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面向模具企业的组件化PDM系统构建

发布时间：2016-05-05

摘要：通过对模具企业PDM系统需求多样化的分析，研究了构建组件化PDM的关键技术，阐述了r模具企业PDM的复用性和层次性。

我国模具企业正面临着前所未有的机遇和挑战。模具CAD/CAM技术的发展，为企业赢得市场取得了时间。但是，随着该技术的应用，企业CAD/CAM数据日益庞大，其技术复用性和管理敏捷性的要求使企业必须采用模具PDM系统来实现全过程的信息化。可以说，模具PDM是在CAD/CAM技术深入发展和敏捷管理的直接推动下而出现的系统集成管理技术。而通用PDM系统一般不能满足模具企业的特殊要求，因此有必要针对模具企业构建适应其企业规模和特征的PDM 系统。即使同是模具企业，不同企业其流程也并不一样，因此，要求PDM系统具有组件可构造性，不同的功能模块可以根据模具企业的要求定制。

1.模具组件化PDM系统体系结构

模具产品种类繁多，模具市场的细化又使得大部分模具制造企业一般只是在专业生产其中的某一部分产品。即使生产同样的模具，由于不同企业的设备品种和精密程度不同也会使其制造流程不一样。同时，不同企业的管理模式和业务流程不同也会使其对模具PDM的需求各有不同。因此，模具PDM系统必须在系统设计之初就考虑功能模块的独立性和可复用性，为将来满足不同的模具企业需求提供软件系统组件级的支持。

模具PDM的复用性是要求系统在架构上要将需求复用、设计复用和组件复用综合起来考虑。在分析了模具企业管理方式、产品结构、生产类型的多样性和复杂性以及软件多层次复用的组件化结构后，本模具PDM系统结构上分为4层，

(1) 应用层。模具设计过程中用户会对不同的数据进行访问，需要对其提供查询、编辑数据的人机交互界面。该层负责对界面操作的解释和把用户需要的CAD数据、文本、设计图形和管理流程等展示给用户，实现设计、图形处理和打印等任务，主要采用HTTP和DLL技术。

(2) 应用服务层。该层是系统结构的核心，包含了系统所有业务组件，实现了系统主要的业务逻辑。它对用户应用层相应的操作进行响应和提供系统服务。同时，在系统可复用性的要求下，该层又根据模具设计制造企业的业务变化的特点，更进一步根据变化的频率由小到大分为系统核心组件层、基础支撑组件层、应用逻辑组件层和系统接口组件层。

(3) 数据层。该层将SQL Server做为数据库，建立相应的关系数据库和关系表格，为模具PDM所需的数据存储提供仓库和关系维护。其主要采用ODBC和XML技术和应用服务层的数据操作组件联系，采用XML和COM/DCOM技术和应用服务层的基本功能组件联系。

(4) 管理层。该层为系统提供数据库管理和文件管理等基础支持。

2.模具组件化PDM系统构建关键技术

模具组件化PDM系统综合采用了多种技术。其中关系数据库技术的采用保证了各个用户数据源的统一，结合用户管理模块，可以给用户不同操作的角色。在底层构建上，采用了基于GenVoca模型的层次组件结构，该结构以简明的形式表达组件问的关系，从而提高了系统组件的复用性，为模具PDM的定制提供了底层支持。

2.1 模具组件化PDM系统的数据库设计

模具组件化PDM采用关系数据库存储包括BOM，CAD图纸和管理流程等的各种数据。根据模具PDM各个功能模块及其关系，可以建立一个MJPDM数据库，通过关系模型建立各个数据的图和表。以模具产品信息管理模块为例，通过分析，可以建立tblProduct表。

2.2 基于GenVoca模型的组件层次结构

GenVoca模型是由Don Batory等人提出并加以完善的，其本质是一个元模型，可以用来定义不同领域的开放架构，用于设计和构建基于大规模软件复用的层次系统。它主要包括组件 (Component)、域(Realm)、参数(Parameter)、对称组件(Symmetric Component)和类型等式(Type Equation)等概念。

利用GenVoca模型设计模具PDM时，必须遵循以下原则：(1)可复用的组件必须有统一的接口形式;(2)组件可以通过参数来传递，不同的参数可以形成不同的组合; (3)模具PDM系统就是这些组件不同堆积形态的过程。

根据模具PDM系统的组件层次分析，分别构建系统核心组件层S_AppHX、基础支撑组件层S_AppZC、应用逻辑组件层
S_AppLG和系统接口组件层S_AppJK，模具PDM组件层次架构是这些子域的并集，即：

S_PDM=S_AppHX∪S_AppZC∪S_AppLG∪S_AppJK

同时，其对应域的关系为：

R_PDM={S_PDM[X：{R_AppHX}，Y：{R_AppZC}，Z：{R_AppLG}，U：{R_AppJK}]}

反映在域类分析上。

3.模具组件化PDM系统的构建及应用实例

通过域类分析和对模型企业需求的分析，模具PDM可以设置角色管理、项目管理和订单管理等模块，如图4所示。每个模块由许多独立的功能组件堆叠成域，而这些功能组件通过GenVoca模型中的参数可以被不同的模块调用，形成网状的复用关系。

通过组件化设计，模具PDM可以根据不同模具企业的需求进行部分功能的定制，满足各个模具企业的特殊要求，不需要的功能模块在部署时就不予安装。不同的业务流程可以通过定制完成，实现了系统逻辑独立性，具有良好的可扩展性和可移植性，满足了模具企业管理柔性化的要求。以深圳公明一模具厂部署的模具数据管理系统为例加以说明。该公司为中小型模具企业，根据其需求，安装了用户管理、产品信息管理、项目管理和客户管理等功能模块，虽然没有安装图纸模块，但是建立了和该项目设计图纸的编号连接。系统的产品信息管理使用界面如图5所示，项目管理界面如图6所示。这些功能模块和操作界面为该公司的柔性管理提供了很好的支持，为其赢得市场提供了保障。

4.结语

模具企业需求的多样性进一步要求模具PDM本身具有敏捷性和柔韧性。GenVoca模型从系统组件的角度考虑了模具PDM系统的复用性和层次性，保证了组件之间逻辑关系的正确性，为模具PDM这个基础之上，通过对模具企业业务流的分析，构建了基于组件的模具PDM系统，提高了模具企业产品数据管理的水平，降低了企业管理成本，提高了模具企业对市场的敏捷性和经济效益。