目前国内外传统的PDM产品，其产品数据管理模型一般是基于产品结构树的，其实质就是：产品结构管理和图文档管理。传统的图文档管理系统通常是直接管理物理存储的计算机文件，而产品结构管理中的产品结构数据是独立于图文档而单独存在的数据集合。传统PDM系统的特点是直观，但存以下几方面的问题：a.难以管理完全基于数据库的应用软件所产生的产品数据；b.难以反映出不同类型的文档之间丰富的关联方式和逻辑关系，如图纸与工艺文档之间的关系；c.难以反映出不同版本的物理文件之间的版本对应关系；d.难以处理紧密关联的多个文档的复杂的演变过程，以及复杂的工作流和项目管理；e.难以处理零部件结构的版本，难以描述零部件在生命周期中的演变过程；f.难以记录产品结构复杂的替换代用、选用、数量变化关系。
本研究将PDM系统作为各种计算机应用系统的集成框架，建立起对产品数据管理的完整有效模型，实现对异构产品数据进行全面有效的管理，进而达到对整个产品生长过程进行控制的目的。
1 面向对象的产品数据管理模型
面向对象的思想是软件工程学发展的结果，它是以对象的观点来表达信息以及信息之间的关系，对象封装数据和行为，对象之间通过消息传递信息。
产品数据管理模型是一个很大的领域，按照面向对象的OMT方法，应包括对象模型、动态模型和功能模型，在此只讨论对象模型。为了解决传统PDM系统中的问题，借鉴面向对象的思想，提出了PDM系统中新的产品数据管理模型，并基于此模型开发了PDM系统———TWS系统。在TWS中将系统需管理的数据抽象为对象，对一组具有相同属性和允许操作的对象抽象为对象类。通过定义类、类的属性、类之间的联系来对PDM系统需要管理的数据产生的过程和数据之间的联系进行管理。
在TWS系统中对象是数据的一种直观表现形式和常见载体，是逻辑上不可分的整体。如图纸、明细表、计算书共同构成了一个零部件设计对象，缺少了任何一个部分该对象都是不完整的。对象管理是产品数据管理的基础。
文卷是指广义上的文件，它分为两类：外部文卷和内部文卷。外部文卷就是指计算机文件，通常是由CAD，CAPP，CAM等系统及各种应用程序生成。内部文卷是指TWS系统的内部文件，即记录零部件结构关系的信息（故又称结构文卷），在物理上就是数据库中某个产品结构关联表的一组记录。文卷是文卷类的实例。
在TWS系统中将所有产品数据抽象为对象，对产品数据的管理分为以下几步：a.对象类的定义，定义对象类和对象类的子类；b.实例化对象类，通过实例化对象类，建立对象；c.对对象进行管理。
a.对象类的定义
对象类从对象类分类属性、对象类的属性集、对象类包含的文卷类、对象类关联的对象类等方面来定义，后三项在实例化对象时应确定。对象类分类属性是指对象类本身的分类特征，如对象类的名称、状态、备注等。
对象类属性集是指对象类的实例对象具有的属性。如零部件对象类的属性包括：代号、产品型号、名称、版本号等。
对象类包含的文卷类是指与对象类相关的文卷信息，包括外部文卷（系统文件，如DWG文卷类、GXK工艺文卷类、设计说明书等）、内部文卷（零部件结构文卷类）。
对象类关联的对象类是指定义对象类与其他对象类的关联关系。如：零部件对象类与之关联的有装配工艺路线单对象类、装配工艺卡对象类、机加工工艺卡对象类等。
在TWS系统中定义了5个基本的对象类：零部件对象类、工艺文档对象类、EBOM对象类、BOM汇总对象类、系统文档对象类。此外，企业可利用系统提供的自定义工具来定义自己的对象类，也定义基本的对象类的子类。TWS系统中产品数据管理的对象类分级模型如图1所示。
图1 对象类分级模型
b.对象管理
对象管理包括对象的创建、查询、浏览、修改、打印、废弃、删除、分类等操作，在TWS系统中，左边是企业定义的对象类，右边是数据仓库中的对象类，对象的管理通过右键菜单来实现。
2 TWS系统中产品数据管理模型
TWS 统中的产品数据管理模型具有传统数据管理模型明显的优势，能方便地处理传统PDM系统中存在的问题。
2.1 基于数据库的产品数据的管理
新的数据管理模型支持虚拟的“文件”，即广义上的文件，对应一个实体型信息对象。一个实体型信息对象是指一个数据集合，这些数据相互关联成为一个整体，并能以某种形式表现出来。它的表现形式不仅仅是计算机文件，同时包括一组存储在数据库或者其他位置的数据，这样就可以完成对基于数据库的应用软件产生的数据的管理。
2.2 文档之间的关系、不同版本对应关系的处理
由于采用了“对象”-“文卷”的架构，同一个对象中可以包含多个文卷，这些文卷之间的版本对应关系可以通过对象本身的版本来描述，如零部件对象的第一版本是由图纸的第一版本加上计算中的第二版本这两个文卷组成的。通过对象的版本可以清晰地描述不同文卷版本之间的关联关系。同时结构文卷反映的是产品结构关系，实际上也是零部件对象之间的引用关系。
2.3 关联文档的演变过程管理、复杂的工作流管理和项目管理
用对象的概念将相互关联的文卷（设计图文卷和结构文卷）封装为一个对象，不单独管理每个文卷自己的演化过程，而将对象所包含的所有文卷的产生、更改都启用相同的流程（即对象的流程），保证流程一致、信息一致、版本一致。
2.4 产品结构信息的版本管理
利用“实体型信息对象”模型，将产品结构信息这个“实体型信息对象”作为广义的文卷处理（即结构文卷），来实现对产品结构的版本管理。
2.5 产品结构中复杂替换代用、选装关系的处理
零部件（/产品）树实质上是零部件对象树。由于零部件的代号就是零部件对象的代号，零部件的版本就是零部件对象的版本，因此，一个零部件对象树完全能够反映零部件结构树的所有特征。零部件结构树反映的是零部件对象之间的一种关联关系，它是一种“视图”，其本身并不是一个对象实体。将零部件的结构（即装配关系）作为独立于零部件对象本身而存在的视图进行表达时，在这个视图上，可以支持产品结构上复杂的替换代用关系、选装关系，还可以基于对象类或者基于具体的对象来定义零部件的装配规则，比如实现纺机行业的机型（M，V，MF，W等）、锭数和左右手等复杂的装配约束关系，建立产品模型，快速定义和配置产品。
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本文标题：PDM系统中产品数据管理模型的研究和应用
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