21世紀以來，產品數據管理(product data management，PDM)系統(tǒng)在我國中小企業(yè)中得到了廣泛應用，成為制造業(yè)產品設計部門不可或缺的利器。隨著技術的發(fā)展，如今一個完整產品的研發(fā)、設計、制造和裝配不可能在一個車間完成，往往需要跨部門、跨企業(yè)、跨地區(qū)的協(xié)同作業(yè)，企業(yè)希望PDM系統(tǒng)既能與企業(yè)內部ERP、CAD、CAM等集成，實現企業(yè)內部的協(xié)同管理；另一方面，在網絡時代PDM系統(tǒng)還要向Web技術發(fā)展，能在跨地區(qū)、跨國的大型企業(yè)中實現異地分布式產品設計、協(xié)同制造和協(xié)同工作，從而實現企業(yè)級的管理。
但是，目前企業(yè)內外PDM系統(tǒng)的協(xié)作存在如下弊端：①企業(yè)內部PDM系統(tǒng)與ERP、CAD、CAM等系統(tǒng)不能很好地集成，相互之間資源不能很好地共享；②企業(yè)間設計部門溝通不便，各企業(yè)的PDM系統(tǒng)形成信息孤島，無法實現信息資源的共享；③各企業(yè)設計標準不同，產品編碼、圖紙編碼等不統(tǒng)一，導致產品整合困難；④異地PDM系統(tǒng)非松散耦合集成，相互依賴性較強；⑤沒有通用的PDM系統(tǒng)開發(fā)平臺。為了解決這些問題，本文提出了基于面向服務架構(service-oriented architecture，SOA)的2層PDM協(xié)同系統(tǒng)來實現企業(yè)內外的信息共享和業(yè)務整合。
1 基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)框架
為了實現企業(yè)內部的信息共享和業(yè)務整合，本研究采用SOA思想重新包裝企業(yè)的各個系統(tǒng)，即將PDM作為企業(yè)的服務提供者，把ERP、CAD、CAM等作為服務使用者，在企業(yè)內部建立本地UDDI服務注冊中心實現服務的查詢和發(fā)布。另一方面，在企業(yè)之間如果建立基于SOA的異地協(xié)同PDM系統(tǒng)，它們普遍采用點對點的方式進行服務的互相調用，但是由于每個企業(yè)既是服務提供者，又是服務使用者，當協(xié)同站點達到一定數量時就會產生網狀分布的繁雜連線，造成結構混亂，難以管理．為了避免這種情況，我們在企業(yè)之間采用面向SOA的企業(yè)服務總線(SOA-oriented enterprise service bus，s-ESB)技術來實現企業(yè)間協(xié)同PDM系統(tǒng)。基于以上思想，圖1給出了基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)框架。框架主要由企業(yè)內部的SOA封裝模塊和面向SOA的ESB組成，其中ESB內部主要由一個公共UDDI注冊中心、服務組件引擎及服務訪問組件組成。
圖1 基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)框架
1.1 面向SOA的ESB
建立在SOA基礎之上的企業(yè)服務總線(ESB)的解決方案通過使用簡單的標準適配器和接口，來完成粗粒度應用（服務）和其他組件之間的互操作，能夠滿足大型異構企業(yè)環(huán)境的集成需求，它將使企業(yè)應用集成更加方便、靈活、可靠，伸縮性也更強．ESB內部主要有3個組成部分（見圖1）。
(1)公共UDDI服務注冊中心 這是不同企業(yè)PDM系統(tǒng)集成框架的核心，為各個PDM系統(tǒng)信息資源提供者提供快速的服務注冊和發(fā)現功能。標準的UDDI(統(tǒng)一描述、發(fā)現和集成協(xié)議)是一套基于Web的、分布式的、為Web Service提供的信息注冊中心的實現標準規(guī)范，它擁有一套標準的XML Schema定義、發(fā)布和搜索的編程規(guī)范。各企業(yè)PDM系統(tǒng)以Web服務的形式把需要協(xié)同共享的信息發(fā)布到公共UDDI服務注冊中心，請求服務的各企業(yè)就能通過服務訪問組件搜索獲取自己所需的信息。
(2)服務組件引擎 在公共UDDI服務注冊中心的支持下，提供面向信息資源的智能搜索功能。該搜索機制與傳統(tǒng)UDDI服務的不同之處在于，它支持平臺最終需要的資源信息本身，而不僅是作為其傳輸媒介的Web服務。
(3)服務訪問組件 為各企業(yè)PDM系統(tǒng)提供Web服務的訪問功能。其內部包括傳輸適配器、數據適配器等，以便將不同企業(yè)PDM系統(tǒng)提供的Web服務轉化為目標系統(tǒng)可以訪問的格式，以便不同行業(yè)、不同企業(yè)、不同系統(tǒng)平臺的服務請求者能根據需要獲得相應的訪問功能，從而獲得有用的信息。
1.2 企業(yè)內部PDM
SOA使用戶可以不受限制地重復使用軟件把各種資源互聯(lián)起來，只要IT人員選用標準接口包裝舊的應用程序，把新的應用程序構建成服務，那么其他應用系統(tǒng)就可以很方便地使用這些功能服務。圖1中企業(yè)通過利用SOA思想重新包裝PDM、ERP、CAD等系統(tǒng)接口，從而實現它們之間的通信和整合。
SOA目前最流行的實現方法是Web Service技術，它使用一系列標準和協(xié)議實現相關的功能，其中XML作為Web Service技術的基礎，是開放環(huán)境下描述數據和信息的標準技術。在企業(yè)內部，PDM系統(tǒng)作為企業(yè)服務提供者可以用WSDL(Web服務描述語言)描述Web服務，然后用UDDI向本地UDDI服務注冊中心發(fā)布和注冊Web服務，服務請求者（企業(yè)內部用戶層ERP、CAD、CAM、PDM等）通過UDDI進行查詢，找到所需的服務后，利用SOAP（簡單對象協(xié)議）來綁定、調用這些服務。
1.3 企業(yè)間協(xié)同PDM
如圖1，通過采用ESB總線，使不同行業(yè)的企業(yè)將其提供的服務發(fā)布到公共UDDI服務注冊中心，當企業(yè)要使用其他企業(yè)PDM系統(tǒng)提供的服務時，先在公共UDDI服務注冊中心中查找服務，如果不存在這項服務，將“無此項服務”的信息傳遞給服務請求者。如果存在這項服務，就觸發(fā)服務組件引擎進行智能搜索，找到該服務組件，然后檢測Web服務的訪問功能是否存在，若存在則直接發(fā)回公共UDDI服務注冊中心提供給企業(yè)服務請求者；若不存在則利用服務訪問組件傳輸適配器和數據適配器，將Web服務訪問接口轉換為企業(yè)所需要的格式，然后將Web服務訪問功能傳遞給公共UDDI服務注冊中心提供給企業(yè)服務請求者。企業(yè)收到所需服務的“有這項服務”和Web服務訪問功能后利用SOAP來綁定、調用服務。
2 評述基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)框架
2.1 基于SOA的協(xié)同PDM系統(tǒng)的特點
2.1.1 在企業(yè)內部建立基于SOA的系統(tǒng)框架
在企業(yè)內部，將PDM系統(tǒng)作為企業(yè)內部信息服務提供者，從而實現與ERP、CAD、CAM等的協(xié)同，這能帶來的好處在于；①通過將PDM系統(tǒng)內部各種服務封裝，并采用標準接口為企業(yè)內其他系統(tǒng)提供服務，使企業(yè)能專注于產品數據信息的共享和利用，而不是關注PDM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如何兼容的問題。②ERP、CAD、CAM系統(tǒng)能有效地利用PDM系統(tǒng)內部的各種服務，而不用建立自己的產品數據中心，減少企業(yè)內部信息的存儲冗余。
2.1.2 在企業(yè)間采用基于SOA的ESB，實現協(xié)同PDM系統(tǒng)
ESB提供了一種開放的、基于標準的消息機制，它可以消除不同應用之間的技術差異，讓不同的應用服務器協(xié)調運作，實現了不同服務之間的通信與整合。通過使用ESB，可以在幾乎不更改代碼的情況下，以一種無縫的非侵入方式使企業(yè)已有的PDM系統(tǒng)具有全新的服務接口，并能夠在部署環(huán)境中支持任何標準。更重要的是緩沖器ESB(負責在諸多服務之間轉換業(yè)務邏輯和數據格式)與服務邏輯相分離，從而使得不同的應用程序可以同時使用同一服務，而不必在應用程序或者數據發(fā)生變化時改動服務代碼。由此，基于ESB的協(xié)同PDM系統(tǒng)能解決下列問題：①在不改變原有結構的情況下，實現了企業(yè)間不同PDM系統(tǒng)的通信與整合，解決了企業(yè)間PDM系統(tǒng)“信息孤島問題”；②對企業(yè)已有的PDM系統(tǒng)提供全新的服務接口，支持不同標準，從而解決了各企業(yè)設計標準不統(tǒng)一導致的產品整合困難問題；③在ESB中采用SOA思想實現了各企業(yè)PDM系統(tǒng)的松散耦合集成，實現了系統(tǒng)之間的獨立性；④充當緩沖器ESB與服務邏輯相分離，從而使得不同的應用程序可以同時使用同一服務，而不須變更代碼，從而實現PDM系統(tǒng)平臺無關性。
2.2 基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)評述
系統(tǒng)采用企業(yè)內部和外部2層PDM系統(tǒng)，兩者分開管理，使得協(xié)同管理更安全、更有效。一方面能有效地管理企業(yè)內部涉及企業(yè)商業(yè)秘密信息的PDM系統(tǒng)，防止企業(yè)內部商業(yè)秘密的泄露，增強可靠性、可操作性、安全性及容錯性；另一方面，將與企業(yè)協(xié)同的服務信息發(fā)布到公共UDDI服務注冊中心，使不同企業(yè)能更好地共享PDM信息，有利于企業(yè)之間協(xié)同設計、協(xié)同生產及協(xié)同制造等，更有益于提高企業(yè)競爭力。
3 結語
本文僅給出了基于SOA的2層PDM協(xié)同系統(tǒng)來實現企業(yè)內外的信息共享和業(yè)務整合的基本思想，包括面向SOA的ESB、企業(yè)內部的PDM和企業(yè)間協(xié)同PDM。對于制造業(yè)來說，基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)還有待深入研究，目前的研究有基于SOA的多層PDM協(xié)同系統(tǒng)的應用，但理論探討的較多，尚有待實際系統(tǒng)的應用推廣。要真正實現基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)是有一定難度的，不僅在技術上、方法上、工具上要集成，還有標準化的問題，在管理上要有新思路，要改造傳統(tǒng)的管理模式，使企業(yè)的服務功能更具體、更完善。應該看到，基于SOA思想的PDM系統(tǒng)也帶來了一些新的問題，如企業(yè)不愿意共享內部PDM系統(tǒng)信息、增加了構建SOA服務接口的成本、如何防止黑客利用協(xié)同系統(tǒng)獲取企業(yè)商業(yè)秘密等，這些都是下一步亟需解決的問題。不管怎樣，基于SOA的PDM協(xié)同系統(tǒng)的應用前景是相當廣闊的。
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