PDM的PM系统的集成技术研究

【导读】
基于PDM的PM系统的集成可以通过集成接口充分利用两大系统在各自领域的成熟的技术实现优势互补,从而缩短大系统的开发时间,加强系统功能。
3.1 集成系统的总体框架
    基于PDM的PM系统的集成可以通过集成接口充分利用两大系统在各自领域的成熟的技术实现优势互补,从而缩短大系统的开发时间,加强系统功能。集成系统的总体框架如图3-1所示:
 
图3-1集成总体框架模型
 
    在产品开发过程中对产品相关信息的安全共享和管理是至关重要的,PDM系统基于电子仓库文档管理技术很好的解决这一问题。因此,为了解决产品开发过程中项目相关信息的传递和共享,可以把PM文件视图通过PDM系统来进行管理,因此我们提出了文档集成接口,而在产品开发过程中除了对项目文件信息通过PDM共享外,还需要将PM系统的计划管理,项目监控等功能同PDM系统的过程管理集成起来,利用PDM的系统集成功能实现项目任务的自动跟踪,因此提出了过程集成接口来实现这个功能,同时还需要集成两个系统的资源实现项目资源的统一调配,使项目资源信息保持一致,即是资源集成接口的目的。因此我们提出了基于PDM系统的三大集成接口:文档集成接口、资源集成接口和过程集成接口,在后面章节中将着重对这三个接口技术进行研究。




 
3.2 文档集成接口研究
3.2.1 集成系统中项目文档管理方法

    文档在PDM中可以有两种管理方法:一种将文档进行“打包”管理,即将文档整体看作一个对象,规定其名称,大小等描述信息,并将这些信息放到PDM数据库表中,而文档的物理位置仍在操作系统目录下,由PDM提供管理该文档的机制(如电子仓库),另外一种是将文档内容打散,将其内容分门别类放在数据库中,由PDM提供分类查询,或建立其与其他数据库的关联,并提供可视化的管理工具。
 
    对于产品的项目文件的管理,由于每个项目的项目计划安排、项目成本控制和项目日历都是基于项目管理系统中项目管理技术下的算法来进行划定和控制的,脱离了具体应用程序,数据就失去了意义或无法显示。因此对于产品的项目文件应该以整体管理为好。但是对于项目属性信息,项目的摘要信息和项目资源等,由于需要与PDM系统进行交互因此需要从项目文件中提取出来存放在PDM数据库中进行单独管理。

    所以对于项目文件的管理需要打包和打散管理相结合。如图3-2所示:PM系统中的项目计划、项目资源、项目状态等信息被保存在项目文件中,这些信息是PM系统进行项目进度计划管理、任务跟踪和资源调配的依据,也是项目组成员之间进行协同工作的依据,需要在项目组成员之间共享。
 
图3-2 文件集成接口工作原理 
 
    由PM系统所生成的项目文件有其特定的产生和存储机制,需要作为一个整体对象存放到PDM系统中,使产品开发项目组成员通过PDM平台共享项目文件。通过文件集成接口,PM系统将其所生成的项目文件首先在PDM系统中进行注册和检入,使项目文件成为PDM系统的管理对象。
 
    在注册和检入过程中,文件集成接口提取项目文件中的项目名称、项目编号、项目预算等基本信息,用这些基本信息以及项目文件的物理位置、文件名称等作为属性在PDM系统中分别生成一个项目文件对象和一个项目对象,并将项目对象与项目文件对象关联起来。其中,所生成的项目对象即为PDM系统的项目管理模块所管理,所生成的项目文件对象为PDM系统的文档管理模块所管理。这样,通过PDM系统的项目对象即可访问与其相关的项目文件。
 
    当项目组成员通过PDM平台调用PM系统浏览、编辑或更新存储于PDM系统的项目文件时,文件集成接口将相关操作请求提交给PDM系统,并将经过PDM系统安全性和完整性验证的项目文件返回给PM系统。PM系统将修改后的项目文件重新检入PDM系统,同样也是经过文件集成接口进行的。

 
3.2.2 集成系统中项目文档管理功能分析
    (1)文档对象的浏览与导航:在PDM中,该功能可以按照对象属性进行文档查询,即可以根据文档的类型,名称状态,所属的项目,文档的所有者等属性进行查询,对该文档对象的浏览,既可以通过查看文档的属性概况进行浏览还可以利用PDM系统的编辑器进行浏览,文档对象的浏览与导航能满足PDM用户方便快速地查询并获取所需的当前或过去的技术资料,减少并杜绝重复设计,从而可以大大缩短系列产品以至新产品地设计时间。

    对于集成后的系统,如要采用同样的方法对PM文件进行管理有下列条件:

    ①提取PM文件中文档的名称,状态,类型等信息保存到PDM数据库中。

    ②在PDM系统中增加对PM应用程序的浏览器接口功能,使之在PDM系统中能浏览和修改PM文件。
    
    (2)文档的分类管理:在PDM中该功能提供对不同类型的文档进行分类查询,分类归档,使各类文档在系统中不再是杂乱无章,而是按照文档类型有序管理,一方面缩短了文档的查询时间,另一方面使得相关产品的信息描述更加直观和清晰。在PDM中进行文档的分类管理的实现是通过类的关系来实现的,每一种文档对应一个类保存在数据库中,通过对文档类的操作,实现对文档的分类管理,因此要实现对PM文档的分类管理需要在集成后的系统中建立一个原PDM系统不存在的PM文档类。

    (3)文档的版本管理:在产品设计中经常存在设计修改的情况,例如对产品零部件结构的修改,将影响到CAPP产生不同的工艺规划,还会带来制造等其他方面一些连锁变化。为了保证前后数据变化的一致性,要进行产品文档版本的管理,通过追溯产品不同时间段上不同版本,建立版本上的对应关系。

    一方面保证了数据在时间上的有效性,另一方面也对产品的设计变化过程有了整体的记录。而对于PM文件,项目的信息的修改对PDM系统其他模块的影响,不需要通过PDM和PM系统的共享接口去控制,无需追溯PM文档的在时间上的变化,因此不需要产生PM文档的不同版本和版本控制,在PDM系统中PM文件的注册、检入和检出不同于PDM系统中其他种类的文档。
 
    (4)文档的安全控制:文档在计算机中的存放是否安全,是否会遭到非法的复制,修改和调用是文档管理的重要问题。在PDM系统中,通过将文档放入不同的电子仓库中,对于不同的用户赋予不同角色和操作权限,使得他们只能在规定的权限下处理规定范围内的文档,保证各类文档不被非法盗用和修改。从而保证文档在计算机中的安全性。

    其次,PDM还可以把其他用户共享的文档放置在专门的电子仓库中,只有对共享电子仓库具有浏览权限的用户才能看到相关的资料。此外,为了防止意外事故造成的不必要损失,系统还提供定期数据备份的功能。对于PM文档的安全控制,可以严格按照以上的方法进行,在实现时把PM资源信息中的人力资源提取出来作为PDM系统中PM文档的用户保存在PDM数据库中,运用PDM系统中的用户管理功能对这些人力资源进行权限分配,从而可以实现PM文档的安全管理。

 
3.2.3 集成系统中文档接口的主要内容
    在集成系统中,文档集成接口的主要内容是:

    (1)在PDM系统中建立PM文档类用于实现文档的分类管理和查询。

    (2)修改PDM系统对PM文档的检入检出功能,使之在检入检出工程中覆盖原来的版本,产生一致的版本。

    (3)提取PM文档中项目属性,项目日历等项目的基本信息,并且保存在PDM系统的数据库中,用于文档对象的浏览和导航。

    (4)把整个PM文件作为一个整体对象注册到PDM系统中,实现对PM文档的打包管理。
 




3.3 资源集成接口研究
3.3.1 集成环境下项目资源管理的方法

    PM系统中的资源涵盖了PDM系统中的资源和组织两个方面,为了确保资源信息的一致性和完整性,在本文所研究的集成系统中使用单一的资源数据源,PM系统与PDM系统共享同一资源信息。这个单一的资源数据源存放于PDM系统中,是PDM系统的资源管理模块和组织管理模块的管理对象,PM系统通过资源集成接口共享PDM系统中的资源信息,并利用PM系统对存放于PDM系统的资源进行统一调配。
 
    资源集成的原理如图3-3所示,当在PM系统中进行项目计划制定时,资源接口模块将PDM系统中的相关物料、设备和人员等资源信息与PM系统中的特定项目文件相关联,使得PM系统可以直接为其所定义的任务分配PDM系统的物料、设备、人员等资源,并通过PM系统的资源管理模块对这些资源进行统一调配。
 
图3-3 资源集成接口模型
 

3.3.2 两系统对资源管理的功能和模式
    1.项目管理软件中的资源调度算法分析
通用项目管理中的资源管理包括资源的成本控制,和资源的平衡和调配。在项目计划排定之后,给指定的任务分配有限的资源。通过对资源的可用工时,资源日历,资源成本,资源的优先权重和项目指定完成时间等一系列约束的条件下,对项目资源进行调配和平衡。
 
    2.MSProject2000中资源管理方法分析
    企业项目资源调配和平衡的核心是基于约束理论的资源计划,这也是与企业资源计划的(ERP)的区别,企业资源计划是基于无限能力的资源计划,而项目资源计划是有限的,基于约束理论的。
 
    在微软项目管理软件中,对资源的管理提供以下几种功能:
    (1)跟踪资源的工作进度:测量项目中资源工时进程的最有效方法就是平衡他们的工作量并跟踪任务的进程。管理进程跟踪的工作的方法有:在局域网或广域网中,利用电子邮件中的工作组消息,或亲自向资源搜集信息然后手动输入实际的数据。根据管理的信息的详细程度不同,可以在特定的日期、任务完成时或任务进行中更新日程。
 
    (2)浏览查阅资源分配情况:通过核查工作分配、过度分配或分配不足、资源成本、计划工时与实际工时之间的差异等资源信息,可以验证资源是否以最佳的方式分配给任务的,以得到预期的结果。通过“任务分配状况”视图可以浏览某一任务中分配给资源的开始时间和完成时间给分配给各资源的工时。通过“资源使用状况”视图可以浏览整个项目中资源的使用状况,也可以通过“资源工作表”、“资源图表”等视图来浏览资源过度分配的情况。
 
    (3)解决资源分配问题:为了从资源中获取最佳的业绩和结果,需要管理资源的工作量,解决过度分配和分配不足的问题。一而且在资源分配变化的同时还要控制它对整个日程变化的影响,确保符合项目的目标。微软的项目管理对资源的调配主要是通过延迟任务、调整项目周期内资源的可用性、增加资源的加班工时、改变项目或任务的工期和拆分任务等方法对资源进行调配。
 
    在前面的通用项目管理的资源调配的算法描述中,我们可以得出微软项目管理软件中综合使用了3.3.2节中第一部分的三种模式,即:延迟任务使用的是模式2资源调度算法,调整项目周期内资源的可用性和增加资源的加班工时使用的是模式1资源调度算法,改变和拆分任务可以采用模式3的资源调度算法。在调配的过程中优先级也是资源调配的关键因素。
 
    在微软的项目管理软件中,如果需要在一个多重项目中设置特定项目的优先级或与其他项目共享资源,则选择设置项目优先级。如果需要设置特定任务的优先级以控制他们之间进行调配的方法,则选择设置任务的优先级。优先级范围为0-1000默认值为500,在资源调配中,优先级低的任务或项目最先被延迟或拆分。优先级为1000的项目或任务,调配时决不被延迟或拆分,也即这些任务或项目不在调配的范围之内。
 
   (4)管理共享资源:在带有资源库的Microsoft Project文件之间设置了资源共享之后即可更新并审阅共享资源信息,例如资源可用性、实际工时和工作分配等。
 
    3. PDM中的用户权限管理
    (1)用户管理
    在PDM系统中有一个用户对象类,并对用户对象定义了一系列的关键属性,这样系统的用户就会在PDM数据库中保存一些类别属性,通过这些属性可以很容易建立项目组。

    PDM中的用户可以分为两类,一类是可以创建、编辑和阅览对象;另一类是只能阅览对象。为了简化用户的权限管理,在PDM系统中有用户组,用户和角色对象。给指定的用户组或角色分配权限,如果一个用户属于某个用户组或者角色,则此用户拥有这些用户组或角色的所有访问权限。
 
    (2)权限管理
    在PDM中,权限管理是建立在用户管理和电子仓库的基础之上的。权限管理功能模块主要由规则对象、条件和规则处理器构成。
    规则对象:主要是消息规则,消息规则能够对对象和联系的访问以及对对象的属性访问进行控制。在PDM系统中每一个活动都是通过消息来控制,并由该消息来调用相应的活动组成的对象的方法。

    规则:则是由一系列简单的或组合的条件组成逻辑集合,由规则处理器根据当前的情况(用户名称、vault名称和对象类等)进行鉴别。

    规则处理器:是把系统的设置环境与规则进行判别的一个处理中间件。输出为是或否。如图3-4:
 
图3-4 用户权限管理处理模型 
 
    通过用户界面选择了一个功能后,就在规则的基础上进行用户权限管理。通过规则器进行比较,如果检验结果为假说明用户无权执行所选则的功能,此时系统中止该活动并通过用户界面返回一条出错信息。如果检验结果为真,则说明该用户有权执行所选功能,则开始发出执行有关活动的消息,可以调用一个或多个对象的方法。在消息结束后,程序控制重新回到用户界面。此时,用户调用功能全部完成,系统开始准备进行下一个活动。
 

3.3.3 集成系统中资源集成接口的主要内容
    集成系统中的资源管理的功能除了有项目管理中资源的基本属性的管理、资源成本控制外,还在原有资源约束条件下的增加了人力资源的权限约束并在此基础上进行资源调配和共享。具体内容如下:

    (1)在PDM系统中定义某产品开发项目所需要的单一资源和用户组。

    (2)通过资源集成接口把在PDM中定义好的单一资源和用户组,集成到项目管理的资源库中,单一资源对应PM下资源库中单一名称,资源可用量为100%:用户组对应PM下的资源组名称,资源可用量为PDM中用户组中人员数*100%。例如:在PDM系统中产品设计师组中有三个用户(Mary,Tom,Jim )集成到项目管理环境下资源库中产品设计师的资源可用盘为300%。

    (3)设定好资源的约束属性,通过项目管理系统的资源调配功能,平衡资源中的冲突。

    (4)通过PDM环境下的权限管理给集成后的资源分配一定的权限。




 
3.4 过程集成接口研究
3.4.1 集成系统中过程集成的方法

    在产品开发中,过程是指为了达到产品的制造或改进目标而进行的一系列部分有序的既定步骤。在项目管理中,任务是指由上级分配或指定的有一定时间限制的活动。在项目执行过程中,通过任务跟踪,以任务的完成情况的反馈不断地对项目计划进行修正和控制,从而实现项目的监控。

    将PDM系统的过程管理与PM系统的计划管理、项目监控进行集成,一方面需要将PDM系统所定义的过程活动与PM系统所分解的任务相关联;另一方面,需要采集过程活动执行过程中的信息,并用这些信息实时地自动更新项目任务的完成情况,从而实现任务的自动监控。过程集成接口即为完成上述功能而设计,其集成工作原理如图3-5所示。
 
图3-5 过程集成接口工作原理

    在PM系统完成项目任务分解以后,过程接口基于这些任务信息在PDM系统中自动定义相应的过程及其活动,基于任务之间的约束关系信息自动定义过程活动间逻辑关系,并在PDM系统中建立和保存项目任务与过程活动之间相互联系的联系对象,从而使得PM系统中的任务与PDM系统中的过程相关联起来。在PDM系统中启动并监控过程时,过程集成接口实时地采集过程执行情况信息。以这些信息更新PM系统的项目任务的完整情况及项目状态等信息,从而使项目任务得到自动跟踪,项目得到自动监控。

 
3.4.2 集成系统下过程集成的功能分析
    1.甘特图与过程模型的特点比较
    项目管理是一个比较成熟的技术,其核心是以甘特图表示活动、活动的时间、活动之间的依存关系。在图3-6所示的甘特图中,其基本信息集合如(1)式所示:
 
图3-6 产品开发甘特模型图 
 

3.4.3 集成系统下过程集成接口的主要内容
    过程集成接口目的即是把项目管理系统中基于甘特图的信息元映射成过程管理下的工作流图的逻辑符号,通过过程流的流动来更新任务的完成情况和成本分析,达到项目管理的跟踪控制作用。其主要内容如下:

    (1)在项目管理系统中通过甘特图定义任务计划和资源分配等工作。

    (2)利用3.4.2节中的甘特图到过程模型映射的五个关系,在过程集成接口中把任务计划导入映射到基于PDM的过程模型库中,加以修改对照,完成过程流图的建模。

    (3)在PDM系统中,启动过程流引擎进行过程流管理,当一个节点完成任务并流向下一个节点的时候触发过程集成接口中的数据交换器,把这个节点的完成状态通知项目管理系统,更新甘特图任务状态。
 



  • 2019-08-07 10:16
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