1 引言
随着社会和科学技术的不断发展和进步，在计算机技术被广泛使用的今天，异地协同的PDM系统，对于设计人员来说是不可或缺的存在。各个行业的信息系统的规模和数据容量在急剧增加，为了更好地整合各种数据资源，更好地利用其价值，达到高效共享的目标，所以数据共享与交换系统广泛地应用于城市数据资源管理中心和行业部门综合信息平台中，结合SOA体系结构的开发方法和在模型数据设计的相关经验，就CAD探讨了数据共享与交换系统的设计与实现方法。
1.1 项目实施的意义
本项目致力于实现基于SOA的异地协同CAD/PDM系统架构的设计，想要实现帮助产品设计人员通过网络能方便、快捷地对设计好的3D数模、二维图纸进行管理、修改与维护等功能，实现数据格式的转换。
系统实现后，可以根据企业业务需求，对PDM系统进行配置与开发，使得产品设计人员通过网络能方便、快捷地对设计好的3D数模、二维图纸进行管理、修改与维护等功能成为可能。
1.2 项目研究背景
随着信息技术的发展，信息孤岛的问题也日趋严重，PDM就是为了解决信息孤岛而出现的产物，减少成本的同事提高效率，因此，异地协同的PDM系统势在必行。
在产品数据信息化之前，完成一项工作可能只要个人或几个人就能胜任，随着社会的发展和科技的进步，各种工作变得越来越复杂，而如今，几乎每项工作的完成都是许多人智慧的结晶。所以在计算机科学和网络通信技术日益成熟的当今信息社会，人们工作的特点具有群体性、交互性、分布性和协作性。因此协同工作在当今社会就变得日益重要，协同工作中目的在于提高整个工作的效率。计算机支持的协同工作技术和系统的发展正是适应了上述特点产生。数据共享与交换系统的建立，将妥善解决行业相关或应用相关但互不相通的信息系统之间的数据传输和数据共享问题，实现信息系统之间跨网络、跨系统、跨数据库、跨应用领域的相关数据的共享与交换，实现信息资源的合理使用，整合优化各机构应用服务。
2 PDM系统
产品数据管理(Product Data Management，PDM)技术是在数据库基础上发展起来的数据管理技术。它将所有与产品有关的信息和过程集成在一起，以实现对产品整个生命周期内的全部数据的管理。其中与产品有关的信息包括所有属于产品的有关数据，如CAD/CAE/CAM的文件、物料清单(BOM)、产品配置、产品定单、事务文件、生产成本、电子表格、供应状况等。与产品有关的过程有关加工指南、加工工序、有关批准和使用权限、安全、工作标准和方法、工作流程、机构关系等所有过程处理程序。PDM能够有效地将产品数据按照一定的教学模式加以定义、组织和管理，使产品数据在其整个生命周期内保持一致、最新、共享及安全。
3 SOA
面向服务架构SOA(Service-oriented architecture)是一种用来构建基于服务的分布式整合系统的方法，用来构建分布式系统的业务和基础功能可以当作服务，作为整体或者个体，提供给终端用户的应用系统或其他服务。SOA指定在任何给定的体系结构中，服务间应有一个一致的通信机。SOA在企业级整合上带来了松耦合和封装的优势。它面向对象开发，基于组件的设计和企业应用整合技术中的成功概念应用于IT系统整合的架构方法中。服务是SOA的基石，在分布式系统构建的环境以外提供了众多方法的接口服务，可以被外部或内部服务消费者独立调用，以此更快地设计出新功能。SOA是用来构建基于服务的整合系统的方法。随需应变商务中重要的业务和基础功能作为服务来构建整个系统。服务可以由外部系统或是其他的内部服务来单独调用，也可以和其他的服务一起组合成新的业务流程。
4 项目概述
目前，每个企业有多种建模软件以及Teamcenter系统，这就需要实现建模软件与Teamcenter的集成，以及数模之间的转换，这样才能方便企业与企业之间的交流，大大提高工作效率。转换服务器只能实现数模之间的转换，而不能自动将转换生成的结果文件放入Teamcenter数据库中，需要一个系统辅助，可以使转换更加方便快捷。
计算机支持的协同设计是CAD技术发展的一个重要方向。在协同设计中，利用网络平台，设计人员能够实时交流，保证设计过程中产品信息模型之间的合理性和一致性，达到加速产品开发的目的。在NX中进行数据转换的时候主要是将NX中工程图的信息转入到CAD中，其转换的内容主要是视图(包括投影视图、局部放大图、剖视图等）尺寸，形位公差和字符等有关信息。
随着CAD技术应用的日趋广泛，数据交换的需求日益明显，并以CAD模型的方式来传递数据将会越来越普遍。就Teamcenter系统之间数据交换的问题，对现在常用两种格式Catia和NX比较，分析了Setup格式代替其他格式成为行业标准的数据模式。在几种不同的协同形式中，实现同时异地协同设计的技术难度最大；在不同的协同设计对象中，实现面向三维实体模型的协同设计难度最大。
Teamcenter是全世界最广泛使用的PLM系统。转变为在SOA的基础上建立的，跨专业、跨项目阶段和计划的真正集成化的PLM解决方案，为大小制造企业提供了平台可扩展性、应用丰富性以及可配置性。本项目以Teamcenter软件为平台，通过与NX、Catia等设计软件的集成，对制造业企业的异地协同产品设计进行信息化实施，多种建模软件，如CATIA、Pro/E、NX都是设计、生产中必备的软件，这就需要集成以及转换工具，将建模软件与Teamcenter相结合，各种数模相互转换，方便企业之间查看、交流数据，有效地提高生产、工作效率。
该PDM系统以面向服务架构为基础，采用IBM Web sphere中间件作为Web Service，配置同时具有两层客户端和4层客户端架构模式的系统。实现对同构或异构CAD模型进行检查与分析。
4.1 PDM系统的架构
要实现集中式数据管理，保证唯一数据源，且提供高效的协同研制环境，首要的前提条件是使研发、制造、客服单位处于一个物理网络环境内，构建具有4层架构模式的系统环境。实现PDM系统的2层和4层架构模式如图1所示。
图1 PDM系统的二层和四层架构模式
4.2 实现多CAD系统与PDM系统集成
实现NX、Catia三维设计软件与PDM的集成。实现在PDM系统中管理设计好的3D数据模型和图纸文件，实现零部件属性的同步映射，构建零部件标准件库和材料件库，实现多站点、多用户的协同设计过程。
在服务器端安装JT Transfer的相关服务，在客户端安装好NX客户端，NX集成，Catia客户端，Catia集成，以保证数据模型设计软件与PDM系统之间的交互。
4.3 实现NX、Catia数据转换
实现NX与Catia的异地数据转换。通过设置转换规则与转换策略，利用转换中间件，实现设计数据的转换，并提供数据导入导出功能。通过实际数据的测试，保证数据转换方案的可行性。设计与构建数据格式的转换规则，实现异构设计平台的数据转换，使设计人员通过Web环境进行数据交换与管理。
产品模型数模转换有两种：第一种直接转换，从一种产品模型数模直接转换到另一种产品模型数模。第二种间接转换，从一种产品模型数模转换到一个中间过渡数模，然后再由过渡数模转换到另一种产品模型数模。NX提供了好多产品模型数模转换的方法， （比如：CATIA V4、CATIA V5、IGES、STEP AP203、STEP AP214等）这些方法很全面地覆盖了NX与其他工业软件间的数模交换。
NX文件转换到Catia文件一般使用3种方法：(1)将NX文件直接转换为Catia文件；这种方法在转换单个NX文件时候比较方便快捷，在转换装配文件时，此方法处理速度比较慢且容易丢失特征。(2)将NX文件转换成STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)文件，然后再转换成Catia文件；NX允许设计人员以STEP AP203和STEP AP214数模格式读写数模，这种格式的转换成功率很高且不易丢失特征，可以单独处理而不影响NX使用。(3)将NX文件转换成IGES(Initial Graphics Exchange Specification)文件，然后再转换成Catia文件，IGES格式更加适合来转换片体曲面之类的特征。这3种方法相比较而言更多使用STEP格式进行转换，在不同的时候根据实际情况选定转换方法以达到最优的数模转换。
5 结语
对基于SOA的异地协同CAD/PDM系统进行了介绍，并具体说明了实施步骤，其在测试环境中进行配置与实施，为将来在企业中应用奠定基础。
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