0 引言

    VPM和Windchill是航宇公司在十二五期間投資建設(shè)的主要兩套信息化軟件系統(tǒng)，前期通過(guò)開(kāi)發(fā)集成接口，基本上實(shí)現(xiàn)了了在CATIA與VPM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中進(jìn)行骨架模型設(shè)計(jì)、變更，在Windchill系統(tǒng)中形成完整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)行流程審簽，技術(shù)狀態(tài)、變更過(guò)程管控和數(shù)據(jù)發(fā)放處理。但在前期集成過(guò)程中，由于集成接口的邏輯缺陷，缺乏數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制，因數(shù)據(jù)不規(guī)范導(dǎo)致在導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)失敗時(shí)有發(fā)生；再加上數(shù)據(jù)交互時(shí)消息溝通機(jī)制不靈活，不顯性，不直觀等固有問(wèn)題存在，當(dāng)錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)很難定位錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)，從而很難進(jìn)行排故處理，以致設(shè)計(jì)員不得不進(jìn)行數(shù)據(jù)的重復(fù)導(dǎo)入和人工干預(yù)檢查，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)提交申簽進(jìn)度，用戶體驗(yàn)較差；另一方面，該集成接口在前期需求考慮不夠充分，缺乏VPM與PDM兩邊數(shù)據(jù)同步性檢查機(jī)制，特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生增減變化時(shí)，時(shí)有兩邊狀態(tài)不一致的情況發(fā)生……。鑒于以上原因，迫切需要提出一中更先進(jìn)的信息集成方案，對(duì)該集成功能進(jìn)行優(yōu)化，采用更先進(jìn)的技術(shù)和校驗(yàn)機(jī)制對(duì)集成代碼進(jìn)行再次開(kāi)發(fā)，滿足用戶需求。

1 VPM系統(tǒng)與Windchill系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    1.1 VPM系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    VPM（Virtual Product Management，虛擬產(chǎn)品管理），VPM系統(tǒng)是基于CATIA的在線協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，VPM的主要功用是為了提高具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品在多人共同開(kāi)發(fā)過(guò)程中的協(xié)同工作效率，保證產(chǎn)品在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的協(xié)調(diào)一致性。該系統(tǒng)是在虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造和虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境中，通過(guò)一個(gè)可以即時(shí)設(shè)計(jì)、分析、和修改的數(shù)字化產(chǎn)品模型，并行、協(xié)同地完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的設(shè)計(jì)、分析、協(xié)調(diào)，用于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段，使用沉浸式的設(shè)計(jì)理念，提供高度協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)方法，推動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度與創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高層次的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)協(xié)同和關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。

    1.2 Windchill系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    Windchill是美國(guó)PTC公司的一款PDM產(chǎn)品。它是第一個(gè)以Web為中心的企業(yè)級(jí)的PDM系統(tǒng)，它將Web的優(yōu)勢(shì)帶入產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，從整體上來(lái)說(shuō)，Windchill是一種B/S(Browser／Server)模式的3層體系結(jié)構(gòu)：客戶端／服務(wù)器／數(shù)據(jù)庫(kù)。Windchill使用了以Web為中心的技術(shù)，用戶可以直接在公司內(nèi)部網(wǎng)或外部網(wǎng)以及Internet上使用Web瀏覽器進(jìn)行工作，非常方便和高效。航宇公司選用該系統(tǒng)作為企業(yè)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和協(xié)同工作平臺(tái)，對(duì)產(chǎn)品相關(guān)的各類(lèi)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)過(guò)程進(jìn)行控制和管理。

2 VPM與Windchill集成方案的需求分析

    通過(guò)梳理、分析前期集成代碼，分析代碼處理機(jī)制，找出代碼冗余和漏洞，梳理出集成存在的主要問(wèn)題，并和我們業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行逐一對(duì)標(biāo)，同時(shí)充分調(diào)研相關(guān)兄弟單位類(lèi)似架構(gòu)集成案例，學(xué)習(xí)他人先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)為我所用，并再一次廣泛搜集業(yè)務(wù)部門(mén)（彈救部）需求，進(jìn)行詳細(xì)需求分析，最終得VPM系統(tǒng)與Windchill協(xié)同平臺(tái)集成接口的總體業(yè)務(wù)需求如下：

    VPM系統(tǒng)按照規(guī)則導(dǎo)出產(chǎn)品數(shù)據(jù)包，產(chǎn)品數(shù)據(jù)包包括：產(chǎn)品DBOM(DBOM信息包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息、零部件屬性信息、關(guān)聯(lián)文檔屬性信息等)，數(shù)字化設(shè)計(jì)的三維數(shù)模、二維圖、相關(guān)的說(shuō)明文檔及其相互關(guān)系；

•     導(dǎo)出數(shù)據(jù)包接口需要完成打包模型解析的工作，且導(dǎo)出的數(shù)據(jù)包需要在產(chǎn)品坐標(biāo)系下保證位置關(guān)系的準(zhǔn)確性；
•     產(chǎn)品數(shù)據(jù)包的導(dǎo)出按照成熟度過(guò)濾導(dǎo)出，保證進(jìn)入到Windchill協(xié)同平臺(tái)的數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)凍結(jié)狀態(tài)；
•     導(dǎo)出數(shù)據(jù)包支持增量方式導(dǎo)出，提高每次導(dǎo)出的工作效率；
•     每次導(dǎo)出數(shù)據(jù)包中數(shù)模的編號(hào)一致，保證關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)的數(shù)字樣機(jī)完整性和準(zhǔn)確性；
•     提供清晰的導(dǎo)出日志功能，跟蹤每次導(dǎo)出過(guò)程，包括日期、內(nèi)容、操作者等信息，并輸出到導(dǎo)出日志文件；
•     Windchill協(xié)同平臺(tái)按照導(dǎo)出工作包進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的導(dǎo)入；
•     Windchill完成DBOM的解析轉(zhuǎn)換工作：非實(shí)例化標(biāo)準(zhǔn)件的處理、單個(gè)裝配下多實(shí)例處理、屬性信息映射；
•     根據(jù)增量導(dǎo)出數(shù)據(jù)包進(jìn)行增量導(dǎo)入；
•     提供清晰的導(dǎo)入日志，跟蹤每次導(dǎo)入過(guò)程，并輸出到導(dǎo)入日志文件；
•     提供數(shù)據(jù)同步檢查功能，維護(hù)VPM中DBOM數(shù)據(jù)與Windchill協(xié)同平臺(tái)的EBOM數(shù)據(jù)一致性；

3 VPM與Windchill集成方案的實(shí)現(xiàn)

    3.1 集成方案總體概述

    VPM和Windchill是企業(yè)信息化建設(shè)過(guò)程中主要使用的兩套軟件系統(tǒng)，并在各自的業(yè)務(wù)應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮了顯著成效，為了個(gè)設(shè)計(jì)人員提供更加完善的設(shè)計(jì)協(xié)同環(huán)境，充分利用兩套系統(tǒng)各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在本方案中，對(duì)VPM和Windchill系統(tǒng)做如下定位：

    1）VPM作為協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程支撐工具，主要提供基于CATIA的在線協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，管理企業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字樣機(jī)數(shù)據(jù)，包括設(shè)計(jì)文檔和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)和共享。CATIA數(shù)據(jù)將首先基于該協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境產(chǎn)生，設(shè)計(jì)達(dá)到成熟以后，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)凍結(jié)并同步到Winchill系統(tǒng)中進(jìn)行電子簽審和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。

    2）Winchill系統(tǒng)將作為企業(yè)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和協(xié)同工作平臺(tái)，將對(duì)產(chǎn)品相關(guān)的各類(lèi)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)過(guò)程進(jìn)行控制和管理，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)VPM數(shù)據(jù)的正式簽署、變更控制、預(yù)發(fā)放和正式發(fā)送接收。兩個(gè)系統(tǒng)定位如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)定位

    3.2 集成總體框架

    協(xié)同平臺(tái)與VPM系統(tǒng)集成的內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)集成和工作流集成。其中，數(shù)據(jù)集成功能包括VPM數(shù)據(jù)的規(guī)范性檢查與導(dǎo)出、Windchill數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、數(shù)據(jù)同步檢查，在該集成中，結(jié)構(gòu)化信息采用XML進(jìn)行描述，物理數(shù)據(jù)由VPM導(dǎo)出到指定的文件夾中，Windchill按照預(yù)定義的規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取并導(dǎo)入；工作流集成則包括數(shù)據(jù)簽審提交處理流程、變更處理流程以及BOM管理。具體實(shí)現(xiàn)如下：Windchill協(xié)同平臺(tái)提交更改落實(shí)指令，以文本文件方式返回到VPM系統(tǒng)，VPM端通過(guò)遍歷更改落實(shí)指令文件提示設(shè)計(jì)師需要進(jìn)行如何的更改，從而實(shí)現(xiàn)Windchill協(xié)同平臺(tái)到VPM的更改落實(shí)。同時(shí)引入成熟度概念，通過(guò)不同的成熟度代表不同的生命周期狀態(tài)。VPM與Windchill協(xié)同平臺(tái)集成的系統(tǒng)框架如下圖。

圖2 系統(tǒng)集成框架

    3.3 集成的詳細(xì)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    如上系統(tǒng)框架圖，主要的集成點(diǎn)設(shè)計(jì)如下：

    （1）VPM端規(guī)范性檢查

    VPM端為產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義工作狀態(tài)，并進(jìn)行狀態(tài)控制，建立設(shè)置生命周期狀態(tài)：工作狀態(tài)，發(fā)放狀態(tài)�？梢酝ㄟ^(guò)不同的成熟度代表不同的生命周期狀態(tài)，如：M1~M5、已提交、正式發(fā)放狀態(tài)，通過(guò)定義成熟度的躍遷規(guī)則保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的有序演化，支持并行協(xié)同設(shè)計(jì)，規(guī)范性檢查完成這些躍遷規(guī)則的定義；只有產(chǎn)品數(shù)據(jù)達(dá)到M5才允許通過(guò)VPM端的數(shù)據(jù)提交按鈕完成數(shù)據(jù)包的導(dǎo)出。

    （2）跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)包導(dǎo)出導(dǎo)入

    設(shè)計(jì)師待產(chǎn)品數(shù)據(jù)達(dá)到M5狀態(tài)，通過(guò)VPM端的數(shù)據(jù)提交按鈕完成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的導(dǎo)出，VPM中導(dǎo)出的信息包括：零部件及其子件的屬性信息（包括名稱(chēng)、編號(hào)、版次、創(chuàng)建者等）；零部件及其子件的結(jié)構(gòu)信息；和零部件關(guān)聯(lián)的3D/2D等模型及圖樣數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性信息；零部件和文檔之間的關(guān)聯(lián)信息；上述各種圖樣文件的完整物理文件。其中結(jié)構(gòu)化信息以XML形式保存。具體方式如下：

    a）從VPM中將構(gòu)型數(shù)據(jù)導(dǎo)出的方式：

    VPM系統(tǒng)根據(jù)Windchill系統(tǒng)傳遞的信息，對(duì)要進(jìn)行預(yù)發(fā)放或正式數(shù)據(jù)簽署的數(shù)據(jù)執(zhí)行導(dǎo)出；

    導(dǎo)出的數(shù)據(jù)包括XML描述文件和物理文件。其中，XML文件中描述了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零部件、圖樣文件的基本信息和屬性信息等。物理文件導(dǎo)出到指定的文件夾中；

    對(duì)已經(jīng)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)在VPM中做相應(yīng)的表述；

    數(shù)據(jù)執(zhí)行導(dǎo)出后，在VPM中即鎖定不允許進(jìn)行更改；對(duì)于預(yù)發(fā)放數(shù)據(jù)，完成預(yù)發(fā)放后根據(jù)Windchill反饋信息進(jìn)行解鎖；簽署過(guò)程中駁回執(zhí)行更改時(shí)、接收Windchill反饋信息進(jìn)行解鎖；數(shù)據(jù)簽署完整后，根據(jù)Windchill信息修改成熟度為100%。

    b）Windchill協(xié)同平臺(tái)接口處理方式：

    協(xié)同平臺(tái)接口程序?qū)�VPM提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取XML文件中零部件，圖樣文件等的基本信息和屬性，Windchill按照規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，并在Windchill系統(tǒng)中創(chuàng)建零部件、文檔對(duì)象以及關(guān)聯(lián)關(guān)系等；

    所有零部件、文檔的生命周期狀態(tài)為初始狀態(tài)（如工作中）；

    提供錯(cuò)誤處理機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)接收及導(dǎo)入過(guò)程信息進(jìn)行記錄，以便查詢(xún)；

    發(fā)起相應(yīng)的審簽或者變更流程。

    c）協(xié)同平臺(tái)簽審流程信息反饋

    Windchill協(xié)同平臺(tái)簽審流程完成EBOM數(shù)據(jù)簽審，最后達(dá)到發(fā)放狀態(tài)同時(shí)調(diào)用VPM端接口，反饋信息給VPM將數(shù)據(jù)包相應(yīng)的DBOM數(shù)據(jù)提升為已提交狀態(tài)；如簽審過(guò)程中駁回?cái)?shù)模需要更改，同樣調(diào)用VPM端接口，反饋信息給VPM并將數(shù)據(jù)包相應(yīng)的DBOM數(shù)據(jù)降級(jí)為M5，設(shè)計(jì)師有權(quán)限更新；再次提交時(shí)（同樣需要規(guī)范性檢查和數(shù)據(jù)導(dǎo)出導(dǎo)入），由于VPM中只有大版本，多次導(dǎo)入Windchill協(xié)同平臺(tái)生成小版本即可，替換審簽流程中的審簽對(duì)象再提交；保證VPM系統(tǒng)中的DBOM與協(xié)同平臺(tái)的EBOM數(shù)據(jù)狀態(tài)一致。

    d）數(shù)據(jù)更改流程

    在協(xié)同平臺(tái)上，已經(jīng)凍結(jié)的EBOM數(shù)據(jù)如因業(yè)務(wù)需要必須更改，則發(fā)起正常更改流程進(jìn)行數(shù)據(jù)更改。

    e）更改落實(shí)集成

    任何已經(jīng)凍結(jié)的EBOM數(shù)據(jù)需要更改必須發(fā)起更改流程，更改流程達(dá)到更改落實(shí)狀態(tài)后，啟動(dòng)反饋信息給VPM系統(tǒng)和設(shè)計(jì)師，以更改單形式記錄更改信息，VPM端通過(guò)遍歷更改信息得到產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改需求；由于此時(shí)EBOM數(shù)據(jù)同樣處于已發(fā)放狀態(tài)，設(shè)計(jì)師只能通過(guò)版本升級(jí)完成更改。

    f）更改結(jié)束集成

    通過(guò)數(shù)據(jù)升版并完成了更改后，再次數(shù)據(jù)提交（同樣需要規(guī)范性檢查和數(shù)據(jù)導(dǎo)出導(dǎo)入），Windchill協(xié)同平臺(tái)得到數(shù)據(jù)包導(dǎo)入過(guò)程中查詢(xún)是否有關(guān)聯(lián)的更改流程，將關(guān)聯(lián)的更改流程完成以達(dá)到更改閉環(huán)。

    g）數(shù)據(jù)同步檢查

    為保證VPM數(shù)據(jù)EBOM和Windchill平臺(tái)EBOM數(shù)據(jù)的一致性和完整性，需要提供數(shù)據(jù)同步檢查程序。一致性指兩個(gè)系統(tǒng)的文件內(nèi)容、類(lèi)型、版本一致；完整性指兩個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)是正確有效的。具體實(shí)現(xiàn)如下：

    數(shù)據(jù)同步處理方式：數(shù)據(jù)同步檢查程序完成上述一致性和完整檢查工作，通過(guò)在VPM系統(tǒng)中導(dǎo)出同步數(shù)據(jù)清單，在Windchill系統(tǒng)中執(zhí)行數(shù)據(jù)同步分析，以日志方式記錄檢查結(jié)果，并執(zhí)行反饋處理。最后進(jìn)行數(shù)據(jù)同步化處理；

    數(shù)據(jù)同步化關(guān)聯(lián)涉及的文檔包括：數(shù)據(jù)同步清單、數(shù)據(jù)同步分析、反饋報(bào)告

    數(shù)據(jù)同步化處理的范圍：在VPM和Windchill同時(shí)存在的數(shù)據(jù)對(duì)象；

    由于VPM端數(shù)據(jù)已經(jīng)是已提交數(shù)據(jù)，所以同步化處理是更Windchill協(xié)同平臺(tái)上的EBOM數(shù)據(jù)，將VPM端已提交狀態(tài)數(shù)據(jù)同步到Windchill協(xié)同平臺(tái)并剪切EBOM上多余的有圖件（相當(dāng)于數(shù)據(jù)導(dǎo)出導(dǎo)入過(guò)程）。

    h）日志功能與增量交互開(kāi)發(fā)

    在規(guī)范性檢查、數(shù)據(jù)導(dǎo)出導(dǎo)入、審簽反饋、更改落實(shí)等功能接口添加日志功能，跟蹤各項(xiàng)工作，記錄信息包括日期、操作者、數(shù)據(jù)列表、更改信息等，支持集成接口和系統(tǒng)運(yùn)維；提供增量數(shù)據(jù)交互的機(jī)制，盡可能減少每次數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)量，以文件文件形式記錄零部件導(dǎo)出列表，如過(guò)濾掉距離上一次導(dǎo)出未更新的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出數(shù)據(jù)包增量導(dǎo)出，方便系統(tǒng)管理員和終端用戶查詢(xún)排故。

    3.4 功能開(kāi)發(fā)

    集成開(kāi)發(fā)PDM端與VPM端所承當(dāng)?shù)墓ぷ魅缦卤硭�示�?/p>

表1 集成開(kāi)發(fā)PDM端與VPM端所承當(dāng)?shù)墓ぷ?/p>

4 結(jié)論

    通過(guò)“VPM與Windchill集成項(xiàng)目”的開(kāi)發(fā)與實(shí)施，并在彈射救生裝備研發(fā)部推廣應(yīng)用，基本實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目初期設(shè)定的目標(biāo)，并取得了很好的成果。比如彈救部已經(jīng)基于該集成平臺(tái)用VPM進(jìn)行了X重點(diǎn)型號(hào)彈射座椅的方案階段設(shè)計(jì)，從總體打樣到各分系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)都是基于VPM進(jìn)行在線的協(xié)調(diào)，所有參與的不同專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員均針對(duì)同一個(gè)數(shù)字樣機(jī)（DMU，digital mockup）開(kāi)展工作，并通過(guò)VPM與PDM集成數(shù)據(jù)接口完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出、狀態(tài)控制和流程審簽，充分體現(xiàn)了統(tǒng)一數(shù)據(jù)源和在線即時(shí)協(xié)調(diào)的優(yōu)勢(shì)，僅在三個(gè)月內(nèi)就完成了產(chǎn)品方案階段生產(chǎn)圖樣的發(fā)出，這在以往起碼需要一年的時(shí)間才能完成，有效的縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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本文標(biāo)題：2016產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：VPM與Windchill集成方案的研究與實(shí)現(xiàn)

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