21世紀以來，PDM(Product Data Management，PDM)系統在我國中小企業中得到了廣泛應用，成為制造業產品設計部門不可或缺的利器。然而，隨著企業規模的不斷擴大，以及多企業的協同作業，如今—個完整產品的研發、設計、制造、裝配不可能在一個車間完成，往往需要跨地區、跨企業的協同作業。異地分布式地進行產品設計、協同制造和協同工作成為以制造業為主的企業一個必須妥善解決的問題。由于PDM系統缺乏良好的異地協同，目前企業問的協作存在如下弊端：

    ①企業間設計部門溝通不便，各企業的PDM系統形成信息孤島，無法實現信息資源的共享；

    ②各企業設計標準不同，產品編碼、圖紙編碼等不統一，導致產品整合困難；

    ③異地PDM系統非松散耦合集成，相互依賴性較強；

    ④目前PDM系統朝著BWD(Browser、Web、Database)的模式發展，網上傳輸數據的安全性受到威脅；

    ⑤各企業PDM系統無法資源互補，難以形成企業動態聯盟；

    1 SOA的特點和Web實現技術

    1.1 SOA的特點

    面向服務架構(Service Oriented Architecture，SOA)是一種面向服務的企業應用體系結構，是一種分布式的軟件架構模型。它將企業應用看作是一些能夠跨越企業邊界、自我描述、實現某—特殊功能的服務集成。在該模型中，任何業務功能都被作為提供的—個服務使用，應用程序的不同功能(服務)通過這些服務之間定義的接口和契約聯系，應用系統可以看作是一系列服務的集成。SOA的服務封裝、松散耦合、粗粒度性等特點為異地協同PDM系統的開發提供了良好的集成途徑。

    SOA體系結構由三個參與者和三個基本操作構成。參與者為服務提供者(Service Provider)、服務請求者(ServiceApplicant)和服務注冊代理(Serviceregister Broker)，基本操作為發布(Publish)、搜索(Search)和綁定(Bind)，如圖1所示。服務提供者將其服務發布到服務注冊代理的一個目錄上，當服務請求者需要調用該服務時，它首先利用服務注冊代理提供的目錄搜索服務，服務注冊代理返回調用該服務的信息，服務請求者根據返回的信息調用服務提供者提供的服務，當服務請求者從服務注冊代理得到調用所需服務的信息后，通訊在服務請求者和服務提供者之間直接進行，無需經過服務注冊代理。

    圖1 SOA體系結構

    1.2 Web實現技術

    面向服務架構最流行的一種實現方法是WebService技術，它使用一系列標準和協議實現相關的功能，其中XML作為Web Service技術的基礎，是開放環境下描述數據和信息的標準技術，服務提供者可以用WSDL(Web服務描述語言)描述Web服務，用UDDI(統一描述、發現和集成)向服務注冊代理發布和注冊Web服務，服務請求者通過UDDI進行查詢，找到所需的服務后，利用SOAP(簡單對象協議))來綁定、調用這些服務。

    2 異地協同PDM系統集成框架

    目前，異地協同PDM應用系統普遍存在著點對點的方式，當協同站點達到一定數量時就會產生網狀分布的繁雜連線，造成結構混亂，難以管理。在基于SOA的異地協同PDM系統中，由于不同企業的PDM系統提供不同的信息資源和服務，如何集成這些異構的、分布式的數據和服務是實現不同企業PDM系統集成的關鍵。

    Web Service是實現SOA的核心技術，一種獨立于具體的計算機語言、平臺和機器的技術。服務提供者和服務集成時不用考慮是否是同一個系統平臺或者是否使用同一種計算機語言。本文將采用Web Service技術實現異地PDM系統的集成。圖2給出了基于Web Service的異地PDM系統的集成框架。框架主要由Multi—UDDI服務中心、服務組件引擎和服務訪問組件組成。

    圖2 基于SOA&Web的PDM系統異地協同框架

    (1)Multi.UDDI服務中心(Multi UniversalDescrip-tion，Discovery and Integration)：是不同企業PDM系統集成框架的核心，為各個PDM系統信息資源提供者提供快速的服務注冊和發現功能。標準的UDDI(統一描述、發現和集成協議)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標準規范，它擁有一套標準的XML Schema定義、發布和搜索的編程規范。Multi.UDDI兼容標準的UDDI，同時擴展其數據結構和API，使其更適合企業資源的發布和搜索，并增強安全性、可伸縮性和可維護性。各企業PDM系統以web服務的形式把需要協同共享的信息發布到Multi.UDDI注冊中心，請求服務的PDM系統從這里通過服務訪問組件搜索獲取自己所需的信息。

    (2)服務組件引擎：在Multi.UDDI服務的支持下，提供面向信息資源的智能搜索功能。該搜索機制與傳統UDDI服務的不同之處在于，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。

    (3)服務訪問組件：為各企業PDM系統提供web服務的訪問功能。在做企業采購(或外協加工等)解決方案時，供應商處的信息如原材料的數量、發貨時間、到貨地點等信息是必不可少的。供應商只需把這些信息用XML定義數據格式、用WSDL封裝數據訪問接口、以Web服務的形式發布到Multi.UDDI服務中心；需要這些信息的PDM系統業務邏輯模塊就可以通過訪問Multi.UDDI服務獲得Web服務描述和服務引用，然后通過服務引用獲得供應商PDM系統的實時數據和歷史數據，來完成對供應商PDM系統數據信息集成；供應商已有的企業管理信息系統(即遺留系統)只要把舊的數據封裝成Web服務，發布到Multi.UDDI，就可以被需要這些信息的PDM系統集成，從而實現數據共享；各企業的PDM系統可以通過自身的服務組件引擎來發現和調用這些服務，從而實現與服務提供商、服務請求者之間的信息資源的集成。

    不同PDM系統對象統一編碼可通過多種策略來實現，本系統采用雙編碼方式：為對象設置兩個編碼屬性，一個是本地編碼，—個是全局編碼。在本地系統中使用本地編碼，流出本地系統進行協同整合時，由協同站點調用統一編碼服務，根據對象類型申請全局編碼。這樣可在不改動原有各企業編碼規則的情況下統一編碼標準，對象流出本系統時才添加新統一編碼，使舊數據同樣能獲得統一編碼。

    3 異地協同PDM系統的實現技術

    實現web Service的主流開發平臺有Microsoft.net平臺和J2EE平臺，基于J2EE平臺開發的系統由于具有平臺無關性、可伸縮性、安全性、異地PDM系統協同工作實現方案之間的可移植性等優點而得到了廣泛應用。圖3是采用J2EE平臺實現異地協同PDM系統的Web服務體系結構。

    圖3 基于J2EE的Web服務體系結構

    JAXR(Java API for XML Registries)提供—個統一、標準的Java API，用于訪問不同類型的XMLRegistries，使應用程序能夠向注冊表中注冊或查詢其他企業提供的web Service；JAXM(Java API forXML Messaging)用于XML消息交換的Java API，提供了web Service環境中的異步和消息交換功能，并可以通過內部網和Intemet進行XML文檔交換。JAXM是基于SOAP 1.1規范和SOAP附件定義的消向Multi.UDDI服務注冊表發布Web Service，客戶端的用戶界面用瀏覽器形式表示，使用JSP和JSTL來實現，JSTL標記將輔助完成條件處理和對WebService所返回XML數據的分析。服務請求方包括—個Java Servlet，通過創建—個框架來擴展服務器的能力，以提供在Web上進行請求和響應服務，它具體負責解釋客戶端輸入的H11甲請求，根據HTTP請求利用JAXR發現Multi.UDDI服務注冊表中的服務，然后根據請求內容創建一條SOAPMessage，利息交換協議的一種API框架。服務提供方用JAXR用JAXM把SOAPMessage提交給服務提供方調用相關的Web Service，由Web服務程序處理數據庫，最后把結果返回到服務請求方。

    4 結語

    目前，我國制造業的PDM系統已進入成熟應用的階段，很多企業已不滿足系統的基本功能及在本身系統上的修修補補，而提出了異地協同應用等更高端應用的需求。本文以此為基點，提出了—個不同PDM系統集成框架，并給出了基于J2EE平臺的實施方案。該異地協同PDM系統框架符合SOA設計模式，以邊界清晰的自治服務為基本單位，服務請求者與提供者之間通過標準的XML格式進行通信，這樣的設計模式適應目前異地系統整合的發展潮流。另外，由于系統的復雜性，此方案還有一些方面如服務安全性等需進一步深入探討和研究。