1.1 基于PDM的PLY系统框架体系
    可以从信息系统架构的角度，来了解研发协同商务运作的情形。90年代末期，整个企业e化的重点，放在内部财务信息与资源的整合、供货商的互动、以及客户的经营，因而整体的系统架构以ERP系统为核心，前端以CRM做为与客户接触的管道，而后端则以SCM系统来管理供应链。
 
    然而到了研发协同时代，当初以ERP为核心的系统架构已经改变。既然新产品开发已经成为企业满足客户需求、降低产品成本、追求成长与获利的关键，研发活动就取代财会活动而成为企业电子化营运的核心。
 
    依据建构的诺门架构(参见图3.6)，研发活动是企业所有活动的源头，而协同商务的架构核心会是产品数据管理系统(PDM)，或是产品生命周期管理系统(PLM)。
 
    从系统间互动的情形可以了解研发作业的执行。在诺门架构中，首先CRM系统会将客户需要的产品功能、时间、数量等资料传到PDM系统，而PDM系统则会回馈产品规格资料、功能测试结果等资料。在此同时CRM会与ERP交换产品需求数量、交货时间、价格等资料。
 

1．2基于PDM的PLM系统的典型体系结构
    总结当前PLM解决方案，本文认为面向互联网环境基于构件容器的计算平台是PLM普遍采用体系结构，PLM系统包含的典型功能集合和系统层次划分如图3．7所示。

    在这个模型中，PDM／PLM是面向产品生命周期的支持协同商务的一个框架，最底层是支持PDM／PLM的各种技术；中间是PDM／PLM的核心功能：其次是可以集成到PDM／PLM环境的各种应用软件；最外层在其他各层的基础上构成了完整的企业解决方案。
 
    在此体系结构中，通信层积对象层为系统提供了公共服务支撑和异构分布韵硬件环境，主要包括开发平台、操作系统、网络与通信协议、面向对象关系数据库、中间件等。它的作用是为PDM／PLM系统提供一个在网络环境下的面向对象的分布式计算基础环境。
 
    当前PDM／PLM软件底层平台的适应能力不断扩展，能够支持越来越多的软硬件环境，PLM厂商一直致力于推出适应更多平台的PLM系统；在操作系统上，UNIX依然是大多数PDM/PLM使用的主要服务平台，但由于成本低廉、界面友好、操作方便等原因，PC／Windows正在悄然扩大自己的领地；由于企业级PLM系统庞大的数据量、很高的性能要求，因此底层数据库基本都集中于Oraeie、SQL Server、Sybase等大型数据库，尤其是Oracle是PDM／PLM系统的首选。
 
    基础层为核心层和应用层提供公共的基础服务，包括数据、模型、权限与安全、集成环境、协同环境和生命周期等服务。基础层有五个主要功能：一是向下连接并操纵数据库；二是向上为PLM各功能组件提供基本服务和实现机制；三是为PLM与其他应用软件或系统集成提供编程接口(API)；四是实现面向对象的动态建模，对模型的调用和访问，以及其他应用系统数据模型与PLM通用数据模型的交互等；五是实现WEB处理机制。
 
    核心层提供对数据和过程的基本操作功能，如存储、获取、分类和管理等基本功能接口。它实际上就是由调用基础层的基础服务的一组程序(界面)组成，并能够完成一定应用功能的功能模块。
 
    如工作流管理组件就是由工作流定义工具、工作流执行工具、工作流监控工具等组成的完成工作流管理的功能模块。核心层主要包括 电子仓库管理 、 工作流管理 、 产品结构管理 、 零部件分类管理 、基于主题的知识库管理等功能模块。
 
    应用层主要针对产品全生命周期管理的特定需要而开发的一组应用功能模块集合，每个应用模块都建立在核心基础上，通过将相互之间能够建立关联的若干功能组件组合在一起，并且提供给用户一个友好、易于使用的界面，来实现某一特定方面的应用。
 
    选择这些应用模块可以大大减少用户进行客户化的时间和人员投入，从而提高系统实施的效率。与此同时，这些应用模块中还包含一些成熟的业务流程和先进的管理经验，对用户进行业务流程重组可以起到重要的参考作用。
 
    方案层支持扩展企业的构建与特定产品需求相关的解决方案。方案层支持企业与上下游企业信息系统交互的解决方案，促进企业与供应商之间、企业与用户之间的联系与合作，从而使供应链上下游企业在合作中形成扩展企业。
 
    通过以上分析，本文认为利用基于PDM的PLM体系结构充分融合了WEB技术和面向对象关系数据库技术的最新成果，可以很好地整合企业内外的各种资源，在企业、产品和项目的各个层次上解决“信息孤岛”问题，达到了信息集成、过程集成和企业集成，使产品的开发过程实现并行工程，达到集成和优化企业活动的各个要素的目的，使信息流成为企业信息流、物流和价值流的体现形式。
 
1．3PLM的软件体系结构
    在考虑使用产品生命周期管理(PLM)解决方案，以优化整个数字化产品价值链的产品开发过程时，软件的体系结构至关重要。一个差的体系结构，将导致部署困难，在每次升级时造成巨大的组件集成成本，而多种技术混杂也限制了将来系统的柔性，并容易产生多点故障。
 
    如果不了解PLM解决方案的基础架构，那么，几乎不可能确保该方案可维护信息的完整性，支持有效而高效的协作以及支持产品数量、产品类型和全球合作的增长。
 
    解决这些PLM问题则在于提供一个由合适软件体系结构驱动的完整产品开发系统，其中软件体系结构要考虑到长期的需求，这个体系应当是模块化的，以便根据需求增长进行快速部署和扩展。当前，主要有一体化、纯互联网式和可互操作式这样三种类型的软件体系结构。

(1)一体化体系结构(Integral)
    一体化体系结构构筑于一组公共体系结构层和技术层之上，在这些层的各模块之间不会出现冗余、交叉或冲突。具有一体化体系结构的解决方案共享一个公共数据库模式、公共业务对象和过程模型，以及一个具有单一登录形式和外观的、基于Web的公共用户接口。
 
    然而，完成一个一体化体系结构需要从头开始对其进行规划，并有充足的时间和资源，还要通过有组织的开发活动进行创建。为了避免可能的冲突和冗余，这种体系结构在所有的解决方案模块中都使用了一个公共的数据库模式、业务对象和过程模型。该结构始于一个CAD-agnostic企业数据模型方案，可不依赖于数据的源格式来存储、管理和配置机械CAD数据、电子CAD数据及可视化数据。
 
    这种一体化体系结构可作为记录系统来管理全数字化产品，同时还考虑了该数字化产品的不同特性，由此消除了同步错误或数据重新输入错误。这样就能够最有效地组合和利用完全数字化的产品数据和关系模块，从而实现对复杂PLM过程的跨模块支持以及较低的应用程序维护成本。
 
    PLM一体化解决方案拥有多种能力，包括产品数据管理、设计协作和项目管理、动态设计配置、零件管理以及制造协作。制造商不再需要把各种不同的系统拼凑到一起了。
 
    实施一体化解决方案具有以下这样一些好处：
    ●降低了在各个独立程序和用户交互模型之间集成数据的时间和成本

    ●降低了在不受商业支持的集成上的维护开销，其中参与集成的模块随其版本而变

    ●降低了集成多个产品基础结构/体系结构的时间和成本

    ●可定制过程和对象的一体化柔性能满足特定需求，同时又不破坏其它模块的功能


    ●利用模块中预先配置的设置和嵌入的最佳实践技术而降低了部署时间常见缺陷包括这样几个方面:
 
    ●需要一个以上的数据库模式，或更坏的是，需要一个以上的产品数据存储器

    ●需要一个以上的对象和过程模型

    ●各种应用存在多种外观形式

    ●应用之间存在冗余组件，如两个工作流引攀

    ●“选择一流可视化”的需求，也即要“自己集成”

    ●缺乏采用完整产品系统的端到端过程的正式销售商测试
 
(2)纯互联网式体系结构
    纯互联网体系结构包括100%的互联网基础结构、技术以及基于行业标准的代码。企业需要一种互联网体系结构以支持分布式产品协同开发过程，其中的用户来自于企业不同部门，还有供应商、制造合作商以及客户团体内的用户。
 
    通过提供一个简单、安全而易于浏览的用户接口，以及通过标准Web浏览器可访问的一体化3D可视化环境，制造商们可以促进PLM解决方案的用户接纳并降低培训成本。
 
    方便、快捷地从防火墙外把新的首选供应商/用户添加到产品开发小组中;利用公共的用户和小组管理系统，安全地提供仅对选定的、预先批准的产品信息和/或项目空间进行访问。
 
    在互联网环境中，用户可以在特殊过程(如信息会议)和正式过程(如更改请求调查、更改订阅与通知)中进行合作。这改善了小组之间的产品开发决策和信息共享的状况。设计和制造组织也因为能够随时随地进行访问而大受裨益，它简化了全球采购和分布式制造。
 
    PLM互联网体系结构经过精心设计，它可以快速部署，能够满足当今的可用性、可伸缩性、数据完整性、可扩展性、安全性以及可互操作性的需求，从而适应整个数字化产品价值链的增长。
 
    PLM互联网体系结构的好处:
    ●缩短了把非工程用户和其它用户添加到系统中的时间

    ●通过一个单一而统一的行业标准技术策略，降低了开发商的成本和培训成本

    ●通过具有一体化可视功能、单一、易于浏览，基于Web的用户接口，加快了人们对软件接纳

    ●通过行业标准的基础结构和部署体系结构，降低了随时而变的支持成本，并降低了培训成本

    ●通过利用行业标准的IT技术而降低了部署时间.通过能够满足未来增长需要的固有柔性，保证您的IT战略经得起未来考验
 

    常见缺陷包括这样几个方面:
    ●并非100%基于Web的访问，不能轻松合并防火墙之外的用户，不能提供对产品信息和过程的安全而有选择性的访问

    ●基于一种以上编程语言的应用

    ●业务逻辑是以不同的编程语言编写的，并运行于核心互联网基础结构之外

    ●行业标准使用不正确，如数据库技术，用来访问业务逻辑

    ●基础结构层缩放不一致
 

(3)可互操作体系结构(Interoperable)
    即使拥有一个一体化的纯互联网体系结构，还是需要与制造环境中其它传统的和当前使用的系统及工具进行    集成。可互操作体系结构支持数字化产品信息和过程与用户系统的无缝集成，如桌面生产率应用、异构CAD系统以及办公支持系统，包括ERP、SCM、CRM以及其它PDM、传统系统及数据库等。
 
    这种可互操作性体系结构扩展到了面向用户的前台系统以及办公支持系统之中。对于前台系统，就设计而言，这种可互操作体系结构独立于CAD系统，它与各种不同的第三方工具完全兼容，包括所有主要的CAD工具。
 
    通过把操作菜单和功能直接嵌入本地CAD应用的用户接口中，可互操作体系结构工作组管理器提供了与授权工具的预封装集成。通过这种集成，来自不同应用的关键工程信息不再局限于工程社区之内，而是提升为整个企业都可看到的企业资产。
 
    对于后台，可互操作体系结构也具有强大的联邦能力。它为终端用户提供了一个“单一系统映像”，这实际上是由信息组成的，而这些信息则是由分散的信息系统来管理的。关键原则是维护任何数据的一份单一原版拷贝，它尽可能由一套单一系统来管理。联邦允许用户在其它系统中查看这些数据，但是不能复制。同样重要的是，在记录系统间也可以进行过程的联邦。
 
    从企业系统集成层次上说，PLM可互操作体系结构的企业系统集成(ESI)解决方案不仅提供了集成所需的媒介，而且也提供了与ERP系统的预先配置标准集成。这些集成系统提供了健壮的功能、完整的事务管理、大量的可配置特性以及一个易用GUI定制环境。通过为给ERP发布产品数据提供端到端的过程支持，ESI还重新定义了一体化“开箱即用”支持等级。
 
企业事务系统之间的实时连接能够保证:

• 企业系统中所提供的都是最新的产品数据

• 对产品数据的更新可自动地反映在ERP系统中，确保制造商能根据设计的最新修改进行制造

• 管理员负责维护产品数据的控制并审查其发布情况

    ● 利用ERP的下游执行系统保持最新(如后勤、售后支持)

    ● 在PLM可互操作体系结构中可访问来自ERP或其它系统的相关信息

    ● 去掉了系统间手工数据传送和脆弱的本地连接
 
     PLM可互操作体系结构也提供了对Web服务的完全支持，外部程序可使用如XML、WSDL和SOAP之类的协议访问任何该结构功能。这也使得该结构能够连接到任何Microsoft.NET程序中。
 

    PLM可互操作性的好处如下:
    ●可快速部署到现有的IT基础结构内

    ●保护了在现有IT基础结构中的投资

    ●通过全面选择最好的方法和技术来最佳匹配集成需求

    ●维护了整个企业系统数据的完整性，把复杂性减到了最小

    ●减少了为CAD和企业系统提供进一步集成的成本和时间

    ●有效利用行业标准销售商、接口和技术，来共享整个广义企业的信息，把未来柔性发挥到了极致

    ●最小化了一体化业务逻辑的定制构建，充分利用了最佳的行业实践

    ●使用行业标准接口，轻松进行升级其缺陷在于，许多 PLM 销售商都拥有根据营销关系预侧的互操作战略，但是，要提供获得成功所需的PLM互操作性，则需要大量时间和开销。
 
1.4 PLM的重要信息和关键技术
     产品生命周期管理 (PLM)包括了对产品需求、产品设计、产品制造、产品销售与使用等各阶段的集成管理。在PLM中强调信息的集成，即产品的信息能贯穿产品生命周期的各阶段，并方便各阶段不同类型工作的使用。
 
    其中产品的 物料清单 (BOM)是产品信息的基础和产品生命周期管理中最重要的信息之一。BOM在产品生命周期中不仅联系 PDM 和ERP系统，也在不同阶段为不同类型的工作提供指导作用。BOW在产品生命周期中的正确描述和流通是产品生命周期管理中最重要的问题之一。
 
    产品生命周期管理中的BOM视图关系如图3.8所示。物料清单 BOM (Bill of Materials)，也有称之为产品结构树或产品结构表，反映了产品的结构关系和每一零部件所需要的物料信息。
 
    BOM为产品设计、制造系统的运行提供了必要的基础资料，有关产品和它的组件的信息是通过BOM联系起来的。一般说来，物料清单最先是在需求分析和产品设计阶段生成的，然后由工艺过程规划、采购、销售、生产和维修部门使用。
 
    BOM是一个很广泛的概念，不同的企业或在不同阶段还有不同的提法，在产品生命周期中，主要涉及的有工程BOM(EBOM)、制造BOM(MBOM)、工艺BOM(PBOM)、成本BOM(CBOM)、采购BOM等等。
 
    BOM作为贯穿整个产品生命周期的资料，在整个产品生命周期中的不同阶段有着不同的表现形式，即有不同的视图表示。不同视图的BOM对于产品生命周期中相对应的阶段有着重要作用。
 
    但是这些不同的视图本质上都是产品结构的表现，都可以通过一定的映像方式进行转换。根据各个阶段不同的BOM视图，可以自动生成企业所需的规范化报表，帮助企业进行相关工作。

    发展和运用PLM技术，还要重点突破以下关键技术:

    ● 因特网环境下基于构件的复杂系统体系结构设计与实现技术

    ● PLM系统的运行协调机制及维护管理技术

    ● PLM系统的构件功能划分、描述及接口定义

    ● 支持产品全生命周期的元模型构造技术

    ● 分布式异构产品数据模型的映射策略和自动转换技术

    ● 层次化跨阶段协同工作过程建模技术

    ● 基于XML的开放信息集成与动态过程联盟技术

    ● 基于语义网络的多维视图产品数据组织、管理、操作技术

    ● 基于产品全生命周期的协同工程与项目管理技术

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