面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究

面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究： 0 引言

随着市场竞争的日益加剧和全球化趋势，实施企业知识管理、增强持续创新能力已经成为夯实企业核心竞争能力的原动力。产品生命周期管理(Product Lifecycle Management，PLM)，以企业知识管理为中心，遍历产品全生命周期各阶段，是现代管理理念与企业信息化解决方案的完美结合。PLM能够帮助企业实现知识的不断积累和技术的持续创新。从而支持企业实现以客户为驱动的、持续的、突破性的、杀手铜式的创新。

本文将在传统版本管理的研究基础上，面向企业知识管理和PLM环境对版本管理进行进一步研究。主要内容如下：(1)把版本的状态和版本的分类独立开来，使版本的表达更加简捷清晰，在保证功能的同时大大减少了版本的数量。(2)建立了版本变化的形式化模型，促进了版本进化的数学化、科学化。(3)在传统的版本继承方法的基础上提出了最大子集合继承法，改善了版本继承的复杂程度。

面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究： 1 面向企业知识管理和PLM环境的版本分类

传统的版本管理一般都是按照版本状态进行分类，本文提出了用途分类和状态定位的新的分类方法。根据用途把版本分为两类：工作版本和发放版本。工作版本是处于设计、提交和审批阶段的版本，它有两种状态：设计状态和提交状态：在设计状态下版本对象为当前设计者所私有，其他人员只能拥有浏览的权限不可以对它进行删除、引用、修改、圈阅、审批、发放等操作：当前设计者在版本对象设计状态下的工作完成后可以对它进行提交，该文档就进入了提交状态，在提交状态下。拥有相关审批权限的人员可以对它进行圈阅审批，而包括文档的设计者在内的其他人员都只能拥有浏览的权限不可以对它进行删除、引用、修改、圈阅、审批、发放操作。发放版本是指审批通过之后的可以用于生产的版本，发放版本有三种状态：发行状态、生产状态和冻结状态；发行状态是指时间上处于审批通过后和投入生产前，在该状态下任何用户都不能再对它进行删除、修改、圈阅、审批、发放操作，拥有相关权限的用户可以对它进行浏览和引用，由于发行状态下的版本对象属于企业未来将要推出的产品，因而与后两种状态相比在发行状态下的版本对象应该拥有更高的保密级别；生产状态(也可以称为有效状态)是指版本对象处于生产状态之下，该状态下任何用户都不能再对它进行删除、修改、圈阅、审批、发放操作，拥有相关权限的用户可以对它进行浏览和引用。

与发行状态和冻结状态相比在生产状态下的版本对象发起工程更改时需要综合考虑到已生产的情况、供应商的情况以及客户的情况：冻结状态是在版本对象在生产完成后的归档状态．在该状态下拥有相关权限的用户可以对版本对象进行查询、浏览、引用操作，但任何用户都不能再对它进行删除、修改、圈阅、审批、发放操作。各功能分类版本及其所在状态定位如图1所示。

图1. 版本功能分类及状态定位图

工作版本表达的是在设计过程中不断修改、提交、完善的循环过程，一个典型的工作过程可以作为企业的知识通过一系列的工作版本加以表达，为后来者提供成功的经验和失败的教训，更加有利于企业知识的积累和继承，因而对典型过程的工作版本可以把包括工程图纸和数据模型在内的所有资料都永久保存。而一般过程的工作版本可以只保存过程的文字描述，从而大大节省了存储空间。发放版本是工作版本修改、提交、完善循环过程的最终结果，同时也是下一版本对象工作版本的起点。工作版本是特定设计阶段设计成果的载体；发放版本是一个产品系列的继承和进化的载体。两者之间是一种螺旋上升的关系，如图2所示。

图2. 工作版本到发放版本螺旋上升图

面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究： 2 面向企业知识管理和PLM环境的版本演化

在PLM环境下版本的演化更加复杂，建立数学模型对产品的版本演化进行形式化表示。能够使复杂的版本演化过程更加利于理解和程序实现，更加有利于企业知识管理的规范化和科学化。产品的版本演化主要分为两个部分：组成产品零部件版本的演化和这些零部件之问的结构关系的演化，两部分的笛卡儿积就构成了产品版本演化的全集。现构造版本及其演化的数学模型如下。

定义产品P由零部件P1，P2，P3，……Pn(n≥1)构成，即：

P={P1，P2，P3，……，Pn} (1)

(1)式中P1，P2，P3，……，Pn为互斥性零部件(如果不为互斥性，则可以向上递归为互斥性)。定义P1，P2，P3……Pn的版本分别为：VP1，VP2，VP3，……VPn，P的版本为VP则：

VP=VP1×VP2×VP3×……×VPn (2)

定义产品的结构关系为R，产品结构的版本为VR，则：

VR=VR1，VR2，VR3，……VRm} (3)

定义产品版本的全集为V则：

V=VP×VR (4)

产品版本的全集V中并不是每个版本都是有用版本，定义有用版本VU，则：

VU属于等于V (5)

(5)式中集合V中只有那些实际存在的版本才为有用版本。因而有用版本VU是全集V的子集，只有在全集中的所有版本都实际存在时才有VU=V，而这种情况在实际中是极其少见的。

定义E为版本的有效性。包括时间有效性(t)、批次有效性和制造系列号有效性(n)则：

E=E(t，l，n) (6)

定义有效版本为VE则：

VE=VU((t，l，n)) (7)

(7)式中VE在特定的时间、批次和制造列号下具有唯一性，表示在特定的时间、批次和制造列号下产品对象的有效版本(也叫生产版本)是唯一的。

一个新版本的产生过程。也就是在R和P的共同作用下使得全集V得以扩展．而其中有用的那个子版本被增加到VU集合中，该版本在时间(t)、批次和制造系列号(n)的有效性约束下置为有效。

版本的演化示意图图3描述了产品对象P00从A版本升级到B版本的过程。零件对象P01-1从A版本上升到了B版本向上递归使得部件对象P01从A版本上升到了B版本，同时产品结构中增加了零件对象P03版本为A，而P02版本保持不变，产品零部件版本的上升和产品结构的上升共同使得产品对象P00从A版本上升到了B版本，该版本为产品对象P00的有用版本。

在时间约束2007-10-1——2007-11-15，批次约束：001以及制造系列号约束：CC-001下产品对象P00的版本A为有效版本：在时间约束：2007-11—16——2007-12-30，批次约束：002以及制造系列号约束：CC-002下产品对象P00的版本A为有效版本。

图3. 版本演变示意图

面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究： 3 面向企业知识管理和PLM环境的版本继承

3.1 传统版本继承的研究现状

传统的版本继承方法主要有三种形式：链形继承、树形继承和复合继承。链形继承关系如图4(a)所示，数据结构比较简单．但是它只能按时间的先后顺序进行版本继承。这就使得只能在最新版本的基础上向下继承。如果在非最新版本上也可向下继承就会产生树形继承方式如图4(b)，树形继承方式解决了非最新版本的继承问题。但是对实际中存在的多父继承．树形继承方式就无能为力了。为了解决这个问题出现了复合继承(一些文献中也称为有向无循环继承)如图4(c)。

图4. 版本继承方式

3.2 PLM环境下最大子集合继承法

在PLM环境下，迅速便捷的信息反馈与知识共享使得产品的更改次数增加，版本的继承关系会更加复杂。为了降低版本继承关系的复杂程度，使得在满足需求的情况下尽量使版本继承关系更加简捷和易于理解，在传统的复合继承方法的基础上提出了最大子集合继承法。

为了更好地实现最大子集合继承，在建立版本对象的时候需要把版本特征属性数据维护到数据库中，表1表2为其数据表格格式的部分内容。

表1. 版本特征一性

表2. 版本与特征属性的关系

最大子集继承法具体算法步骤如下：

第一步，确定需要继承的特征属性集记为集合A：A={a1，a2，a3，……an}，通过数据库查询语言SQL语句查询特征属性为：(a1)0R(a2)OR(a3)0R……0R(an)产品对象版本，查询结果记为集合U。

最大子集继承法从最大程度上减少了继承所需父版本的数目。大大降低了PLM环境下版本继承关系的复杂程度，使其更加简捷和容易理解。

面向企业知识管理和PLM环境的版本管理研究： 4 结束语

本文面向企业知识管理和PLM环境，对版本管理进行了进一步的研究。主要创新点如下：

(1)给出了两种版本五个状态的版本分类方法，提出了从工作版本到发放版本的螺旋上升式模型；

(2)以形式化的模型描述了版本的演化过程，使复杂的版本演化过程更加利于理解和计算机化。更加有利于面向知识管理在PLM环境下对版本进行有效控制和科学管理；

(3)在传统的版本继承方法的基础上提出了最大子集继承法，可以大大低版本继承关系的复杂程度。