21世紀以來，產品數據管理(product data management，PDM)系統在我國中小企業中得到了廣泛應用，成為制造業產品設計部門不可或缺的利器。隨著技術的發展，如今一個完整產品的研發、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、跨地區的協同作業，企業希望PDM系統既能與企業內部ERP、CAD、CAM等集成，實現企業內部的協同管理；另一方面，在網絡時代PDM系統還要向Web技術發展，能在跨地區、跨國的大型企業中實現異地分布式產品設計、協同制造和協同工作，從而實現企業級的管理。
但是，目前企業內外PDM系統的協作存在如下弊端：①企業內部PDM系統與ERP、CAD、CAM等系統不能很好地集成，相互之間資源不能很好地共享；②企業間設計部門溝通不便，各企業的PDM系統形成信息孤島，無法實現信息資源的共享；③各企業設計標準不同，產品編碼、圖紙編碼等不統一，導致產品整合困難；④異地PDM系統非松散耦合集成，相互依賴性較強；⑤沒有通用的PDM系統開發平臺。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協同系統來實現企業內外的信息共享和業務整合。
1 基于SOA的PDM協同系統框架
為了實現企業內部的信息共享和業務整合，本研究采用SOA思想重新包裝企業的各個系統，即將PDM作為企業的服務提供者，把ERP、CAD、CAM等作為服務使用者，在企業內部建立本地UDDI服務注冊中心實現服務的查詢和發布。另一方面，在企業之間如果建立基于SOA的異地協同PDM系統，它們普遍采用點對點的方式進行服務的互相調用，但是由于每個企業既是服務提供者，又是服務使用者，當協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，我們在企業之間采用面向SOA的企業服務總線(SOA-oriented enterprise service bus，s-ESB)技術來實現企業間協同PDM系統。基于以上思想，圖1給出了基于SOA的PDM協同系統框架。框架主要由企業內部的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協同系統框架
1.1 面向SOA的ESB
建立在SOA基礎之上的企業服務總線(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環境的集成需求，它將使企業應用集成更加方便、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PDM系統集成框架的核心，為各個PDM系統信息資源提供者提供快速的服務注冊和發現功能。標準的UDDI(統一描述、發現和集成協議)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范，它擁有一套標準的XML Schema定義、發布和搜索的編程規范。各企業PDM系統以Web服務的形式把需要協同共享的信息發布到公共UDDI服務注冊中心，請求服務的各企業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PDM系統提供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PDM系統提供的Web服務轉化為目標系統可以訪問的格式，以便不同行業、不同企業、不同系統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，那么其他應用系統就可以很方便地使用這些功能服務。圖1中企業通過利用SOA思想重新包裝PDM、ERP、CAD等系統接口，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議實現相關的功能，其中XML作為Web Service技術的基礎，是開放環境下描述數據和信息的標準技術。在企業內部，PDM系統作為企業服務提供者可以用WSDL(Web服務描述語言)描述Web服務，然后用UDDI向本地UDDI服務注冊中心發布和注冊Web服務，服務請求者（企業內部用戶層ERP、CAD、CAM、PDM等）通過UDDI進行查詢，找到所需的服務后，利用SOAP（簡單對象協議）來綁定、調用這些服務。
1.3 企業間協同PDM
如圖1，通過采用ESB總線，使不同行業的企業將其提供的服務發布到公共UDDI服務注冊中心，當企業要使用其他企業PDM系統提供的服務時，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，若存在則直接發回公共UDDI服務注冊中心提供給企業服務請求者；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服務請求者。企業收到所需服務的“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協同系統框架
2.1 基于SOA的協同PDM系統的特點
2.1.1 在企業內部建立基于SOA的系統框架
在企業內部，將PDM系統作為企業內部信息服務提供者，從而實現與ERP、CAD、CAM等的協同，這能帶來的好處在于；①通過將PDM系統內部各種服務封裝，并采用標準接口為企業內其他系統提供服務，使企業能專注于產品數據信息的共享和利用，而不是關注PDM系統與其他系統如何兼容的問題。②ERP、CAD、CAM系統能有效地利用PDM系統內部的各種服務，而不用建立自己的產品數據中心，減少企業內部信息的存儲冗余。
2.1.2 在企業間采用基于SOA的ESB，實現協同PDM系統
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已有的PDM系統具有全新的服務接口，并能夠在部署環境中支持任何標準。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生變化時改動服務代碼。由此，基于ESB的協同PDM系統能解決下列問題：①在不改變原有結構的情況下，實現了企業間不同PDM系統的通信與整合，解決了企業間PDM系統“信息孤島問題”；②對企業已有的PDM系統提供全新的服務接口，支持不同標準，從而解決了各企業設計標準不統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PDM系統的松散耦合集成，實現了系統之間的獨立性；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系統平臺無關性。
2.2 基于SOA的PDM協同系統評述
系統采用企業內部和外部2層PDM系統，兩者分開管理，使得協同管理更安全、更有效。一方面能有效地管理企業內部涉及企業商業秘密信息的PDM系統，防止企業內部商業秘密的泄露，增強可靠性、可操作性、安全性及容錯性；另一方面，將與企業協同的服務信息發布到公共UDDI服務注冊中心，使不同企業能更好地共享PDM信息，有利于企業之間協同設計、協同生產及協同制造等，更有益于提高企業競爭力。
3 結語
本文僅給出了基于SOA的2層PDM協同系統來實現企業內外的信息共享和業務整合的基本思想，包括面向SOA的ESB、企業內部的PDM和企業間協同PDM。對于制造業來說，基于SOA的PDM協同系統還有待深入研究，目前的研究有基于SOA的多層PDM協同系統的應用，但理論探討的較多，尚有待實際系統的應用推廣。要真正實現基于SOA的PDM協同系統是有一定難度的，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，要改造傳統的管理模式，使企業的服務功能更具體、更完善。應該看到，基于SOA思想的PDM系統也帶來了一些新的問題，如企業不愿意共享內部PDM系統信息、增加了構建SOA服務接口的成本、如何防止黑客利用協同系統獲取企業商業秘密等，這些都是下一步亟需解決的問題。不管怎樣，基于SOA的PDM協同系統的應用前景是相當廣闊的。
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