21世紀(jì)以來(lái)，PDM(Product Data Management，PDM)系統(tǒng)在我國(guó)中小企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，成為制造業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)不可或缺的利器。然而，隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及多企業(yè)的協(xié)同作業(yè)，如今—個(gè)完整產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、裝配不可能在一個(gè)車(chē)間完成，往往需要跨地區(qū)、跨企業(yè)的協(xié)同作業(yè)。異地分布式地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、協(xié)同制造和協(xié)同工作成為以制造業(yè)為主的企業(yè)一個(gè)必須妥善解決的問(wèn)題。由于PDM系統(tǒng)缺乏良好的異地協(xié)同，目前企業(yè)問(wèn)的協(xié)作存在如下弊端：

    ①企業(yè)間設(shè)計(jì)部門(mén)溝通不便，各企業(yè)的PDM系統(tǒng)形成信息孤島，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息資源的共享；

    ②各企業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，產(chǎn)品編碼、圖紙編碼等不統(tǒng)一，導(dǎo)致產(chǎn)品整合困難；

    ③異地PDM系統(tǒng)非松散耦合集成，相互依賴性較強(qiáng)；

    ④目前PDM系統(tǒng)朝著B(niǎo)WD(Browser、Web、Database)的模式發(fā)展，網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的安全性受到威脅；

    ⑤各企業(yè)PDM系統(tǒng)無(wú)法資源互補(bǔ)，難以形成企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟；

    1 SOA的特點(diǎn)和Web實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    1.1 SOA的特點(diǎn)

    面向服務(wù)架構(gòu)(Service Oriented Architecture，SOA)是一種面向服務(wù)的企業(yè)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，是一種分布式的軟件架構(gòu)模型。它將企業(yè)應(yīng)用看作是一些能夠跨越企業(yè)邊界、自我描述、實(shí)現(xiàn)某—特殊功能的服務(wù)集成。在該模型中，任何業(yè)務(wù)功能都被作為提供的—個(gè)服務(wù)使用，應(yīng)用程序的不同功能(服務(wù))通過(guò)這些服務(wù)之間定義的接口和契約聯(lián)系，應(yīng)用系統(tǒng)可以看作是一系列服務(wù)的集成。SOA的服務(wù)封裝、松散耦合、粗粒度性等特點(diǎn)為異地協(xié)同PDM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了良好的集成途徑。

    SOA體系結(jié)構(gòu)由三個(gè)參與者和三個(gè)基本操作構(gòu)成。參與者為服務(wù)提供者(Service Provider)、服務(wù)請(qǐng)求者(ServiceApplicant)和服務(wù)注冊(cè)代理(Serviceregister Broker)，基本操作為發(fā)布(Publish)、搜索(Search)和綁定(Bind)，如圖1所示。服務(wù)提供者將其服務(wù)發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)代理的一個(gè)目錄上，當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求者需要調(diào)用該服務(wù)時(shí)，它首先利用服務(wù)注冊(cè)代理提供的目錄搜索服務(wù)，服務(wù)注冊(cè)代理返回調(diào)用該服務(wù)的信息，服務(wù)請(qǐng)求者根據(jù)返回的信息調(diào)用服務(wù)提供者提供的服務(wù)，當(dāng)服務(wù)請(qǐng)求者從服務(wù)注冊(cè)代理得到調(diào)用所需服務(wù)的信息后，通訊在服務(wù)請(qǐng)求者和服務(wù)提供者之間直接進(jìn)行，無(wú)需經(jīng)過(guò)服務(wù)注冊(cè)代理。

    圖1 SOA體系結(jié)構(gòu)

    1.2 Web實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    面向服務(wù)架構(gòu)最流行的一種實(shí)現(xiàn)方法是WebService技術(shù)，它使用一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，其中XML作為Web Service技術(shù)的基礎(chǔ)，是開(kāi)放環(huán)境下描述數(shù)據(jù)和信息的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，服務(wù)提供者可以用WSDL(Web服務(wù)描述語(yǔ)言)描述Web服務(wù)，用UDDI(統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)向服務(wù)注冊(cè)代理發(fā)布和注冊(cè)Web服務(wù)，服務(wù)請(qǐng)求者通過(guò)UDDI進(jìn)行查詢，找到所需的服務(wù)后，利用SOAP(簡(jiǎn)單對(duì)象協(xié)議))來(lái)綁定、調(diào)用這些服務(wù)。

    2 異地協(xié)同PDM系統(tǒng)集成框架

    目前，異地協(xié)同PDM應(yīng)用系統(tǒng)普遍存在著點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，當(dāng)協(xié)同站點(diǎn)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)就會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀分布的繁雜連線，造成結(jié)構(gòu)混亂，難以管理。在基于SOA的異地協(xié)同PDM系統(tǒng)中，由于不同企業(yè)的PDM系統(tǒng)提供不同的信息資源和服務(wù)，如何集成這些異構(gòu)的、分布式的數(shù)據(jù)和服務(wù)是實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)PDM系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。

    Web Service是實(shí)現(xiàn)SOA的核心技術(shù)，一種獨(dú)立于具體的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言、平臺(tái)和機(jī)器的技術(shù)。服務(wù)提供者和服務(wù)集成時(shí)不用考慮是否是同一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)或者是否使用同一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。本文將采用Web Service技術(shù)實(shí)現(xiàn)異地PDM系統(tǒng)的集成。圖2給出了基于Web Service的異地PDM系統(tǒng)的集成框架。框架主要由Multi—UDDI服務(wù)中心、服務(wù)組件引擎和服務(wù)訪問(wèn)組件組成。

    圖2 基于SOA&Web的PDM系統(tǒng)異地協(xié)同框架

    (1)Multi.UDDI服務(wù)中心(Multi UniversalDescrip-tion，Discovery and Integration)：是不同企業(yè)PDM系統(tǒng)集成框架的核心，為各個(gè)PDM系統(tǒng)信息資源提供者提供快速的服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)功能。標(biāo)準(zhǔn)的UDDI(統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)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(cè)中心的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，它擁有一套標(biāo)準(zhǔn)的XML Schema定義、發(fā)布和搜索的編程規(guī)范。Multi.UDDI兼容標(biāo)準(zhǔn)的UDDI，同時(shí)擴(kuò)展其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和API，使其更適合企業(yè)資源的發(fā)布和搜索，并增強(qiáng)安全性、可伸縮性和可維護(hù)性。各企業(yè)PDM系統(tǒng)以web服務(wù)的形式把需要協(xié)同共享的信息發(fā)布到Multi.UDDI注冊(cè)中心，請(qǐng)求服務(wù)的PDM系統(tǒng)從這里通過(guò)服務(wù)訪問(wèn)組件搜索獲取自己所需的信息。

    (2)服務(wù)組件引擎：在Multi.UDDI服務(wù)的支持下，提供面向信息資源的智能搜索功能。該搜索機(jī)制與傳統(tǒng)UDDI服務(wù)的不同之處在于，它支持平臺(tái)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(wù)。

    (3)服務(wù)訪問(wèn)組件：為各企業(yè)PDM系統(tǒng)提供web服務(wù)的訪問(wèn)功能。在做企業(yè)采購(gòu)(或外協(xié)加工等)解決方案時(shí)，供應(yīng)商處的信息如原材料的數(shù)量、發(fā)貨時(shí)間、到貨地點(diǎn)等信息是必不可少的。供應(yīng)商只需把這些信息用XML定義數(shù)據(jù)格式、用WSDL封裝數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口、以Web服務(wù)的形式發(fā)布到Multi.UDDI服務(wù)中心；需要這些信息的PDM系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯模塊就可以通過(guò)訪問(wèn)Multi.UDDI服務(wù)獲得Web服務(wù)描述和服務(wù)引用，然后通過(guò)服務(wù)引用獲得供應(yīng)商PDM系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，來(lái)完成對(duì)供應(yīng)商PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息集成；供應(yīng)商已有的企業(yè)管理信息系統(tǒng)(即遺留系統(tǒng))只要把舊的數(shù)據(jù)封裝成Web服務(wù)，發(fā)布到Multi.UDDI，就可以被需要這些信息的PDM系統(tǒng)集成，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；各企業(yè)的PDM系統(tǒng)可以通過(guò)自身的服務(wù)組件引擎來(lái)發(fā)現(xiàn)和調(diào)用這些服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)與服務(wù)提供商、服務(wù)請(qǐng)求者之間的信息資源的集成。

    不同PDM系統(tǒng)對(duì)象統(tǒng)一編碼可通過(guò)多種策略來(lái)實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)采用雙編碼方式：為對(duì)象設(shè)置兩個(gè)編碼屬性，一個(gè)是本地編碼，—個(gè)是全局編碼。在本地系統(tǒng)中使用本地編碼，流出本地系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同整合時(shí)，由協(xié)同站點(diǎn)調(diào)用統(tǒng)一編碼服務(wù)，根據(jù)對(duì)象類型申請(qǐng)全局編碼。這樣可在不改動(dòng)原有各企業(yè)編碼規(guī)則的情況下統(tǒng)一編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)象流出本系統(tǒng)時(shí)才添加新統(tǒng)一編碼，使舊數(shù)據(jù)同樣能獲得統(tǒng)一編碼。

    3 異地協(xié)同PDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    實(shí)現(xiàn)web Service的主流開(kāi)發(fā)平臺(tái)有Microsoft.net平臺(tái)和J2EE平臺(tái)，基于J2EE平臺(tái)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)由于具有平臺(tái)無(wú)關(guān)性、可伸縮性、安全性、異地PDM系統(tǒng)協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)方案之間的可移植性等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。圖3是采用J2EE平臺(tái)實(shí)現(xiàn)異地協(xié)同PDM系統(tǒng)的Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)。

    圖3 基于J2EE的Web服務(wù)體系結(jié)構(gòu)

    JAXR(Java API for XML Registries)提供—個(gè)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的Java API，用于訪問(wèn)不同類型的XMLRegistries，使應(yīng)用程序能夠向注冊(cè)表中注冊(cè)或查詢其他企業(yè)提供的web Service；JAXM(Java API forXML Messaging)用于XML消息交換的Java API，提供了web Service環(huán)境中的異步和消息交換功能，并可以通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)和Intemet進(jìn)行XML文檔交換。JAXM是基于SOAP 1.1規(guī)范和SOAP附件定義的消向Multi.UDDI服務(wù)注冊(cè)表發(fā)布Web Service，客戶端的用戶界面用瀏覽器形式表示，使用JSP和JSTL來(lái)實(shí)現(xiàn)，JSTL標(biāo)記將輔助完成條件處理和對(duì)WebService所返回XML數(shù)據(jù)的分析。服務(wù)請(qǐng)求方包括—個(gè)Java Servlet，通過(guò)創(chuàng)建—個(gè)框架來(lái)擴(kuò)展服務(wù)器的能力，以提供在Web上進(jìn)行請(qǐng)求和響應(yīng)服務(wù)，它具體負(fù)責(zé)解釋客戶端輸入的H11甲請(qǐng)求，根據(jù)HTTP請(qǐng)求利用JAXR發(fā)現(xiàn)Multi.UDDI服務(wù)注冊(cè)表中的服務(wù)，然后根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容創(chuàng)建一條SOAPMessage，利息交換協(xié)議的一種API框架。服務(wù)提供方用JAXR用JAXM把SOAPMessage提交給服務(wù)提供方調(diào)用相關(guān)的Web Service，由Web服務(wù)程序處理數(shù)據(jù)庫(kù)，最后把結(jié)果返回到服務(wù)請(qǐng)求方。

    4 結(jié)語(yǔ)

    目前，我國(guó)制造業(yè)的PDM系統(tǒng)已進(jìn)入成熟應(yīng)用的階段，很多企業(yè)已不滿足系統(tǒng)的基本功能及在本身系統(tǒng)上的修修補(bǔ)補(bǔ)，而提出了異地協(xié)同應(yīng)用等更高端應(yīng)用的需求。本文以此為基點(diǎn)，提出了—個(gè)不同PDM系統(tǒng)集成框架，并給出了基于J2EE平臺(tái)的實(shí)施方案。該異地協(xié)同PDM系統(tǒng)框架符合SOA設(shè)計(jì)模式，以邊界清晰的自治服務(wù)為基本單位，服務(wù)請(qǐng)求者與提供者之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的XML格式進(jìn)行通信，這樣的設(shè)計(jì)模式適應(yīng)目前異地系統(tǒng)整合的發(fā)展潮流。另外，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，此方案還有一些方面如服務(wù)安全性等需進(jìn)一步深入探討和研究。