摘要
产品数据管理(简称PDM,Product Data Management)管理所有与产品相关的信息和过程,可为实现设计重用、提高设计效率提供良好的数据集成环境,是实现产品快速设计的重要支撑。结合我国某船舶传动装置设计单位研制需要,本文对船舶领域PDM应用以及设计重用技术开展研究,设计并开发实现基于Web的面向设计重用的船舶传动装置数据库系统,实现了PDM的部分功能需求。
本文完成的主要工作如下:
1.针对该单位的应用需求,基于J2EE技术构建了船舶传动装置数据库系统总体体系结构,并对系统业务进行建模,完成了系统的数据库设计。
2.以产品-部套-零件为产品数据对象,分析了船舶传动装置的零件信息模型;分析了船舶传动装置的产品结构模型,应用树结构来描述产品结构,形成产品结构树;以物理文件(包括图纸和技术资料)为文件关系管理的数据对象,分析了船舶传动装置的文件关系模型,通过电子仓库来建立元数据和物理文件之间的联系,采用数据表的外键实现产品结构树各节点和其关联文件之间的链接,以便查询预览和文件管理。
3.在数据库系统平台上,建立了面向设计重用的零部件库;应用实例推理技术和相似度计算,实现了对可重用的零部件的智能推理查询。
4.研究了数据库系统的开发环境和开发实现技术,详细讨论了基于Web的图纸浏览和动态树的生成等关键技术,介绍了数据库系统所实现的关键功能模块,验证了本文所研究的成果。
Product Data Management (PDM) manages all product-related information and process. Functioning as a good environment for data integration for reusing design and improving design, PDM is an important foundation to achieve rapid product design. In this paper, the application of PDM and design reuse technologies in the ships field is discussed on and a database system about ship gearing is designed and developed to meet application requirements for design reuse on Web. The database system about shipping gearing developed functions as a PDM system.
The major work of this paper completed is as follows:
1. Based on application requirements analysis, a frame of the database system about ship gearing is built up on the J2EE technology platform. Then business models of the system are completed and the database is designed.
2. Part information model is analyzed to express information of the product, installation and part. Product structure model of the ship's gearing is also analyzed, using the tree structure to express the product structure. The model of relationship between the documents and parts is analyzed. The relationship of the metadata and physical file is established by data vault. The foreign key of database table is used to make logical links between product tree nodes and document related, which makes the documents query and operation convenient.
3. On the database system platform, a part library is established for the design reuse. By use of Case-based Reasoning(CBR) and the similarity computing, reusable parts can be find out with artificial intelligence.
4. The database system development environment is introduced, and the key technology of the system development is detailed, such as Web-based view of the drawings, and the achievement of dynamic-tree generation. Some function models are also illustrated to testify the technologies in this paper.
引文
[1]翟华明.企业信息化和谐发展研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2006.
[2]夏安邦.制造业信息化工程原理和案例[M].南京:东南大学出版社,2002.5.
[3]张明和,熊光楞.制造企业的产品生命周期管理[M].北京:清华大学出版社,2006.
[4] B V Kumar,S Sangeetha.深入浅出J2EE架构[M].清华大学出版社.2006.12.
[5]王玉,邢渊,阮雪榆.机械产品设计重用策略研究[J].机械工程学报,2002,38(5),145-148.
[6]吴先超.PDM中企业项目管理技术的研究与实现[D].长春:吉林大学,2004.
[7]陈宗舜.PDM技术与数字化产品的数据管理[J].制造业信息化,2004(12):78-81.
[8]郭安民.面向设计部门的PDM系统开发及关键技术研究[D].南京:南京理工大学,2007.
[9]孟凡虎.产品结构管理与配置的研究及实现[D].南京:东南大学,2004.
[10]袁雅萍.基于Web的船舶设计PDM图文档案管理系统开发研究[J].造船技术,2007(5):13-15.
[11] Finger,Design Reuse and Design Researeh[A],In : Dr SSivaloganathan,Dr T M M Shahin(Eds).Engineering Design Conference'98(Design Reuse)[C] ,1998:3-9.
[12]孙文.在Web环境下基于知识复用的工艺数据库研究[D].西安:西北工业大学,2007.
[13] Sivaloganathan S,Shahin T M M.Design Reuse:an overview[J].IMechE Part B 1999,213:641-654.
[14]张东民,程筱胜,黄晔.产品设计重用策略[J].机械设计与研究,2007,23(1):9-13.
[15] J D G Burgess,etal.Design Reuse for Detailed Component Design-Case Study.Development of Component Design Reuse System for Nifty Lift Plc[A].In:Dr SSivaloganathan, Dr T M Shahin(Eds):Engineering Design Conference'98(Design Reuse)[C],1998:271-280.
[16]张建勋,唐洪英,龚箭.设计重用技术理论体系研究[J].计算机工程与应用,2002(2):68-72.
[17]王玉.产品设计重用基础框架研究[J].机械科学与技术,2004,23(5):598-601.
[18]王玉,邢渊,阮雪榆.设计重用研究[J].机械科学与技术,2001,20(5):767-780.
[19]张国军.基于灰色知识的可复用工艺设计理论及关键技术[D].武汉:华中科技大学,2002.
[20]张国军,邵新宇,李培根.可复用设计方法及其基本过程研究[J].机械科学与技术,2004,23(3):490-492.
[21]车争,张国军,李培根,田雨.设计复用及其若干关键问题研究[J].机械科学与技术,2005,15(10):905-907.
[22]余浩东.J2EE应用框架设计与项目开发[M].北京:清华大学出版社,2008.2.
[23] Bill Shannon . Java 2 Platform Enterprise Edition Specification V1.4[Z] . CA : Sun MicrosystemsInc., 2003.
[24]尹安.基于MVC和XML的异构数据库集成系统设计与实现[D].武汉:华中科技大学, 2006.
[25] Inderjeet Singh,Beth Stearns . Designing Enterprise Applications With the J2EE Platform[M].Addison-Wesley Pub Co., 2002.
[26]邹竹彪.JSP网络编程从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2007.6.
[27]闫健恩,王翠华,林建秋,王俊义.用例建模在软件需求分析中的应用[J].内蒙古大学学报(自然科学版),2007,38(9):578-581.
[28]许海燕,张小东.软件需求分析中的用例建模研究与应用[J] .计算机工程与设计,2007,28(18):4504-4506.
[29]祝世海,李胜利,孟炯,孙文理.基于用例模型的面向对象需求分析方法[J].哈尔滨理工大学学报,2002,7(1):1-3.
[30] Yo shikazu Tanaka,Masakazu Hattori,Nomichi Sueda.Use of multiple cases in case-based design[C].1992 IEEE 8th Conference on Artificial Intelligence for Applications:233-239.
[31]曹运涛.PDM中产品结构管理和面向重用的零部件库研究[D].大连:大连理工大学,2006.
[32]陈禹,杨善林,梁昌勇,左美云.信息系统分析与设计[M].北京:高等教育出版社,2005.
[33]钟诗胜,张鸿雁,李涛.PDM中基于Web的文档管理系统研究及应用[J].哈尔滨工业大学学报,2005,37(8):1032-1035.
[34]萨师煊,王珊.数据库系统概论(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[35]宋健平.基于J2EE的金属切削数据库系统设计与研究[D].南京:南京航空航天大学,2006.
[36]孙文.在Web环境下基于知识复用的工艺数据库研究[D].西安:西北工业大学,2007.
[37]涂成义.面向快速设计的装配工装管理系统得研究与开发[D].南京:南京航空航天大学, 2008.
[38]冯玉才.数据库系统基础[M].武汉:华中科技大学出版社,1984.
[39]宫爱红.汽车模具高速切削工艺参数数据库系统的设计[D].武汉:华中科技大学,2006.
[40]王亚平,刘强.数据库系统工程师教程[M].北京:清华大学出版社,2004.7.
[41]胡虹.汽轮发电机异构开发环境的数据库设计及系统实现[D].上海:同济大学,2007.
[42]邵新宇,蔡立纲.现代CAPP技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2004.
[43]张建勋,唐洪英,龚箭.可重用集成设计单元模型研究[J].计算机工程与应用,2002(3):23-26.
[44]徐晓臻,高国安.案例推理在大型机电产品方案设计IDSS中的应用研究[J].中国机械工程,2002(6):27-29.
[45] Ian D.Watson.Progress in case-based reasoning[C].Germany,Springer,1995.
[46] C.M.Vong,T.P.Leung,P.K.Wong.Case-based reasoning and adaptation in hydraulic production machine design[J].Engineering Application of Artificial Intelligence,2002, (15):567-585.
[47] Toshikazu Tanaka,Masakazu Hattori,Nomichi Sueda.Use of multiple cases in case-based design[C].1992 IEEE 8th Conference on Artificial Intelligence for Applications:233-239.
[48] Eric,Domeshek.A case-based design aid for conceptual design of aircraft subsystem[C].1994 IEEE 10th Conference on Artificial Intelligence for Applications:63-69.
[49] S Lo NIMTY,SCHNEIDER M.Design issues in fuzzy case-based reasoning[J]. Fuzzy Sets and Systems,2001, (l17):251-267.
[50] Lain M. Boyle,David C. Brown.A Case-Based Reasoning Fixture Design Method [J].Journal of Computing and Information Science in Engineering,2006, (6):41-48.
[51] Shu Huang Sun,Jahau Lewis Chen.A Modular Fixture Design System Based on Case-Based Reasoning[J].Int J Adv Manuf Technol,1995, (10):389-395.
[52]杨先奇,李建洋,兰添才,刘慧婷.案例推理技术及其在决策科学中的应用研究[J].东华理工大学学报(自然科学版) ,2008,31(2):187-191.
[53]王瑜涛.基于Web的零件库资源共享技术的研究[D].南京:南京航空航天大学,2002.
[54]凌卫青,赵艾萍,谢友柏.基于实例的产品设计知识获取方法及实现[J].计算机辅助设计与图形学学报,2002,14(11):1014-1019.
[55]杨小芹.相似粗糙集与知识发现[D].昆明:昆明理工大学,2005.
[56]王遵彤,刘战强,万熠,艾兴.相似度及基于实例推理在高速切削数据库中的应用[J].机械科学与技术,2003,22(3):431-434.
[57]骆敏舟.基于实例推理的相似产品系统设计[D].合肥:合肥工业大学,2002.
[58]曾黄麟.粗集理论及其应用[M].重庆:重庆大学出版社,1996.
[59]张桂元,贾燕枫,姜波.征服Ajax Web 2.0-快速入门与项目实践[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[60] Dave Crane,Eric Pascarello,Darren James.Ajax实战[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[61]刘增才,李晓霞,袁小龙,郭力.基于SSH+ExtJS架构的化学数据知识框架管理[J].计算机与应用化学,2008,25(9):1147-1151.
[62]石为人,张星等.关系型数据库BOM表的遍历算法的改进及实现[J].重庆大学学报(自然科学版),2005,28(7):82-85.
[63]李长学.PDM系统中产品结构树的开发研究[J].微型电脑应用,2007,23(5):14-15.