产品数据管理( PDM: Product Data Management) 是一种跨平台的计算机管理工具。它以产品为中心,以产品数据库为底层支持,以产品结构树为组织核心,通过计算机网络和数据库技术,把企业生产过程中所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文件、数据库记录等) 和过程(包括工作流程与更改流程) 集成起来,统一管理,使产品在其生命周期内保持一致、最新和安全,为更有效的实施信息集成提供支撑框架,为实施并行工程提供技术支持。以达到利用先进技术和支持工具,更有效地组织生产,严格生产过程管理,缩短产品试制周期,提高产品质量,增强市场竞争力,实现产品数据全面管理和控制目标。

    随着计算机技术、网络技术以及数据库技术的迅速发展,依靠传统的两层C/ S(Client/ Server) 网络体系结构设计的数据管理系统,很难胜任在企业信息集成中的框架和纽带作用。Internet/ Int ranet 技术的融入,可利用已有的网络资源和较为成熟的网络技术来降低使用成本、扩展系统的兼容性,从而使PDM 系统本身得到更广泛的应用。基于Web 的产品数据管理系统实现了将产品数据管理技术的应用推向了多企业、多地域,使企业间也能有一定的产品信息交换和共享,从而达到相互协作的目的,为企业动态联盟的建立和敏捷制造技术创造了必要条件。但随着PDM 技术的发展和进一步的深入应用,产品管理系统管理的数据对象种类多(如二维和三维的图形数据、图象数据、文本数据、动画、音频、视频等格式的数据) ,版本关系复杂,对这些数据对象的处理过程是长事务处理,而且对可靠性和安全性的要求很高。此时,传统的Web 体系结构很难胜任。为了能满足非传统结构化数据对大规模事务处理能力和实时交互能力的要求,本文提出了基于WebOTLP的产品数据管理系统的解决方案。

    1 　基于Web 的PDM

    PDM 系统作为一种应用框架,其对开放性的要求和可扩展性的要求与Web 开放性体系结构相互补充。在Web 技术上构建PDM 可充分享受到Web开放体系带来的优势,增强PDM 系统在异构环境下的应用,使企业方便地在Internet 上发布各种信息,以便在所有的动态联盟企业间实现信息共享和交流。企业的网络与数据库应用从传统的C/S 结构转向以交互式Web 应用为代表的多层分布式体系结构是当前网络和数据库应用系统发展的必然趋势。

    与传统的C/ S 结构不同,基于Web 的产品数据管理系统采用一种多层次的客户机/ 服务器模式,即BWG(Browser ,Web ,Database) 模式,如图1 所示。客户端的浏览器负责与用户的交互并把相应的请求通过调用中间层的组件传递给Web 服务器;Web 服务器执行具体的事务逻辑并通过结构化查询语言(SQL) 等方式向数据数据服务层提出数据或其它资源请求,并将结果返回给客户机;数据库服务器提供对数据的各种管理功能。

    该模式简化了客户端,只需配置操作系统、网络协议和浏览器即可,而将所有应用系统的开发和维护集中在服务器端,因此这种结构使用简单,易于维护。同时,这种结构将用户业务逻辑集中到了中间层(具有应用程序处理逻辑的Web 服务器) 中,这将使系统获得了对业务逻辑的独立性,使系统的扩展性好。另外,这种结构还有用户界面简单、安全性好、支持各种网络结构和异构平台、信息共享程度高等特点。

    基于Web 的异地PDM 系统是实施并行工程和协同工作的理想平台。它可实现不同的计算机平台、数据库及用户之间的互连,也可基于统一的数据库交换标准、开放式集成框架以及统一的用户界面,实现数据与资源的共享,实现分布式的产品设计和协同工作。

    但是,基于Web 的应用一般采用HTTP (超文本传输协议) ,以公共网关接口(CGI) 来提供Web的交互性。由于HTTP 协议是无状态、无连接和基于页面的协议,无法保证联接的安全、可靠,而且CGI为每个联接都创建一个单独的网关进程,系统性能开销很大。因此,单纯使用HTTP 协议的应用系统有很多不足之处:首先,它一般只能用于信息发布或进行简单的交互,而难以进行大规模的事务处理及大量的、实时的用户交互; 其次,客户端一次TCP 连接中不能实现多次访问; 另外, HTTP 使用于静态文档的连接和传输,新的页面传到浏览器后,以前的页面信息将不再存在。而产品管理系统管理的数据对象包含所有在产品生命周期中与产品相关的全部数据,包括产品设计信息、制造信息、工艺信息、工程分析信息、测试信息、与产品相关的项目信息、与产品相关的人员及设备信息、材料信息等等。产品数据管理系统用来管理这些数据,从数据的媒体形式方面,可将这些数据分为表1 所示的各种形式。产品数据种类多(如二维和三维的图形数据、图象数据、文本数据、动画、音频、视频等格式的数据) ,版本关系复杂,对这些数据对象的处理过程是长事务处理,而且对可靠性和安全性的要求很高。此时,对基于Web 的多层结构的应用系统,必须先解决可靠连接和大规模的事务处理问题。

    2 　基于WebOLTP 的应用系统的体系结构

    在基于Web 的多层结构的应用系统中,对于诸如图形、图象、动画、多媒体等格式的非传统结构化数据的处理必须有大规模事务处理能力和实时交互能力,同时还要考虑其可靠性和安全性。因此,对基于Web 多层结构的应用系统而言,必须要解决可靠连接和大规模的事务处理问题,即基于Web 的联机事务处理(WebOL TP :Web Online Transaction Processing)。WebOL TP 主要用来描述在Internet 、Intranet 、Extranet 以及传统的企业网上进行事务处理的应用。基于WebOLTP 应用系统的体系结构如图2 所示。客户端以HTTP 协议从Web 服务器下载一应用程序(Applet ) 后,客户端与中间层的交互就由该程序以某种可靠的、面向联接、建立在TCP/IP上的协议来完成。Web 服务器以HTTP 协议与客户端通信,主要用来发布信息和响应客户端应用程序的请求,应用服务器管理各组件对象及其运行,响应Web 服务器或客户端的数据处理请求。

    在WebOLTP 体系结构中,中间层服务器一般由事务服务器(在逻辑上主要由Web 服务器和应用服务器组成) 担当,事务服务器作为连接客户端和服务器端(包括数据库服务器和应用服务器) 的纽带,首先,必须解决可靠联接的问题,以保证事务操作的原子性,维护数据的一致性和安全性,即必须具备基于网络的联机事务处理(WebOLTP) 的能力,此外,事务服务器还应能提供以下功能:

    ①应能够同时提供大量可靠的用户会话和数据库连接。

    ②提供内置的事务管理能力,灵活、高效的事务管理机制,支持异步事务处理和传统的同步事务处理。

    ③提供可伸缩的、跨平台的执行引擎,以执行和管理服务器中各组件对象。

    ④支持分布式对象调用和多层应用通信,支持基于组件的产品开发;

    ⑤安全良好的安全控制,采用包括SLL 加密和认证以及应用级的访问控制。

    ⑥具有均衡负载的能力。