更新数据模式中的实例，同时定义了一种用于查询和遍历信息模型的机制，因此模型的计算功能依赖于信息模型。
2)特定平台模型基于XML。是Web服务开发的基础，实现将模型转化到具体的系统平台，如:J2EE 、Net等。
3)其他系统的应用可以通过PDM Enablers标准API来访问计算模型，从而实现对模型信息的访问。
2 PLM Services的运行环境
OMG PLM Services规范定义了一组PLM Services的实现接口，基于OMG PLM Services架构的系统实现包括2个模块；XPDI客户端和PLM Services服务器PLM Services可以通过apache的开源项目Axis工具部署在如Tomcat之类的应用服务器中，XPDI客户端提供了用户访问远程服务器数据的接口.图2给出了基于PLM Services客户端和服务器的运行模式.客户端和服务器的通讯机制如下：
1)PLM Services服务器通常运行2个Web Service,①PLM_Connection_Factory，该服务用于处理用户登陆，并为用户提供访问连接；②PLM Connection，该服务定义了对后台系统各种数据的访问操作。
2)客户端通过PLM_resource_adapter接口获取PLM_Connection_Factory服务地址，并向其提供登陆信息。登陆成功后，PLM_Connection_Factory创建一个PLM_Session对象，该对象包含会话ID以及PLM_Connection服务的地址，客户端通过PLM_Session对象的信息即可直接访问PLM Connection服务。
图2 PLM Services的运行机制
3 基于PLM Services的PDM系统集成架构
PLM Services在PDM系统的集成上起到了中间件的作用，即为异构的PDM系统提供统一的客户服务，因此，系统集成架构从总体上分为3个层次：
1)客户层由瘦客户端(thin client)和富客户端(rich client)组成，瘦客户端容器可以由最常用的Web浏览器实现；而富客户端可以从相关的开源项目中获取，或者利用插件技术在丰富客户端容器中实现，如eclipse平台。
2)服务层建立PLM Services框架以Web Service方式向外界提供标准的产品数据访间机制，同时为标准的产品数据模式提供储存空间。
3)异构PDM系统PDM系统中的产品数据模式。
服务层以Web Service的方式提供服务，所以客户与之交互采用SOAP协议，而与PDM系统交互时，服务层需要提供产品数据模式的适配功能，即把异构的产品数据模式转化为OMG PLM Services的标准模式，同时把客户端产生的标准产品数据模式转化到PDM系统中，基于以上分析，图3给出了基于PLM Services的PDM系统集成架构。
图3 基于PLM Services的PDM系统集成架构
4 数据模式适配器
根据本文提出的系统集成架构，其实现的关键是产品数据模式的适配，数据模式适配器主要实现PLM Services产品数据模式与PDM系统数据模式之间的互换，其主要功能包括:①通过PDM系统提供的API访问PDM系统数据模式；②建立PLM Services的产品数据模式与PDM系统产品数据模式之间的映射关系；③基于特定平台，把PDM系统的产品数据转化成基于PLM Services标准的XML文件提供给客户，同时把客户端的产品数据文件转化为PDM系统数据格式。图4给出了数据模式适配器的功能结构。
图4 数据模式功能适配器功能结构图
5 原型系统的实现
国内某汽车制造公司有2家零部件供应商，该公司打算与这2家供应商合作开发新型的车轴后延臂部件(见图5)，并且该部件的零件及子部件由2家供应商独立设计制造，2家供应商使用的PDM系统分别为:SmartTeam和DynaPDM。为了缩短产品上市时间，2家制造商面临的问题是如何基于Internet有效地实现实时的异构产品数据信息交换，根据本文提出的基于PLM Services实现PDM系统集成架构的解决方案，具体的实现步骤如下：
图5 车轴后延臂
1)建立相应PDM系统产品数据模式(data schema)与PLM Services规范定义产品数据模式的映射关系，DynaPDM系统与PLM Services之间的data schema映射关系见表1。
表1 DynaPDM系统与PLM Services之间的data schema映射关系
2)数据模式适配器的实现，适配器首先利用PDM系统本身提供的API(smartTeam APIs,DynaPDM APIs)获取产品数据信息，根据data schema的映射关系，转化成OMG PLM Services的标准数据格式，并存放在PLM Services服务器中经过数据模式适配后的外臂部件数据的PLM Services标准格式如下:
3)构建PLM Services的运行环境，利用XPDI客户端访问产品数据。系统的运行表明，基于PLM Service，的PAM系统集成架构的特点表现为：①系统构建利用相关的开源框架实现，开发速度快，成本低；②基于Web Service协议，可以不受防火墙的限制，能够很好地支持跨区域的产品协同设计/制造；③系统数据模式采用统一的XbII文件，为支持系统的扩展提供良好的条件。
6 结语
采用统一标准进行数据交换是解决基于Web方式的异构PDM系统的集成的最佳方法,OMGPLM Services规范为实现这一目标提供了很好的基础。本文在研究和分析OMG PLM Services规范的基础上，提出了基于PLM Services的异构PDM系统集成架构，通过在PDM系统和PLM Services服务器之间实现数据模式的适配，把PDM系统的数据转化成PLM Services的标准格式，并把该架构应用于某汽车制造公司的两家零部件供应商的PDM系统集成上，取得了良好的效果目前，该架构实现的只是局限于PDM系统的产品数据，进一步的研究工作把PDM工作流管理的数据也能够通过PLM Services对外提供统一的数据服务，从而全面实现异构PDM系统的数据集成
本文作者:吴含前 方宁生 吴跃全 来源:网络
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