目前國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的PDM產(chǎn)品，其產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型一般是基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的，其實(shí)質(zhì)就是：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理和圖文檔管理。傳統(tǒng)的圖文檔管理系統(tǒng)通常是直接管理物理存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)文件，而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是獨(dú)立于圖文檔而單獨(dú)存在的數(shù)據(jù)集合。傳統(tǒng)PDM系統(tǒng)的特點(diǎn)是直觀，但存以下幾方面的問題：a.難以管理完全基于數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用軟件所產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)；b.難以反映出不同類型的文檔之間豐富的關(guān)聯(lián)方式和邏輯關(guān)系，如圖紙與工藝文檔之間的關(guān)系；c.難以反映出不同版本的物理文件之間的版本對(duì)應(yīng)關(guān)系；d.難以處理緊密關(guān)聯(lián)的多個(gè)文檔的復(fù)雜的演變過程，以及復(fù)雜的工作流和項(xiàng)目管理；e.難以處理零部件結(jié)構(gòu)的版本，難以描述零部件在生命周期中的演變過程；f.難以記錄產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的替換代用、選用、數(shù)量變化關(guān)系。
本研究將PDM系統(tǒng)作為各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的集成框架，建立起對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的完整有效模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行全面有效的管理，進(jìn)而達(dá)到對(duì)整個(gè)產(chǎn)品生長(zhǎng)過程進(jìn)行控制的目的。
1 面向?qū)ο蟮漠a(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型
面向?qū)ο蟮乃枷胧擒浖こ虒W(xué)發(fā)展的結(jié)果，它是以對(duì)象的觀點(diǎn)來表達(dá)信息以及信息之間的關(guān)系，對(duì)象封裝數(shù)據(jù)和行為，對(duì)象之間通過消息傳遞信息。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型是一個(gè)很大的領(lǐng)域，按照面向?qū)ο蟮腛MT方法，應(yīng)包括對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型，在此只討論對(duì)象模型。為了解決傳統(tǒng)PDM系統(tǒng)中的問題，借鑒面向?qū)ο蟮乃枷耄岢隽薖DM系統(tǒng)中新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型，并基于此模型開發(fā)了PDM系統(tǒng)———TWS系統(tǒng)。在TWS中將系統(tǒng)需管理的數(shù)據(jù)抽象為對(duì)象，對(duì)一組具有相同屬性和允許操作的對(duì)象抽象為對(duì)象類。通過定義類、類的屬性、類之間的聯(lián)系來對(duì)PDM系統(tǒng)需要管理的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系進(jìn)行管理。
在TWS系統(tǒng)中對(duì)象是數(shù)據(jù)的一種直觀表現(xiàn)形式和常見載體，是邏輯上不可分的整體。如圖紙、明細(xì)表、計(jì)算書共同構(gòu)成了一個(gè)零部件設(shè)計(jì)對(duì)象，缺少了任何一個(gè)部分該對(duì)象都是不完整的。對(duì)象管理是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)。
文卷是指廣義上的文件，它分為兩類：外部文卷和內(nèi)部文卷。外部文卷就是指計(jì)算機(jī)文件，通常是由CAD，CAPP，CAM等系統(tǒng)及各種應(yīng)用程序生成。內(nèi)部文卷是指TWS系統(tǒng)的內(nèi)部文件，即記錄零部件結(jié)構(gòu)關(guān)系的信息（故又稱結(jié)構(gòu)文卷），在物理上就是數(shù)據(jù)庫(kù)中某個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)表的一組記錄。文卷是文卷類的實(shí)例。
在TWS系統(tǒng)中將所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)抽象為對(duì)象，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理分為以下幾步：a.對(duì)象類的定義，定義對(duì)象類和對(duì)象類的子類；b.實(shí)例化對(duì)象類，通過實(shí)例化對(duì)象類，建立對(duì)象；c.對(duì)對(duì)象進(jìn)行管理。
a.對(duì)象類的定義
對(duì)象類從對(duì)象類分類屬性、對(duì)象類的屬性集、對(duì)象類包含的文卷類、對(duì)象類關(guān)聯(lián)的對(duì)象類等方面來定義，后三項(xiàng)在實(shí)例化對(duì)象時(shí)應(yīng)確定。對(duì)象類分類屬性是指對(duì)象類本身的分類特征，如對(duì)象類的名稱、狀態(tài)、備注等。
對(duì)象類屬性集是指對(duì)象類的實(shí)例對(duì)象具有的屬性。如零部件對(duì)象類的屬性包括：代號(hào)、產(chǎn)品型號(hào)、名稱、版本號(hào)等。
對(duì)象類包含的文卷類是指與對(duì)象類相關(guān)的文卷信息，包括外部文卷（系統(tǒng)文件，如DWG文卷類、GXK工藝文卷類、設(shè)計(jì)說明書等）、內(nèi)部文卷（零部件結(jié)構(gòu)文卷類）。
對(duì)象類關(guān)聯(lián)的對(duì)象類是指定義對(duì)象類與其他對(duì)象類的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如：零部件對(duì)象類與之關(guān)聯(lián)的有裝配工藝路線單對(duì)象類、裝配工藝卡對(duì)象類、機(jī)加工工藝卡對(duì)象類等。
在TWS系統(tǒng)中定義了5個(gè)基本的對(duì)象類：零部件對(duì)象類、工藝文檔對(duì)象類、EBOM對(duì)象類、BOM匯總對(duì)象類、系統(tǒng)文檔對(duì)象類。此外，企業(yè)可利用系統(tǒng)提供的自定義工具來定義自己的對(duì)象類，也定義基本的對(duì)象類的子類。TWS系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的對(duì)象類分級(jí)模型如圖1所示。
圖1 對(duì)象類分級(jí)模型
b.對(duì)象管理
對(duì)象管理包括對(duì)象的創(chuàng)建、查詢、瀏覽、修改、打印、廢棄、刪除、分類等操作，在TWS系統(tǒng)中，左邊是企業(yè)定義的對(duì)象類，右邊是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的對(duì)象類，對(duì)象的管理通過右鍵菜單來實(shí)現(xiàn)。
2 TWS系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型
TWS 統(tǒng)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型具有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模型明顯的優(yōu)勢(shì)，能方便地處理傳統(tǒng)PDM系統(tǒng)中存在的問題。
2.1 基于數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理
新的數(shù)據(jù)管理模型支持虛擬的“文件”，即廣義上的文件，對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體型信息對(duì)象。一個(gè)實(shí)體型信息對(duì)象是指一個(gè)數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)成為一個(gè)整體，并能以某種形式表現(xiàn)出來。它的表現(xiàn)形式不僅僅是計(jì)算機(jī)文件，同時(shí)包括一組存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)或者其他位置的數(shù)據(jù)，這樣就可以完成對(duì)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的管理。
2.2 文檔之間的關(guān)系、不同版本對(duì)應(yīng)關(guān)系的處理
由于采用了“對(duì)象”-“文卷”的架構(gòu)，同一個(gè)對(duì)象中可以包含多個(gè)文卷，這些文卷之間的版本對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過對(duì)象本身的版本來描述，如零部件對(duì)象的第一版本是由圖紙的第一版本加上計(jì)算中的第二版本這兩個(gè)文卷組成的。通過對(duì)象的版本可以清晰地描述不同文卷版本之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。同時(shí)結(jié)構(gòu)文卷反映的是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系，實(shí)際上也是零部件對(duì)象之間的引用關(guān)系。
2.3 關(guān)聯(lián)文檔的演變過程管理、復(fù)雜的工作流管理和項(xiàng)目管理
用對(duì)象的概念將相互關(guān)聯(lián)的文卷（設(shè)計(jì)圖文卷和結(jié)構(gòu)文卷）封裝為一個(gè)對(duì)象，不單獨(dú)管理每個(gè)文卷自己的演化過程，而將對(duì)象所包含的所有文卷的產(chǎn)生、更改都啟用相同的流程（即對(duì)象的流程），保證流程一致、信息一致、版本一致。
2.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息的版本管理
利用“實(shí)體型信息對(duì)象”模型，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息這個(gè)“實(shí)體型信息對(duì)象”作為廣義的文卷處理（即結(jié)構(gòu)文卷），來實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的版本管理。
2.5 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中復(fù)雜替換代用、選裝關(guān)系的處理
零部件（/產(chǎn)品）樹實(shí)質(zhì)上是零部件對(duì)象樹。由于零部件的代號(hào)就是零部件對(duì)象的代號(hào)，零部件的版本就是零部件對(duì)象的版本，因此，一個(gè)零部件對(duì)象樹完全能夠反映零部件結(jié)構(gòu)樹的所有特征。零部件結(jié)構(gòu)樹反映的是零部件對(duì)象之間的一種關(guān)聯(lián)關(guān)系，它是一種“視圖”，其本身并不是一個(gè)對(duì)象實(shí)體。將零部件的結(jié)構(gòu)（即裝配關(guān)系）作為獨(dú)立于零部件對(duì)象本身而存在的視圖進(jìn)行表達(dá)時(shí)，在這個(gè)視圖上，可以支持產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上復(fù)雜的替換代用關(guān)系、選裝關(guān)系，還可以基于對(duì)象類或者基于具體的對(duì)象來定義零部件的裝配規(guī)則，比如實(shí)現(xiàn)紡機(jī)行業(yè)的機(jī)型（M，V，MF，W等）、錠數(shù)和左右手等復(fù)雜的裝配約束關(guān)系，建立產(chǎn)品模型，快速定義和配置產(chǎn)品。
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本文標(biāo)題：PDM系統(tǒng)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理模型的研究和應(yīng)用
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