基于Web服务的航空项目管理与PDM系统集成
作者：马少蜂 李原 张杰 沈琴 来源：万方数据
1概述
产品数据管理（Product Data Management，PDM）系统作为支撑企业协同产品开发的集成框架，需要为企业的产品开发提供强大的项目管理功能，然而，目前PDM系统的项目管理模块多侧重于对项目文档的管理，不能有效地进行产品开发的进度计划管理、任务跟踪和资源调配。同时，项目管理（Project Management，PM）系统可以实现项目的进度计划管理、任务跟踪与控制和资源分配与优化，然而对工程信息的获取和控制能力较弱，任务相关产品信息的获取需要任务负责人员的及时获取与上报，造成管理信息与工程信息的脱节。
因此有必要从数据和功能两方面集成两大系统，协同利用产品开发过程信息和项目管理过程信息，为企业产品协同开发和管理提供一个有效的支持工具。
国内对PDM与项目管理集成作了很多研究，文献【1】从文件、资源、过程方面分析了项目管理与PDM系统集成策略，并利甩组件技术开发了SmarTeam与Project 2000的集成接口；文献【2】提出了基于面向对象技术（COBRA）的项目管理与PDM系统集成技术，分析了集成过程；文献【3】分析了基于PDM系统的项目管理技术，从数据、过程两方面分析了如何利用PDM实现产品项目管理功能。这些研究对如何集成PDM与项目管理进行了有力的分析，然而在实施层次上，缺少对两系统数据结合方式的有效分析；在实施方式上，由于通用对象请求代理体系结构（CORBA）、通用对象模型（COM）等组件技术主要针对局域网设计，对于目前的分布式企业、动态企业等网络制造模式缺乏高效率的开发手段。针对该问题，在分析了航空产品开发和管理特点的基础上，本文提出了基于Web服务的PDM和PM系统集成模型。
2项目管理系统与PDM系统集成模型
本文分析建立了基于Web服务的PDM和项目管理系统集成模型，如图I所示，模型以Web服务技术为支撑构建两系统集成平台，模型中PDM系统和PM系统互为Web service的提供者和请求者，两者通过Web服务互相调用，关系是对等的。模型通过集成关键技术对两系统进行数据层的集成：以基于产品结构（BOM）的分解结构（WBS）映射技术为基础，构建项目BIBS与BOM的数学模型和映射关系；针对此数学模型和映射关系，建立基于XML文件的任务与产品信息关联技术，通过XML中间文件实现产品信息与项目任务信息的共享和关联；以映射编码为入口，建立基于PDM的项目文档管理技术，实现项目文件的安全、共享管理。通过这3项技术推动工程信息和管理信息在产品开发中的双向协同利用，促进PDM与PM系统的协同开发管理。
2.1基于BOM的WBS映射
在产品开发过程中，开发和管理是一个相互促进的过程，管理人员需要掌握产品开发状态，工程人员需要掌握开发过程中产品的动态计划，因此，需要在两系统之间建立一种信息关联关系，促进两系统数据的有效结合。
BOM是企业组织和管理生产的主线，以BOM为主线，保证产品开发过程中BOM信息和计划信息在项目管理系统与PDM系统之间交流的流畅，可以使项目管理人员及时掌握产品开发进度，为项目管理提供大量产品信息作为项目管理的基础与依据，同时使工程人员掌握动态的开发计划，对开发和生产做出合理安排。项目管理系统的基本单元是任务，任何产品开发可以拆分成若干任务的形式，包括设计任务、制造任务、装配任务等多个方面，同时需要多方面工作人员、部门和企业进行协作。在项目任务和产品部件之间建立一种关联关系，使产品各个部件都有相应的项目任务去控制，可以实现产品开发的有效协同管理。
项目管理系统是以工作WBS为中心，PDM系统是以BOM为中心，WBS与BOM在数据结构上存在着天然的应对关系，合理地根据BOM完成项目任务分解和分配，可以实现以产品为中心的精细化控制。
台映射原则：
（1）BOM中所有零部件都有相应的工作任务侠工作单位和人员去处理。
（2）WBS任务之间时序逻辑性与BDM的装配制造逻辑性一致：
（3）BOM中的一个或一组零部件及其节点映射为WBS中的一个工作单元。
2.2基于XML文件的任务与产品信息关联
基于BOM的WBS映射构建了WBS节点与BOM节点映射的数学模型，为了实现基于此数学模型的信息关联，需要将WBS信息和BOM信息建立在统一的文件模型下。Web服务使用XML作为信息描述和交换的标准手段，同时PDM中STEP格式的BOM信息很容易转换到XML文件，以XML文件作为中间文件可以实现WBS与BOM信息的有效共享。建立XML格式的WBSInterface，BOMInterface接口文件，借助该文件格式表达工程中所需要的WBS与BOM信息；建立XML格式的BOMWBSInterface关联信息文件，借助该文件实现信息交互，驱动双方进行数据动态刷新，原理如图2所示。
XML文档结构有XMLDTD和XMLSchema 2种，本文选用DTD作为模型定义文件。
以下为部分BOMWBSInterface文档类型定义文件BornWbs.dtd：
WBSNode.dtd定义了WBS节点信息的格式，包括任务时间信息、进度信息、搭接关系等，BomWbs.dtd中每个产品节点有一个WBSNode.dtd实体引用，通过此实体引用，建立BOM节点与WBS节点关联关系。
在完成基于BOM的分解后，形成如下所示的BOM，WBS关联文件。BOM信息与WBS信息统一在此关联文件下，Web服务通过此关联文件信息驱动PDM与PM系统刷新数据。
2.3基于PDM系统的项目文档管理
项目文件是PM系统进行项目进度计划管理、任务跟踪和资源调配的记录和依据，也是项目组协同工作的依据。航空项目具有很强的安全保密性，需要一个安全的文档管理平台实现电子文档的管理。PDM系统有强大安全的文档管理功能，可以实现文件的安全管理，将项目文件通过PDM进行统一管理，通过PDM的文档安全机制确保项目文件在项目成员之间安全共享，是集成两大系统的霞要环节。
PDM文档管理系统利用电子仓库的概念对文档进行管理，电子仓库是一逻辑单元，用来连接数据库与文件系统，通过建立在数据库之上的相关联指针建立不同类型文档之间的联系，实现对文档的管理。基于Web服务实现PM与PDM的集成，PDM文档管理系统只要为PM和PDM系统提供文档管理接口，将项目文件按照所对应的BOM节点编码进行编码处理存放在PDM系统中，即可实现两系统文档的共享其原理如图3所示。
通过PM接口，PM系统将其所生成的项目文档在PDM系统中按照任务所映射的BOM编码对文件进行注册、检入，使项目文档成为PDM的管理对象。PDM的电子仓库记录PM对象的元数据信息和物理位置信息，通过PM项目对象访问相关文件。
3实例分析
目前航空科研院所和企业大多应用SmarTeam（PDM系统）作为其数据管理平台，以专用项目管理系统对企业项目进行管理。基于Web服务的航空项目管理系统与SmarTeam集成的关键技术在某合作科研项目中进行了理论研究，在某飞机机翼项目开发中进行了验证。系统将航空项目管理系统和SmarTeam各自的Web服务进行封装和发布，通过建立BOM和WBS映射关系，实现2个系统数据和功能的集成。集成功能体现在以下4个关键过程：
（1）基于BOM进行WBS分解：SmarTeam系统通过Web服务发布产品BOM信息，PM系统请求此服务导入产品BOM信息，并进行基于BOM的WBS分解，实现BOM节点和WBS节点的映射和关联，以此映射关系和编码作为请求信息的统一入口。
（2）WBS节点任务信息更新：PM系统通过WBS节点编码调用Web服务查找相应的BOM节点信息，依据任务相应的BOM节点信息对项目WBS信息进行更新。
（3）BOM节点信息查看：工程人员在SmarTeam系统中通过BOM节点编码调用相应的Web服务浏览BOM节点对应的相关计划、进度等管理信息。
（4）项目文件P DM管理：PM系统将其所生成的项目文档在PDM系统中按照任务所映射的BOM编码对文件进行注册、检入，相关人员在PM系统和PDM系统浏览器端通过Web服务访问SmarTeam系统的文档接口，系统通过BOM编码对存储在系统中的项目文档和相关PDM文档进行浏览、编辑，实现项目文件在工程人员问的共享。
4结束语
将项目数据与产品数据紧密关联，实现产品信息和项目信息的有效交互，有利于保证新产品开发和管理的有效进行，提高产品开发效率。本文研究基于Web服务技术实现项目管理系统与PDM系统的集成，主要从产品数据和项目数据自动关联的角度分析两系统集成策略，建立以产品BOM为中心的WBS分解、项目文件集成管理，实现产品信息和项目信息的紧密关联，有效保证工程信息和管理信息的交互，解决了管理信息与工程信息脱节的问题，提高了产品开发的效率，并以实例验证了集成的有效性。