基于SOA&Web的PDM系統(tǒng)異地協(xié)同研究

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

①企業(yè)間設(shè)計部門溝通不便，各企業(yè)的PDM系統(tǒng)形成信息孤島，無法實現(xiàn)信息資源的共享；

②各企業(yè)設(shè)計標準不同，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；

④目前PDM系統(tǒng)朝著BWD(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)無法資源互補，難以形成企業(yè)動態(tài)聯(lián)盟；

1 SOA的特點和Web實現(xiàn)技術(shù)

1.1 SOA的特點

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—個服務(wù)使用，應(yīng)用程序的不同功能(服務(wù))通過這些服務(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、粗粒度性等特點為異地協(xié)同PDM系統(tǒng)的開發(fā)提供了良好的集成途徑。

SOA體系結(jié)構(gòu)由三個參與者和三個基本操作構(gòu)成。參與者為服務(wù)提供者(Service Provider)、服務(wù)請求者(ServiceApplicant)和服務(wù)注冊代理(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)注冊代理的一個目錄上，當服務(wù)請求者需要調(diào)用該服務(wù)時，它首先利用服務(wù)注冊代理提供的目錄搜索服務(wù)，服務(wù)注冊代理返回調(diào)用該服務(wù)的信息，服務(wù)請求者根據(jù)返回的信息調(diào)用服務(wù)提供者提供的服務(wù)，當服務(wù)請求者從服務(wù)注冊代理得到調(diào)用所需服務(wù)的信息后，通訊在服務(wù)請求者和服務(wù)提供者之間直接進行，無需經(jīng)過服務(wù)注冊代理。

圖1 SOA體系結(jié)構(gòu)

1.2 Web實現(xiàn)技術(shù)

面向服務(wù)架構(gòu)最流行的一種實現(xiàn)方法是WebService技術(shù)，它使用一系列標準和協(xié)議實現(xiàn)相關(guān)的功能，其中XML作為Web Service技術(shù)的基礎(chǔ)，是開放環(huán)境下描述數(shù)據(jù)和信息的標準技術(shù)，服務(wù)提供者可以用WSDL(Web服務(wù)描述語言)描述Web服務(wù)，用UDDI(統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)向服務(wù)注冊代理發(fā)布和注冊Web服務(wù)，服務(wù)請求者通過UDDI進行查詢，找到所需的服務(wù)后，利用SOAP(簡單對象協(xié)議))來綁定、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)普遍存在著點對點的方式，當協(xié)同站點達到一定數(shù)量時就會產(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)是實現(xiàn)不同企業(yè)PDM系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。

Web Service是實現(xiàn)SOA的核心技術(shù)，一種獨立于具體的計算機語言、平臺和機器的技術(shù)。服務(wù)提供者和服務(wù)集成時不用考慮是否是同一個系統(tǒng)平臺或者是否使用同一種計算機語言。本文將采用Web Service技術(shù)實現(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PDM系統(tǒng)信息資源提供者提供快速的服務(wù)注冊和發(fā)現(xiàn)功能。標準的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提供的信息注冊中心的實現(xiàn)標準規(guī)范，它擁有一套標準的XML Schema定義、發(fā)布和搜索的編程規(guī)范。Multi.UDDI兼容標準的UDDI，同時擴展其數(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，并增強安全性、可伸縮性和可維護性。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注冊中心，請求服務(wù)的PDM系統(tǒng)從這里通過服務(wù)訪問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。該搜索機制與傳統(tǒng)UDDI服務(wù)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(wù)。

(3)服務(wù)訪問組件：為各企業(yè)PDM系統(tǒng)提供web服務(wù)的訪問功能。