面向飞机技术状态管理的SCM和PDM集成需求分析

    本章将分析某所型号研制中SCM和PDM管理的现状，阐述型号研制过程中SCM和PDM集成的需求、必要性。
1某所SCM (Synergy)管理现状
1.1 Syenrgy平台概述
    某所选用工BM Rational Synergy 6. 5a(又称为Synergy/CM)和工BM Rational Change(简称为Synergy/Change)作为搭建配置管理平台的工具。并建立了如图3-1所示的存储库。

    Synergy/CM和Synergy/Change(合称为Synergy)已在某所某专业的多个型号软件的研制上进行充分的利用，管理着多达几十个GB的型号数据，长期的使用和验证表明，Synergy能够满足型号管理的需要。采用Synergy作为项目配置管理工具充分满足了某所的要求，而且能将工具未来使用的风险降到最低。为了推进型号软件配置管理工作，某所自2010年起开始在全所搭建统一的Synergy平台，并将其作为总体性研制环境中的标配工具和指导规范，要求其他配套单位使用。
 
    Synergy配置管理系统与某所目前正在建设的DOORS需求管理平台能够做到无缝集成。Synergy/Change还是需求管理工具DOORS的官方变更管理控制工具，能够与DOORS直接集成。由需求变更引起的项目更改可以追溯到需求管理系统DOORS,和配置管理系统Synergy，从而做到项目生命周期内变更数据的统一管理。
 
1.2主要特点和关键技术
    某所利用Synergy搭建了软件配置管理环境，其平台架构如图3-2所示。

    它具有以下主要特点，并实现了以下关键技术。
    a)基于任务的配置管理
    Synergy/CM通过任务机制，To-do列表简化程序员的开发。它通过To-do列表的选择自动将源代码与相关任务关联，从而消除手工记录的需要。基于任务的检入可防止私有的文件非法检入，防止所需文件没有检入或错误文件检入活动的发生。Synergy可识别因变更的不完整或冲突设置导致的矛盾。这就使得程序员的开发工作大大简化。
 
    b)灵活自动化可定制的工作流程
    Synergy/CM提供了一个可重复的测试与发布的管理流程，提供了已定制的过程模板以便快速实施。另外Synergy/CM的工作流程是可以自定义的，可以根据型号软件研制不同的需要修改和定制工作流程。目前，在某专业的配置管理中已经定制了具有其专业特色的工作流程。
 
    c)安全的团队环境
    Synergy/CM底层数据库是构建在业界标准的、商业化的关系数据库之上，是安全可靠的后台数据平台。Synergy/CM和Synergy/Change共用同一个数据库，能保证数据的一致性和完整性，减少变更与配置管理数据的集成的不稳定性。
 
    Synergy/CM为开发人员提供了私密、隔离的工作空间。开发人员能够完全控制检出的文件版本并进行原型开发、编辑、编译与调试，然后再把变更结果共享给他人。在集成或发布空间进行测试时，开发人员也无需停止开发。缺省的生命周期可以保证只有经过授权的变更才能被发布。通过准确地创建基线配置来提供项目的恢复功能。这就为型号软件的开发提供了安全性和协作性。
    d)编译与发布管理
    通过Synergy/CM能够控制与管理用于创建产品的编译过程，其中包括收集新版本，判定文件间的依赖关系以保证配置的完整性与一致性，执行编译程序并创建明细表。
    e)快速上手，容易使用
    某所大多数的开发团队都时间紧迫，只有很少的时间来学习新的工具。工具的易用性也是影响型号软件配置管理工作是否能够顺利推行的重要因素。
 
    Synergy/CM提供直观、易于使用的图形化用户界面与综合的命令行界面，通过模版的方式来帮助快速使用Synergy/CM所提供的最佳实践。基于任务的配置管理理念非常符合开发人员的思维，可以很快掌握。Synergy/CM的安装和部署简单快速，可在很短的时间内建立起配置管理的工具环境。这些优点使得某所的开发团队能够快速掌握这一工具并用于实际的开发工作。
 
    f)与开发环境无缝集成
Synergy除了可以与所级需求管理工具DOORS无缝集成之外，还可跟多种主流工DE和第三方的工具有效地集成在一起，如:包括Rhapsody、Visual Stuido、Eclipse等，这样大大满足了开发人员的开发习惯和选择使用工具的灵活性。
 
    g)基于WEB的变更处理流程
    Change简化了变更请求处理流程，使得开发团队容易满足任何成员基于Web浏览器提出的变更请求。基于WEB的Change也消除了安装和管理客户端软件的需求，每一个用户都可以直接通过标准的工nternet browse:访问系统。
 
    h)可以定制的变更控制流程
    Change的变更控制流程可以根据型号软件研制的实际情况进行定制，并且提供了已经定制好的通用的变更流程。Change的表单也可以进行定制，最大程度的适应型号软件研制的需要。
 
    i)功能强大的报表系统
    Synergy/CM中提供了各种配置管理报告功能，与Change有效结合后，可以查询和统计开发中的各种变更数据，生成用户所需的各种统计报告、图表和曲线。Change统计报告功能，完全是Change自身功能，无需第三方软件支持，除此之外，在Change中生成的报告还可以输出成WORD、EXCEL、RTF的格式，保证报告内容与非Synergy使用者的共享。
 
    J)完善的数据备份机制
    Synergy/CM提供了专门的备份机制，方便用户备份各种数据，保证数据备份的完整性和安全性。机智使用灵活方便，由于是命令行的备份方法，用户可以将其设置在操作系统的日程管理功能中，实现按口程备份的规律性自动化备份管理方法。
 
2某所PDM (PDM)平台建设现状
2.1 PDM平台概述
    鉴于PDM是一个涉及企业全局性的系统平台，而目前PDM产品类型繁多，功能和价格差异很大，在PDM项目一期建设中，某所以飞机研制过程中产品数据的管理为需求，对国际先进的PDM系统在系统功能、体系结构、运行环境、性价比、软件客户化工作量以及供应商的技术服务能力等方面进行综合论证，为军工行业在引进PDM的选型中提出指导意见并建立PDM选型规范。经过多方比较和论证后，某所选用PTC公司的PDM来搭建某所的PDM平台。
 
    目前某所基于某某网，已建立起一个地区性的中心数据库(单一数据源)、飞机全域数据管理模型、多视图BOM定义和厂所联合实施的工PT组，某所在PDM平台上通过二次开发和应用实施，实现了异构产品数据管理系统间基于数据库的数据共享。建立了基于CMII的标准的飞机产品基线，实现飞机产品的构型(Configuration)的管理。通过PDM系统的实施，建立产品数据管理的实施规范，改变现行飞机研制模式，实现了飞机从串行研制模式到并行研制模式的转变。
 
    PDM项目一期的实施主要分为两个阶段:
    第一阶段以PDM关键技术的突破为重点，作为搭建PDM平台的工具，采用面向对象的方法建立飞机产品数据模型和产品信息分类，突破产品数据管理实施中二次开发中的技术难点，集成相关应用软件包括异构的PDM软件之间的集成，建立基于单一数据源的产品数据管理应用系统。
 
    第二阶段以产品数据管理的工程应用实施为重点，以XX型号系列为验证对象，规范化以产品为核心的基础数据，建立以产品结构为中心的构型(Configuration)管理工程更改管理，实现飞机设计制造的协同，同时建立一系列产品数据管理实施工作规程。
 
2.2主要特点和关键技术
    某所搭建的PDM平台----PDM平台的架构如图3-3所示。

该平台具有以下主要特点，并实现了如下关键技术:
    a)构型数据标识管理:通过文档管理、数据分类、编码、属性、版本、存储、权限等功能，可管理以产品结构为中心的飞机数据，包括Catia模型和其他各种类型数据。
 
    b)EBOM管理:已实现产品结构建立、构型数据关联、批架次有效性管理、报表功能等。EBOM是指以产品结构为核心组织的各种数据的总称，EBOM主要包括产品结构信息、Part对象的各种属性信息和 Part对象关联的各种的文档对象、构型配置信息(例如有效性信息)。
 
    协同平台EBOM通过CAD工协同平台建立一个集中管理各种研制数据的唯一正确数据源，其数据来源包括:CAD工内部相关系统产生的构型数据、辅设计单位产生的构型数据、成品研制部门提供的构型数据，这些构型数据集中在协同平台上结构化组织和管理。
 
    c)数据共享及权限控制:各专业之间的数据可以按照设定的权限规则进行数据共享。
    d)数据签审管理:在PDM中，已实现对对机型数据的电子签审和工艺会签。对于数据的审签流程来说，零部件、图样(三维模型/二维图)以零部件发起签署，技术文件单独签署。
 
    e)转阶段评审与构型基线管理:已实现在飞机研制生产的重要节点或里程碑处，通过基线将前一阶段产生的工程数据进行冻结和固化，从而追溯到各个阶段产生的设计数据状态，并将这些数据作为下一阶段工作的一个基准。包括转阶段管理流程、确定基线类型和内容、基线管理功能。在不同设计阶段过程中和完成时，可以将机型数据投入特定基线冻结状态，将来可以回溯，包括Catia模型。
 
    f)工程变更控制:各类包括设计变更管理、工程更改管理以及临时更改管理等更改管理流程、管理各种变更对象、更改范围分析。机型数据正式发放后，已纳入PDM工程变更控制，保障变更闭环和完整性。
 
    更改按照ECR和ECO两大流程进行，平台提供产品模型变更影响辅助分析功能，帮助设计者进行更改的影响分析工作。参考了CMII的变更流程思想，保证了从问题的提出、确认;更改请求与批准;更改任务执行与通知之间形成了有效的闭环管理，保证了更改过程的跟踪与控制，同时，融合了某所发布的《工程更改过程控制管理规定》中的要求。
 
    g)设计与制造协同:支持飞机研制中有关工艺设计、工装设计、零部件加工工艺、工艺仿真等制造有关的设计工作早期与设计单位协同，设计数据的工艺审查和意见收集，设计数据的工艺审签(包括工艺分工)，在设计和制造之间进行机型数据预发放和正式发放。实现工程更改流程从设计到制造的连接。建立了厂所协同工作讨论区，通过该协同工作讨论区可进行自由讨论、创建临时协议、进行可视化协作。
 
    h)批架次管理:通过配置项和有效性设置，PDM已实现按架次管理机型数据。
    i)测试改装管理:通过测试改装模块实现测试改装数据管理;
    J)机型数据查询和报表管理:从PDM中可以灵活查询和产生满足规范格式的产品报表。
 
3 SCM和PDM集成需求分析
    通过对某所的SCM系统和PDM系统管理的现状进行调研，发现某所在飞机技术状态的控制方面具有以下问题:
    a)软件产品的发放方面:某所在型号软件研制中，型号软件的开发库和受控库建立在Synergy上，产品库建立在档案管理部门。软件发放时，产品库的申请单采用纸介质，软件设计数据的发放、管理、更改、信息反馈等存在较大障碍，严重影响了数字化设计/制造技术的效能发挥，也导致飞机技术状态不能及时得到控制。
 
    b)软硬件关联设计方面:某所在型号的研制中，应用了PDM软件对产品明细表、目录单、CAD三维模型采用了管理，但只限于文档管理以及硬件的管理，软、硬件数据之间没有关联性，还无法支持关联设计。
 
    c)已发布软件产品工程变更改流程管理方面:对于发布到档案管理部门的软件产品，缺乏计算机支持的变更流程管理。工程变更请求和工程变更单多数仍采用纸介质，在不同部门之间传递，更改过程耗时长，并且经常造成数据错误。更改流程不封闭，过程中信息流不连贯，也缺乏反馈，各参与角色无法确定变更问题的来源，变更启动者启动流程后，往往收不到变更结果反馈，整个流程无法形成封闭环。
 
    更改流程缺乏监控和评审环节，缺少必要的评审环节来决定是否真正需要变更，是否会对别的软件系统也产生影响。因而有些变更是盲目的缺乏计划和审核措施更改频率高甚至出现错误的变更。另外，软件和硬件存在多种关联，如果缺乏分析和检验，更改将可能造成不一致。理解变更对软硬件的综合影响，不同专业之间的协调，需要更多的人力和时间成本，容易带来项目延期和质量问题。
 
    d)对于Syerngy的使用来说，目前就某专业在大范围使用这一系统。要想实现对飞机全机产品技术状态的统一管理，必须搭建统一的软件配置管理平台，对软件开发库和受控库的技术状态进行严格管理，同时采用统一的流程处理变更。并最终实现软硬件的关联管理。
 
    以上分析表明，现有的SCM平台和PDM平台无法支持软、硬件关联设计，需要集成这两个软件的不同的管理功能，对两个平台的能力进行扩展，加强SCM平台和PDM平台对软件产品数据的管理能力。某所迫切需要在飞机技术状态管理方面实现集软硬件管理于一体的研制过程管理，建立基于单一数据源的企业级产品数据管理平台，更好地支撑型号软件开发过程和飞机研制过程，实现对飞机数字化设计/制造过程中文档、产品构型、软件/硬件工程更改的有效管理，支持飞机数字化的协同设计。
 
4本章小结
    本章分析了某所型号研制中SCM和PDM管理的现状，并对SCM平台(Syenrgy)和PDM平台(PDM)的主要特点以及关键技术进行了研究，最后阐述了某所型号研制过程中SCM和PDM集成的需求、必要性。下章对面向飞机技术状态管理的SCM和PDM方案进行总体设计。

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