内容
# 团队中心AI副驾驶与PLM助手
一款专为 **西门子Teamcenter PLM** 系统设计的智能、多层对话式助手和副驾驶。该助手表现为混合 **PLM副驾驶 + Teamcenter数据库助手 + 通用AI助手**，利用自定义的FastMCP服务器、有状态的槽填充工作流内存和直接的Gemini LLM路由。
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## 📖 项目概述
该项目为西门子Teamcenter PLM提供了一个企业级对话式界面。通过将大型语言模型（Google Gemini）与模型上下文协议（MCP）和有状态的本地工作流集成，它允许工程师、管理员和用户通过自然语言查询搜索PLM记录、查看和编辑Teamcenter项目、启动工作流、检查属性和监控系统健康状况。
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## 🎯 为什么选择这个项目？
像西门子Teamcenter这样的传统产品生命周期管理（PLM）系统非常强大，但它们存在陡峭的学习曲线、密集的层次界面和复杂的导航流程，这些因素会减缓工程师的工作。简单的任务——例如查找特定的CAD数据集、检查审批状态或启动修订——通常需要多个菜单和深入的培训。
该项目演示了 **对话式工程**：将自然语言交互引入PLM元数据工作流。通过将生成式AI与 **模型上下文协议（MCP）** 相结合，该副驾驶安全地将LLM直接连接到后端PLM API。工程师可以直接通过对话查询、更新和管理Teamcenter资源，而不是导航菜单。业务价值显而易见：显著的生产力提升、缩短的工程周期时间和新团队成员的无缝入职体验。
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## ✨ 功能特点
* **AI副驾驶**：利用动态路由的自然语言对话式助手，用于即时本地启发式响应、Teamcenter操作或通用问题。
* **MCP集成**：完全集成的模型上下文协议（FastMCP）服务器，通过标准工具查询和管理Teamcenter数据。
* **Teamcenter操作**：对话式、渐进式槽填充工作流，创建项目、数据集、修订和触发具有验证的流程。
* **用户管理和RBAC**：支持“管理员”、“首席工程师”和“标准用户”等角色的细粒度基于角色的访问控制，具有权限级别的强制执行。
* **审计日志**：详细的活动日志，记录执行者操作、IP地址、用户代理、UTC时间戳和数据差异。
* **监控和诊断**：高级数据库、API和工作线程状态监控，自动日志轮换/修剪。
* **健康仪表盘**：显示API、数据库和后端连接状态的实时健康指标的可视化。
* **安全日志**：关键安全和管理操作的专用日志和可视化。
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## 🔧 MCP工具生态系统
该项目集成了 **模型上下文协议（MCP）**，作为LLM和后端之间的安全网关，避免直接暴露数据库。FastMCP服务器动态注册了 **32种工具**，分为以下操作域：
* **项目管理**：搜索、检索、更新和删除Teamcenter项目和修订。
* **BOM操作**：获取直接组件并递归展开深层物料清单（BOM）树。
* **工作流管理**：创建流程模板、检查进度、批准或拒绝工程任务以及列出活动工作流。
* **数据集操作**：定位、搜索和下载模拟工程数据集和CAD文件。
* **元数据发现**：动态模式查询，列出支持的对象类型和列约束。
* **属性服务**：读取特定Teamcenter组件的单个、批量或所有动态元数据属性。
* **API发现**：浏览、搜索和检索REST目录中注册端点的文档和统计信息。
* **健康监控**：检索数据库诊断、活动会话速率和身份验证日志。
* **用户和会话服务**：检查配置文件和活动用户会话信息。
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## 🚀 主要技术亮点
* **三层AI路由引擎**：通过本地拦截精确关键词（第1层），通过MCP客户端动态路由PLM操作（第2层），并将通用查询直接转发到Gemini LLM（第3层），实现40毫秒以下的概念查找。
* **FastMCP集成**：通过标准stdio通道向LLM公开32种安全、模式验证的数据库工具，解耦业务逻辑与AI配置。
* **有状态槽填充工作流**：对话式提取复杂多步骤PLM创建（项目、数据集、修订）所需的缺失参数，然后再提交到数据库。
* **JWT身份验证**：使用加密签名令牌的安全无状态身份验证和授权流程。
* **基于角色的访问控制（RBAC）**：控制健康仪表盘、原始控制台、用户管理和安全审计的细粒度用户权限。
* **审计日志**：捕获时间戳、执行者ID、客户端IP地址、浏览器用户代理字符串和详细数据库差异的结构化日志模式。
* **监控和可观察性**：实时事件日志流和自动日志维护例行程序，自动修剪365天前的记录。
* **健康仪表盘**：动态React指示器，监控API、数据库和后台工作线程连接状态。
* **SQLite PLM数据模拟**：在本地关系模式中实现父子BOM结构、工作流状态和用户会话。
* **企业安全控制**：限制管理角色突变，以保护系统的最后一个管理员免于意外自锁。
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## 🛠️ 技术栈
* **前端**：React、TypeScript、Redux Toolkit、Vanilla CSS、Vite
* **后端**：FastAPI（Python）、Uvicorn、SQLite
* **AI & MCP**：Google Gemini API、模型上下文协议（MCP）
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## ⚙️ 安装
### 后端设置
1. 导航到根目录并设置虚拟环境：
```bash
python -m venv venv
```
2. 激活虚拟环境：
* **Windows（PowerShell）**：
```powershell
venv\Scripts\Activate.ps1
```
* **Windows（CMD）**：
```cmd
venv\Scripts\activate.bat
```
* **Linux/macOS**：
```bash
source venv/bin/activate
```
3. 安装所需依赖项：
```bash
pip install -r requirements.txt
```
4. 复制环境模板并设置您的API密钥/秘密：
```bash
copy .env.example .env
```
*(在Linux/macOS上：`cp .env.example .env`)*
### 前端设置
1. 导航到前端目录：
```bash
cd frontend_src
```
2. 安装软件包依赖项：
```bash
npm install
```
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## 🚀 运行项目
### 1. 启动后端服务器
从根目录激活虚拟环境：
```bash
python -m uvicorn backend:app --host 127.0.0.1 --port 8080
```
*注意：数据库 `teamcenter.db` 在首次运行时会自动初始化和填充。*
### 2. 启动前端服务器
从 `frontend_src` 目录：
* **Windows（PowerShell）**：
```powershell
$env:VITE_API_BASE_URL="http://127.0.0.1:8080"; npm run dev
```
* **Windows（CMD）**：
```cmd
set VITE_API_BASE_URL=http://127.0.0.1:8080&& npm run dev
```
* **Linux/macOS**：
```bash
VITE_API_BASE_URL="http://127.0.0.1:8080" npm run dev
```
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## 🔑 演示账户
数据库预先填充了以下角色和凭证用于演示：
| 用户名 | 密码 | 角色 | 功能 |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| `mansi` | `password123` | **管理员** | 用户管理、权限授予、MCP资源管理器、审计日志 |
| `test_chief` | `password123` | **首席工程师** | 可观察性日志、健康诊断、安全审计 |
| `test_user` | `password123` | **标准用户** | 聊天副驾驶、简单搜索、属性、CAD查看器 |
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## 📐 架构概述
应用程序使用多层堆栈来处理操作：
```text
[前端React应用] ──(HTTP/WS)──> [后端FastAPI] ──> [数据库SQLite]
│
├──> [MCP客户端] ──> [FastMCP服务器]
│
└──> [AI模型（Gemini API）]
```
### 流程描述：
1. **前端**：接收用户输入并呈现UI屏幕，与后端API通信。
2. **后端**：检查请求路由。第一层查询使用本地启发式方法立即解决；第二层请求利用有状态的工作流引擎或MCP客户端；第三层通用请求绕过MCP，直接进入Gemini LLM。
3. **数据库**：存储持久性元数据、审计日志和用户会话。
4. **MCP（模型上下文协议）**：通过专用JsonRPC接口将LLM连接到数据库搜索功能。
5. **AI模型（Gemini）**：处理复杂的对话查询并分类用户意图。
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## 💼 展示的技能
* **全栈开发**：React单页应用程序与FastAPI后端API和SQLite存储层的端到端集成。
* **FastAPI后端工程**：使用`asyncio.to_thread`进行异步事件循环卸载，以实现非阻塞I/O操作。
* **React + TypeScript开发**：Redux状态架构、类型安全的数据管道和响应式自定义Vanilla CSS组件。
* **企业安全设计**：加密JWT身份验证、基于角色的访问控制（RBAC）和自锁数据库防护。
* **AI/LLM集成**：意图路由分类器、动态上下文提示和速率限制控制。
* **MCP（模型上下文协议）**：基于stdio的子进程执行和动态工具发现。
* **数据库设计**：结构化关系模式、父子BOM索引和自动数据轮换策略。
* **身份验证和授权**：基于标头的令牌注入、会话验证中间件和用户密码哈希。
* **可观察性和监控**：结构化审计追踪、客户端标头捕获和实时后端健康跟踪。
* **系统架构设计**：可重用包装器、REST API目录和解耦的工具层。
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## 🔮 未来范围
* **Teamcenter身份验证**：与西门子Teamcenter安全服务的本地集成。
* **SSO（单点登录）**：Active Directory、SAML和OAuth2企业SSO支持。
* **企业部署**：使用Kubernetes扩展的Dockerized容器部署和PostgreSQL存储引擎。
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* **最后更新**：2026年6月16日（GitHub投资组合展示通行证）
