0.前言

    隨著各種信息化系統(tǒng)PDM，MES，EPR等在企業(yè)的普及，系統(tǒng)集成成為眾多制造企業(yè)面前的重要課題。作為產(chǎn)品技術(shù)文件的重要組成部分，物料清單（BOM，Bill of Material）從不同的角度對產(chǎn)品進(jìn)行了完整的描述。BOM是組織產(chǎn)品信息的重要形式，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM）的核心數(shù)據(jù)，貫穿于工程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、大修維護(hù)等產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，成為企業(yè)信息集成的關(guān)鍵所在。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，制造企業(yè)所用的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，大約有70%需要用到BOM。這些BOM存在于企業(yè)不同職能部門，根據(jù)其獨(dú)特的業(yè)務(wù)。國內(nèi)外已有許多學(xué)者做了大量的研究，但主要是研究EBOM和MBOM的構(gòu)建方法，對SBOM的研究很少；文獻(xiàn)提出了采購BOM的概念，但是僅考慮了批產(chǎn)階段的采購，沒有考慮到研發(fā)階段更改頻繁的特點(diǎn)，沒有建立SBOM和供應(yīng)商相關(guān)文檔（如供應(yīng)商交付要求等）、工藝和資源等的聯(lián)系，容易造成更改的不同步。

    上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)包含供應(yīng)商產(chǎn)品交付規(guī)范書（SPS）和供應(yīng)商產(chǎn)品交付物料清單（SPS-BOM）兩部分，它們是對供應(yīng)商最終產(chǎn)品交付狀態(tài)的定義，是供應(yīng)商產(chǎn)品制造構(gòu)型和最終交付的重要依據(jù)。SPS與SPS-BOM這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)存在密切的關(guān)聯(lián)，但現(xiàn)階段SPS為手工編輯，設(shè)計(jì)發(fā)生變更后，這部分信息缺乏與工程數(shù)據(jù)源、SPS-BOM等的聯(lián)動關(guān)系。如何利用信息技術(shù)手段來形成供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化管理，保證飛機(jī)在設(shè)計(jì)-總裝-供應(yīng)商領(lǐng)域數(shù)據(jù)的一致性，是當(dāng)前企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需求。

1.供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)分析

1.1 Windchill MPMLink技術(shù)分析

1.1.1 Windchill MPMLink基本概念

    Windchill是PTC公司推出的一套集成應(yīng)用軟件，用來管理產(chǎn)品和工序的整個(gè)生命周期。它充分利用了Internet和相關(guān)的信息技術(shù)，為系統(tǒng)提供了一種應(yīng)用軟件基礎(chǔ)，從而保證用戶能快速、高效地部署產(chǎn)品信息應(yīng)用軟件。

    Windchill MPMLink是一種為制造工程師設(shè)計(jì)的綜合產(chǎn)品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）的應(yīng)用程序，是業(yè)界新的綜合制造過程管理的解決方案，它通過一個(gè)完整的解決方案來支持制造過程管理（Manufacturing Process Management，MPM）進(jìn)程。在該解決方案中，產(chǎn)品、進(jìn)程和資源數(shù)據(jù)都在單一系統(tǒng)中進(jìn)行管理，而無需復(fù)制數(shù)據(jù)。制造過程管理（MPM）是定義和管理用于制造部件、裝配最終產(chǎn)品和執(zhí)行檢查的制造過程。在任何的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)中，MPM過程是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品執(zhí)行的必要橋梁。作為PLM過程的數(shù)字管理部件，它是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃到資源和庫存安排的橋梁，制造過程管理如圖1.1所示。

圖1.1 制造過程管理

1.1.2 Windchill MPMLink結(jié)構(gòu)

    Windchill MPMLink由以下幾個(gè)瀏覽器組成：制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)瀏覽器、制造資源瀏覽器、制造標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器、工藝計(jì)劃瀏覽器、制造甘特瀏覽器和ProductView for Windchill MPMLink瀏覽器，它們都是基于Windchill PDMLink的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)瀏覽器體系結(jié)構(gòu)的Java程序。所有這些瀏覽器都是用于創(chuàng)建和管理制造對象。

    Windchill MPMLink的體系結(jié)構(gòu)圖如圖1.2所示。

圖1.2 Windchill MPMLink體系結(jié)構(gòu)圖

    Windchill MPMLink被安裝在Windchill PDMLink環(huán)境上，除了Windchill系統(tǒng)共有的功能：工作流管理、變更和配置管理、訪問控制和文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理等之外，它還具有以下功能。

    1）制造物料清單（MBOM）管理：通過創(chuàng)建與源工程設(shè)計(jì)信息相關(guān)聯(lián)的制造物料清單，來確保制造過程計(jì)劃始終反映工程的當(dāng)前設(shè)計(jì)。

    2）工藝計(jì)劃管理：詳細(xì)說明了為生產(chǎn)、檢查、修復(fù)或維護(hù)指定部件或裝配體而需要在車間完成的任務(wù)。其中包括要執(zhí)行的操作、操作的執(zhí)行順序、所需的物理資源和技能、文檔參考、文本說明時(shí)間及成本要求。

    3）制造資源庫和制造標(biāo)準(zhǔn)庫：制造資源是執(zhí)行生產(chǎn)活動（諸如人員或設(shè)備之類）的實(shí)體，例如生產(chǎn)、維護(hù)、檢查或修理部件期間車間所需的資源；制造標(biāo)準(zhǔn)是組織到某分級結(jié)構(gòu)中的制造功能和標(biāo)準(zhǔn)工序的集合。

    4）其他：包括時(shí)間和成本估計(jì)等其他新的特色功能。

    Windchill MPMLink的主要目的是提供一個(gè)工具，利用工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)去創(chuàng)建、存儲和管理制造產(chǎn)品的數(shù)據(jù)和工藝信息。

1.2 工作流技術(shù)分析

    工作流管理是一個(gè)被業(yè)界廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是使處理過程自動化，使人以及各種應(yīng)用工具相互之間協(xié)調(diào)工作，以完成某項(xiàng)工作。其目的是為了合適的人或軟件在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間執(zhí)行正確的工作。

    工作流是業(yè)務(wù)的自動化處理過程，在這個(gè)過程中，根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則將文檔、信息在過程參與者中傳遞，最終完成業(yè)務(wù)的處理。工作流管理系統(tǒng)（WFMS）是通過管理一序列工作行為以及與活動步驟、相關(guān)人員、資源設(shè)備來提供業(yè)務(wù)處理程序上的自動控制，它是通過計(jì)算機(jī)軟件來定義、管理和執(zhí)行工作流，計(jì)算機(jī)的執(zhí)行順序是由工作流邏輯的計(jì)算機(jī)描述來驅(qū)動的。

    工作流管理系統(tǒng)則是這一實(shí)現(xiàn)的軟件環(huán)境。使用工作流作為業(yè)務(wù)過程的實(shí)現(xiàn)技術(shù)首先要求工作流系統(tǒng)能夠反映業(yè)務(wù)過程的如下幾個(gè)問題：即業(yè)務(wù)過程是什么（有哪些活動、任務(wù)組成，也就是結(jié)構(gòu)上的定義）、怎么做（活動間的執(zhí)行條件、規(guī)則以及所交互的信息，也就是控制流與信息流的定義）、有誰來做（人或計(jì)算機(jī)程序，也就是組織角色的定義）、做的怎樣（通過工作流管理系統(tǒng)對執(zhí)行過程進(jìn)行監(jiān)控）。因此，可以說工作流是一種反映業(yè)務(wù)流程的計(jì)算機(jī)化的模型，它是為了在先進(jìn)計(jì)算機(jī)環(huán)境支持下實(shí)現(xiàn)經(jīng)營過程集成與經(jīng)營過程自動化而建立的可由工作流管理系統(tǒng)執(zhí)行的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

    根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)過程，工作流管理系統(tǒng)可分為四類：

    ①管理型工作流（administrative workflow）：在這類工作流中活動可以預(yù)定義并且有一套簡單的任務(wù)協(xié)調(diào)規(guī)則。

    ②設(shè)定型工作流（ad hoc workflow）：與管理型工作流相似，但一般用來處理異�；虬l(fā)生機(jī)會比較小的情況，有時(shí)甚至是只出現(xiàn)一次的情況，這與參與的用戶有關(guān)。

    ③協(xié)作型工作流（collaborative workflow）：參與者和協(xié)作的次數(shù)較多。在一個(gè)步驟上可能反復(fù)發(fā)生幾次直到得到某種結(jié)果，甚至可能返回到前一階段。

    ④生產(chǎn)型工作流（production workflow）：實(shí)現(xiàn)重要的業(yè)務(wù)過程的工作流，特別是與業(yè)務(wù)組織的功能直接相關(guān)的工作流。與管理型工作流相比，生產(chǎn)型工作流一般應(yīng)用在大規(guī)模、復(fù)雜的和異構(gòu)的環(huán)境下，整個(gè)過程會涉及許多人員和不同的組織。

    采用工作流管理系統(tǒng)可以在最大程度上集成組織的現(xiàn)有信息資源，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。由于工作流管理系統(tǒng)具有較好的柔性和開發(fā)性，因此，可以保證信息系統(tǒng)能夠順利的擴(kuò)展以滿足不斷變化的市場環(huán)境。另外，工作流管理系統(tǒng)在工作流模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行業(yè)務(wù)過程進(jìn)行，這就意味著信息系統(tǒng)已經(jīng)從過去沒有一個(gè)具體的可量化指標(biāo)的管理信息系統(tǒng)，發(fā)展到了一個(gè)建立在工作流模型上（并且是可以利用BPR或者其他仿真工具進(jìn)行優(yōu)化后的模型），按照預(yù)先定義好的規(guī)則進(jìn)行執(zhí)行，并且對于執(zhí)行的結(jié)果隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控和評價(jià)的規(guī)范化階段。這種由過程建模—〉模型分析—〉過程優(yōu)化—〉執(zhí)行結(jié)果—〉統(tǒng)計(jì)分析—〉改進(jìn)業(yè)務(wù)過程—〉優(yōu)化運(yùn)作的實(shí)施方法為成功地實(shí)施信息系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 J2EE架構(gòu)分析

    J2EE是由美國的SUN公司面向全球推出的一款用于開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用程序的體系結(jié)構(gòu)，它提供了全套的基于組件的方法來設(shè)計(jì)和開發(fā)企業(yè)級的系統(tǒng)，并且提供了對其的裝配和部署，比較靈活方便。J2EE技術(shù)提供了對B/S的良好支持，在B/S模式下，客戶端只能是瀏覽器，所有的應(yīng)用全部在瀏覽器中完成。遵照J(rèn)2EE規(guī)范，系統(tǒng)的服務(wù)器端由表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層構(gòu)成，表現(xiàn)層是用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，并負(fù)責(zé)從用戶那里獲取數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)邏輯層用來進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)邏輯操作，執(zhí)行系統(tǒng)所負(fù)擔(dān)的工作流程，數(shù)據(jù)層則是用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和存儲。J2EE的架構(gòu)如圖1.3所示。

圖1.3 J2EE架構(gòu)

    在J2EE技術(shù)中，Java或Java2平臺為核心平臺。J2EE不僅囊括了Java或Java2標(biāo)準(zhǔn)版中的所有優(yōu)點(diǎn)，包括對數(shù)據(jù)庫的操作，而且它還在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上給予了更好的支持，例如，對在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。除此之外，J2EE還提供了對JSP、EJB和XML等的支持，為企業(yè)的整個(gè)業(yè)務(wù)流程自動化的實(shí)現(xiàn)提供了一套良好的機(jī)制。

    在企業(yè)管理中，J2EE具有以下五大優(yōu)勢：

    1）約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)镴2EE技術(shù)的流行使其被大面積地使用，因此，有大量的廠商也都開始支持J2EE，這樣，在軟件工程領(lǐng)域，J2EE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就越來越被軟件開發(fā)人員和軟件工程領(lǐng)域認(rèn)為是屬于事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，在開發(fā)時(shí)都首先去遵守J2EE的相關(guān)規(guī)范；

    2）無須放棄現(xiàn)有的企業(yè)資產(chǎn)，目前企業(yè)的信息系統(tǒng)建設(shè)往往是基于以往系統(tǒng)的更新。一般來說，重新部署信息系統(tǒng)就意味著對原有信息資源的徹底放棄，但J2EE本身具有良好的兼容性和強(qiáng)大的適應(yīng)性，因此，可以極大的保留原有的企業(yè)資產(chǎn)，并在原有的資產(chǎn)上做開發(fā)；

    3）支持高效率的開發(fā)工作，J2EE不僅保留了J2SE版本中的大量優(yōu)勢，而且本身也提供了大量的接口和API，以完成各種復(fù)雜的通用的功能，支持開發(fā)人員在開發(fā)軟件時(shí)對其直接調(diào)用。因而，無需重新開發(fā)這些功能，從而節(jié)省了大量的時(shí)間成本和智力成本；

    4）支持異構(gòu)環(huán)境，Java語言本身就具有強(qiáng)大的可移植性，支持多種平臺，因此，很好的保證了其與第三方軟件的兼容性，J2EE對異構(gòu)環(huán)境的支持可以大大節(jié)約開發(fā)的兼容性成本；

    5）可伸縮性，J2EE對分布式云環(huán)境的支持可以幫助企業(yè)建立一個(gè)功能強(qiáng)大的信息系統(tǒng)。

1.4 XML技術(shù)分析

    XML語言是一種結(jié)構(gòu)化的語言，可以用于對一些電子文件和一般性數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，使其可以被結(jié)構(gòu)化地訪問，XML語言是可擴(kuò)展標(biāo)記語言，是標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言，可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，且不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)的丟失，盡管相比數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，XML的功能不夠強(qiáng)大，但是具有簡單，且給人以一目了然的特點(diǎn)。

    XML語言和常見的HTML語言不同，HTML語言主要是負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)顯示到網(wǎng)頁上供最終的用戶查看，因此，HTML的設(shè)計(jì)者往往會把關(guān)注點(diǎn)集中在頁面顯示的美觀、大方上。而XML則更加關(guān)心數(shù)據(jù)本身，它不僅僅僅是標(biāo)簽加上數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)標(biāo)簽的不同來執(zhí)行數(shù)據(jù)的搜索，并找到需要的數(shù)據(jù)。XML的設(shè)計(jì)者一般會把關(guān)注點(diǎn)集中在數(shù)據(jù)的表示上，以滿足在后面使用時(shí)，數(shù)據(jù)可以更加容易的被搜索和存取。

    XML技術(shù)有多種應(yīng)用領(lǐng)域，但主要的領(lǐng)域有以下幾個(gè)：

    1）數(shù)據(jù)交換領(lǐng)域，在B/S結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)交換一般都在服務(wù)器端來完成，一般分為三個(gè)層次，分別是系統(tǒng)描述層、流程控制層和數(shù)據(jù)控制層。XML的數(shù)據(jù)交換流程如圖1.4所示。

圖1.4 XML數(shù)據(jù)交換流程

    2）Web服務(wù)領(lǐng)域，XML的Web服務(wù)往往會提供大量的可編程實(shí)體，并且提供給各種完全不同的系統(tǒng)通過Internet訪問；

    3）內(nèi)容管理領(lǐng)域，內(nèi)容管理主要是對企業(yè)信息資源的管理，包括網(wǎng)站的內(nèi)容管理和企業(yè)資源的內(nèi)容管理，XML為內(nèi)容管理領(lǐng)域提供了一套良好的數(shù)據(jù)存儲方案。

    4）Web集成領(lǐng)域，XML提供了大量的標(biāo)簽，可以幫助企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用集成，以更好地滿足企業(yè)業(yè)務(wù)流程處理的自動化。

    5）數(shù)據(jù)聯(lián)合領(lǐng)域，數(shù)據(jù)聯(lián)合領(lǐng)域是針對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存取，開發(fā)人員不必關(guān)注這些不同的數(shù)據(jù)分別的表示方式。通過XML技術(shù)將數(shù)據(jù)聯(lián)合后，可以對上層提供一個(gè)統(tǒng)一的訪問接口。

    在B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，客戶端瀏覽器通過HTML頁面的形式提交XML頁面請求，服務(wù)器端則通過建立服務(wù)器XML請求處理中心來專門處理這些請求，服務(wù)器XML請求處理中心與服務(wù)器業(yè)務(wù)處理中心交互，隨后，請求處理中心將處理結(jié)果以HTML頁面的形式再次返回給客戶端。XML在B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)流程如圖1.5所示。

圖1.5 XML信息處理流程

    和其他的相關(guān)技術(shù)相比，XML技術(shù)具有如下六大優(yōu)勢：

    1）派生于SGML，與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息組織相適應(yīng)，不僅本身提供了良好的數(shù)據(jù)組織方法，且允許用戶自行定義；

    2）引入了結(jié)構(gòu)的概念，采用標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)識，可以幫助開發(fā)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜索；

    3）與平臺的無關(guān)性，XML語言僅僅是一種數(shù)據(jù)的表示方法，與任何平臺都沒有關(guān)系；

    4）可以高效地實(shí)現(xiàn)Web信息的存儲和交換，擴(kuò)展了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下系統(tǒng)的開發(fā)方法；

    5）方便對結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，可以作為需要傳送信息的載體，傳送需要的信息；

    6）XML的腳本在客戶端瀏覽器中運(yùn)行，從而大大減輕了服務(wù)器端的負(fù)載，節(jié)省了服務(wù)器端資源。

1.5 AJAX技術(shù)分析

    AJAX技術(shù)是AsynchronousJavaScript+XML的簡寫，即異步的JavaScript技術(shù)和XML技術(shù)。其通過在瀏覽器與服務(wù)器之間引入Ajax引擎來實(shí)現(xiàn)異步的通信，這樣，用戶不需要向服務(wù)器端手動提交數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)客戶端瀏覽器與服務(wù)器之間的通信，Ajax技術(shù)的引入極大地提高了網(wǎng)站的用戶體驗(yàn)。Ajax的Web應(yīng)用模型如圖1.6所示。

圖1.6 Ajax Web應(yīng)用模型

    因?yàn)锳jax具有擅長異步處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，因此在動態(tài)更新Web頁面上可以引入Ajax技術(shù)。Ajax技術(shù)的使用主要在以下場合：1）身份和數(shù)據(jù)驗(yàn)證時(shí)；2）異步數(shù)據(jù)傳輸時(shí)；3）動態(tài)更新頁面時(shí)。

1.6 本章小結(jié)

    本章主要對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹，首先介紹了Windchill MPMLink的架構(gòu)及相關(guān)的二次開發(fā)技術(shù)，其次介紹了J2EE架構(gòu)、XML以及AJAX等WEB開發(fā)技術(shù)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（一）

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