0 引言

    為了實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各個系統(tǒng)的集成和信息共享，本文提出了面向服務(wù)架構(gòu)的集成模式實現(xiàn)CAE與PDM系統(tǒng)的集成。由于面向服務(wù)架構(gòu)是基于松耦合的架構(gòu)，可以充分利用企業(yè)現(xiàn)有的資源，實現(xiàn)低成本高效率的信息集成。同時，隨著信息化不斷發(fā)展，其他一些系統(tǒng)（如ERP、CRM等）也將被企業(yè)所采用。采用面向服務(wù)架構(gòu)的集成方法，使得企業(yè)出現(xiàn)新的集成需求時，只需要按照服務(wù)封裝的要求將CAE分析模塊封裝成一種服務(wù)就可以實現(xiàn)集成，而完全不影響先前所做的集成工作及其架構(gòu)模式，具有較高的實施靈活性。

1 基于SOA的CAE與PDM系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)

    1.1 面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)

    面向服務(wù)架構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)是最近幾年發(fā)展起來的全新的企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集成解決方案。顧能公司(Gartner)最早提出的SOA思想：“面向服務(wù)的架構(gòu)是一種基于客戶機/服務(wù)器模式的軟件設(shè)計方法，其中的應(yīng)用由服務(wù)提供者和服務(wù)使用者（也稱為客戶機或服務(wù)請求者）雙方組成”。Gartner為SOA描述的遠景目標是：使企業(yè)信息系統(tǒng)變得更有彈性，以更快地響應(yīng)業(yè)務(wù)部門的需求，實現(xiàn)實時企業(yè)模式(Real-Time EntERPrise)。

    目前，一般SOA的架構(gòu)主要包括以下三個要點：

    1)SOA架構(gòu)中所提供的服務(wù)之間必須是松散耦合的。

    2)SOA架構(gòu)應(yīng)該從實際業(yè)務(wù)本身的粗粒度的角度來劃分服務(wù)，分布服務(wù)接口。

    3)SOA架構(gòu)中所有服務(wù)的具體實現(xiàn)、位置和傳輸協(xié)議對服務(wù)的調(diào)用者來說是透明的。

    服務(wù)請求者、提供者和服務(wù)注冊中心是面向服務(wù)架構(gòu)中的三個抽象角色。

    服務(wù)提供者將服務(wù)契約發(fā)布到服務(wù)注冊中心；服務(wù)請求者在服務(wù)注冊中心搜索查找需要的服務(wù)契約，一旦查詢到符合需要的服務(wù)契約，服務(wù)請求者就可調(diào)用服務(wù)提供者所提供的服務(wù)，具體的調(diào)用方式記錄在服務(wù)契約中。

    1.2 CAE與PDM系統(tǒng)的集成框架

    在產(chǎn)品設(shè)計中，CAE的應(yīng)用越來越廣泛，因此研究CAE與PDM系統(tǒng)的集成，是實現(xiàn)企業(yè)信息化重要的內(nèi)容之一。本節(jié)在面向服務(wù)架構(gòu)下，應(yīng)用Web Service實現(xiàn)CAE與PDM的集成。并以CAE的數(shù)據(jù)管理和工作流為例，詳細說明CAE與PDM系統(tǒng)集成的方法。

    在產(chǎn)品設(shè)計中，我們采用ANSYS有限元分析軟件和三維CAD(Inventor)軟件，進行CAE設(shè)計。首先運用ANSYS軟件對龍門起重機整機結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行靜動態(tài)分析，優(yōu)化設(shè)計，通過相應(yīng)的接口實現(xiàn)了產(chǎn)品的CAD設(shè)計與CAE分析之間的“無縫”集成；圖1為基于PDM的CAD與CAE集成框架。

    圖1 基于PDM的CAD與CAE集成框架

    1.3 CAE分析流程圖

    CAE分析活動是根據(jù)CAD設(shè)計者要求（約束條件）和CAD三維模型數(shù)據(jù)來進行的，CAE分析必須有一個申請的過程。由CAD設(shè)計部門提出申請，經(jīng)相關(guān)部門批準后啟動CAE分析。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的工作流程，建立圖2所示的CAE分析流程圖。

    圖2 CAE分析流程圖

    根據(jù)分析流程圖：CAD設(shè)計人員在進行設(shè)計時，若要對所設(shè)計的零部件進行CAE分析則需要提出CAE分析申請，CAD部門主管在對其要求合理性、經(jīng)濟性進行審核后，提交給CAE部門，CAE部門主管對分析可行性進行審核通過后交于CAE的分析執(zhí)行者進行對該零部件的分析。在此過程中，如果有某一步未通過則終止該流程，并通知給CAD設(shè)計人員申請者。在前面流程都審核通過之后，CAE分析者才進行CAE分析，并將最終分析結(jié)果生成分析報告反饋給CAD部門設(shè)計人員，至此CAE分析活動結(jié)束。

    1.4 CAE發(fā)放流程的功能模型

    CAE數(shù)據(jù)發(fā)放是指在CAE分析工作完成后，按照CAE的管理流程使CAE分析文件在編制、校對、審核、批準四個節(jié)點之間逐級遞交，并可以雙向流動（遞交或返回），直至導(dǎo)入到PDM供所需的部門查看。在這過程，部門主管可以隨時查看、實時監(jiān)控每項任務(wù)的完成狀態(tài)，實現(xiàn)在線項目管理和任務(wù)調(diào)度。該分析模塊的功能模型如圖3所示。

    1.5 CAE與PDM系統(tǒng)集成的實現(xiàn)

    本文以福建某起重機械有限公司實施CAx/PDM系統(tǒng)集成項目為實例，研究并實現(xiàn)了起重機械企業(yè)在基于面向服務(wù)架構(gòu)下的CAE與PDM系統(tǒng)的集成。該集成基于.NET平臺，以XML為中間文件交換格式，ADO.NET為數(shù)據(jù)庫訪問引擎，應(yīng)用Web Service技術(shù)實現(xiàn)CAE/PDM的集成。

    CAD部門和CAE部門都屬于產(chǎn)品的設(shè)計部門。PDM信息管理系統(tǒng)是實現(xiàn)各部門相互協(xié)作的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，主要包括項目管理、物料清單、流程管理、CAE申請等功能模塊。通過CAE與PDM系統(tǒng)的集成，就可以實現(xiàn)CAD與CAE部門管理系統(tǒng)之間的集成。其集成的工作流程如圖4所示。

    圖3 分析模塊的功能模型

    圖4 CAD與CAE部門管理系統(tǒng)集成的工作流程

    從上述工作流程中可以看出，CAE與PDM系統(tǒng)的集成關(guān)鍵在于它們之間進行數(shù)據(jù)和信息的交換。首先，CAE部門設(shè)計分析人員在接到新的設(shè)計任務(wù)之后，先將CAD部門提供的零部件信息從PDM系統(tǒng)檢出到本地客戶端上，然后進行CAE分析；第二步，CAE部門分析人員在分析結(jié)束后，將分析得到的結(jié)果文件和數(shù)據(jù)檢入到PDM系統(tǒng)中，供CAD、CAM等系統(tǒng)部門人員查看。至此，就完成了CAE與PDM系統(tǒng)的集成。

2 結(jié)論

    本文所提出基于SOA的CAE與PDM系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)，是在.NET平臺下，采用C#語言，以XML為中間文件交換格式，以ADO.NET為數(shù)據(jù)庫訪問引擎，以Web Service為集成策略，實現(xiàn)了基于面向服務(wù)架構(gòu)的CAE與PDM的集成，從而提高企業(yè)的管理水平和管理效率。

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本文標題：基于SOA的CAE與PDM系統(tǒng)集成的實現(xiàn)

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