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基于PDM工艺准备计划及进度实时监控系统的技术实现综述 |
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作者：孙艳萍 张建国 栾峰 来源：e-works |
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一、引言
某企业PDM系统架构以西门子公司 Teamcenter 作为PDM主干(Backbone)，Teamcenter系统组成分为三层：数据存取层、应用层和用户层，每一层为其上一层提供所需的服务。操作系统与数据库为最下层，提供系统功能；而最上层则通过Web介面提供最终用户功能。每一个企业都不免有用户界面客户化的需求。Teamcenter是一个开放性的系统，其中表现在各层系统架构都支持J2EE企业环境标准，所有应用子系统之间通过PLM XML对不同类形、结构和形态的数据进行操作访问。Teamcenter API和PLM XML提供标准应用开发和数据接口，为用户介面的客户化提供了有效的标准开发环境。
随着某企业信息化的推进，2008年111本工艺陆续录入PDM系统，工艺规程结构化正在推进，随着型号的增加，PDM系统提供的工艺规程及相关流程信息查询功能，已达不到对某型机某单位具体要求的件号查询、分类及汇总，不便于技术部及各生产厂针对件号进行工艺准备计划的细化制定和完成情况的追踪。
通过开发工艺准备管理模块，实现基于PDM系统工艺准备计划制定和调整，开发工艺流水、工艺规程、毛料图的编制审签过程跟踪，进而实现对现场工艺准备过程的统计管理，使PDM系统中的流程信息透明化，为型号研制管理提供必要的工具和手段，有利于技术部和各生产厂对工艺编制情况进行实时计划、监督、考核。该项目的完成标志着信息化建设的推进进程已经逐渐从如何指导基层分厂广泛应用提升到如何配合技术管理部门协同管理的层面上，这使PDM系统在公司内的用户群也越来越庞大，技术也越来越成熟，相信不久的将来，公司信息化工作一定会真正实现PDM产品数据管理的核心功能。通过该项目的实施，把PDM系统的多项功能贯穿成一个整体，保证了各个流程的完美衔接，实施了该系统后的PDM系统的工作流程如图1所示：
图 1 实施工艺准备计划系统后的PDM系统工作流程
本文主要阐述的是图1中的"工艺准备计划"和"流程监控"两个部分。作者参加了该PLM系统项目的二次开发工作，并和团队一起圆满地完成开发工作。
二、 功能及技术实现综述
（一）功能模块简介
本系统主要实现了下述功能：
工艺、毛坯计划管理
型号流水发布后，型号主管创建型号总计划，设定整个型号工艺准备最终完成时间节点；之后，各分厂的分室主任分别根据实际情况制订工艺、毛料图的分厂计划，即把本分厂负责的零件的工艺编制任务分配给指定的人员，并指定编制、校对、审核等完成的时间节点，设定难度系数；然后工艺员开始编制工艺，编制完成发起审批流程，当走到批准节点的时候，该节点设定的Handel自动提取工艺、毛料图的审批流程信息并写入数据库，以供查询工艺、毛料图的编制计划执行情况使用。
1）型号总计划：由型号主管创建型号总计划，并根据流水自动生成此型号下零件的工艺、毛料图分厂计划初始数据，初始化工艺准备计划系统。
2）分厂计划编制：各分厂分室主任根据实际情况，选择工艺、毛料图的编制负责人及编制难度，制订"设计、校对、审核、会签、批准"的计划完成时间。
工艺准备计划跟踪统计
1）工艺编制计划跟踪统计：当工艺审批流程完成后，通过PDM流程ActionHandler自动将工艺审批信息写入数据库；提供UI界面供查询工艺编制计划的执行情况。
2) 毛坯编制计划跟踪统计：当毛坯审批流程完成后，通过PDM流程ActionHandler自动将毛坯审批信息写入数据库；提供UI界面供查询毛坯编制计划的执行情况。
这里是实时的统计工艺准备计划中的工艺或毛坯完成情况，查询当前所处的流程状态节点。
统计报表
统计输出某型号已批准的工艺或毛坯、审签、会签等统计表，以Excel格式输出报表。
1） 工艺状态查询； 2） 工艺规程审签统计表；
3） 工艺规程会签统计表； 4） 工艺更改单统计表；
5） 设计更改单统计表； 6） 工艺准备情况汇总表；
7） 热工艺准备情况汇总表
（二）MVC模式
MVC，即Model-View-Control，是目前J2EE中比较流行的一种模式。MVC是一种目前广泛流行的软件设计模式，随着J2EE的成熟，它正在成为在J2EE平台上推荐的一种设计模型。随着网络应用的快速增加，MVC模式对于Web应用的开发无疑是一种非常先进的设计思想，无论你选择哪种语言，无论应用多复杂，它都能为你理解分析应用模型时提供最基本的分析方法，为你构造产品提供清晰的设计框架，为你的软件工程提供规范的依据。 
图2 MVC组件类型的关系和功能
MVC设计思想，是把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View、Controller的方式进行分离，这样一个应用被分成三个层--模型层、视图层、控制层，三者的关系如图1。
视图(View)：代表用户交互界面，对于Web应用来说，可以概括为HTML界面，但有可能为XHTML、XML和Applet。
模型(Model)：就是业务流程/状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的处理结果。
控制(Controller)可以理解为从用户接收请求, 将模型与视图匹配在一起，共同完成用户的请求。
（三）技术实现综述
在Teamcenter系统C/S架构的基础上，采用了先进的软件工程思想，MVC（Model-View-Control）的设计模式，攻克了与工艺流水系统和BOM同步的技术难关，技术实现上采用了数据库存储过程（SQL语言）、基于PDM服务器ITK的业务逻辑开发（C语言）、基于PDM Portal的界面开发（Java语言）。工艺准备系统Server端在Teamcenter Database的基础上进行扩充，并充分运用Oracle数据库procedure与function，提高查询等运行效率；客户端利用JAVA语言生成系统UI，与Teamcenter系统Portal进行交互，并通过Teamcenter ActionHandler与Server端进行数据交互，提取批准后的整个流程信息保存到Server端数据库。这种模式充分利用了Teamcenter系统的现有资源，高效、准确的实现了工艺准备计划及实时监控。具体程序的逻辑，以图4"分厂工艺（毛料图）编制计划"程序逻辑图为例：
"分厂工艺（毛料图）编制计划"程序逻辑图
从上图可以看出来，为便于用户制定计划操作，制定计划界面上开发了批量复制粘贴功能。该项目整个过程严格遵照软件工程标准，采用了先进的结构化系统分析和设计技术，紧密结合某企业的PDM工艺流水系统，实现了与工艺流水系统、BOM保持同步，应用系统配置的查询，效率较高。
（四）关键技术
工艺准备计划系统采用Oracle为数据库，大量应用过程存储。采用MVC设计模式，这使系统具有良好的健壮性和可扩展性。开发上，前台采用基于PDM客户化的界面开发（Java语言），例如用户界面、工艺准备计划查询；流程信息的提取采用基于PDM服务器ITK的业务逻辑开发（C语言）。
(1) MVC（Model-View-Control）的设计模式
MVC设计思想，是把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View、Controller的方式进行分离，一个应用被分成三个层--模型层、视图层、控制层。
(2) 基于PDM服务器业务逻辑开发（C语言）
PDM系统本底层应用的是C语言，性能上C语言本身也有强于Java语言优点。例如一个4000个件号的型号，应用C语言开发与流水同步功能，初始化只需要2分钟左右（主流客户端配置），但是如果应用Java语言开发与流水同步功能，则可能需要15分钟。
(3) 基于PDM客户化的界面开发（Java语言）
Java语言本身具有很多的优点，PDM系统有很多的类，应用这些类，结合Java其他功能，如界面设计、生成Excel文件等能。
三、系统性能分析
系统设计过程，把性能作为数据结构设计和算法选择的重要依据，因此该系统性能优良，例如查询一个4000个件号的型号的工艺准备只需1分钟多，而以前的统计功能需要一个上午的时间，而且不能保证准确性。
系统具有良好的健壮性和可扩展性及安全保密性，功能上进行了严格的权限控制，不同角色完成不同的工作。
四、总结
本文针对某企业基于PDM系统对工艺准备管理的实际需要，研究了该企业已有的工艺流水系统，实现了与工艺流水系统和BOM的同步。着重探讨了该工艺准备系统的技术实现及技术难点，进行了流程分析和功能描述。
目前工艺准备系统即将在全厂范围内推广应用，为PDM系统的推进增强系统的管理，使PDM系统的用户群体从基层工艺人员、设计人员等的使用，扩大到了技术管理层。
参考文献
[1] 绍维忠、杨芙清．面向对象的系统分析． 北京：清华大学出版社，1998．
[2] 李仰力．面向对象软件设计方法的研究与实现．西北大学硕士学位论文，1996：32-37．
[3] 葛立峰等．基于Teamcenter Enterprise 3.0的PDM系统的研究与实现．2004（6）：32-34．(end)
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(4/23/2011) |
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