邵 煉，仲梁維，袁坤坤，張 洋

(上海理工大學 機械工程學院，上海 200093)

隨著計算機輔助設計(CAD)的普及和應用，在機械制造企業(yè)中出現了越來越多的機械產品電子數據和電子圖檔等，眾多企業(yè)在他們生產過程中產生了大量數據，但由于企業(yè)內部各部門和各系統之間信息不能充分共享，從而出現了，如產品數據文件傳遞滯后、產品信息不統一和管理產品圖檔信息困難等等，這已然成為企業(yè)進程信息化的阻礙［1］。因此，PDM(產品數據管理)的發(fā)展和應用，已成為解決上述問題的主流技術，其主要是以企業(yè)產品對象為核心的信息管理及技術，通?？煞譃? 個層次，即圖檔信息的管理、部門間的管理、企業(yè)間的管理。圖檔管理系統是企業(yè)PDM基礎的功能，許多中小企業(yè)的圖檔管理現狀為:1)陳舊的圖檔資料管理模式。2)較低的圖檔文件保密性和安全性。3)圖檔信息的查詢效率低;4)大型PDM產品與其企業(yè)自身實際流程不相符，且價格昂貴，實現周期長。因此，對圖檔管理信息的研究，實現適合中小型企業(yè)的圖檔管理系統尤顯重要［2］。

1 PDM

1.1 PDM 的基本概念

PDM 是用于管理所有與產品相關信息和相關過程的技術。與產品相關的所有信息包括:零部件信息、產品結構、結構配置、文件、CAD 文檔、掃描圖像、審批信息等;與產品相關的所有過程，包括過程的定義與監(jiān)控。因而，其管理的是整個產品生命周期的所有產品信息，通過技術信息和管理信息的集成，構成企業(yè)整個產品生命周期的應用平臺［3］。隨著新技術的發(fā)展，PDM 將會在其產品生命周期的角色上更富拓展性。一個成熟的PDM 會更加全強調全局信息共享的觀點，擴大產品開發(fā)建模的含義，范圍已包括資源配置、生產制造、計劃調度、采購銷售、市場開發(fā)等各方面。其為不同地點、不同部門的人員營造了一個虛擬協同工作環(huán)境，使其可以在同一數字化的產品模型上一起工作充分提高了產品設計質量，縮短產品生命周期。

1.2 PDM 系統的結構

隨著Web 技術、面向對象技術的不斷發(fā)展和應用，PDM 體系結構日趨先進。PDM 系統與應用軟件的集成能力不斷增強，核心功能圖文檔管理、工作流和過程管理不斷豐富和發(fā)展。目前主流的PDM 系統體系結構如圖1 所示，整體分為4 層:底層數據支持層、面向對象的服務層、系統應用功能層和用戶界面管理［4］。

圖1 PDM 結構體系

2 系統設計

2.1 系統技術支持

本產品圖檔管理系統采用B/S 結構的方式，可大幅提高系統的易用性和可維護性。該系統布置在Web服務器上運行，可通過Web 瀏覽器訪問，采用Apache Tomcat 6 配置，Myeclipse 8.5 作為開發(fā)工具，系統前臺采用jsp 和JavaScript 語言進行編寫。系統采用基于MVC 模式的SSH2(Struct2，Spring，Hibernate)與jBPM的組合框架。SSH2 包含Struct2，Spring，Hibernate 這3個框架，該框架架構分工明細，層次清晰并支持多種主機類型，多操作系統和多數據庫。Struts2 負責表現層的管理，Spring 負責處理業(yè)務邏輯，Hibernate 主要負責數據的持久化操作。jBPM 框架負責管理業(yè)務流程，提供了流程定義、流程部署、流程執(zhí)行、流程管理的功能，其不綁定實現自身的客戶端，可通過Spring 中間組件集成到SSH 框架［5］。系統框架結構圖如圖2所示。

圖2 系統框架結構圖

2.2 系統功能需求設計

圖檔管理系統是企業(yè)PDM 系統的一個子系統，能準確地保存產品設計過程中產生的圖形文件和文檔信息。圖檔管理系統的功能結構如圖3 所示。

圖3 系統功能結構圖

在系統功能需求分析基礎上，可將圖檔管理系統分為4 個模塊，分別是:產品電子圖檔管理、產品藍圖管理、產品蠟底圖管理、系統用戶管理。各模塊的功能設計如下:

產品電子圖檔管理模塊采用以產品為主線，對產品相關的電子設計圖檔、電子工藝文件、設計修改單等信息進行管理，并通過產品圖號和零部件圖號與BOM系統聯系?？梢詫崿F對產品圖檔的基本增刪改查操作以及圖檔的版本控制和導出功能。

產品藍圖管理模塊主要針對藍圖基礎信息管理，分為3 個部分:一部分主要對產品藍圖的基本信息進行管理;另一部分是對產品藍圖的借閱與歸還進行管理;最后一部分通過導入外協產品明細來檢測外協產品的缺失信息。

產品蠟底圖管理模塊和藍圖模塊類似，也分為3個子模塊:一部分是對產品蠟底圖的基本信息進行管理;另外一部分是對產品蠟底圖的借閱和歸還管理;最后一部分是通過與BOM 系統聯系檢測產品蠟底圖紙的存在情況。

系統用戶管理模塊是為了實現產品圖檔的安全訪問，針對系統的用戶進行權限的管理，該模塊由3 個子模塊組成:包括圖檔系統訪問角色的管理、圖檔訪問權限設置管理和圖檔訪問用戶管理。

2.3 數據庫設計

該機械產品圖檔管理系統采用SQL Server 2008數據庫，系統數據庫名稱為db_DrawingSystem［6］。本系統的E－R 圖模型如圖4 所示，由圖可知，該圖檔管理系統的實體包括系統管理員、設計人員、電子圖檔管理員、蠟底圖管理員、藍圖管理員等。

圖4 數據庫E－R 圖

2.4 用戶權限分析

產品的圖檔是企業(yè)的核心所在，各個操作人員對在該系統中應賦予各自職責的權利。本系統采用RBAC(Role Based Access Control)訪問控制技術來實現用戶權限管理［7］，其主要思想就是通過使用角色的概念來解決權限分配的問題，具體的控制示意圖如圖5所示。

圖5 用戶權限控制示意圖

產品圖檔訪問權限控制對于機械產品圖檔管理系統安全是重要部分，其確保系統不同的角色只能擁有系統賦予其的權限，從而保證機械產品圖檔信息的安全。圖5 表示了機械產品圖檔管理系統中一個執(zhí)行活動規(guī)則處理的流程圖。產品圖檔訪問權限管理主要由規(guī)則、條件以及規(guī)則處理器組成。規(guī)則一般是通過一些簡單或組合的條件組成的集合，然后通過規(guī)則處理器根據實際情況進行鑒別。若滿足條件，則表明該用戶可進行下一步操作;若不滿足規(guī)則處理器的條件，則該用戶不能進行下一步操作，流程就此終結［8］。

圖6 用戶權限流程圖

2.5 圖檔管理的基本業(yè)務流程

根據實際需要進行快速調整的現代協同管理模式，是一種對應于工業(yè)生產線的制造方式，完全基于業(yè)務流程的管理模式。基于PDM 理念的圖檔管理系統實現了圖紙從設計、審核、入庫、歸檔、下發(fā)等一系列操作流程，在不同階段，其為各個階段的子模塊輸入對應的信息，且對各個子模塊接收到的信息進行及時的反饋，以確保系統對圖紙的可控制性，這可大幅提高企業(yè)的生產效率，使各個部門之間分工明確，協同合作［9］。

由圖所示，通過運用協同管理模式圖檔信息在嚴格的流程控制下，各個階段不同的人員有對其進行不同操作的權限，以確保圖檔信息的統一性和安全性，同時各個模塊之間可根據實際生產需求進行調整和優(yōu)化。

圖7 圖檔管理系統流程圖

2.6 系統程序實例驗證

A 公司為國內某電機制造企業(yè)，從事系列電機和非標定制電機的制造，擁有多種系列產品，規(guī)格不同的電機產品達數千種。目前，該系統已正式投入使用，在實際運行過程中與公司現有的系統有良好的兼容性，實現了公司各個部門之間的數據共享，確保信息準確。在公司業(yè)務方面，該系統輔助企業(yè)增強對產品圖紙的管控能力，支持生產設計部門，圖檔管理部門對實際生產的快速響應，提高了整體企業(yè)生產制造效率。

圖8 A 公司圖檔管理系統部分界面

3 結束語

在企業(yè)信息化過程中，產品的圖檔管理是PDM 系統中的一個重要部分，主要管理和有效利用產品設計中圖形文件和相關文檔信息。本文在針對當前中小型企業(yè)存在的圖檔管理問題，構建了基于PDM 的圖檔管理系統的總體框架，提出了面向對象Web 技術的機械產品圖檔管理系統的研究內容與實施方案。在分析機械產品圖檔管理系統與制造自動化關系后，根據企業(yè)的實際需求設計出相應的模塊，實現了機械產品電子圖檔，產品蠟底圖和藍圖管理，產品紙質圖檔的借閱管理，產品圖檔的版本管理和產品圖檔的安全與控制訪問，另外還提供了檢測產品蠟底圖存在和外協產品藍圖存在檢查功能，對企業(yè)的圖檔進行了規(guī)范化管理，完成了工程信息管理和圖檔管理的統一，實現了系統數據的共享和集成，對提高企業(yè)圖檔管理具有一定的現實意義。

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