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飞行器并行设计产品文档管理与电子仓库模型 |
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作者：干哲 陈敏 李国正 |
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1 引言
PDM (Product Data Management，产品数据管理)为飞行器并行工程跨部门的产品开发小组提供了一个信息集成工作环境，开发人员在产品生命周期的任何阶段都可访问到最新的产品信息，并能保证所有数据的完整性和安全性，因此，PDM 技术是实现并行工程的重要支撑技术。文档管理是PDM 的基础模块，电子仓库处于PDM 结构的核心位置，它们在飞行器并行化设计中起着重要作用。
传统的PDM 系统之间没有标准的接口，难以与国际接轨，限制了飞行器并行设计中产品数据交互的范围。PDM Enablers是OMG (Object ManagementGroup，对象管理集团)发布的PDM 国际标准，它为PDM系统提供了一套标准接口，目的在于使PDM服务能够在整体上互换，达到整体上互操作。因此很好地解决了这些问题。PDM Enablers 1．3版自2000年11月正式发布以来，获得了HP、IBM、SDRC、DEC等公司的大力支持，然而在国内按照Enablers设计的PDM系统却很少。
本文在深入研究PDM Enablers的基础上，提出了基于Enablers的飞行器并行工程PDM 系统的结构模型；建立了文档分类浏览树，分析了电子仓库与文档管理二者之关系，在此基础上建立了文档管理与电子仓库模型，并对文档的状态变迁机制进行了研究。
2 基于Enablers的飞行器并行工程PDM系统的结构模型
按照OMG所提出的PDM Enablers使能规范的要求，飞行器并行工程PDM 系统的结构模型如图1所示。
图1 飞行器并行工程PDM系统的结构模型图
图中，符号 表示模块A对模块B有弱依赖关系，即A要引用B所提供的服务，其它符号说明如下：
R：PDM 系统的职能模块(Responsibility)，用来管理人员、团体和组织；F：PDM系统的公共业务模块(Foundation)，用于支持PDM 系统中全部其它功能模块的公共事务处理；Fw：PDM 系统的综合管理控制模块(Framework)，用来支持、管理和控制全部其它上层的PDM 功能模块。R、F、Fw三者合在一起构成PDM系统的框架。它提供GUI接口和对全部PDM 功能模块(包括电子仓库)的管理与控制，也提供对全系统的管理与控制。
除R、F、Fw三者构成PDM 系统框架外，其它的模块共同构成了另一组一一PDM 系统功能模块，框架模块为所有功能模块提供基础服务。PDM 系统各功能模块包括：D：文档管理模块(Document)；V：视图管理模块(Views)；B：原始资料管理模块(Baseline)：W：工作流管理模块(Workflow)；P：产品结构定义模块(Product)； E：有效性管理模块(Efectivity)；s：中性数据模块(Step)：C：产品设计更改模块(Change)： M ： 制造实现模块(Manufacturing)；Co：配置管理模块(Configuration)等。
图1中的Dv表示电子仓库。由图1可知，文档管理模块是PDM 的一个重要的功能模块，它为企业宏观管理提供功能并为支持所有与产品相关信息和产品生命周期内产生的全部信息提供功能。同时，其它模块，如流程管理、产品结构管理等也与文档管理模块密切相关。电子仓库是PDM 中最基本、最核心的功能，它对各功能模块提供支持。由此可见，文档管理和电子仓库是实现PDM 系统中其它相关功能的基础，其性能的好坏直接影响到整个PDM 系统的效率。
3 基于Enablers的飞行器并行设计文档管理与电子仓库模型
3．1 文档的分类导航与浏览
在飞行器并行设计过程中，文档以爆炸性的速度增长，为了较好地建立、使用与维护这些文档，PDM系统必须提供快速方便的分类技术。文档按一定规律分类，使各类文档在系统中不再是杂乱无章的，而是按照文档分类有序管理，使得相关信息的描述更直观、更清晰，PDM 用户可以方便、快捷地查询并获取所需的当前或过去的技术资料，减少并杜绝重复设计，从而可大大缩短系列产品以致新产品设计的时间。
按照我国飞行器设计及制造企业的实际需求，本文将文档浏览方式分为两种： 按企业部门(Department)静态划分和按项目小组(ProjectGroup)动态划分。企业部门是企业的组织机构，变动相对较小，按企业部门静态划分的文档树是一个比较全的树，它可以浏览包括项目文档和日常管理方面的各种文档：项目小组随项目的产生而产生的，变动相对较大，按项目小组动态划分的文档树是专门针对项目来组织文档的。用这两种方式组织文档能够较全面、清晰地管理文档信息，使用户可以很快定位到所需文档。文档分类树如图2、3所示。
图2 按企业部门静态划分文档时
图2 按企业部门动态划分文档时
3．2 电子仓库与文档管理的关系
所谓电子仓库(Vault)，是在PDM 系统中实现某种特定数据存储机制的元数据(管理数据的数据)库及其管理系统，它保存所有与产品相关的物理数据和文件的元数据，以及指向物理数据和文件的指针。电子仓库一般由以下三部分组成：管理程序(应用程序服务器)、数据库服务器、专用存储区(文件服务器)。文件存入电子仓库时，首先在数据库中产生一条记录，用以记录这个文件的各种信息，如文件名称、类型、大小、扩展名等。然后把这个文件实体存入到专用存储区中，最后把与此文件相关联的电子仓库id存入数据库记录。
为了便于系统管理员等对其进行管理，并且可以加快文件查询的速度，应该采用合理的形式来组织专用存储区中的物理文件。如前文所述，文档浏览方式分为按企业部门静态划分和按项目小组动态划分两种。其中按企业部门静态划分文档可以记录系统中的所有文档，因此可按部门结构组织物理文件。专用存储区的文件组织模型如图4所示。
图4 专用存储区的文件组织模型
3．3 文档管理与电子仓库模型
采用UML建模工具Rational Rose2003建立文档管理与电子仓库对象的静态模型，如图5所示。该模型结合飞行器并行设计应用背景，对Enablers规范中提供的简要文档管理和电子仓库模型进行了一定的扩充与改进，以便使协同设计小组中的成员能够及时获得PDM系统中最新版本的文档，确保了数据的一致性、完整性和安全性。
PDM Enablers规范中描述，文档管理模块的功能包括存储和读取由一个或多个文件组成的电子文档(安全文件)，并跟踪那些PDM 系统不能有效管理的文档(非安全文件)。因此，PDM 系统所管理的文档(用D表示)是一个集合的概念，是指一个文件或一堆文件集合组成的一堆数据，文件(用fi表示，i=l、2...)是文档集合中的一个元素，用集合符号表示为D={f1，f2，...}。在整个生命周期中与产品相关的信息是多种多样的，各个部门中的文档类型也各不相同，包括工艺文档、设计文档等，文档的类型可以根据需要由系统管理员灵活定义。文件按一般的划分方式包括：文本文件、数据文件、图形文件、表格文件、音像文件等。将文档与文件进行区分是Enablers规范与其他PDM 系统的区别，因此正确理解文档和文件的概念是建立文档管理模型的基础。
飞行器并行设计的本质是许多大循环过程中包含小循环，是一个反复迭代优化的过程 因此，文档在设计过程中会经过多次非正式修订和正式的修订。如图5所示，在模型中引入了文档主(DocumentMaster)、文档版本(DocumentRevision)、文档迭代(Documentlteration)等对象来描述文档的不同修订。DocumentMaster标识文档并表示那些不随文档正式修订和非正式修订而改变的属性和行为，用作文档各种版本的引用入口。DocumentRevision是正式修订的版本，它封装了随文档的非正式修订(即文档版本的修改)而变化的属性和行为。每个DocumentRevision都是某一个DocumentMaster的一部分。Documentlteration封装了随文档的非正式修订(即文档迭代过程的修改)而变化的属性和行为，它是指存储数据的地方。每个Documentlteration都是某个DocumentRevision的一部分。它们用聚合关系组合在一起，能够完整地描述文档各版本的变化过程。DocumentM aster、DocumentRevision、DocumentIteration 再分别通过ItemMaster、ItemRevision、Itemlteration间接地从标识接口类identifiable继承文档标识(或文档号)并与某一特定语境标识相关联，只有符合特定语境的文档用户才能在文档分类树中浏览。
图5 文档管理与电子仓库对象的静态模型图
3．4 文档的状态变化
飞行器并行设计是依靠信息的流动来运转的，而信息是以文档为载体，因此，PDM 系统中对文档对象的生命周期操作，体现了飞行器并行设计的流程。为了严格控制设计过程中每一步可以对文档执行的操作，本文针对文档对象定义了六个状态：设计、检入、审批、发放、归档和废弃。文档对象的生命周期操作与其状态的对应变化关系如图6所示。
图6 文档管理状态变化图
图6中的“组”是一个广义的概念，可根据实际需求细分为专业组(如：载荷组、结构组)、项目组等若干层，因此“组电子仓库”层还可进行扩展，扩展的依据可随文档审批层次多少而定，当文件由私人目录检入到电子仓库后，文档在属主所属的小组内共享，供小组其他成员参考；当文档进入审批阶段，不同层次的审批通过后，发放范围即共享范围也会根据审批的层次而定。当然层次越高的审批，其发放的范围就越大，最终在全局发放，文档处于全局电子仓库中。
4 结束语
本文在深入理解PDM Enablers规范的基础上，开展了对文档管理和电子仓库模型的研究，首先提出了基于Enablers的飞行器并行工程PDM系统的结构模型；其次建立了文档分类浏览树，分析了电子仓库与文档管理二者之关系，在此基础上建立了一个基于PDM Enablers规范的、面向对象的、支持飞行器并行设计的文档管理和电子仓库模型，并对文档的状态变迁机制进行了研究。
本文所提出的文档管理和电子仓库模型已成功应用于航空二集团某飞行器并行设计项目当中，应用表明，此模型可行、有效，很好地支持了飞行器的协同设计。(end)
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(8/23/2006) |
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