1. Сучасна корпорація об'єднує безліч різних підрозділів, часто пред'являють свої унікальні вимоги...
2. PDM + Web = Windchill
3. архітектура Windchill
4. Windchill Foundation
5. Середовище моделювання та розробки
6. прикладні модулі
7. Що дає реалізація PDM на базі Web?
8. література

Сучасна корпорація об'єднує безліч різних підрозділів, часто пред'являють свої унікальні вимоги до виробничого процесу. Два найбільш яскраві приклади - міжнародні організації, в яких повинні дотримуватися правила локальних ринків, і транснаціональні корпорації, що складаються з різних компаній. Такі структури не зможуть зберігати конкурентоспроможність без ефективного управління своїми функціонально і географічно розрізненими підрозділами і тими величезними масивами даних, які вони створюють і використовують. Для цього необхідна потужна інформаційна технологія, здатна створити віртуальний простір даних про корпоративну продукції і забезпечити динамічний зв'язок всіх даних про вироби, що виникають протягом усього їх життєвого циклу.

За останнє десятиліття програми управління інформацією корпоративного рівня еволюціонували від централізованих систем на мейнфреймах до систем з розподіленою архітектурою "клієнт / сервер". Однак, незважаючи на наявність великої комерційної потреби, реалізації подібних систем мали до недавнього часу лише обмежений успіх. Будучи, по суті, зліпком з великих систем епохи мейнфреймів, реалізації клієнт / серверних технологій продовжують слідувати традиції цієї епохи - розробці за методом "зверху-вниз". Отримані в результаті системи з жорстко визначеними внутрішніми зв'язками різко контрастують з вільним потоком поширення інформації і роблять очевидними притаманні централізованій архітектурі недоліки. Їх важко розгортати, дорого підтримувати і складно адаптувати до постійних змін вимог корпоративного бізнесу. Такі системи, як правило, залежать від знання приватних інструментальних засобів і ресурсів постачальника. Але головною перешкодою для ефективної роботи є нав'язування єдиного подання інформаційних ресурсів - уніфікованої моделі даних. Хоча така модель може бути розподілена по підсистемах підрозділів корпорації, для всіх підсистем вона повинна бути повністю однакова. В результаті створюється однорідна об'єднана среда, ніяк яка не враховує ні відмінності вирішуваних завдань і професійного рівня користувачів в географічно розкиданих підрозділах корпорації ні постійної зміни вимог і умов ведення бізнесу. В результаті безліч PDM-розробок, які йшли традиційним принципам архітектури клієнт / сервер, виявилися не в змозі вийти за рамки наукового проекту відділу інформаційних технологій. Користувачі неприпустимо довго знаходяться в стані очікування прикладної системи для відстеження проектної інформації про виріб, а окупність таких проектів виявляється неприйнятно низьким.

Ситуацію може поліпшити Internet, Java та інші Web-технології, що вже зарекомендували себе як ефективні інструменти побудови інформаційних додатків підтримки бізнесу. Рішення на базі Internet здатні об'єднувати як різні підрозділи всередині компанії, так і різні компанії в рамках розширеного підприємства. Тому виникає питання - чи можна знайти оптимальну комбінацію продуктивності, функціональності і потужних механізмів управління і захисту, необхідних для реальних систем PDM корпоративного рівня, і всіх тих зручностей і переваг, які має Web?

На жаль, найчастіше відповідь виражається у вигляді простого доповнення клієнт / серверних додатків засобами роботи з Web, які як би "прикріплюють" WWW як загального інтерфейсу доступу до корпоративної інформації. Такий підхід, однак, не ліквідує недоліки колишньої системної архітектури.

Реальні переваги нового Web-світу зможуть виявити принципово нові додатки, архітектура яких безпосередньо заснована на Internet-технологіях. Таку архітектуру називають Web-орієнтованої (Web-centric). Обчислювальна модель Web надає не тільки зовсім іншу технічну інфраструктуру, а й інший концептуальний підхід до побудови великомасштабних інформаційних систем.

PDM + Web = Windchill

У 1996 р п'ять фахівців з PDM з компанії Metaphase, утворили компанію Windchill Technology. Оцінивши то глибокий вплив, яке Internet і Web-технології надають на системи управління бізнес-інформацією корпоративного класу, засновники Windchill прийняли рішення направити свій досвід і творчий потенціал на вироблення нового підходу до реалізації цих систем. Мета створення нової компанії була сформульована таким чином: надати кінцевим користувачам, розробникам додатків і системних інтеграторів програмну і інструментальну платформу, яка базується виключно на стандартних Web-технологіях, для швидкої реалізації високо-критичних систем управління проектною інформацією для широкого спектру виробничих галузей - від автомобільної та аерокосмічної промисловості до телекомунікаційної індустрії.

Первинні вкладення в Windchill Technology зробила компанія Computervision, яка планувала використовувати нову технологію в наступному поколінні своїх PDM-систем. У січні 1998 року вона увійшла до складу PTC, до якої і перейшов пакет акцій Windchill Technology.

Результатом роботи Windchill Technology стала трикомпонентна технологія Windchill, яка об'єднує корпоративну програмну архітектуру, середовище розробки та повторно використовувані базові додатки управління корпоративними даними. Технологія Windchill повністю орієнтована на Web і базується на його стандартних компонентах. І хоча на ринку РDM-систем більшість продуктів тепер мають інтерфейси на базі HTML або Java, модель, запропонована Windchill - це крок вперед. У ній все PDM-додатки написані на мові Java, а в якості проміжного ПО застосовуються відомі програми і конструкції Web. Так, для пошуку метаданих замість SQL використовується пошукова система для Web, а зв'язок з іншими додатками, об'єктами і репозитаріїв Windchill реалізується за допомогою гіперпосилань і URL. В результаті користувачі отримують гнучке рішення, яке можна реалізувати на основі наявної мережевої Internet / intranet / Extranet-інфраструктури.

Рішення компанії Windchill, використовуючи вже працюють на підприємстві інфраструктури (мережі, традиційну і звичну технологію роботи з Web-браузерами, парк обчислювальної техніки і т.д.) застосовують налагоджені Internet-технології. В рамках корпоративної інсталяції поточної версії Windchill (осінь 98 - Release 1.0.1) для задач зберігання інформації використовується СУБД Oracle 8.0.4; для опису моделі інформаційних об'єктів будь-якої складності застосовується інформаційний моделлер в стилі Rational Rose; для виконання інформаційно-пошукових функцій на мережевій структурі з будь-яких характеристикам інформаційного об'єкта застосовується технологія Verity Search97. Для зв'язки Oracle і розподіленої структури програмного забезпечення Windchill застосовується Oracle JDBC-драйвер. Уніфікація взаємодії додатків в середовищі Windchill здійснюється за допомогою JAVA JDK 1.1.6 з JGL 3.1.0.

При такій організації програмного забезпечення зовнішній вигляд клієнтських додатків Windchill ідентичний для всіх популярних платформ (Wintel, UNIX-станції c OpenWindows / Motif / CDE, MAC і AMIGA). Доступ до сервера додатків Windchill користувач отримує за допомогою будь-якого встановленого на його робочому місці Web-браузера через автоматично зареєстрований для нього новий URL Windchill-сервера.

Відповідно до технології Windchill, в розподілених вузлах можна працювати з повною або частковою моделлю даних Windchill або не використовувати її взагалі. Це особливо важливо в умовах сучасного підприємства, де в розробку вироби включаються різні додатки всіх учасників корпорації - створити несуперечливу, працездатну і повну загальну модель даних в цій ситуації практично неможливо. Windchill не вимагає розробки єдиного подання інформаційних ресурсів - руйнується одна з найпотужніших перешкод на шляху до розгортання великомасштабної корпоративної системи. Технологія Windchill дозволяє створити неоднорідну об'єднану середу, що відповідає унікальним вимогам окремих підрозділів і організацій, що входять до складу компанії.

архітектура Windchill

Технологія Windchill включає в себе три основних компоненти:

• Windchill Foundation - корпоративна, Web-орієнтована архітектура;
• Information Modeler - середовище розробки;
• серія багаторазово використовуваних, базових прикладних модулів, що реалізують основні функції корпоративної PDM-системи.

Windchill Foundation

Windchill Foundation, являє собою трирівневу програмну архітектуру на базі Java і стандартних технологій Web. Ця архітектура створена і оптимізована спеціально для розгортання великих індустріальних інформаційних систем в середовищі Internet / Web. У ній забезпечуються спільні кошти інтеграції користувальницького інтерфейсу (верхній рівень), прикладної функціональності (середній рівень) і служб управління даними (нижній рівень архітектури) (Рис.1).

Базова архітектура Windchill Foundation інтегрує окремі технологічні компоненти в пов'язану середу, за допомогою якої розробники і системні інтегратори можуть створювати функціональні прикладні рішення. Для того щоб дати уявлення про кожному рівні базової архітектури Windchill, найкраще описати процес роботи користувача з додатком в середовищі Windchill Foundation.

Сеанс починається з запуску одного з основних Web-браузерів. З'єднавшись по протоколу HTTP з комерційним Web-сервером (Netscape Enterprise Server або Internet Information Server), користувач переглядає HTML-сторінки і завантажує динамічну HTML-сторінку або сторінку з посиланням на Java-аплет. Здійснюється код аплету завантажується разом зі сторінкою і передається в Java Virtual Machine (JVM) клієнтського браузера. Java-аплет починає виконуватися як клієнтську програму Windchill і зв'язується з серверним процесом, написаному також на мові Java, за допомогою технології віддаленого виклику (Remote Method Invocation, RMI).

Розташовані на другому рівні архітектури сервери об'єктів Windchill містять класи Java, що представляють інформаційні об'єкти і пов'язані з ними операції, які виконуються в серверній JVM. Для зв'язку з зовнішніми по відношенню до Windchill клієнтськими системами замість RMI використовуються CORBA-інтерфейси. Для управління об'єктами в довготривалій пам'яті сервер Windchill використовує спеціальну керуючу програму, яка виконує об'єктно-реляційне відображення і з'єднується з об'єктно-реляційної базою даних нижнього рівня (наприклад, Oracle 8) c допомогою Java Database Connectivity (JDBC). Власне, такий алгоритм і є "класичним" прикладом Web - орієнтованого рішення (Рис.2).

Середовище моделювання та розробки

Наступний компонент Windchill - середовище розробки Information Modeler, що забезпечує включення в базову архітектуру прикладних функцій для конкретної прикладної області. Information Modeler включає в себе широкий набір заздалегідь визначених класів об'єктів, а також інструментальні засоби моделювання об'єктів і розробки додатків.

Основа Information Modeler - фундаментальні класи (foundation classes), які відображають базові знання про виріб і пов'язаних з ним процесах, а також включають наперед задані моделі об'єктів - модлети. Фундаментальні класи охоплюють такі напрямки, як управління змінами, структурою вироби і поданням структури, управління потоком робіт, управління життєвим циклом і документами, а також загальне системне адміністрування. Наявність фундаментальних класів прискорює роботу над додатком, дозволяючи не створювати всі необхідні об'єкти з нуля, а лише додавати або розширювати об'єкти, унікальні для даної задачі (Рис.3).

Для створення моделей конкретної предметної області Information Modeler використовує систему Rational Rose - популярний інструментарій об'єктно-орієнтованого проектування та аналізу (OOD & A). З отриманої об'єктної моделі, що включає як фундаментальні класи Windchill, так і створені розробником прикладні класи, утиліти Information Modeler генерують різні компоненти програми на мовах Java, IDL і DDL, які будуть розміщуватися на клієнтському, серверному і рівні бази даних архітектури Windchill Foundation. На останньому етапі розробник може використовувати вбудовану в Information Modeler версію середовища візуальної інтегрованої розробки Symantec Visual Cafe для програмування на Java графічних користувальницьких інтерфейсів.

прикладні модулі

Нарешті, третя складова частина технології Windchill - серія інформаційних програм, які реалізують всі необхідні функції звичайної PDM-системи виробничого підприємства. Багаторазово використовуються прикладні модулі вирішують типові завдання системного адміністрування, управління документообігом, управління життєвим циклом вироби та автоматизації потоків робіт, позбавляючи розробника від необхідності заново винаходити базові функції будь-якої системи управління інформацією.

Користувач за запитом отримує прикладні модулі (або аплети) Windchill (Рис.4) зі свого локального Web-браузера шляхом вибору потрібної гіперпосилання. Дана особливість побудови системи дозволяє поряд з UNIX-машинами і ПК використовувати мережеві комп'ютери або тонкі клієнти, що забезпечує низьку вартість володіння. Крім того, кожен з завантажуваних аплетів надає користувачеві сторінку для конкретного завдання, спеціальним чином налаштовану на її найбільш ефективне виконання. Таким чином, замість єдиного інтерфейсу для всіх завдань, користувач отримує спеціальний інтерфейс для конкретної проблеми, незалежно від типу ЕОМ клієнта і ОС.

Додатки управління корпоративними даними Windchill реалізують такі основні функції:

• адміністрування;
• управління документами;
• управління життєвим циклом;
• управління структурою вироби;
• управління поданням структури вироби;
• управління внесенням змін.

Модуль Windchill Administrator забезпечує інтерфейс базових адміністративних функцій для управління мережею, користувачами і їх групами (Рис.5). Тут реалізується оповіщення про завершення ключових функцій роботи з базою даних і визначаються події, які ініціюватимуть відправку електронної пошти. Завдання структури мережі і правил доступу до мережі дає адміністратору можливість ввести схему захисту, яка дозволяє встановлювати права доступу для будь-якого елемента вироби на кожному етапі його життєвого циклу. Засіб індексування документів дає можливість визначати спосіб індексування кожного типу об'єкта для пошуку за ключовими атрибутами або документам.

Додаток Windchill Document Management служить для контролю і управління документацією будь-якого типу. Цей модуль забезпечує функції "check in" і "check out", які підтримують блокування файлів, контроль за версіями, контроль за ревізіями та захист на рольової основі. Основа управління процесом роботи над виробом в Windchill - це модель життєвого циклу, побудована за принципом "етап - перехід - наступний етап". У Windchill кожен керований елемент включає визначення життєвого циклу. Момент створення елемента рівнозначний першого етапу свого життєвого циклу. Етап (phase) визначає ступінь зрілості елемента, а перехід з етапу на етап (gate) визначає набір критеріїв закінчення етапу і переходу на наступний. Подібна модель процесу відрізняється від традиційної моделі потоку робіт - користувачеві підказується насамперед "що треба робити", а не "як". І це досить вдалий варіант для такої динамічної середовища, як середовище розробки вироби (Рис.6).

Серце всіх PDM-додатків - структура вироби. Windchill забезпечує повнофункціональну прикладну середу, яка дозволяє управляти всіма ресурсами в контексті структури розроблюваного виробу. Це не тільки організовує дані в найбільш зручному для користувачів вигляді, але і створює "скелет", на який будуть нарощуватися документи з визначенням виробу протягом усього його життєвого циклу.

Інженерна структура вироби опісує его уявлення за принципом "як спроектовано", проти, на протязі життєвого циклу вінікає необходимость в різніх уявленнях, оптімізованіх для альтернативних процесів. Модуль управління Забезпечує визначення безлічі уявлень Структури вироби, підтрімуючі при цьом асоціативність з віхідною структурою. Це дозволяє задаваті безліч інженерних спеціфікацій (bill of material, ВВП) для даної деталі. Виробник отримує можливість сформулювати оптимальну специфікацію (ВВП) для готового виробу, відповідну вихідним інженерним специфікаціям, але більш зручну для виробництва (Рис.7).

Найважливішу роль при контролі за технічними змінами та їхнім впливом на ресурси, що входять до визначення вироби, грає додаток управління змінами. В основі моделі управління змінами Windchill лежать три основних компоненти процесу: запит, планування і виконання. Запит на внесення зміни (change request) ідентифікує проблему і включає всю супроводжуючу інформацію. Розпорядження про зміну (change order) координує відповідні дані, аналізує їх і планує виконання. Повідомлення про зміну (change notice) дозволяє і виконує зміна.

У додатках Windchill модель виробу включає набір його атрибутів, опис життєвого циклу і модель захисту. В процесі роботи модель розширюється і в якості складових компонентів вибирає інші об'єкти, пов'язані з вихідним виробом посиланнями "використовує" (uses) і "поставлено" (supplied by). Далі, модель доповнюється документацією, яка причетна до розробляється виробу, наприклад, інструментальна оснастка може бути включена в модель як зв'язаний об'єкт або система об'єктів. Таким чином, поступово визначаються всі взаємозв'язки між об'єктами, які утворюють повний набір складових компонентів, необхідних для розробки і виробництва того або іншого виробу. Ці компоненти координуються і синхронізуються відповідно до їх власним життєвим циклом. В кінцевому підсумку виникає "ієрархія процесів", яка явно ілюструє обсяг робіт для загального процесу розробки. Таким чином, в Windchill не робиться спроба заздалегідь сформулювати загальний процес розробки, а замість цього процес будується динамічно в міру формування конфігурації інформації про виріб.

Стандартні програми Windchill забезпечують рішення задач управління корпоративною інформацією. Можливості управління документами в Windchill передбачають зв'язок з безліччю баз даних, пошук інформаційного наповнення в масштабі підприємства, комунікації на основі електронної пошти, URL і http. Windchill інтегрує управління виробом і процесами, координуючи між собою відповіді на питання: що потребує зміни (об'єкт), чому він вимагає модифікації (управління змінами), які пов'язані і залежні елементи (структура вироби) і який їхній статус в спільному проекті (управління життєвим циклом). Це дає користувачеві додаткові можливості по створенню, модифікації і отримання інформації про виріб в контексті заданих їм процесів. Крім того, Windchill виводить цю інформацію зі стадії проекту безпосередньо в виробничий процес, забезпечуючи управління конфігураціями інженерних специфікацій (ВВП).

Що дає реалізація PDM на базі Web?

Середовище управління корпоративними даними, яку створює Windchill - це звичайна домашня сторінка Web, яка надає спільноті користувачів корпорації необхідні дані про виріб протягом усього його життєвого циклу, звертаючись для цього до звичних засобів: HTML, аплети Java, гіперпосилання і пошукові машини.

Елегантність і простота є наслідком основної ідеї розробки - будь-який доступ до будь-якого додатка повинен бути прихований від будь-якого користувача за звичним загальномережним інтерфейсом, а будь-який інформаційний об'єкт довільної складності для будь-якого класу додатків повинен управлятися одним і тим же механізмом доступу. Досягти поставленої мети вдалося якраз за рахунок трирівневої архітектури Windchill Foundation і використання Java- методики розподілених обчислень.

Web-браузер фактично став сьогодні корпоративним стандартом для доступу до інформації, тому при використанні Windchill знадобляться мінімальні зусилля з навчання кінцевих користувачів і налаштування на завдання конкретного підприємства. При включенні будь-якого нового інструментального кошти в середу Windchill тепер не треба реорганізовувати робоче місце користувача для взаємодії з новим засобом, а тільки реалізувати його виклик на сервері додатка. Мережева настройка з боку розробника тепер взагалі не потрібно - все мережеве взаємодія в рамках системи клієнт-сервер уже бере на себе Windchill. Інформаційна модель об'єктів нового додатка описується засобами Rational Rose для Windchill і засобами же Windchill вбудовується в загальний простір даних, за допомогою чого усувається з одного боку дублювання спільно використовуваних даних, а з іншого досягається інформаційна несуперечливість бази даних.

Додатки, побудовані на базі Windchill Foundation, реалізують функції розподіленого управління корпоративною інформацією за допомогою звичних Web-механізмів. Універсальний інтерфейс IE або Netscape надасть доступ до апплетам Java, пошуковим системам, електронній пошті, до даних і службам Internet / intranet, а також забезпечить зв'язок із зовнішнім інформацією постачальників і партнерів.

Найважливіша характеристика Windchill - можливість створення неоднорідною, об'єднаної, робочої мережевий середовища підприємства. Web-орієнтований підхід до управління інформацією про корпоративну продукції з рівною ефективністю дозволяє охопити як різні підрозділи всередині компанії, так і різні організації в рамках розширеного підприємства. Розподілена модель самої Web плюс основа Windchill здатні зв'язати воєдино безліч принципово різних автономних систем, з різними, можливо навіть суперечать один одному способами визначення інформаційної моделі, своєю функціональністю і своїми інтерфейсами. Web-браузер забезпечить зв'язок з будь-яким клієнтом, механізми пошуку в Web підтримують неструктуровані запити до безлічі відмінних один від одного баз даних, а гіперпосилання дозволять з'єднати один з одним об'єкти різних систем. Крім того, підтримка об'єктно-орієнтованих API, CORBA, OLE і інтеграційних механізмів Web дає можливість включити в загальну корпоративну середу управління інформацією вже існуючі в компанії системи роботи з даними, тим самим зберігаючи інвестиції і забезпечуючи природну інтеграцію з програмними засобами інших постачальників.

Проблеми нової системи пов'язуються перш за все з невисокою продуктивністю Javа-додатків, а також необхідністю синхронізації з постійно змінюються комерційними версіями браузерів. Так, для роботи користувачам необхідні підтримуючі Java-версії Web-браузерів і наявність віртуальної Java-машини. У свою чергу для запуску Java-машини потрібні ресурси для користувача місця, прямо пропорційні необхідної продуктивності. Крім того, у багатьох організацій, потенційних користувачів Windchill, поки відсутній достатній фаховий досвід розробки Java-додатків.

За прогнозами CIMdata і Kalthoff, частка ринку PDM-систем має серед програмних продуктів найбільш стійку тенденцію до зростання, подвоюючи кожні півтора року досягнувши до середини 1998 р рівня в 10 млрд. Дол.

З огляду на, що в нашій країні існує чимала інсталяційна база рішень, розроблених компанією РТС, в тому числі у великих промислових корпораціях [2,3], можна припустити, що Windchill приверне увагу вітчизняних клієнтів.

література

1. Michael Mecham. Airbus Partners Select Web Enterprise Software. Aviation Week & Space Technology, August 17, 1998.
2. В. Краюшкин. Система Optegra - управління виробничими даними // Відкриті системи, Тисячі дев'ятсот дев'яносто сім, N1 (21). - с. 67-72.
3. В. Клішина, В. Климов, М. Пирогова. Інтегровані технології CV. // Відкриті системи, Тисячі дев'ятсот дев'яносто сім, N2 (22). - с. 37-42.

Першим серед споживачів, що обслуговуються в рамках консорціуму користувачів Windchill, була компанія Sun Microsystems, яка уклала спеціальний контракт на розвиток Windchill. Наступними стали Airbus Consortium [1] і Lockheed Martin GES, що використовують технології Windchill для організації повного інформаційного супроводу своїх амбітних проектів. У разі Airbus мова йде про проект аеробуса надвеликої місткості A-3XX, а в разі Lockheed Martin - про проект нового сімейства інтегрованої оборонної системи нового покоління для бойових кораблів XXI століття.

В умовах Росії інтерес до потужних мережевих систем управління технічною інформацією можуть проявити насамперед великі промислові фірми, підприємства з великою кількістю субпідрядників і постачальників, зайняті виробництвом широкої номенклатури складних виробів з великою кількістю модифікацій і тривалим терміном експлуатації (автомобілебудування, авіабудування, суднобудування, ракетобудування і т.д.). Таких компаній дуже часто непродуктивно витрачають як час, так і гроші на пов'язування в єдиний інформаційний простір розрізнених приватних рішень по розробці і супроводу інженерних даних: створення несуперечливої ​​єдиної інформаційної моделі, спроби зістикувати всі і вся - від офісних додатків і САПР до різнотипних СУБД різних підрозділів.

Користувачі можуть отримати прямий доступ до можливостей Windchill за наступною схемою:

• користувачі САПР рівня підприємства CADDS5 - через PDM-модуль OptegraVault;
• користувачі САПР рівня робочої групи Pro / Engineer - через модуль Pro / Intralink;
• користувачі офісних додатків, наприклад, MS Office, зможуть працювати з Windchill через прикладної модуль системи Document Management