文件版本管理

产品设计过程是一个动态变化的过程。它是分阶段、反复迭代进行的。在整个设计过程中,每一阶段的同一个设计对象要经过多次修改和状态改变。同时,设计人员有时需要访问设计对象的历史版本数据,这就要求保留一些设计过程的中间结果,以便对这些历史数据进行回溯。
方案概述
1 产品数据对象的版本概念

    1.数据对象的版本概念
    产品设计过程是一个动态变化的过程。它是分阶段、反复迭代进行的。在整个设计过程中,每一阶段的同一个设计对象要经过多次修改和状态改变。同时,设计人员有时需要访问设计对象的历史版本数据,这就要求保留一些设计过程的中间结果,以便对这些历史数据进行回溯。
 
    工程上用版本(Version)来区分产品数据在设汁过程中的有效更改。一个设计对象在设计过程中不断地进行修改,可能会产生许多版本。通过版本管理可以对设计流程进行追溯。
 
    版本的概念:版本是用来描述设计过程中设计对象不断演变的动态变化,它是设计对象在设计过程中的某一时间点p设计对象的描述。版本一般分为当前版本和历史版本。由于产品数据与产品对象的一一对应关系,在产品数据管理中,产品设计的更改与控制,也往往反映了产品数据版本的语义描述。
 
    目前,在制造企业产品生命周期的信息管理中,版本管理是广泛使用的技术。若企业产品数据的版本管理混乱,则必然会影响企业正常的产品设计与生产制造活动的开展。
 
    2.“产品-零部件-文档-版本”的层次关系
    文档是产品数据的一种常见表现形式,零部件最终需要通过文档来描述。设计人员借助各种软件工具进行产品设计,其结果一般以文档的形式存储。从工程意义上说,这些数据文档是紧密关联的。例如,描述同一产品或零部件对象的各种CAD模型、图档、工艺文件及技术说明书等,都是针对同一对象的,它们从不同层次描述产品。因此,产品、零部件、文档、版本之间具有层次关系,应对产品相关的文档以及这些文档之间的相互关系进行统一的管理。
 
    文档版本的产生是由对设计的修改或对同一对象的不同设计引起的。文档版本既可以是一个单独存在的文档,也可以仅仅是与前一版本相比有差异的部分。增加了版本属性后,产品结构关系的复杂性明显增加。图4-26(a)说明不含版本属性的“零件一文档”之间的联系,零件对象与其相关的文档信息(如实体模型、二维图纸、分析数据、工艺文件、NC代码等)可以直接建立联系;图4-26(b)说明含版本属性的“零件一文档”之间的联系,零件有不同的版本,各种文档也有自己的版本,这时零件对象与其相关的实体模型、二维图纸、分析数据、工艺文件、NC代码等文档的不同版本之间可以通过一定的匹配关系建守联系。

零件文档的结构关系 
(a)不包含版本的零件文档结构                                                                     (b)包含版本属性的零件文档结构
    图4-26零件文档的结构关系

 
    3.产品数据对象的版本问题
    零部件的版本描述用于设计过程中的具体对象,而对这些对象的描述又是通过文档进行的,因此,零部件通过零部件版本与文档建立联系。图4-27表示了零部件之间的产品结构关系、零部件内部的版本关系、零部件版本与文档的引用关系。
 
    零部件的版本管理与文档类似,但零部件实体由三维模型和它的属性组成,零部件除了它的关联描述文档外,还具有结构和属性等特殊信息,因而零部件的版本管理比文档复杂。同时,文档版本的变化必然引起零部件版本的变更,而零部件的版本变化并不一定产生新的文档版本。

 产品数据对象的版本关系
图4-27产品数据对象的版本关系

 
2 产品数据对象的版本管理模型
    版本对象不仅包含了设计对象当前的全部信息,而且反映了设计对象的版本(零部件的版本)与它的关联文档版本之间的联系。同时,某个对象的各个版本之间存在一定的关联性,并具有识别不同版本的有效条件。为了对某个对象的版本进行有效的管理,首先需要建立合适的版本模型。
 
    版本模型一般包含版本信息和版本关系。目前,较多采用的版本模型有:线性版本模型(线性模型)、树状版本模型(树状模型)和有向无环图版本模型,如图4-28所示。

 产品数据对象的版本管理模型
    图4-28  产品数据对象的版本管理模型
 

    (1)线性版本模型
    线性版本模型是最简单的一种模型。它以版本产生的时间先后为次序依次排列,每一个版本最多只有一个父版本,并且只能有一个子版本。通常用对象的标识号和版本号两个属性表示。在线性模型中,每个版本只能有惟一的标识,当产生一个新版本时,这个新版本自动插入链尾,并赋予一个新的版本号。如图4-28(a)所示,图中箭头所示为从源版本指向目标版本。
 
    假设V1是在V。的基础上经过设计修改而形成的新版本(修订版本),而V2是重新设计而产生的用来代替V00版本(替换版本),在线性模型中,V1、V2这两种不同版本之间的差异并不能表示出来。因此,线性版本模型能够很好地描述版本顺序产生的过程,其不足之处是不能区分是新设计产生的替换版本,还是在前一版本基础上修改形成的修订版本。也就是说,这种模型不能区分替换版本和修订版本的区别。
 
    (2)树状版本模型
    在树状结构的版本模型中,一个特定的路径就反映了某种设计方案的版本繁衍过程。树状结构以增加数据结构的复杂性为代价来表示版本之间的替换关系。这种模型层次清晰,只有一个版本没有父版本,其余都有一个父版本。这种版本模型可以弥补线性版本模型的不足。
 
    树状版本描述的语义是:版本结构树中的一个特定路径反映了某一个设计对象的修订版本繁衍过程,如V0→一V1→V11;而不同路径则反映了可选设计方案的替换版本繁衍过程,如V1÷V2÷V3。
 
    在产品设计中,采用树状结构的版本管理模型,如果一个版本有分支,则表示有多个可选方案替换新版本,否则表示子结点为修订版本。如图4-28(b)所示,V1、V2、V3可以看作是V0的替换版本,而V11、V12是V1的两个分支,表明了某设计对象具有两种可选设计方案,即在V1版本的基础上形成了可选的V11版本和V12版本,然后V11又形成了新的V111版本。
 
    (3)有向无环图版本模型
    树状版本模型虽然解决了对象模型的修订版本与替换版本之间的区别,但还不能描述版本合并这一实际情况。在工程设计过程中,有时需要把多个版本融合成一个新版本,因而采用有向无环图版本模型来描述这种情况,如图4-28(c)所示,V4表示融合V2和V31之后形成的新版本。有向无环图不仅可以区分不同设计方案和修改之间的差别,而且还支持版本合并和变更的历史信息,因此可以提供产品设计者进行设计对象版本的跟踪。
 
    有向无环图尽管能够描述版本的历史信息,却失去了树状模型的层次性;它只能用结点序号描述版本的产生次序和来源,却无法表示该版本的逻辑层次性。如V4和V1的关系,V4或许是一种新的设计方案,它与V1在逻辑上是平行关系,说明V4是经过V2和V3 后对设计的一种反复。   
 
3 产品数据版本管理的实现
    在企业的产品数据与技术文档的集成化管理中,版本管理是最重要的应用技术之一。企业传统上的版本管理是针对图纸而言的,当采用PDM系统进行集成化产品数据管理时,版本管理的方式发生了很大的变化,需要采用合适的方案,并且需要建立完善的版本管理制度和规范。
 
    1.产品设计过程中数据对象的版本状态
    设计过程是设计对象由一个状态向另一个状态迁移的过程。设计对象的版本以及版本状态反映设计过程的变迁。PDM的版本管理可以管理事务对象和数据对象的变化情况,前者如产品、部件、零件、文件夹等,后者如各种文档。一般来说,对这些对象采用的是线性版本模型,按照时间顺序系统自动赋予一个版本号,且不允许重复赋值。
 
    在产品设计过程中,按照设计对象所处的不同状态,产品数据具有各种不同的版本状态,如图4-29所示,各种版本状态的数据具有以下特点。

 产品数据对象的版本状态转换过程
    图4-29  产品数据对象的版本状态转换过程

 
    ①工作版本:在设计人员设计过程中的数据对象所处的版本称为工作版本。工作版本驻留在设计人员的私有电子仓库中,处于被设计人员设汁或修改的阶段。此时,该数据对象不能被其他用户访问和引用。
 
    ②提交版本:当设计工作完成后,设计者需要将该数据对象提交到共享的电子仓库中,等待审批。这一存放在共享电子仓库中待审批的版本称为提交版本。提交版本的数据对象不允许修改或删除,其他用户可以查看,但不能引用。
 
    ③发放版本:提交版本经相关人员审核批准后,成为发放版本。发放版本放在专门的电子仓库中,所有用户只能对它进行查询,不能修改。
 
    ④冻结版本:在设计过程的某一时期内,如果需要某一数据对象的版本处于保持不变的状态,那么可以将该数据对象冻结起来,此时的版本称为冻结版本。冻结版本一般存放在项目级的电子仓库中。处于冻结版本状态的数据对象不允许进行更新、删除等操作。但是,冻结版本解冻后即成为工作版本,允许对该数据对象进行操作。提交版本可以看作是审批阶段的冻结版本,它和冻结版本一样,都能被设计者引用,成为设计人员开展下一步工作的基础。
 
    ⑤归档版本:企业对不再进行更改的数据对象都需要归档保存,版本归档后成为归档版本。
 
    2.零部件结构中的版本变迁
    产品由零部件构成,以产品为根结点将其展开,就得到产品结构树。如图4-30所示,如果一个部件A的两个子部件B、c分别产生了一个新版本,那么在传播变迁的过程中,B、C的任意两个版本的组合都可以导致A的一个新版本出现,因而部件A可能会产生多个新版本。实际上,有些版本组合是没有意义的,在工程设计过程中,需要将不同零部件的几个版本建立一个组合,当新版本产生时,只有在同一个版本组中的版本组合才有意义。由图4-30可知,B的版本V1与C的版本V1组合生成了A版本V1,B版本V2与C版本V2组合生成A版本V2。

零部件版本的变迁 
图4-30零部件版本的变迁

 
    图4-30仅仅描述了单一层次的版本传播,对于复杂产品结构而言,在设计过程巾最底层某一个零部件的版本变化,最终可能导致位于结构树的根结点中产品本身的版本发生变化。产品结构树的各结点为零部件,当下级零件改动、增加零件状态或增加互换件时,装配件的版本应升级。在实际应用过程中,必须为版本的传播变迁制定相应的传播规则,或者由设计人员交互生成新的版本。
 
    3.PDM系统中对象的版本组织
    PDM系统所管理的产品数据对象主要有零部件和相关文档。PDM系统一般以版本产生的先后次序来管理设计阶段产生的版本。当产生新版本时,系统自动赋予一个版本号。在一个文档或零部件的内部,其版本号是惟一的。版本号反映了版本产生的时间顺序以及版本之间的渊源关系。在产品设计的某一时刻,PDM系统中有且只有一个共享版本是当前版本。当前版本用于描述当前系统中正在设计、修改或使用的版本。在文档和零部件的众多版本中,又可分为有效版本和无效版本。其中,无效版本是指设计失败、不再使用的版本,这类版本可以从系统中予以删除,但有时为了给以后的设计提供参考,一般予以保留。
 
    4.复杂产品对象的版本管理问题
    对复杂产品开发而言,如飞机设计和制造,传统的以工程图纸为对象的管理方式,其版本管理具有一些特殊需要讨论的问题。
 
    (1)组合件图纸的管理问题
    对于组合件而言,它的图纸内容包括下级零件、下级零件之间的装配关系和无图件。例如,当对组合件的下级有图零件进行修改,或者对下级零件之间的装配关系或无图件进行修改、增减或更换下级零件等,可能需要将组合件的图纸版本进行升级。

 

    对单个零件而言,其图纸版本升级,零件版本也升级,零件与二维图纸版本一致。当把组合件的图纸版本升级时,组合件版本也升级。因此,由零件号可以马上找到对应的图纸(图号和版本号)。若给的是单个零件的图号,则再由版本号可以找到惟一确定的零件。这些零件可以用产品批次加以区分,因而需要再给定产品批次才能找到惟一确定的零件。
 
    (2)多页图管理问题
    一些零部件往往需要多页图纸共同进行表达。多页图是将图纸内容表达在多张图纸上,其版本管理需要涉及到每页图纸。多页图有自己的图号和版次。为了便于管理,将各页图纸的版次和各页不同版次图纸的零件表记录在零页上。零页是多页图一部分。如果其中某一页修改了,则该页版本升级,其他页版本不升级,多页图版本也升级。
 
    (3)零件与图号、图纸版本、批次号的关系
    如果企业的零件是由图号、图纸版本和批次号惟一确定的,零件只要做了修改,则不论零件是单个零件还是组合件,它对应的图号、图纸版本和它的批次号三者之中至少有一个会改变。所以,应以零件为中心,在此基础上进行版本管理。
 
    将零件的版本分为正式版本和临时版本。正式版本主要指的是通过修改发放的更改单得到的零件版本;临时版本主要指通过修改下发的临时更改单、技术单得到的零件版本。对已发放的零件,改动它的零件实体,该零件版本升级,该零件的所有上级零件都应版本升级。若同时有多个零件版本升级,它们共同的上一级零件只需版本升级一次。版本号的命名规则如图4-32所示。

 且有产品批次特点的版本号命名规则
    图4-32且有产品批次特点的版本号命名规则
 

    ①正常版本的版本号命名规则:对单独零件,其版本号为对应图号的版本号;对组合件,其版本号为对应图号的版本号+产品批次号,批次号是该组合件生效的起始批次号。
 
    ②临时版本的版本号命名规则:对单独零件,其版本号为对应图号的版本号+R+数字;对组合件,其版本号为对应图号的版本号+R+数字+批次号,批次号是该组合件生效的起始批次号。其中,R为临时版本,数字代表第几次临时版本升级。


 

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