1 引言

    造船廠作為一種復(fù)雜大系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與建造企業(yè)，其企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有其特殊的封閉性和專用性，如何以現(xiàn)代造船模式下船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，開發(fā)針對(duì)船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)的PDM系統(tǒng)，已成為船舶企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的關(guān)鍵所在。

    Tribon系統(tǒng)是目前國內(nèi)造船企業(yè)引進(jìn)的面向船舶設(shè)計(jì)與制造的計(jì)算機(jī)集成軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有從船體到舾裝一體化的產(chǎn)品信息模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)�；�于Tribon軟件，開發(fā)船舶設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)以滿足現(xiàn)代造船的需要具有重要的意義。

    為了能從整體上把握船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架與工作流程，本文介紹了面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模語言UML（Urufied Modeling Language）和Rational Rose在PDM軟件開發(fā)階段的使用，并討論了系統(tǒng)的分析，設(shè)計(jì)及建模過程。

2 船舶PDM系統(tǒng)的構(gòu)建

    船舶設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)是船舶產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開始到設(shè)計(jì)結(jié)束整個(gè)生命周期中，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)過程進(jìn)行查詢、計(jì)劃、管理和控制的管理系統(tǒng)�？紤]到造船企業(yè)都有局域網(wǎng)環(huán)境，所以船舶設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)采用基于Client/Server或者Browser/Server模式考慮其系統(tǒng)的構(gòu)建。

    船舶PDM系統(tǒng)的構(gòu)建首先從建立框圖開始。通過驅(qū)動(dòng)CAD系統(tǒng)對(duì)船舶進(jìn)行模塊劃分，從而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模塊化數(shù)定義（如圖1所示），具體每個(gè)分段按照專業(yè)添加枝節(jié)點(diǎn)，然后按照PDM圖文檔及表檔等對(duì)各種操作的具體要求添加葉節(jié)點(diǎn)，從而使系統(tǒng)在對(duì)圖、文、表檔的管理上形成父、子、孫式的隸屬關(guān)系。

圖1 模塊圖

    由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，有些不能線性展開的節(jié)點(diǎn)不能由上面的框圖直接表達(dá)，還要通過事件驅(qū)動(dòng)的辦法來實(shí)現(xiàn)其功能。比如系統(tǒng)維護(hù)下面應(yīng)該有設(shè)計(jì)人員管理。設(shè)計(jì)人員管理事件可以驅(qū)動(dòng)彈出頁面，以供選擇增加新成員、修改成員或者刪除成員。如果是新增成員要合適的窗體用來輸入新成員的資料。

3 船舶PDM系統(tǒng)的建模

    為了保證船舶PDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)良好、確保開發(fā)人員與用戶及時(shí)溝通，并充分滿足船廠的要求，應(yīng)該對(duì)要開發(fā)的PDM系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模。面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N運(yùn)用對(duì)象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳送和多態(tài)等概念來構(gòu)造系統(tǒng)的方法。面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析(OOA)是采用從特殊到一般的歸納方法，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體進(jìn)行分類，區(qū)分對(duì)象及其屬性，整理對(duì)象及其組成部分，并劃分不同的類，從而得到現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中對(duì)象及其關(guān)系，進(jìn)而分析并掌握系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)律。其重點(diǎn)是使用面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)解決現(xiàn)實(shí)世界模型的建立問題。UML(Unified Modeling Language)語言就是面向?qū)ο蠹夹g(shù)發(fā)展的結(jié)果，用來確定展示和記錄軟件系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于它已經(jīng)成為軟件工業(yè)界廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一了對(duì)象模擬的標(biāo)記和含義，使軟件設(shè)計(jì)工具能發(fā)揮更大效用。

    Rational Rose軟件是分析面向?qū)ο筌浖�系統(tǒng)的強(qiáng)大可視工具，在目前的面向?qū)ο蠓治�、建模、設(shè)計(jì)與工具市場上起著主導(dǎo)作用。它把UML描述圖重新組合，有效表達(dá)大型復(fù)雜系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

    Rational Rose的四個(gè)視圖是Use-Case視圖、Logical視圖、Component視圖和Deployment視圖，每個(gè)視圖針對(duì)不同的對(duì)象，有不同的用途。

    Use-Case視圖包括系統(tǒng)中的角色和使用案例。它關(guān)注系統(tǒng)功能的高層形狀，不關(guān)注具體實(shí)現(xiàn)方法。

    Logical視圖關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)使用案例中提出的功能，提供系統(tǒng)的詳細(xì)圖形，其焦點(diǎn)在于系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。

    Component視圖主要提供系統(tǒng)在運(yùn)行環(huán)境中的組織形式。

    Deployment視圖描述系統(tǒng)硬件的部署，反映了其在分布處理方面的特性。

    Rational Rose在系統(tǒng)開發(fā)階段很有用，可利用它在開始階段生成業(yè)務(wù)模型和使用案例模型來描述系統(tǒng)的邊界，從而一開始就保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理；在細(xì)化和構(gòu)造階段可以生成活動(dòng)框圖，顯示事件流程。

    本船舶設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)是采用Rose EntERPrise來建模的。Rational Rose用Use-Case視圖從角色來描述系統(tǒng)；Logical視圖描述系統(tǒng)中的類、類包和其他邏輯結(jié)構(gòu)；Component視圖用來描述系統(tǒng)文件的物理布局；Deployment視圖描述系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖2是系統(tǒng)的Use-Case框圖，它用來表達(dá)用戶在一定的權(quán)限下的功能。而每一個(gè)用例的細(xì)化可用其他框圖來表達(dá)（如活動(dòng)框圖，序列圖）。

圖2 USE-CASE圖

    圖3是系統(tǒng)的一個(gè)類框圖，它表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)人員類的關(guān)系。其中箭頭的指向表達(dá)了類的繼承關(guān)系。根據(jù)繼承的公有、私有或保護(hù)繼承，從而決定了子類對(duì)父類的屬性及方法的可用性。

圖3 類圖

4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選型

    按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同，可將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型分為網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型。關(guān)系模型和前二者的區(qū)別，在于它是用表格的數(shù)據(jù)而不是通過指針鏈表來表示和實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的關(guān)系。

    船舶設(shè)計(jì)PDM涉及到許多的數(shù)據(jù)庫表，如上述人員數(shù)據(jù)庫表及各種圖檔、表檔等，種類繁雜。如產(chǎn)品的每一個(gè)部件都是對(duì)象，這個(gè)對(duì)象就是一個(gè)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；無論是結(jié)構(gòu)化還是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，都需要存貯在數(shù)據(jù)庫中，要用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來管理。

    在PDM中，大多數(shù)用戶用得最多的是數(shù)據(jù)庫查詢功能，只有最高層的系統(tǒng)管理者才會(huì)用到關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的管理功能。但是，考慮到數(shù)據(jù)的安全性對(duì)于PDM系統(tǒng)至關(guān)重要，所以在數(shù)據(jù)庫的選型上可采用Oracle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。其模型數(shù)據(jù)簡單，易于被用戶理解和接受。系統(tǒng)用到許多的數(shù)據(jù)庫表，對(duì)于一些圖檔、文件數(shù)據(jù)可打包后送到PDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)把這些數(shù)據(jù)作為廣個(gè)整體直接存貯到數(shù)據(jù)庫中，再將與此幾何數(shù)據(jù)有關(guān)的元數(shù)據(jù)也存進(jìn)數(shù)據(jù)庫中，并在元數(shù)據(jù)和幾何數(shù)據(jù)之間建立聯(lián)系。

    在船舶PDM中，用到船舶CAD系統(tǒng)TRIBON中的許多信息，對(duì)于這些信息可利用允許的數(shù)據(jù)提取方法對(duì)TRIBON數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有針對(duì)性的數(shù)據(jù)抽取，把TRIBON數(shù)據(jù)中有用的信息提取出來并存放到指定的數(shù)據(jù)庫表中，以供PDM系統(tǒng)查閱。

    PDM系統(tǒng)中還用到許多數(shù)據(jù)庫表，如人員表、項(xiàng)目記錄表、項(xiàng)目表、專業(yè)表、各種屬性表等，所有的數(shù)據(jù)庫表都要用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來管理。系統(tǒng)層次圖如圖4所示。

圖4 層次圖

5 結(jié)語

    在船廠現(xiàn)有的TRIBON軟件系統(tǒng)平臺(tái)上，通過開發(fā)PDM系統(tǒng)建立的產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)，可有效提高產(chǎn)品技術(shù)管理水平，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建造周期。為了能從整體上把握船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架與工作流程，本文基于面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模語言UML（Unified Modeling Language）和Rational Rose工具，討論了船舶產(chǎn)品設(shè)計(jì)PDM系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)及建模過程，為該P(yáng)DM軟件的開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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