基于Web-Services的PDM系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

基于ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ的ＰＤＭ系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

摘要：隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，基于WEB的PDM系統(tǒng)必然成為未來發(fā)展的一種趨勢。介紹了基于WebServices的PDM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能及其具體實現(xiàn)方案，并最終實現(xiàn)了該系統(tǒng)；在WebServices基礎(chǔ)上的PDM系統(tǒng)有著普通B/S和C/S模式不可比擬的優(yōu)勢，在系統(tǒng)建設(shè)和實際效能方面，基于WebServices模式的應(yīng)用更具先進性。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；WebServices；WSDL；UDDI；SOAP；XML

0前言

隨著因特網(wǎng)的普及，市場和業(yè)務(wù)活動的全球化將進一步發(fā)展，它將會影響每一個制造企業(yè)，成為一種推動變革的力量。今天在世界上任何一個地方都能傳輸和接受各種各樣的信息?，F(xiàn)在對獲得全球信息來說，主要的障礙是觀念上的落后和無知，不是缺少通訊基礎(chǔ)設(shè)施。信息的普遍性和分布性，對制造企業(yè)提出新的挑戰(zhàn)。

企業(yè)間競爭的優(yōu)勢不再是僅僅依靠技術(shù),這就要求企業(yè)加強合作和全球化的可能性。企業(yè)間通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，多個機構(gòu)組成的一個組織，能共享知識和資源，并協(xié)同提供一種產(chǎn)品或服務(wù)。這種協(xié)作和聯(lián)盟可以最大限度地發(fā)揮各自的優(yōu)勢，通過向客戶提供綜合解決方案，在更好滿足顧客全面需求的同時，去實現(xiàn)每個聯(lián)盟伙伴自己的目標。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實現(xiàn)對產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理的技術(shù)。PDM明確定位為面向制造企業(yè)，以產(chǎn)品為管理的核心，以數(shù)據(jù)、過程和資源為管理信息的三大要素。傳統(tǒng)的PDM主要面向企業(yè)內(nèi)部的基于C/S體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)管理，在企業(yè)間的信息協(xié)同交流、用戶友好性、維護復(fù)雜性等方面都存在不足，而基于B/S體系結(jié)構(gòu)則是利用不斷成熟的WWW瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種腳本語言，不但解決了系統(tǒng)安裝、修改和維護的方便性，而且提供了異種機、異種網(wǎng)、異種應(yīng)用服務(wù)的聯(lián)機、聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一服務(wù)等。因此，研究基于B/S體系結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)已成為業(yè)界的熱點，對于PDM系統(tǒng)也不例外。我們提出的基于WebServices的PDM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)就是一種B/S體系結(jié)構(gòu)，這種體系結(jié)構(gòu)為PDM系統(tǒng)最終實現(xiàn)開放性奠定了良好的基礎(chǔ)。

1基于WebServices的架構(gòu)的優(yōu)勢分析

WebServices的整體架構(gòu)是開放的、標準的分層結(jié)構(gòu)，下一層是上一層的基礎(chǔ)。這種分層結(jié)構(gòu)有利于降低實現(xiàn)的復(fù)雜性，同時能夠提高WebService目的靈活性和可擴充性，有助于實現(xiàn)動態(tài)的應(yīng)用集成(DynamicApplicationIntegration,DAI)。

其中，SOAP(SimpleObjectAccessProtocol，簡單對象訪問協(xié)議)是通訊協(xié)議標準，是一種簡單的、輕量級的基于XML的通訊機制，用于在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序之間進行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)交換，由于SOAP是聲明傳輸獨立的，因此，SOAP可以和各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如HTTP、SMTP、FTP等)相結(jié)合使用。

WSDL(WebServicesDescriptionLanguage,Web服務(wù)描述語言)是服務(wù)接口描述標準，用于描述抽象的服務(wù)接口、它們的綁定協(xié)議以及布置細節(jié)的語言，一個簡單的WSDL文檔可以為一個應(yīng)用提供關(guān)于服務(wù)的接口以及如何、從何處獲得該服務(wù)的詳細信息。

UDDI(UniformDescriptionDiscoveryandIntegration，統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)是統(tǒng)一服務(wù)注冊發(fā)現(xiàn)標準，用來建立Web服務(wù)部件的目錄信息，它定義了描述與分類商業(yè)服務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及獲取這些信息的SOAP接口，從而使Web服務(wù)能在網(wǎng)上被檢索與發(fā)現(xiàn)。具有WebServices功能的系統(tǒng)類似于以前的組件，具有定義好的適當?shù)妮斎胼敵龊瘮?shù)，多個Services系統(tǒng)可以形成一個完全的新的應(yīng)用系統(tǒng)，該Services系統(tǒng)可以用傳統(tǒng)的組件技術(shù)來開發(fā)，如COM、JavaBean等等，而不受語言的限制。

由于WebServices技術(shù)建立在標準性與開放性基礎(chǔ)之上，徹底打破了以前封閉式的實現(xiàn)方法，通過WebServices技術(shù)，使用不同語言開發(fā)、運行在各個不同平臺上的客戶端可以無縫地獲取所需應(yīng)用，達到資源利用率的最大化。WebServices技術(shù)將成為今后互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要技術(shù)，基于WebServices的應(yīng)用構(gòu)架將成為今后應(yīng)用的重點。

2基于WebServices的PDM系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計

基于WebServices的PDM體系結(jié)構(gòu)(如圖2所示)分為四層，即用戶界面層、Web服務(wù)器層、應(yīng)用服務(wù)器層和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層。

(1)用戶界面層。

該層就實際上是Web瀏覽器，與傳統(tǒng)的Web層在功能上基本一致。

(2)Web服務(wù)器居。

該層采用lIS作為Web服務(wù)器，主要處理客戶端瀏覽器的服務(wù)請求。瀏覽器通過URL或者頁面上的鏈接向Web服務(wù)器請求某個頁面。Web服務(wù)器首先對該請求進行安全性驗證，然后解析所請求的頁面，如果該頁面需要訪問應(yīng)用服務(wù)器層中的XMLWebServices所提供的某項功能，那么Web服務(wù)器就會通過Web服務(wù)代理訪問該功能，然后對返回結(jié)果進行處理，再動態(tài)生成結(jié)果頁面返回給客戶端瀏覽器。

(3)應(yīng)用服務(wù)器層。

應(yīng)用服務(wù)器層是本系統(tǒng)中最重要的一層，PDM系統(tǒng)所提供的各種功能都在這一層實現(xiàn)。與以往的應(yīng)用服務(wù)器層不同的是，該應(yīng)用服務(wù)器層是由很多XMLWebServices組成的，每個XMLWebServices實現(xiàn)一個或幾個PDM系統(tǒng)的功能模塊。這些XMLWebServices可以出Web服務(wù)器層的頁面進行訪問，不同的XMLWebServices之間也可以相互訪問。例如文檔管理和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理存在相互依賴關(guān)系，這三者可以通過相互調(diào)用來完成PDM系統(tǒng)所要求的功能。本層主要完成以下工作:①進行安全性驗證;②根據(jù)Web服務(wù)器層的請求進行相應(yīng)的處理，必要時進行數(shù)據(jù)庫訪問操作，然后采用SOAP協(xié)議將處理結(jié)果以XML格式返回給Web服務(wù)器層;③處理本層內(nèi)部不同的XMLWebServices之間的相互調(diào)用。

(4)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層。

該層主要負責提供本地或者遠程數(shù)據(jù)庫連接，存儲PDM系統(tǒng)所產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。

這種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于:①采用了Web技術(shù)，用戶可以在任何地方通過Internet訪問系統(tǒng);②松耦合系統(tǒng)，XMLWebServices的核心特征之一是服務(wù)的實現(xiàn)和使用之間的高度抽象化。通過將基于XML的消息處理用作創(chuàng)建和訪問服務(wù)的機制.XMLWebServices客戶端(Web服務(wù)器層以及需要訪問其它XMLWebServices的XMLWebServices)和XMLWebServices之間除輸入、輸出和位置外無需互相了解其它信息，藕合性很小，可以實現(xiàn)真正的分布式應(yīng)用;③XML數(shù)據(jù)是完全基于文本的，所以幾乎所有的系統(tǒng)都能夠接收和理解XML數(shù)據(jù)，消除了不同組件模型和操作系統(tǒng)之間存在的差異，大大增強了數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的互操作性;④由于XML數(shù)據(jù)通過HTTP或者SOAP協(xié)議傳輸，通過企業(yè)防火墻毫無問題(幾乎所有的防火墻允許HTTP和SOAP通過)，無需另開傳輸端口，減少了很多的集成問題和安全問題。

3PDM系統(tǒng)功能設(shè)計

本PDM系統(tǒng)通過認真對用戶的需求分析和調(diào)研結(jié)果，將功能分為如下幾大模塊：

圖檔管理模塊：圖檔管理是以產(chǎn)品或項目相關(guān)的工程圖檔為中心，通過計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)把所有與圖檔相關(guān)的信息和過程集成起來，使圖檔信息在起生命周期內(nèi)保持一致、最新和安全。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理模塊：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理模塊對企業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與配置、產(chǎn)品對象間的相互聯(lián)系、產(chǎn)品材料清單、產(chǎn)品演變等進行管理和維護。使企業(yè)各個部門在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)共享統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，建立完善的清單，靈活的檢索與查詢最新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，極大的提高企業(yè)市場的靈活反映能力及管理水平，增強企業(yè)的競爭力。

項目管理：系統(tǒng)的產(chǎn)品項目管理為控制項目開發(fā)時間和費用、協(xié)調(diào)項目開發(fā)活動和保證項目的運行提供了一個良好的可視化的管理工具。

工作流程：工作流程管理是在項目分解到最底層任務(wù)否，對工作流程動態(tài)的控制。包括審批流程管理和更改流程管理。工作流程過程就是在流程模板建立后權(quán)限的動態(tài)分配和步驟完成后進行通知這兩個過程的相加。上幾個過程完成后對下一過程通知其開始，同時賦予全心，就是審批過程的動態(tài)流動。

零部件管理：由于制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次繁多，系列產(chǎn)品之間的零部件借用關(guān)系因歷史繼承變得異常復(fù)雜。很多零部件被一借再借，甚至原隸屬的產(chǎn)品已經(jīng)不再流通；有的產(chǎn)品借用件占到70%以上。零部件管理本著模塊化、通用化設(shè)計的思想，靈活處理復(fù)雜的借用關(guān)系，有效管理借用件，明確劃分產(chǎn)品模塊，形成清晰的產(chǎn)品基本結(jié)構(gòu)模型，從而提高企業(yè)的訂單響應(yīng)速度。

消息及郵件管理：郵件是用戶與用戶之間進行信息傳遞的工具，通過郵件可實現(xiàn)不同用戶之間的通訊。

編碼管理：本編碼系統(tǒng)里主要對企業(yè)的工藝裝備、人員組織、產(chǎn)品零部件等進行編碼，為軟件的實施提供唯一標識。系統(tǒng)提供一個開放式的編碼生成器，根據(jù)企業(yè)編碼規(guī)則輔助產(chǎn)生零部件編碼、工藝組件編碼、工藝部門編碼、人員編碼、工序編碼、工藝裝備編碼等。

系統(tǒng)用戶管理：系統(tǒng)用戶管理通過對用戶的角色的定義而給用戶賦予相應(yīng)角色所具有的權(quán)限也可以通過對角色權(quán)限的改變而給具有該角色的用戶進行集體賦權(quán)限。

4基于WebServices架構(gòu)PDM系統(tǒng)的實現(xiàn)

本系統(tǒng)主要針對群體是中小型企業(yè)，所以在開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫選型上我們選擇比較通用的開發(fā)平臺和易維護的服務(wù)器；在這里數(shù)據(jù)庫服務(wù)器我們選擇SqlServer2000，PDM系統(tǒng)服務(wù)器選擇MicroSoftWindows2003+IIS+.NetFrameWork，開發(fā)語言選擇VisualStudioC#.net、VisualStudio以及JavaScript客戶端腳本語言來實現(xiàn)系統(tǒng)得開發(fā)。該項目是四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的一個科技項目，目前該系統(tǒng)已實現(xiàn)并在幾個公司試用，使用效果良好，軟件界面

5結(jié)語

針對國際和國內(nèi)的PDM系統(tǒng)，大部分都是C/S系統(tǒng)，而且都是針對比較大型的公司應(yīng)用；本系統(tǒng)是基于WebServices的PDM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一種B/S體系結(jié)構(gòu)，這種分層結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安裝、修改和維護全在服務(wù)器端進行，容易實現(xiàn)系統(tǒng)的自動升級，有利于實現(xiàn)動態(tài)的應(yīng)用集成；不僅可以針對小型公司的應(yīng)用，而且也可以通過部署成為大型的應(yīng)用。

但是，這種結(jié)構(gòu)也存在著數(shù)據(jù)查詢等響應(yīng)速度遠遠低于C/S體系結(jié)構(gòu)等不足，如何優(yōu)化WebSe