企业协同产品研制管理系统①

韩纬杰,糜旗,,王燕华(中国航天科技集团第八研究院 上海航天动力技术研究所,上海 009)(北京交通大学,北京 00044)



企业协同产品研制管理系统①

韩纬杰1,糜旗1,2,王燕华1(中国航天科技集团第八研究院 上海航天动力技术研究所,上海 201109)
2(北京交通大学,北京 100044)

摘 要:以某企业协同产品研制管理系统为背景,找出了现有业务中存在的不足,针对系统中所需要解决的关键问题进行研究.结合企业实际需求,对产品全生命周期进行版本控制管理,基于J2EE开发了相应的原型系统,最后通过实例证明了系统的有效性和可行性.

关键词:企业协同; 产品全生命周期; 版本控制; J2EE

1　概述

上海某研究所主要从事某军工产品的研制、开发与批量生产,是具有中、小型固体发动机研发和批生产能力的综合性研究所.随着科研生产任务的不断增加,为了满足业务高效有序地开展,信息化工作面临着巨大的挑战.

企业协同产品研制管理系统AVIDM(Airspace Vehicle Integration Design & Manufacture)是由北京神舟软件公司开发的一套用于管理企业文档、产品、结构、资料等多功能的大型企业级软件[1].业务部门将该软件用于编制生产计划、下发型号任务、项目计划分解、执行计划任务,通过对顶层型号产品结构划分,实现研制计划任务的逐级分解,通过几年的实施,AVIDM 系统已经在上海某研究所全型号进行了使用.

随着AVIDM系统在该场所的不断深入应用,对系统本身功能上的需求也在不断增加,伴随着导弹型号的高密度发射任务,产品本身面临着研制周期短、生产任务紧的产品研制要求,从产品研制的实际情况出发,AVIDM系统自身所存在的一些功能与性能上的缺陷也逐渐显露出来.由于目前AVIDM系统在产品创建过程中仍然采用型号调度手动创建产品的方式,修改过程具有很大的随意性,对于产品的基线、版本、结构等全生命周期的把控方面仍未得到有效的控制,出了问题难以追溯到相应责任人员.如不能很好的解决这些问题,将会大大减缓产品工作令下发、试生产的计划进度,导致产品研制失败.

针对系统中存在的上述问题,本文针对上海某研究所的业务特点,以AVIDM的二次开发平台为基础,设计并实现了基于PDM(Product Data Management)平台的AVPDM系统.

1.1相关技术综述

1.1.1基于PDM平台的AVPDM系统

PDM平台是以产品结构管理为核心,将型号研制过程中各阶段产生的各类文档对象、部件对象等,按照说明关系和参考关系同产品结构结合起来[2,3].基于PDM平台的AVPDM系统采用Java、workflow和WebService[4-13]等技术开发,可与其他工业软件(AutoCAD、Pro-E)进行无缝集成.

该平台下的型号产品以航天产品标准规范为基础,对研制过程中数据可进行查询、借用和修改,将型号研制生命周期过程中不同类型的数据进行过程管理.

图1　基于PDM平台的AVPDM总体架构

1.1.2OSGI

OSGi(Open Services Gateway Initiative)是一个开放式的服务网关协议,该服务规范由OSGi 联盟提出,其体系架构如图2所示[14].

图2　OSGi结构

OSGi采用插件式的开发模式(Bundle),为业界提供了一套通用的、开放的java框架[15,16,17],由于其本身采用的一种是面向服务的编程架构,使其被广大开发人员所熟知.

1.1.3多视图BOM管理

平台对BOM的分类主要分为设计BOM(EBOM)、工艺BOM(PBOM)、制造BOM(MBOM),在实际的PDM系统应用中,根据不同阶段产品结构管理的要求,将产生多种类型的BOM,从不同角度来表示产品的组成形式以及相关信息.

多视图管理的核心功能包括: 视图版本的管理、视图转换、上下游视图关联以及对等关系维护等.

图3　BOM管理

1.2版本控制

系统通过版本管理的方式来对产品部件进行控制,每一个部件对象与三类对象相关: 零部件主对象(Part Master)、大版本(Revision)、和小版本(Iteration).其中,零部件主对象Part Master上的信息不随版本的变化而变化; 大版本Revision代表一个版本系列分支,大版本升版通过“修订”实现; 同一大版本的各Iteration代表了设计的迭代修改,Iteration的变化通过“检出/检入”实现.

图4　版本控制

从产品分类管理的角度来说,PDM平台分为部件管理、结构管理、文档管理、上下文管理、生命周期管理.产品结构依赖的基础服务如图5所示.

图5　产品结构依赖的服务

通过对产品结构中信息进行检索、定位得到所需的产品结构; 对产品结构中的零部件进行新建、删除、修改、检入、检出等编辑; 对结构进行编辑物料清单、对部件添加文档、按展开条件展示结构、送审结构等,同时支持基于零部件的生命周期管理实现零部件生命周期状态的变迁.

2　业务分析与功能的实现

2.1业务分析

本文根据实际生产过程中的业务部门提出的产品库创建功能点为例,详细阐述了整个产品的创建与配置流程,详细流程如图6所示.

图6　产品创建与配置流程

流程说明:

① 产品主管调度在系统外接收到型号任务后,在系统中创建“产品申请单”,在“产品申请单”中填写产品相关信息,并对“产品申请单”提交送审,选择审批流程并指定审批人员.审批人员通过“任务盒”接收“产品申请单”审批任务并进行审批,“产品申请单”审批通过后,由系统根据“产品申请单”信息自动创建产品.

②“产品申请单”审批人员审批不通过,申请单驳回,重新修改“产品申请单”相关信息,修改完成后,再次对“产品申请单”提交送审.

③ “产品申请单”中的项目组成员登录系统后,可以看到与之相关的“产品申请单”信息(主要包括“产品申请单”相关属性信息及审批状态等).

④“产品申请单”审批人员通过“任务盒”来接收“产品申请单”审批任务,并完成对“产品申请单”的审批.

⑤ 系统根据“产品申请单”相关信息完成产品创建.

2.2系统的设计与实现

2.2.1系统设计

在理解了总体业务流程的基础上对角色和用户进行了划分,并明确了各个角色的职责和权限.

图7　产品库用例图

AVPDM系统包含文档管理、版本管理、部件管理和产品生命周期管理模块,如图8所示.

图8　AVPDM系统模块

产品申请模块与系统中文档管理、版本管理、部件管理和产品生命周期管理模块相集成,产品申请模块通过参考关系(link)与具体模块相关联,关联关系如下:

图9　申请单与文档、版本关系类图

图10　申请单与生命周期、部件关系类图

①申请单通过ProductDocumentReferenceLink与文档对象建立关联,得到文档关联对象;

②申请单通过ProductControlBranchReferenceLink与版本对象建立关联,得到版本关联对象;

③申请单通过ProductLifecycleReferenceLink与产品生命周期建立关联,得到产品生命周期关联对象;

④申请单通过ProductPartReferenceLink与产品部件建立关联,得到部件关联对象.

在得到关联对象后,申请单通过link实现系统服务接口类: 产品与文档(ProductDocumentService)、产品与版本(ProductControlBranchService)、产品与生命周期(ProductLifecycleService)、产品与部件(ProductPartService),从而获取相关对象的信息与服务,实现方式如下:

图11　关系link与系统接口类图

产品申请管理的服务主要通过与文档、部件、版本与生命周期的使用关系与参考关系、描述关系建立关联,使用时通过实例化的方式来获取相关服务,部分代码如下:

2.2.2模块集成与部署

当产品申请模块开发完后,需要注入PDM平台中依赖的相关扩展点,在plugin.xml中写入相关属性对象extension:

① 在系统部署时首先先进入OSGI插件控制台,确保平台中bundle插件的完整性;

图12　插件控制台

② 将产品申请模块插件部署到平台,开启orm、springframework、ui等扩展点插件,确保插件正常运行.

图13　插件部署

2.2.3系统实现

产品申请模块功能设计如下:

① 登录AVIDM系统,通过点击“产品申请单”菜单,在右侧页面中点击“创建”按钮,弹出“产品申请单”创建页面,在创建页面中,由创建人填写型号代号、型号名称、型号区分代号、产品代号、产品名称,下拉选择“所属标签”属性值.

图14　产品申请单管理页面

图15　创建产品申请单

② 在“产品申请单创建”页面中,点击“阶段序列”,弹出“阶段序列信息”页面.进入页面后,创建人可以添加阶段,并可以为初始阶段添加子阶段; 移动阶段时先选中需要移动的目标阶段,可对阶段进行移动;对阶段也可以进行移除操作,所有信息设置完成后,所操作的信息会返回到“阶段序列页面”中显示.

图16　阶段序列页面

③ 在“产品申请单创建”页面中,创建人点击“团队”按钮,弹出“团队页面”,创建人选择“角色及成员”后,可以添加角色,并为角色添加用户、组、组织机构,所有信息设置完成后,所操作的信息会返回到“角色和成员页面”中显示.另外,创建人也可以选择“专业及人员”,添加专业,并为专业添加参与人员和参考人员,所有信息设置完成后,所操作的信息会返回到“专业页面”中显示.

图17　角色和成员页面

图18　专业及人员页面

④ 创建人填写完“产品申请单”相关信息后,点击“操作”按钮,选择“送审”,系统自动弹出选择工作流模板页面,创建人选择“产品申请单”对应的工作流模板,指定各审批环节的审批人员,指定完毕后,点击“确定”.

图19　申请单送审页面

⑤ 用户点击“产品申请单管理”菜单,在右侧的“产品申请单”列表中点击某条“产品申请单”信息,进入其详细信息页面,在“详细信息”选项卡中查看“产品申请单”的详细信息: 包括常规属性信息、系统属性信息、业务属性信息等.

图20　详细信息页面

⑥ “产品申请单”审批完成后,新一代AVIDM系统根据“产品申请单”相关信息自动创建产品.

图21　产品信息页面

整个产品的生命周期流程“设计中—审批中—审批通过—受控”,当产品申请单通过相关人员审批后,该产品创建成功,初始产品版本为A.1(系统版本规则).

3　结语

随着AVIDM系统在某研究所内的不断应用,以信息化手段为核心,从根本上改变了原有企业文档、产品的设计管理模式,缩短了产品研制过程的生命周期.由于系统本身采用插件式的二次开发模式,使得平台本身具有易维护、可扩展的特点,日后为企业从设计、生产、制造设计一体化提供基础保障.

参考文献

1北京神舟航天软件技术有限公司.神舟AVIDM5.0 产品结构技术说明,2014.

2徐宗云,王世伟.基于SOA架构的PDM系统与制造管理系统集成设计与实现.冶金自动化,2010,34(1):10–15.

3王文理,李海英,等.某设计制造一体化应用工程中的集成制造分系统的设计与开发.航空制造技术.2004,8:73–76.

4Sun FQ,Wang L,Chen T,Qu YL.Dynamic information integration of virtual enterprises based on web services and J2EE.International Conference on Wireless Communications,Networking and Mobile Computing,2007.WiCom 2007.2007.6146–6149.

5Curbera F,Duftler M,Khalaf R,et al.Unraveling the Web services web: An introduction to SOAP,WSDL,and UDDI,Internet Computing,IEEE,2002,6(2): 86–93

6Georgakopoulos D,Hornick MF,Sheth AP.An overview of workflow management: From process modeling to workflow.Automation Infrastructure,1995(2).

7Reijers HA.Design and Control of Workflow Processes,Business Process.Artech House,2006.

8晏婧.工作流系统开发图解工作流的基本路由方式.计算机应用,2010,11:15–18.

9Huang JS,Gutierrez RLZ,Garcia BM,et al.Sharing ontology schema information for web service integration.Proc.of the Fifth International Conference on Computer and Information Technology.2005.421–442.

10曲海成,刘万军.基于Struts-Spring-Hibernate 框架的软件复用技术.计算机与现代化,2008,(6).

11袁嘉.基于Struts+Spring+Hibernate 的Web开发框架.网络安全技术与应用,2008,(4).

12Gueheneuc YG,Antoniol G.DeMIMA,a multilayered approach for design pattern identification.IEEE Trans.on Software Engineering,2008,34(5): 667–684．

13Gamma E,Helm R,Johnson R,et a1,设计模式: 可复用面向对象软件的基础.北京:机械工业出版社,2000.

14OSGi Alliance.RFC 119 Specification,http://www.osgi.org/Specifications/HomePage/,2009.

15Oscar.An open source OSGi implementation.http://oscar-OSGi.sourceforge.net.

16OSGi Alliance.OSGi Service Platform Version 4.2 Specification,http://www.osgi.org/Specifications/HomePage/,2010.

17OSGi Alliance.OSGi Technical Whitepaper,http://www.osgi.org/Links/HomePage/,2007.

Enterprise Collaborative Product Development Management System

HAN Wei-Jie1,MI Qi1,2,WANG Yan-Hua11(Shanghai Space Propulsion Technology Research Institute,Shanghai 201109,China)2(Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

Abstract:This article is based on one enterprise collaborative product development management system.It finds out the defects among the existing business,and researches on how to solve the key problems in the system.Combined with the actual needs from the enterprise,this article described how to control and manage the version of the whole product lifecycle of product based on the prototype J2EE system.And finally the article proved the feasibility and effectiveness of the system through a sample.

Key words:enterprise collaborative; product lifecycle; version control; J2EE

收稿时间:①2015-08-05;收到修改稿时间:2015-10-14