0.前言
随着各种信息化系统PDM，MES，EPR等在企业的普及，系统集成成为众多制造企业面前的重要课题。作为产品技术文件的重要组成部分，物料清单（BOM，Bill of Material）从不同的角度对产品进行了完整的描述。BOM是组织产品信息的重要形式，是产品数据管理（Product Data Management，PDM）的核心数据，贯穿于工程设计、工艺设计、产品制造、大修维护等产品生命周期的各个阶段，成为企业信息集成的关键所在。根据统计，制造企业所用的计算机应用系统当中，大约有70%需要用到BOM。这些BOM存在于企业不同职能部门，根据其独特的业务。国内外已有许多学者做了大量的研究，但主要是研究EBOM和MBOM的构建方法，对SBOM的研究很少；文献提出了采购BOM的概念，但是仅考虑了批产阶段的采购，没有考虑到研发阶段更改频繁的特点，没有建立SBOM和供应商相关文档（如供应商交付要求等）、工艺和资源等的联系，容易造成更改的不同步。
上飞公司供应商产品交付数据包含供应商产品交付规范书（SPS）和供应商产品交付物料清单（SPS-BOM）两部分，它们是对供应商最终产品交付状态的定义，是供应商产品制造构型和最终交付的重要依据。SPS与SPS-BOM这两部分数据存在密切的关联，但现阶段SPS为手工编辑，设计发生变更后，这部分信息缺乏与工程数据源、SPS-BOM等的联动关系。如何利用信息技术手段来形成供应商产品交付数据的结构化管理，保证飞机在设计-总装-供应商领域数据的一致性，是当前企业信息化建设的迫切需求。
1.供应商产品数据管理系统开发相关技术分析
1.1 Windchill MPMLink技术分析
1.1.1 Windchill MPMLink基本概念
Windchill是PTC公司推出的一套集成应用软件，用来管理产品和工序的整个生命周期。它充分利用了Internet和相关的信息技术，为系统提供了一种应用软件基础，从而保证用户能快速、高效地部署产品信息应用软件。
Windchill MPMLink是一种为制造工程师设计的综合产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）的应用程序，是业界新的综合制造过程管理的解决方案，它通过一个完整的解决方案来支持制造过程管理（Manufacturing Process Management，MPM）进程。在该解决方案中，产品、进程和资源数据都在单一系统中进行管理，而无需复制数据。制造过程管理（MPM）是定义和管理用于制造部件、装配最终产品和执行检查的制造过程。在任何的产品生命周期管理（PLM）系统中，MPM过程是连接产品设计和产品执行的必要桥梁。作为PLM过程的数字管理部件，它是连接产品设计、生产计划到资源和库存安排的桥梁，制造过程管理如图1.1所示。
图1.1 制造过程管理
1.1.2 Windchill MPMLink结构
Windchill MPMLink由以下几个浏览器组成：制造产品结构浏览器、制造资源浏览器、制造标准浏览器、工艺计划浏览器、制造甘特浏览器和ProductView for Windchill MPMLink浏览器，它们都是基于Windchill PDMLink的产品结构浏览器体系结构的Java程序。所有这些浏览器都是用于创建和管理制造对象。
Windchill MPMLink的体系结构图如图1.2所示。
图1.2 Windchill MPMLink体系结构图
Windchill MPMLink被安装在Windchill PDMLink环境上，除了Windchill系统共有的功能：工作流管理、变更和配置管理、访问控制和文档管理、产品结构管理等之外，它还具有以下功能。
1）制造物料清单（MBOM）管理：通过创建与源工程设计信息相关联的制造物料清单，来确保制造过程计划始终反映工程的当前设计。
2）工艺计划管理：详细说明了为生产、检查、修复或维护指定部件或装配体而需要在车间完成的任务。其中包括要执行的操作、操作的执行顺序、所需的物理资源和技能、文档参考、文本说明时间及成本要求。
3）制造资源库和制造标准库：制造资源是执行生产活动（诸如人员或设备之类）的实体，例如生产、维护、检查或修理部件期间车间所需的资源；制造标准是组织到某分级结构中的制造功能和标准工序的集合。
4）其他：包括时间和成本估计等其他新的特色功能。
Windchill MPMLink的主要目的是提供一个工具，利用工程设计的数据去创建、存储和管理制造产品的数据和工艺信息。
1.2 工作流技术分析
工作流管理是一个被业界广泛应用并迅速发展的技术，它的主要特点是使处理过程自动化，使人以及各种应用工具相互之间协调工作，以完成某项工作。其目的是为了合适的人或软件在恰当的时间执行正确的工作。
工作流是业务的自动化处理过程，在这个过程中，根据预定义的规则将文档、信息在过程参与者中传递，最终完成业务的处理。工作流管理系统（WFMS）是通过管理一序列工作行为以及与活动步骤、相关人员、资源设备来提供业务处理程序上的自动控制，它是通过计算机软件来定义、管理和执行工作流，计算机的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。
工作流管理系统则是这一实现的软件环境。使用工作流作为业务过程的实现技术首先要求工作流系统能够反映业务过程的如下几个问题：即业务过程是什么（有哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义）、怎么做（活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就是控制流与信息流的定义）、有谁来做（人或计算机程序，也就是组织角色的定义）、做的怎样（通过工作流管理系统对执行过程进行监控）。因此，可以说工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，它是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务系统。
根据所实现的业务过程，工作流管理系统可分为四类：
①管理型工作流（administrative workflow）：在这类工作流中活动可以预定义并且有一套简单的任务协调规则。
②设定型工作流（ad hoc workflow）：与管理型工作流相似，但一般用来处理异常或发生机会比较小的情况，有时甚至是只出现一次的情况，这与参与的用户有关。
③协作型工作流（collaborative workflow）：参与者和协作的次数较多。在一个步骤上可能反复发生几次直到得到某种结果，甚至可能返回到前一阶段。
④生产型工作流（production workflow）：实现重要的业务过程的工作流，特别是与业务组织的功能直接相关的工作流。与管理型工作流相比，生产型工作流一般应用在大规模、复杂的和异构的环境下，整个过程会涉及许多人员和不同的组织。
采用工作流管理系统可以在最大程度上集成组织的现有信息资源，实现资源的充分利用。由于工作流管理系统具有较好的柔性和开发性，因此，可以保证信息系统能够顺利的扩展以满足不断变化的市场环境。另外，工作流管理系统在工作流模型的基础上进行业务过程进行，这就意味着信息系统已经从过去没有一个具体的可量化指标的管理信息系统，发展到了一个建立在工作流模型上（并且是可以利用BPR或者其他仿真工具进行优化后的模型），按照预先定义好的规则进行执行，并且对于执行的结果随时进行监控和评价的规范化阶段。这种由过程建模—〉模型分析—〉过程优化—〉执行结果—〉统计分析—〉改进业务过程—〉优化运作的实施方法为成功地实施信息系统奠定了坚实的基础。
1.3 J2EE架构分析
J2EE是由美国的SUN公司面向全球推出的一款用于开发企业级应用程序的体系结构，它提供了全套的基于组件的方法来设计和开发企业级的系统，并且提供了对其的装配和部署，比较灵活方便。J2EE技术提供了对B/S的良好支持，在B/S模式下，客户端只能是浏览器，所有的应用全部在浏览器中完成。遵照J2EE规范，系统的服务器端由表现层、业务逻辑层和数据层构成，表现层是用来进行数据的显示，并负责从用户那里获取数据，业务逻辑层用来进行具体的业务逻辑操作，执行系统所负担的工作流程，数据层则是用来进行数据的处理和存储。J2EE的架构如图1.3所示。
图1.3 J2EE架构
在J2EE技术中，Java或Java2平台为核心平台。J2EE不仅囊括了Java或Java2标准版中的所有优点，包括对数据库的操作，而且它还在网络技术上给予了更好的支持，例如，对在互联网上传输的数据进行保护。除此之外，J2EE还提供了对JSP、EJB和XML等的支持，为企业的整个业务流程自动化的实现提供了一套良好的机制。
在企业管理中，J2EE具有以下五大优势：
1）约定俗成的标准，因为J2EE技术的流行使其被大面积地使用，因此，有大量的厂商也都开始支持J2EE，这样，在软件工程领域，J2EE的相关标准就越来越被软件开发人员和软件工程领域认为是属于事实的标准，在开发时都首先去遵守J2EE的相关规范；
2）无须放弃现有的企业资产，目前企业的信息系统建设往往是基于以往系统的更新。一般来说，重新部署信息系统就意味着对原有信息资源的彻底放弃，但J2EE本身具有良好的兼容性和强大的适应性，因此，可以极大的保留原有的企业资产，并在原有的资产上做开发；
3）支持高效率的开发工作，J2EE不仅保留了J2SE版本中的大量优势，而且本身也提供了大量的接口和API，以完成各种复杂的通用的功能，支持开发人员在开发软件时对其直接调用。因而，无需重新开发这些功能，从而节省了大量的时间成本和智力成本；
4）支持异构环境，Java语言本身就具有强大的可移植性，支持多种平台，因此，很好的保证了其与第三方软件的兼容性，J2EE对异构环境的支持可以大大节约开发的兼容性成本；
5）可伸缩性，J2EE对分布式云环境的支持可以帮助企业建立一个功能强大的信息系统。
1.4 XML技术分析
XML语言是一种结构化的语言，可以用于对一些电子文件和一般性数据进行标注，使其可以被结构化地访问，XML语言是可扩展标记语言，是标准通用标记语言，可以通过互联网进行传输，且不必担心数据的丢失，尽管相比数据库管理系统，XML的功能不够强大，但是具有简单，且给人以一目了然的特点。
XML语言和常见的HTML语言不同，HTML语言主要是负责将数据显示到网页上供最终的用户查看，因此，HTML的设计者往往会把关注点集中在页面显示的美观、大方上。而XML则更加关心数据本身，它不仅仅仅是标签加上数据，能够根据标签的不同来执行数据的搜索，并找到需要的数据。XML的设计者一般会把关注点集中在数据的表示上，以满足在后面使用时，数据可以更加容易的被搜索和存取。
XML技术有多种应用领域，但主要的领域有以下几个：
1）数据交换领域，在B/S结构中，数据交换一般都在服务器端来完成，一般分为三个层次，分别是系统描述层、流程控制层和数据控制层。XML的数据交换流程如图1.4所示。
图1.4 XML数据交换流程
2）Web服务领域，XML的Web服务往往会提供大量的可编程实体，并且提供给各种完全不同的系统通过Internet访问；
3）内容管理领域，内容管理主要是对企业信息资源的管理，包括网站的内容管理和企业资源的内容管理，XML为内容管理领域提供了一套良好的数据存储方案。
4）Web集成领域，XML提供了大量的标签，可以帮助企业进行应用集成，以更好地满足企业业务流程处理的自动化。
5）数据联合领域，数据联合领域是针对不同的数据进行统一的存取，开发人员不必关注这些不同的数据分别的表示方式。通过XML技术将数据联合后，可以对上层提供一个统一的访问接口。
在B/S结构的系统中，客户端浏览器通过HTML页面的形式提交XML页面请求，服务器端则通过建立服务器XML请求处理中心来专门处理这些请求，服务器XML请求处理中心与服务器业务处理中心交互，随后，请求处理中心将处理结果以HTML页面的形式再次返回给客户端。XML在B/S结构的系统中实现方式的详细流程如图1.5所示。
图1.5 XML信息处理流程
和其他的相关技术相比，XML技术具有如下六大优势：
1）派生于SGML，与网络环境下的信息组织相适应，不仅本身提供了良好的数据组织方法，且允许用户自行定义；
2）引入了结构的概念，采用标签进行数据的标识，可以帮助开发人员进行数据的搜索；
3）与平台的无关性，XML语言仅仅是一种数据的表示方法，与任何平台都没有关系；
4）可以高效地实现Web信息的存储和交换，扩展了在网络环境下系统的开发方法；
5）方便对结构化的数据进行传送，可以作为需要传送信息的载体，传送需要的信息；
6）XML的脚本在客户端浏览器中运行，从而大大减轻了服务器端的负载，节省了服务器端资源。
1.5 AJAX技术分析
AJAX技术是AsynchronousJavaScript+XML的简写，即异步的JavaScript技术和XML技术。其通过在浏览器与服务器之间引入Ajax引擎来实现异步的通信，这样，用户不需要向服务器端手动提交数据，即可实现客户端浏览器与服务器之间的通信，Ajax技术的引入极大地提高了网站的用户体验。Ajax的Web应用模型如图1.6所示。
图1.6 Ajax Web应用模型
因为Ajax具有擅长异步处理数据的特点，因此在动态更新Web页面上可以引入Ajax技术。Ajax技术的使用主要在以下场合：1）身份和数据验证时；2）异步数据传输时；3）动态更新页面时。
1.6 本章小结
本章主要对相关技术进行介绍，首先介绍了Windchill MPMLink的架构及相关的二次开发技术，其次介绍了J2EE架构、XML以及AJAX等WEB开发技术。
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