基于WebService技術的異構PDM系統(tǒng)集成技術研究與應用

李強 劉岳峰

摘要：本文分析了現(xiàn)階段主流PDM（Product Data Management）系統(tǒng)的管理方式與特點，通過對PDM系統(tǒng)架構設計、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)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(tǒng)集成技術。設計并開發(fā)了基于Web Service技術的異構PDM系統(tǒng)接口程序，實現(xiàn)了異構PDM系統(tǒng)產品數(shù)據(jù)集成交互，支撐了型號項目研制。

關鍵詞：Web Service;系統(tǒng)集成;PDM;數(shù)據(jù)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(yè)信息化技術的發(fā)展，PDM系統(tǒng)在企業(yè)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(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[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(yè)級 PDM 和企業(yè)間 PDM 四個發(fā)展階段。企業(yè)級PDM系統(tǒng)解決了大量工程圖紙、技術文檔以及 CAD 文件的數(shù)字化管理問題，實現(xiàn)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(tǒng)設計理念與產品管理方式的差異，不同的PDM系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的管理特點。為適應企業(yè)自身的業(yè)務范圍與管理方式，很多企業(yè)在選擇PDM系統(tǒng)時會考慮多款PDM系統(tǒng)相集合的方式[3]，充分體現(xiàn)不同PDM系統(tǒng)在不同管理領域的優(yōu)勢，實現(xiàn)對企業(yè)業(yè)務的最優(yōu)化管理。

國內航空企業(yè)使用的主流PDM軟件有達索公司的VPM系統(tǒng)和PTC公司的Windchill系統(tǒng)，以往型號的設計數(shù)據(jù)大多在VPM中簽署[4]，但VPM系統(tǒng)并未包括質量體系要求的所有簽署環(huán)節(jié)，造成電子和紙質兩種介質結合的簽署模式，容易出現(xiàn)電子和紙質數(shù)據(jù)不一致的情況。因此，為保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性，飛機研制過程需要開發(fā)相應的接口程序將VPM系統(tǒng)和Windchill系統(tǒng)進行集成，VPM系統(tǒng)主要實現(xiàn)三維設計數(shù)據(jù)的集中存儲和關聯(lián)設計，Windchill系統(tǒng)負責實現(xiàn)平臺中所有產品數(shù)據(jù)的管理、簽審、更改控制和數(shù)據(jù)發(fā)放。要保證兩個系統(tǒng)實時交互，實現(xiàn)兩個平臺之間的無縫對接，確保設計數(shù)據(jù)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(xié)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(tǒng)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(xiàn)頂層產品結構同步、設計數(shù)據(jù)檢入、工程更改實施和數(shù)據(jù)狀態(tài)同步等功能，使兩個系統(tǒng)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(shù)據(jù)在簽署、工程更改、數(shù)據(jù)發(fā)放與接收等整個生命周期中狀態(tài)的完整與準確。

3 系統(tǒng)集成架構設計

Windchill與VPM系統(tǒng)集成的內容主要包括數(shù)據(jù)集成和工作流集成。

數(shù)據(jù)集成功能包括VPM數(shù)據(jù)的導出、Windchill數(shù)據(jù)的導入、數(shù)據(jù)同步檢查等。VPM系統(tǒng)導出的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)導出到指定的共享存儲位置，Windchill系統(tǒng)根據(jù)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(shù)據(jù)在Windchill系統(tǒng)中進行簽署、更改或發(fā)放的過程中，數(shù)據(jù)在Windchill系統(tǒng)中的生命周期狀態(tài)、設計成熟度和有效性等信息的改變，通過發(fā)送Web Service消息給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)消息內容對數(shù)據(jù)進行簽署狀態(tài)、成熟度和有效性的設置，從而保證設計數(shù)據(jù)在Windchill和VPM兩個系統(tǒng)中的狀態(tài)和有效性完全一致。

接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要分為兩類，一類是數(shù)據(jù)狀態(tài)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(shù)據(jù)狀態(tài)信息的傳遞通過發(fā)送web請求的方式實現(xiàn)，文件信息的傳遞通過NFS（Network File System）共享存儲區(qū)的方式實現(xiàn)。根據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)信息和文件的傳輸方向，在VPM系統(tǒng)中部署webservice服務，WINDCHILL系統(tǒng)作為服務請求方，在同步過程中向VPM系統(tǒng)發(fā)送服務請求，VPM系統(tǒng)監(jiān)聽到請求后執(zhí)行服務，并將執(zhí)行結果返回給WINDCHILL系統(tǒng)。系統(tǒng)總體集成框。如圖1所示。

4 Webservice接口實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)集成接口實現(xiàn)的功能，將接口分為產品結構構建模塊、設計數(shù)據(jù)導出模塊、更改落實模塊、數(shù)據(jù)狀態(tài)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(xiàn)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(tǒng)有創(chuàng)建請求時，將要創(chuàng)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(qū)，然后向Web Service服務器發(fā)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(tǒng)到共享存儲區(qū)讀取結構描述文件，根據(jù)文件描述，在VPM系統(tǒng)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(fā)送構建完成的消息。

4.2 設計數(shù)據(jù)導出模塊

設計數(shù)據(jù)導出模塊主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)放過程中的設計數(shù)據(jù)導出功能，具體業(yè)務流程如圖2所示。設計數(shù)據(jù)導出過程由Windchill系統(tǒng)發(fā)起，Windchill系統(tǒng)將要導出的設計模塊的編號和版本發(fā)送給Web Service服務器，Web Service服務器調用VPM系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)導出模塊，并將設計模塊信息傳給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)設計模塊信息，從VPM系統(tǒng)中導出數(shù)模信息，并存放到共享存儲區(qū)。數(shù)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(tǒng)發(fā)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(tǒng)中發(fā)起，將更改信息寫入XML文件，發(fā)送給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)根據(jù)XML信息在VPM系統(tǒng)中完成更改落實，業(yè)務流程圖如圖3所示。工程更改過程中，設計員先在Windchill系統(tǒng)中創(chuàng)建更改流程，更改流程批準后，Windchill系統(tǒng)將要修改的模塊信息寫入XML文件中，放到共享存儲區(qū)，并向Web Service服務器發(fā)送請求，Web Service服務器接收到請求后，調用VPM系統(tǒng)中的更改落實模塊，VPM系統(tǒng)讀取并解析共享存儲區(qū)中的XML文件，根據(jù)文件描述在VPM系統(tǒng)中創(chuàng)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(tǒng)。如圖3所示

4.4 設計數(shù)據(jù)同步模塊

隨著Windchill系統(tǒng)中審簽流程的變化，設計數(shù)據(jù)的狀態(tài)也在不斷變化，為保證兩個系統(tǒng)中設計數(shù)據(jù)狀態(tài)的統(tǒng)一，要不斷同步設計數(shù)據(jù)的狀態(tài)。當Windchill系統(tǒng)中設計數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生變化后，Windchill系統(tǒng)向Web Service服務器發(fā)送同步設計數(shù)據(jù)狀態(tài)的請求，在請求中包含設計數(shù)據(jù)編號、版本、狀態(tài)，Web Service服務器接收到請求之后，調用VPM系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步模塊，將同步請求傳遞給VPM系統(tǒng)，VPM系統(tǒng)修改完數(shù)據(jù)狀態(tài)后將執(zhí)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(tǒng)。

5 結語

本文通過分析異構PDM系統(tǒng)集成業(yè)務需求、集成數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)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(tǒng)集成技術。該技術實現(xiàn)了異構PDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成交互，保證了兩個平臺數(shù)據(jù)的一致性，支撐了型號研制業(yè)務的順利開展。本技術具有通用性，對于其他行業(yè)的異構PDM系統(tǒng)集成具有借鑒意義。

參考文獻

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[2] 王帥，田錫天，黃利江.基于SOA的PDM與CAPP系統(tǒng)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(tǒng)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(yè)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(lián)盟企業(yè)產品開發(fā)[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(shù)據(jù)管理。