隨著全球經濟一體化進程不斷加快，我國正承受著來自國內外市場的激烈競爭，其競爭主要是圍繞在質量、時間、成本和服務方面。為了能在競爭中求得生存，我國制造業(yè)正在加快其信息化、數字化、快速化進程，以增加自身的競爭力。在我國的經濟構成中，中小型企業(yè)量大面廣，是我國制造業(yè)的重要組成部分。目前，全國工商注冊登記的中小企業(yè)占全部注冊企業(yè)總數的90％，大約提供了75％的城鎮(zhèn)就業(yè)機會。中小型企業(yè)成為了我國制造業(yè)企業(yè)中一支不可忽視的力量。但是在我國一些中小型制造企業(yè)由于其經濟和技術實力的限制，化難以實施，所以推廣中小型制造企業(yè)信息化是我國制造業(yè)信息化工程的一項重要內容。

云計算是利用互聯(lián)網高速傳輸能力，將個人計算機或服務器上的數據處理過程轉移到互聯(lián)網中由成千上萬臺普通工業(yè)標準服務器組成的超級計算群上，以獲得高速的數據處理能力。云計算能即時、快速地響應用戶的需求，可快速伸縮，提高設備使用率，降低使用成本，減少IT基礎設施的風險。云計算現(xiàn)已被制造業(yè)企業(yè)廣泛所接受，其優(yōu)勢已被廣為流傳。

目前，提供云計算解決方案的廠商大約分為三個層面：IaaS（Infrastructureasaservice，基礎設施即服務）、PaaS（Platformasaservice，平臺即服務）、SaaS（Softwareasaservice，軟件即服務）。

SaaS作為云計算的一種類型，是一種新興的軟件服務模式。其網絡基礎設施和軟硬件工作平臺由軟件提供商搭建，前期的實施與后期的維護也都由其提供，用戶可以通過互聯(lián)網購買使用所需的信息化服務，無需安裝維護，可大幅降低一次購買軟件的風險，以及構建硬件基礎設施的費用，進而幫助中小型制造企業(yè)推進其信息化進程。

廣大中小企業(yè)還普遍面臨產品研發(fā)能力不足，因此迫切需要利用先進設計模式及相關技術，快速整合社會資源，提升企業(yè)的綜合競爭能力。傳統(tǒng)快速設計軟件是定制開發(fā)，其成本較高、開發(fā)周期長，有時候甚至購買的軟件無法使用造成了資源浪費。SaaS模式下的系列產品快速設計系統(tǒng)可為用戶提供低成本、易獲取的在線產品設計服務。產品快速設計系統(tǒng)是建立在產品數字化信息模型之上，可顯著提高產品設計質量和效率，增強企業(yè)對市場的快速響應能力。

綜上所述，開展“SaaS模式下的系列產品快速設計系統(tǒng)”的研究與開發(fā)，可以較低的成本加快中小型制造業(yè)信息化、數字化、快速化步伐，提升企業(yè)的產品設計和制造水平，為我國中小企業(yè)綜合競爭力的重要支撐。

1SaaS模式系統(tǒng)構架

1.1四級成熟度

根據SaaS應用軟件是否具有可配置性、高性能和可伸縮性等特性，SaaS成熟度模型被分成四個等級，通常被稱為“成熟度”。每一個等級都比前一個等級增加以上三種特性中的一種。

（1）Level1（第一級）：定制開發(fā)

第一級成熟度軟件為多次開發(fā)，軟件提供商為每個用戶開發(fā)一套獨立的軟件，并為其部署。SaaS應用軟件Level1除了在商業(yè)模式上與傳統(tǒng)軟件不同外，在軟件應用架構方面幾乎沒有差別。

（2）Level2（第二級）：可配置

二級成熟度模型與第一級成熟模型相比較具有可配置性，可以靈活的配置來響應客戶的不同需求，從而降低了開發(fā)成本。在Level2模型中軟件部署架構依然是沒有太大變化：為每一個客戶獨立部署一個運行實例，但是不同的實例實際上運行的是同一份代碼。

（3）Level3（第三級）：高性能的多租戶架構

第三級成熟度模型是基于產品配置而建立的模型，通過模型的不同配置來實現(xiàn)租戶個性化需求，多個租戶可以同時對一個運行實例進行配置設計。Level3作為一種多租戶單實例的應用架構，可以有效降低軟件運行所產生的維護成本，有效發(fā)揮SaaS的規(guī)模效應。

（4）Level4（第四級）：可伸縮性的多租戶架構

Level3模型的架構的數據庫系統(tǒng)是集中式的，隨著租戶的數量不斷增加，數據庫的數據也會不斷的增長，當數據規(guī)模達到系統(tǒng)所承受的最大限度時，這種架構的運營成本勢必會增加，不利企業(yè)的發(fā)展。第四級成熟度模型成功的解決了上述問題，它增加了一個中間層，用于將各個租戶分配到各個運行實例上，這樣做可以解決由于大量用戶訪問產生大量數據，導致系統(tǒng)維護的困難。這是一種多用戶多實例的應用架構。在這一級，租戶的數量可以無限制增加。

從應用架構的角度來說，同時具備可配置性、高性能和可伸縮性的第四級成熟度的SaaS模型是最理想的應用架構。但不是成熟度越高的SaaS應用模型就越好或者越能夠取得成功，具體到每個應用應該選擇哪一個級別的SaaS成熟模型，需要綜合考慮如下因素：①產品所面向的客戶群的特征與需求；②產品的租戶數量級別；③軟件應用的實現(xiàn)成本。綜合考慮這三個因素，本文將選擇第三級成熟度的SaaS應用模型進行對構架SaaS模式下的系列產品快速設計系統(tǒng)。

1.2SaaS模式下的數據庫的構架設計

SaaS服務模式下的應用軟件相較于傳統(tǒng)的軟件應用最大的創(chuàng)新之處在于它的多租戶性。多個租戶同時使用一個軟件運行實例，租戶間的業(yè)務數據既有隔離又有共享，尋求數據隔離與共享之問的平衡點是一個很重要的問題。針對SaaS軟件應用的多租戶的特點，在數據庫構架方面有三種備選方案分別是：獨立數據庫、共享數據庫，隔離數據架構、共享數據庫，共享數據架構。

（1）獨立數據庫：指一個租戶對應一個專用的數據庫，每當一個租戶創(chuàng)建的時候，系統(tǒng)就為其分配一個專用的數據庫。

（2）共享數據庫，隔離數據架構：是在一個服務器上，用一個數據庫來存儲不同租戶的信息。每個租戶都有一套自己的表，這些表被包含在同一個Schema描述的表組中。每當一個租戶被創(chuàng)建的時候，系統(tǒng)自動為該租戶創(chuàng)建一套表，并把這套表與租戶特定的Schema關聯(lián)起來。上層的應用可以訪問這個Schema里面的表或者創(chuàng)建新的表。這種方式比較適用每個租戶的數據庫不多時。

（3）共享數據庫，共享數據架構：在一個服務器上，用同一個數據庫來儲存多個租戶的信息，并將這些信息都存儲在同一個套表中。在這種方式下，一個數據表中可能包含了多個租戶的數據記錄，通過ID號碼區(qū)別不同租戶間的數據。這種方案適合于希望以最少的服務器為最多的租戶提供服務，并且接受以犧牲隔離級別換取成本。

現(xiàn)有的三種數據庫構架方案，都有各自的優(yōu)點與缺點，獨立數據庫的隔離級別、安全性都最高，共享級別最低，相應的成本也是最高的；共享數據庫、共享數據架構雖然擁有成本最低的優(yōu)勢，但是軟件的安全性和數據的隔離級別都不高。SaaS服務模式中數據庫構架方案主要取決于產品的定位和租戶對數據安全的接受程度。

2系統(tǒng)開發(fā)與實例

2.1系統(tǒng)環(huán)境

開發(fā)語言：Java、JavaScript、Html、VisualBasic6.0。

數據庫：SQLServer2000。

應用服務器：Apache2.28+PHP5.2.6+MySQL5.0.51b。

其他軟件：Solidworks2010、Office、PDMWorksWorkgroup等。

2.2系統(tǒng)框架

選用第三級成熟度，以共享數據庫，共享數據架構，建立基于SaaS模式的產品快速設計系統(tǒng)，其框架結構如圖1。