文件版本管理

產品設計過程是一個動態變化的過程。它是分階段、反復迭代進行的。在整個設計過程中,每一階段的同一個設計對象要經過多次修改和狀態改變。同時,設計人員有時需要訪問設計對象的歷史版本數據,這就要求保留一些設計過程的中間結果,以便對這些歷史數據進行回溯。
方案概述
1 產品數據對象的版本概念

    1.數據對象的版本概念
    產品設計過程是一個動態變化的過程。它是分階段、反復迭代進行的。在整個設計過程中,每一階段的同一個設計對象要經過多次修改和狀態改變。同時,設計人員有時需要訪問設計對象的歷史版本數據,這就要求保留一些設計過程的中間結果,以便對這些歷史數據進行回溯。
 
    工程上用版本(Version)來區分產品數據在設汁過程中的有效更改。一個設計對象在設計過程中不斷地進行修改,可能會產生許多版本。通過版本管理可以對設計流程進行追溯。
 
    版本的概念:版本是用來描述設計過程中設計對象不斷演變的動態變化,它是設計對象在設計過程中的某一時間點p設計對象的描述。版本一般分為當前版本和歷史版本。由于產品數據與產品對象的一一對應關系,在產品數據管理中,產品設計的更改與控制,也往往反映了產品數據版本的語義描述。
 
    目前,在制造企業產品生命周期的信息管理中,版本管理是廣泛使用的技術。若企業產品數據的版本管理混亂,則必然會影響企業正常的產品設計與生產制造活動的開展。
 
    2.“產品-零部件-文檔-版本”的層次關系
    文檔是產品數據的一種常見表現形式,零部件最終需要通過文檔來描述。設計人員借助各種軟件工具進行產品設計,其結果一般以文檔的形式存儲。從工程意義上說,這些數據文檔是緊密關聯的。例如,描述同一產品或零部件對象的各種CAD模型、圖檔、工藝文件及技術說明書等,都是針對同一對象的,它們從不同層次描述產品。因此,產品、零部件、文檔、版本之間具有層次關系,應對產品相關的文檔以及這些文檔之間的相互關系進行統一的管理。
 
    文檔版本的產生是由對設計的修改或對同一對象的不同設計引起的。文檔版本既可以是一個單獨存在的文檔,也可以僅僅是與前一版本相比有差異的部分。增加了版本屬性后,產品結構關系的復雜性明顯增加。圖4-26(a)說明不含版本屬性的“零件一文檔”之間的聯系,零件對象與其相關的文檔信息(如實體模型、二維圖紙、分析數據、工藝文件、NC代碼等)可以直接建立聯系;圖4-26(b)說明含版本屬性的“零件一文檔”之間的聯系,零件有不同的版本,各種文檔也有自己的版本,這時零件對象與其相關的實體模型、二維圖紙、分析數據、工藝文件、NC代碼等文檔的不同版本之間可以通過一定的匹配關系建守聯系。

零件文檔的結構關系 
(a)不包含版本的零件文檔結構                                                                     (b)包含版本屬性的零件文檔結構
    圖4-26零件文檔的結構關系

 
    3.產品數據對象的版本問題
    零部件的版本描述用于設計過程中的具體對象,而對這些對象的描述又是通過文檔進行的,因此,零部件通過零部件版本與文檔建立聯系。圖4-27表示了零部件之間的產品結構關系、零部件內部的版本關系、零部件版本與文檔的引用關系。
 
    零部件的版本管理與文檔類似,但零部件實體由三維模型和它的屬性組成,零部件除了它的關聯描述文檔外,還具有結構和屬性等特殊信息,因而零部件的版本管理比文檔復雜。同時,文檔版本的變化必然引起零部件版本的變更,而零部件的版本變化并不一定產生新的文檔版本。

 產品數據對象的版本關系
圖4-27產品數據對象的版本關系

 
2 產品數據對象的版本管理模型
    版本對象不僅包含了設計對象當前的全部信息,而且反映了設計對象的版本(零部件的版本)與它的關聯文檔版本之間的聯系。同時,某個對象的各個版本之間存在一定的關聯性,并具有識別不同版本的有效條件。為了對某個對象的版本進行有效的管理,首先需要建立合適的版本模型。
 
    版本模型一般包含版本信息和版本關系。目前,較多采用的版本模型有:線性版本模型(線性模型)、樹狀版本模型(樹狀模型)和有向無環圖版本模型,如圖4-28所示。

 產品數據對象的版本管理模型
    圖4-28  產品數據對象的版本管理模型
 

    (1)線性版本模型
    線性版本模型是最簡單的一種模型。它以版本產生的時間先后為次序依次排列,每一個版本最多只有一個父版本,并且只能有一個子版本。通常用對象的標識號和版本號兩個屬性表示。在線性模型中,每個版本只能有惟一的標識,當產生一個新版本時,這個新版本自動插入鏈尾,并賦予一個新的版本號。如圖4-28(a)所示,圖中箭頭所示為從源版本指向目標版本。
 
    假設V1是在V。的基礎上經過設計修改而形成的新版本(修訂版本),而V2是重新設計而產生的用來代替V00版本(替換版本),在線性模型中,V1、V2這兩種不同版本之間的差異并不能表示出來。因此,線性版本模型能夠很好地描述版本順序產生的過程,其不足之處是不能區分是新設計產生的替換版本,還是在前一版本基礎上修改形成的修訂版本。也就是說,這種模型不能區分替換版本和修訂版本的區別。
 
    (2)樹狀版本模型
    在樹狀結構的版本模型中,一個特定的路徑就反映了某種設計方案的版本繁衍過程。樹狀結構以增加數據結構的復雜性為代價來表示版本之間的替換關系。這種模型層次清晰,只有一個版本沒有父版本,其余都有一個父版本。這種版本模型可以彌補線性版本模型的不足。
 
    樹狀版本描述的語義是:版本結構樹中的一個特定路徑反映了某一個設計對象的修訂版本繁衍過程,如V0→一V1→V11;而不同路徑則反映了可選設計方案的替換版本繁衍過程,如V1÷V2÷V3。
 
    在產品設計中,采用樹狀結構的版本管理模型,如果一個版本有分支,則表示有多個可選方案替換新版本,否則表示子結點為修訂版本。如圖4-28(b)所示,V1、V2、V3可以看作是V0的替換版本,而V11、V12是V1的兩個分支,表明了某設計對象具有兩種可選設計方案,即在V1版本的基礎上形成了可選的V11版本和V12版本,然后V11又形成了新的V111版本。
 
    (3)有向無環圖版本模型
    樹狀版本模型雖然解決了對象模型的修訂版本與替換版本之間的區別,但還不能描述版本合并這一實際情況。在工程設計過程中,有時需要把多個版本融合成一個新版本,因而采用有向無環圖版本模型來描述這種情況,如圖4-28(c)所示,V4表示融合V2和V31之后形成的新版本。有向無環圖不僅可以區分不同設計方案和修改之間的差別,而且還支持版本合并和變更的歷史信息,因此可以提供產品設計者進行設計對象版本的跟蹤。
 
    有向無環圖盡管能夠描述版本的歷史信息,卻失去了樹狀模型的層次性;它只能用結點序號描述版本的產生次序和來源,卻無法表示該版本的邏輯層次性。如V4和V1的關系,V4或許是一種新的設計方案,它與V1在邏輯上是平行關系,說明V4是經過V2和V3 后對設計的一種反復。   
 
3 產品數據版本管理的實現
    在企業的產品數據與技術文檔的集成化管理中,版本管理是最重要的應用技術之一。企業傳統上的版本管理是針對圖紙而言的,當采用PDM系統進行集成化產品數據管理時,版本管理的方式發生了很大的變化,需要采用合適的方案,并且需要建立完善的版本管理制度和規范。
 
    1.產品設計過程中數據對象的版本狀態
    設計過程是設計對象由一個狀態向另一個狀態遷移的過程。設計對象的版本以及版本狀態反映設計過程的變遷。PDM的版本管理可以管理事務對象和數據對象的變化情況,前者如產品、部件、零件、文件夾等,后者如各種文檔。一般來說,對這些對象采用的是線性版本模型,按照時間順序系統自動賦予一個版本號,且不允許重復賦值。
 
    在產品設計過程中,按照設計對象所處的不同狀態,產品數據具有各種不同的版本狀態,如圖4-29所示,各種版本狀態的數據具有以下特點。

 產品數據對象的版本狀態轉換過程
    圖4-29  產品數據對象的版本狀態轉換過程

 
    ①工作版本:在設計人員設計過程中的數據對象所處的版本稱為工作版本。工作版本駐留在設計人員的私有電子倉庫中,處于被設計人員設汁或修改的階段。此時,該數據對象不能被其他用戶訪問和引用。
 
    ②提交版本:當設計工作完成后,設計者需要將該數據對象提交到共享的電子倉庫中,等待審批。這一存放在共享電子倉庫中待審批的版本稱為提交版本。提交版本的數據對象不允許修改或刪除,其他用戶可以查看,但不能引用。
 
    ③發放版本:提交版本經相關人員審核批準后,成為發放版本。發放版本放在專門的電子倉庫中,所有用戶只能對它進行查詢,不能修改。
 
    ④凍結版本:在設計過程的某一時期內,如果需要某一數據對象的版本處于保持不變的狀態,那么可以將該數據對象凍結起來,此時的版本稱為凍結版本。凍結版本一般存放在項目級的電子倉庫中。處于凍結版本狀態的數據對象不允許進行更新、刪除等操作。但是,凍結版本解凍后即成為工作版本,允許對該數據對象進行操作。提交版本可以看作是審批階段的凍結版本,它和凍結版本一樣,都能被設計者引用,成為設計人員開展下一步工作的基礎。
 
    ⑤歸檔版本:企業對不再進行更改的數據對象都需要歸檔保存,版本歸檔后成為歸檔版本。
 
    2.零部件結構中的版本變遷
    產品由零部件構成,以產品為根結點將其展開,就得到產品結構樹。如圖4-30所示,如果一個部件A的兩個子部件B、c分別產生了一個新版本,那么在傳播變遷的過程中,B、C的任意兩個版本的組合都可以導致A的一個新版本出現,因而部件A可能會產生多個新版本。實際上,有些版本組合是沒有意義的,在工程設計過程中,需要將不同零部件的幾個版本建立一個組合,當新版本產生時,只有在同一個版本組中的版本組合才有意義。由圖4-30可知,B的版本V1與C的版本V1組合生成了A版本V1,B版本V2與C版本V2組合生成A版本V2。

零部件版本的變遷 
圖4-30零部件版本的變遷

 
    圖4-30僅僅描述了單一層次的版本傳播,對于復雜產品結構而言,在設計過程巾最底層某一個零部件的版本變化,最終可能導致位于結構樹的根結點中產品本身的版本發生變化。產品結構樹的各結點為零部件,當下級零件改動、增加零件狀態或增加互換件時,裝配件的版本應升級。在實際應用過程中,必須為版本的傳播變遷制定相應的傳播規則,或者由設計人員交互生成新的版本。
 
    3.PDM系統中對象的版本組織
    PDM系統所管理的產品數據對象主要有零部件和相關文檔。PDM系統一般以版本產生的先后次序來管理設計階段產生的版本。當產生新版本時,系統自動賦予一個版本號。在一個文檔或零部件的內部,其版本號是惟一的。版本號反映了版本產生的時間順序以及版本之間的淵源關系。在產品設計的某一時刻,PDM系統中有且只有一個共享版本是當前版本。當前版本用于描述當前系統中正在設計、修改或使用的版本。在文檔和零部件的眾多版本中,又可分為有效版本和無效版本。其中,無效版本是指設計失敗、不再使用的版本,這類版本可以從系統中予以刪除,但有時為了給以后的設計提供參考,一般予以保留。
 
    4.復雜產品對象的版本管理問題
    對復雜產品開發而言,如飛機設計和制造,傳統的以工程圖紙為對象的管理方式,其版本管理具有一些特殊需要討論的問題。
 
    (1)組合件圖紙的管理問題
    對于組合件而言,它的圖紙內容包括下級零件、下級零件之間的裝配關系和無圖件。例如,當對組合件的下級有圖零件進行修改,或者對下級零件之間的裝配關系或無圖件進行修改、增減或更換下級零件等,可能需要將組合件的圖紙版本進行升級。

 

    對單個零件而言,其圖紙版本升級,零件版本也升級,零件與二維圖紙版本一致。當把組合件的圖紙版本升級時,組合件版本也升級。因此,由零件號可以馬上找到對應的圖紙(圖號和版本號)。若給的是單個零件的圖號,則再由版本號可以找到惟一確定的零件。這些零件可以用產品批次加以區分,因而需要再給定產品批次才能找到惟一確定的零件。
 
    (2)多頁圖管理問題
    一些零部件往往需要多頁圖紙共同進行表達。多頁圖是將圖紙內容表達在多張圖紙上,其版本管理需要涉及到每頁圖紙。多頁圖有自己的圖號和版次。為了便于管理,將各頁圖紙的版次和各頁不同版次圖紙的零件表記錄在零頁上。零頁是多頁圖一部分。如果其中某一頁修改了,則該頁版本升級,其他頁版本不升級,多頁圖版本也升級。
 
    (3)零件與圖號、圖紙版本、批次號的關系
    如果企業的零件是由圖號、圖紙版本和批次號惟一確定的,零件只要做了修改,則不論零件是單個零件還是組合件,它對應的圖號、圖紙版本和它的批次號三者之中至少有一個會改變。所以,應以零件為中心,在此基礎上進行版本管理。
 
    將零件的版本分為正式版本和臨時版本。正式版本主要指的是通過修改發放的更改單得到的零件版本;臨時版本主要指通過修改下發的臨時更改單、技術單得到的零件版本。對已發放的零件,改動它的零件實體,該零件版本升級,該零件的所有上級零件都應版本升級。若同時有多個零件版本升級,它們共同的上一級零件只需版本升級一次。版本號的命名規則如圖4-32所示。

 且有產品批次特點的版本號命名規則
    圖4-32且有產品批次特點的版本號命名規則
 

    ①正常版本的版本號命名規則:對單獨零件,其版本號為對應圖號的版本號;對組合件,其版本號為對應圖號的版本號+產品批次號,批次號是該組合件生效的起始批次號。
 
    ②臨時版本的版本號命名規則:對單獨零件,其版本號為對應圖號的版本號+R+數字;對組合件,其版本號為對應圖號的版本號+R+數字+批次號,批次號是該組合件生效的起始批次號。其中,R為臨時版本,數字代表第幾次臨時版本升級。


 

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