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摘要
今天，公司一直在努力扩展其互联网基础设施，以应对全球商业环境的增长。在现代制造业中，他们正在将其遗留产品数据管理（PDM）系统迁移到基于Web的系统（作为电子制造的基本工具）以使用互联网。因此，PDM技术的最新进展已经涉及基于Web的技术的使用。在文献中已经描述了基于Web的PDM系统的一些研究和开发，但是这些努力具有技术限制。对于全球企业服务而言，它们不具备足够的可用性，安全性，可靠性和可扩展性。本文描述了用于支持全球制造的基于组件的产品数据管理（CPDM）系统的设计。 CPDM系统旨在通过利用J2EE技术的标准体系结构来确保灵活性，安全性，稳定性和可维护性。 CPDM系统由基于J2EE体系结构的三层组成。第一个是作为JSP / servlet组件实现的表示层，允许用户通过Web浏览器访问系统。第二个是业务逻辑层，它作为Enterprise JavaBeans（EJB）组件实现，以处理核心PDM功能。第三级是数据层，由物理文件的数据库和保管库组成。为了开发CPDM系统的组件，提出了基于组件的开发（CBD）方法。使用示例说明相关的组件开发过程。CPDM系统也进行了性能测试。
关键词：PDM J2EE EJB 基于组件的产品数据管理系统 全球制造业环境
1简介
如今，随着制造业市场变得更加全球化和无国界化，跨国组织正在遍布全球。例如，许多韩国公司已将其在欧洲，美国和中国的本地组织扩展到制造，营销和产品销售。他们在中国市场取得了重大进展，以利用较低的劳动力成本，扩大其在中国半导体，电子，汽车，钢铁和消费品市场的份额。在当今的商业世界中，缩短引入新技术和产品的周期非常重要。因此，公司正在利用全球外包而不是长期的内部开发和生产。这种全球化正在成为开展业务的常用方式。
众所周知，产品数据管理（PDM）是并行工程的基本技术。 PDM可以管理和控制工程信息，并作为集成许多不同产品相关信息的工具。它允许授权用户始终访问相关的产品数据，并保证始终是最新版本。PDM在生产力和竞争力方面具有多重优势，例如缩短产品上市时间，提高设计和制造精度，以及改进项目管理。然而，尽管有这些好处，但由于全球制造环境的变化，传统的PDM系统存在一些不足。例如，PDM系统对不同位置的用户具有访问限制，这不容易扩展。为了克服这些缺陷，一些传统的PDM系统已被修改。但是，大多数商用现货（COTS）产品并没有充分利用基于Web的技术。全球化制造环境下的下一步是开发具有标准化Web框架的基于Web的PDM系统。已经报道了这些努力，但它们还不能提供所需的灵活性和安全性。
Java 2平台称为Sun Microsystems的企业版（J2EE），它被称为在Internet环境下开发多层全局企业应用程序的框架。 J2EE体系结构是用于开发和部署基于组件的分布式业务应用程序的组件体系结构。特别是，Enterprise JavaBeans（EJB）技术是J2EE的关键元素，可以基于Java技术快速简单地开发分布式，事务性，安全性和可移植性应用程序。本文提出了一个基于组件的产品数据管理（CPDM）系统，它与J2EE架构完全兼容。由EJB组件组成的CPDM系统旨在通过使用充分利用J2EE技术的标准体系结构来确保灵活性，安全性，稳定性和可维护性。
本文首先讨论了CPDM系统的发展背景。然后，将介绍其功能和架构要求。还将描述用于开发EJB组件的基于组件的开发（CBD）方法。接下来，将通过组件设计的示例来说明整个开发过程。 CPDM系统也将进行性能测试。最后，将得出结论，并将讨论进一步研究的机会。
2基于组件PDM（CPDM）系统与J2EE完全兼容
2.1开发背景
韩国主要的电子和汽车公司一直在推动电子制造以实现有效的产品开发。他们在开发工程信息系统方面投入了大量资金，包括图纸管理系统，工程数据管理系统（EDMS）和产品数据管理（PDM）系统。投资的原因是通过工程信息集成和管理缩短上市时间，提高设计效率，并提高设计和制造精度。据报道，他们在生产力和竞争力方面取得了显着进步。现在，他们正在改进现有系统或用基于Web技术的新系统替换它们。具体而言，他们正在开发全球化的信息共享机制或工具，以支持全球协同产品贸易。
主要商业PDM系统，包括Metaphase（SDRC），SherpaWorks（Inso），Enovia（IBM），CMS（WTC），Windchill（PTC）和Smarteam（智能解决方案），已知支持五种用户功能，包括数据保险库和文档管理，工作流程和流程管理，产品结构管理，部件管理和程序管理。通过在相关产品生命周期中集成和管理所有应用程序，信息和流程，这些系统在制造业中发挥了重要作用。然而，在全球制造环境下，这种传统的商业PDM系统具有限制。例如，这些PDM系统使用C / C 作为主要的构建语言，它依赖于硬件平台，因此，必须在每个用户平台上安装单独的客户端程序[1]。因此，它们限制对不同位置的用户的访问，尤其是不同网络上的用户。换句话说，它们是平台依赖的，不容易扩展。为克服这些不足，本文提出开发一种基于Web的PDM系统，该系统在全球制造环境下具有全部功能。基于Web的PDM将允许任何具有Internet访问权限的用户使用各种PDM服务，这些服务将提供平台独立性，并允许在全球范围内轻松进行全局访问。
PDM技术的最新进展充分利用了基于Web的技术，包括HTML / XML，Java / RMI，CORBA和COM。旧版PDM系统已经过修改，允许用户通过Web界面限制性地访问某些现有功能，或者只是通过Web浏览器查看产品数据。在目前可用的众多PDM产品中，似乎很少有产品充分利用基于Web的技术[2]。
近年来，市场上出现了两个主要的框架，即.NET（Microsoft）和J2EE（Sun Microsystems），它们可以被整合到基于Web的系统中。企业范围的基于Web的系统应该能够提供以下分布式大规模服务[3]：
- 高度可用，以满足当今全球商业环境的需求
- 安全，保护用户的隐私和企业的完整性
- 可靠且可扩展，以确保准确，及时地处理业务事务J2EE已被用于定义开发企业应用程序的标准体系结构。它提供了开发标准化，模块化和分布式组件的框架，从而产生分布式大规模服务。
J2EE应用程序可以快速部署并轻松增强，以便企业可以更轻松地响应竞争压力。在J2EE体系结构下，在大多数情况下，企业服务可以通过三层应用程序实现。第一层称为表示层，实现为JSP / servlet组件。它为用户提供了轻松访问业务复杂性的途径，并大大消除或减少了相关的用户管理和培训负担。中间层（称为业务逻辑层）具有业务服务组件，用于处理应用程序系统的核心业务逻辑。第三层称为数据层，负责企业信息系统（EIS），包括数据库系统，事务处理系统，遗留系统和企业资源规划系统。中间层充当数据层和表示层之间的控制中心，实际上，它集成了EIS以为表示层提供业务服务。如果中间层是使用EJB组件构建的，则可以简化并加速基于Java技术的分布式，事务性，安全性和可移植应用程序的开发[4]。
最近，实验室已经在实验中提出了一种主要使用J2EE技术中的servlet和JSP的基于Web的PDM系统的设计。但是，基于J2EE架构，理想的设计是使用EJB。通过引入EJB [1]，可以将基于Web的PDM系统设计为具有更大的灵活性和更高的安全性。
因此，本文提出了一种新的基于Web的PDM系统，该系统与J2EE架构完全兼容，以确保全球化制造环境中的灵活性，安全性，稳定性和可维护性。新的基于Web的系统，称为基于组件的PDM（CPDM）系统，将采用基于J2EE架构的三层架构进行设计。要构建CPDM系统，将基于J2EE体系结构开发每个层的应用程序组件，包括JSP / servlet和EJB组件。应用程序组件将在其自己的容器中运行，这些容器是提供所需服务的J2EE运行时环境。
特别是，CPDM系统将在中间层提供标准化，模块化和分布式EJB组件。根据J2EE框架开发EJB组件是开发CPDM系统的关键要素。 CPDM系统的强大功能来自中间层的EJB组件。 EJB技术确保CPDM为全球制造提供高度灵活性和可维护性的分布式PDM服务。因此，CPDM系统开发的成功在很大程度上取决于如何有效地识别，设计和实现EJB组件。有必要定义开发过程，包括识别组件的方法，以便CBD方法具有具有高可重用性和灵活性的组件。
2.2功能要求
每个PDM系统应具有以下基本功能[5]：
1.数据保险库和文档管理，为存储和检索产品信息提供服务
2.工作流程和流程管理，控制处理产品数据的程序，并提供一种机制来驱动业务信息
3.产品结构管理，用于处理物料清单，产品配置以及相关版本和设计变更
4.零件管理，提供有关标准组件的信息以及便于设计的重复使用
5.计划管理，提供工作分解结构，并允许流程，资源调度和项目跟踪之间的协调
此外，每个PDM系统应提供一些实用功能，包括数据传输，数据转换，图像服务，系统管理和数据通信[2]。
如表1所示，通过需求分析为每个功能组定义了详细功能。 CPDM系统将被设计为允许具有Internet访问权限的任何用户使用定义的PDM服务。
然而，第五个基本功能，即程序管理，从开发中删除，因为市场上已有许多替代工具。开放计划（Welcom）将被视为要集成到CPDM系统中的程序管理工具。 Open Plan是一个商业企业项目管理系统，提供多项目分析，关键路径规划和资源管理。因此，没有必要考虑用于程序管理的任何组件的设计。
2.3建筑要求
在J2EE体系结构下，基于Web的企业系统实现为多层应用程序，通常包括表示层，业务逻辑层和数据层。有许多种可用的基于Web的系统允许每层的组成[2]。在PDM系统的视图中，可以存在两种类型的基于Web的系统。数据库和文件库所在的数据层不随系统类型而变化。表示层也不是，它负责管理与Web浏览器的交互，以允许用户通过HTTP或HTTPS（用于安全性）协议访问产品数据。但是，包含业务逻辑并包含与数据层的连接机制的中间层可以作为两种备选方案开发。一种是仅使用没有EJB的JSP / servlet。 servlet或JSP将通过JDBC（Java数据库连接）与数据库服务器通信，执行事务，并将相关结果发送回HTML格式的客户端。演示文稿的控制逻辑与业务逻辑混合在一起。另一种方法是使用JSP / servlet来控制表示逻辑和EJB来处理业务逻辑，并通过JDBC与数据库进行通信。演示文稿的控制逻辑与业务逻辑完全分离，以确保PDM系统的灵活性。然后，PDM系统可以轻松定制和扩展。
CPDM系统需要采用多层体系结构设计，并由标准化，模块化和分布式EJB组件组成，以充分利用J2EE。如图1所示，它在J2EE平台下有三层。数据层包括数据库和物理文件的保管库。在Web服务器上运行的表示层与Web浏览器通信以发送HTTP请求并接收HTTP响应。该层实现为JSP / servlet组件，并与业务逻辑层进行通信。 EJB层包含业务逻辑层，由EJB组件组成，EJB组件是分布式对象组件。它具有PDM功能，并在Web应用程序服务器的EJB容器中运行。
在J2EE平台下，EJB有以下两种主要类型的企业bean [6]：
- 会话bean，它是业务流程对象，充当动词来执行操作，例如将物理文件从Vault传输到客户端。
- 实体bean，它们是充当名词的数据对象，通常代表现实对象，例如零件，文档和项目。实体bean是内存中的对象，它们物理映射到底层数据库中存储的数据。
此外，可以通过企业bean的接口访问EJB对象。企业bean的接口定义了客户端可调用的业务方法。接口是远程接口或本地接口。通过远程接口进行的远程呼叫可能比通过本地接口进行的本地呼叫更昂贵。远程调用涉及网络延迟，客户端和服务器软件堆栈的开销，参数复制等。但是，远程接口在部署环境中的组件分发方面提供了位置独立性和灵活性。在J2EE平台下，EJB层支持多服务器环境，其中RMI / IIOP（远程方法调用/ Internet ORB间协议）用于远程（服务器到服务器）通信。另一方面，会话和实体bean可以通过本地接口具有本地客户端。通过本地接口访问企业bean需要在本地客户端和提供本地客户端视图的企业bean的同一JVM（Java虚拟机）中进行并置。因此，本地客户端视图不提供远程客户端视图提供的位置透明性。
一般而言，具有远程接口的企业bean对于Web应用程序在分布式环境中支持远程客户端至关重要，尽管存在网络延迟和计算开销。并且，Web应用程序通过使用具有本地接口的企业bean来提高其性能。例如，会话bean可以通过本地接口调用实体bean，为远程客户端提供所需的服务，例如处理工程变更单（工程变更单）的工程变更单批准路由器（会话bean）。
此外，EJB组件在EJB容器中运行许多基础结构服务，这有助于组件生命周期并管理持久性，事务和资源分配。容器是J2EE运行时环境，为应用程序组件提供所需的服务（如JDBC），通过简单和标准化的数据库连接控制，JNDI（Java命名和目录接口）将数据库服务合并到PDM业务逻辑中，以系统地识别系统资源和JTA（Java Transaction API），便于处理事务管理。在这些服务下，在Web应用程序服务器上运行的EJB组件可确保CPDM系统具有高可用性，安全性和可靠性的企业bean。此外，这些基础结构服务允许CPDM系统的开发人员专注于业务逻辑的实现。图2显示了要实现的EJB组件的元素及其在E
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