基于PDM的产品IETM并行创作框架 - 文章

基于PDM的产品IETM并行创作框架

作者：李彬杜晓明梁伟杰

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1 引言

交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)不同于一般的电子技术手册，它能与专家系统相结合辅助进行故障诊断和产品维修，突出特点在于其强有力的信息表现能力和人机交互能力。现代产品尤其是武器装备都广泛采用了IETM技术，并在实际应用中取得了很好的成效。IETM所含的技术信息大部分来源于产品研制阶段，然而目前IETM的创作并没有纳入到产品的设计当中，这必然会造成在后期创作IETM时将花费大量的时间和人力来收集、整理IETM所需求的各种技术信息。随着产品列并行工程和综合保障工程在产品全寿命管理中不断得到推广和发展，产品的研制逐步抛弃了过去的序贯设计方法，全系统、全寿命、全费用的设计理念进一步得到深入，IETM作为产品保障资源的重要组成部分，将其创作纳入并行设计当中与产品进行同步研制是IETM发展的必然趋势。

2 PDM结构及主要功能

产品数据管理(Product Data Management，PDM)技术是20世纪90年代初才发展起来的管理所有与产品相关的信息和过程的技术。PDM系统是以网络环境下的分布式数据处理技术为支撑，采用客户端服务器(Client/Server)体系结构和面向对象(Object-Oriented)的设计方法，实现产品全生命周期的信息管理，协调控制工作流程和项目进展，在企业范围内建立一个并行化的产品开发协作环境。

PDM的体系结构分为四层(如图1所示)：

第一层是支持层。目前的PDM一般以通用的关系型数据库作平台，利用关系数据库的存、取、删、改、查等基本的数据管理功能。

第二层是面向对象层。PDM系统将其管理的动态变化数据的功能转化几个、几十个、甚至几百个二维关系型表格，实现面向产品对象管理的要求。

第三层是功能层。在面向对象层的基础上，根据PDM系统的管理目标，在PDM系统中建立相应的功能模块。

第四层是用户层，包括开发工具层和界面层。

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图1 PDM系统体系结构

PDM作为支持并行工程的使能技术，能支持异构的计算机环境，包括不同的网络与数据库；PDM能实现产品数据的统一管理与共享，提供单一的产品数据源；PDM还可以提供过程的管理与监控，能持续地、尽早地交换、协调和完善关于产品的有关制造和支持等各种过程的约定和定义；PDM系统还可以确保产品设计的完整性，并保证只有相关的人员才能改变这些数据，而另一些人只有观看数据的权利；PDM能够方便地实现对CAX/DFX等应用工具的封装或集成，便于有效管理应用工具产生的信息，便于应用系统之间的信息传递与交换。因此可以说，PDM为生成产品的IETM提供了良好的并行集成环境。

3 基于PDM的产品IETM创作的体系框架

基于PDM系统的IETM创作就是要在PDM系统的集成环境下，利用PDM系统提供的数据管理功能，在PDM环境下建立面向IETM生成的数据仓库，管理产品研制各阶段所收集的与IETM相关的数据和信息，并通过一个集成化的接口平台与IETM创作系统相联接，实现在研制产品的同时并行创作产品IETM，从而提高1ETM的完整性和创作效率。具体地说，在PDM系统环境下从技术实现的角度并行生成产品IETM主要需要解决IETM技术信息的管理以及IETM生成工具的集成两个方面的问题。

IETM生成的信息源。在PDM系统共享数据库的底层存储了产品设计过程中的各种产品信息，如管理信息、拓扑信息、装配信息、可靠性信息、维修性信息、保障性信息等，这些信息是创作IETM的素材和基础。

面向产品IETM生成的数据模型的构建。为了实现产品IETM的并行生成必须有寿命周期内各种信息支持，需要将各阶段所有与IETM生成相关的技术信息及时地按要求的格式收集、存储到IETM数据模型当中，并通过产品树将这些信息组织起来形成各种应用信息，包括描述性信息、任务性信息、故障诊断信息等。利用集成在PDM环境下的各种IETM创作工具将这些信息进行编辑和组织，最终生成IETM。可以说IETM数据模型在PDM环境下的建立是并行创作IETM的核心。

IETM创作工具的集成。通过调用PDM系统提供的应用程序接口函数(Application Program Interface，API)将各种IETM创作工具(主要包括IETM模板创作工具、内容创作工具和智能交互创作工具等)集成到PDM环境中，为并行IETM生成提供应用保证。并通过统一的图示化用户界面为用户提供一个交互式的工作环境，使用户可以方便友好地使用PDM本身提供的各个工具以及在PDM中封装和集成的各种IETM创作工具。

4 基于PDM的产品IETM生成过程及生成模式

4.1 IETM的生成过程

基于PDM系统的IETM生成过程主要包括三个步骤，即IETM模板创作、IETM内容创作和IETM智能交互创作，如图2所示。

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图2 基于PDM系统的IETM生成过程

(1)IETM模板创作

从PDM系统数据库中提取通用IETM模板和有关产品结构的信息，并利用IETM模板生成工具进行某型号具体产品的文件级模板以及数据库模板的创作，从而生成相应的模板文件(文件级模板为.due文档，数据库模板为.mdb文件)，为了IETM生成的需要可以将模板文件进一步以XML文档的形式输出，为IETM的生成提供内容组织结构。

(2)IETM内容创作

在PDM系统的集成框架下利用IETM内容创作工具，从IETM数据模型中根据映射规则和IETM生成的需要将低粒度信息转换成相应的不同领域的应用信息，并将这些信息导入至IETM模板中，随着产品研制进程的不断推进，IETM模板和IETM信息进一步完善，此时文件级IETM基本创作完成，文件级IETM生成；对于数据库级IETM还需要同步地进行智能交互创作，将由步骤(1)生成的XML文档导人IETM智能交互创作工具中，转入步骤(3)。

(3)IETM智能交互创作

在完成(1)，(2)的基础上，利用IETM智能交互创作工具将导入的XML文档进行智能交互创作，创作内容包括对话框、前置和后置条件、超级链接、与专家系统集成等，从而实现数据级IETM的生成。

需要指出的是在PDM环境下IETM生成的三个步骤是一个随着产品研制进程发展的不断完善的循环过程，同时这三个步骤不是简单地串行完成的而是相互交织并行完成的。

4.2 IETM并行生成模式

基于PDM系统的IETM并行生成模式如图3所示。一方面，并行IETM生成强调相邻阶段的部分重叠并行；另一方面，并行IETM生成将各阶段内部的工程活动并行开展或部分重叠进行。

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图3 基于PDM系统的IETM并行生成模式

例如，在IETM模板生成阶段在进行文件级IETM模板创作生成的同时进行数据库IETM模板的创作生成；IETM模板生成阶段所形成的文件级IETM模板和数据库IETM模板不必要等到IETM模板生成阶段结束就可提前发布给进行IETM数据转换的相关人员，使他们根据现在有模板进行该阶段的数据转换工作。如果IETM模板生成阶段所形成的模板难以实现该阶段的相关工作，或者进行IETM数据转换时对模板提出了新的需求，就应将这些信息和需求反馈给IETM模板生成阶段的相关人员，对生成的模板进行修改，从而使生成的模板进一步完善。同样，IETM内容创作阶段与IETM智能交互创作阶段，IETM模板生成阶段与IETM智能交互创作阶段也存在这样的关系，从而使各个阶段的工作达到螺旋上升、不断完善的效果。

5 结束语

本文从宏观的角度上分析了下基于PDM的产品IETM并行创作体系框架，研究了基于PDM的IETM并行生成过程和并行生成模式，使IETM在产品的研制阶段进行并行设计成为可能，体现了对IETM开发设计的发展趋势，具有重大的现实意义。

本文的创新点：首次提出将技术手册生成功能与产品数据环境-PDM系统相集成，使技术手册与主装备同步研制成为可能；对装备IETM在并行环境下进行创作进行了全面系统分析，对于完善产品综合数据环境都具有指导作用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/12/2010)


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