0 引言

    隨著網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、面向?qū)ο蠓治�、分布�?jì)算和系統(tǒng)集成等計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，制造業(yè)正逐步向數(shù)字化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化和全球化制造模式發(fā)展。目前，我國(guó)企業(yè)正面臨著一系列復(fù)雜的問(wèn)題，迫切需要將現(xiàn)有的多種軟件應(yīng)用、信息資源統(tǒng)一到一起，以加速企業(yè)技術(shù)產(chǎn)品的更新和產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的進(jìn)程。因此，為適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，企業(yè)管理正從一系列獨(dú)立的內(nèi)部和外部作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅馗鞣N信息有條理的集成。

1 我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀及其需求

    1.1 企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

    產(chǎn)品是制造企業(yè)進(jìn)行一切生產(chǎn)活動(dòng)的載體，國(guó)內(nèi)企業(yè)為提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，自上世紀(jì)80年代起即開(kāi)始了企業(yè)的信息化建設(shè)，但由于初期缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，在信息化的推進(jìn)過(guò)程中，出現(xiàn)以下問(wèn)題。

    a.在甩圖板過(guò)程中，引入多個(gè)廠家、多種版本的CAD開(kāi)發(fā)軟件，長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生了大量的不同格式的產(chǎn)品圖文檔，為圖紙的維護(hù)和相互之間的參考、編輯、引用帶來(lái)困難。

    b.各種設(shè)計(jì)資源、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、生產(chǎn)信息以不同形式（如Word、Excel等Office文檔、CAD文件）分散的存儲(chǔ)于不同計(jì)算機(jī)上，企業(yè)很難在這種復(fù)雜的異構(gòu)環(huán)境下全面維護(hù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)；再加之企業(yè)各部門(mén)之間數(shù)據(jù)傳遞具有多途徑、離散性和隨意性的特點(diǎn)，致使數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和有效性都很難保證。

    c.由于各部門(mén)間缺少交流，都將自己作為數(shù)據(jù)源頭，自己需要的數(shù)據(jù)自己進(jìn)行錄入，導(dǎo)致企業(yè)的同一數(shù)據(jù)源被多次錄入，既降低了效率，同時(shí)增加了數(shù)據(jù)出錯(cuò)的幾率，難以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。

    1.2 企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理需求分析

    a.在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下，企業(yè)要想以新、快、好的產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)，其突破口應(yīng)在設(shè)計(jì)。這里一方面是指如何快速地利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)產(chǎn)生變形設(shè)計(jì)，并爭(zhēng)取一次成功；另一方面是如何將設(shè)計(jì)成果快速地為加工制造和生產(chǎn)計(jì)劃等所使用，這對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)的可重用性和傳遞快捷性、準(zhǔn)確性提出了要求。

    b.“多品種、小批量”已成為離散型制造業(yè)生產(chǎn)的主要方式，企業(yè)數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，如何快速地從繁雜的數(shù)據(jù)中檢索和利用已有的各方面知識(shí)成為了許多企業(yè)數(shù)據(jù)管理中的瓶頸。

    c.我國(guó)制造業(yè)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已從過(guò)去的引進(jìn)、國(guó)產(chǎn)化逐步向改型自主開(kāi)發(fā)過(guò)渡，新產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)是當(dāng)今制造業(yè)的頭等大事，為適應(yīng)激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求，新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與管理已從二維CAD和傳統(tǒng)檔案管理方式向產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)和生命周期管理方面迅速發(fā)展，同時(shí)從企業(yè)內(nèi)部管理向企業(yè)間協(xié)同管理方向發(fā)展。

    d.由于國(guó)內(nèi)企業(yè)多數(shù)都是從引進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品，從國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)開(kāi)始走向局部改型開(kāi)發(fā)，對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的重要性認(rèn)識(shí)較深，加上社會(huì)上對(duì)ERP技術(shù)的大力宣傳，使得企業(yè)在大力推進(jìn)ERP實(shí)施的同時(shí)，忽略了對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)信息管理的重要性，導(dǎo)致ERP系統(tǒng)上線了，卻由于缺乏數(shù)據(jù)源頭導(dǎo)致ERP運(yùn)行效果普遍不理想。

    e.如何根據(jù)客戶(hù)需求快速搭建起滿(mǎn)足要求的銷(xiāo)售BOM并提供準(zhǔn)確的成本核算，以爭(zhēng)取客戶(hù)定單，在獲取客戶(hù)訂單或接受新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù)后，如何將設(shè)計(jì)BOM傳遞到生產(chǎn)部門(mén)以保證按期交貨，交貨后，如何根據(jù)出廠產(chǎn)品號(hào)生成服務(wù)BOM以進(jìn)行三包索賠和質(zhì)量信息采集等，這些都對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)流管理提出了新的挑戰(zhàn)。

    所有這些需求歸結(jié)到一起，實(shí)際是對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)流集成和數(shù)據(jù)通道暢通以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和共享的需求，由于國(guó)內(nèi)PDM（product data management）系統(tǒng)一般都提供二次開(kāi)發(fā)的接口或承諾接口的開(kāi)發(fā)，通過(guò)PDM系統(tǒng)對(duì)企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，即可較好滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)管理的上述需求。

2 以PDM為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的集成方案

    目前存在的企業(yè)信息化集成解決方案主要有3種：源于PDM的解決方案、源于ERP的解決方案和PDM作為ERP系統(tǒng)的一個(gè)功能模塊進(jìn)行集成的方案。從總體結(jié)構(gòu)而言，第1種更多強(qiáng)調(diào)松散耦合的開(kāi)放性集成框架，以PDM為核心，并提供與產(chǎn)品生命周期相適應(yīng)的集成規(guī)范；第2和第3種更多體現(xiàn)緊密耦合的一體化集成框架。相互比較，基于PDM的集成框架具有更靈活的調(diào)節(jié)和定制能力。

    但以PDM為核心的集成，并不是一種簡(jiǎn)單的“系統(tǒng)集成”，那種把一個(gè)PDM，2個(gè)CAD，加上一個(gè)數(shù)字化裝配，再連接上某個(gè)ERP系統(tǒng)，輔之以Web技術(shù)的做法只是實(shí)現(xiàn)了一種技術(shù)的堆積和繼承，只是完成了任務(wù)和過(guò)程自動(dòng)化這樣的功能，沒(méi)有體現(xiàn)出PDM真正的思想和內(nèi)涵。盡管以上的技術(shù)是需要的，但是對(duì)于實(shí)施以PDM為核心的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與集成戰(zhàn)略是不充分的。

    2.1 以PDM為核心的集成框架模型

    集成框架是對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的交互規(guī)則進(jìn)行定義和管理的工具的集合�？蚣懿⒉皇谴�替如CAX、PDM、ERP、SCM以及CRM等類(lèi)型的固有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而是將彼此獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過(guò)規(guī)則有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，以形成良好的系統(tǒng)整體運(yùn)行機(jī)制，從而為企業(yè)的效益和發(fā)展目標(biāo)提供支持。集成的主要內(nèi)涵是整合各種耦合關(guān)聯(lián)關(guān)系，化解各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的交流障礙。因此，可以將集成框架理解為系統(tǒng)中各模塊或業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間運(yùn)行規(guī)則的建立和優(yōu)化。

    企業(yè)信息化框架一般采用以單一數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)集成設(shè)計(jì)環(huán)境，全面支持并行、協(xié)同等先進(jìn)的項(xiàng)目組織方式，并由過(guò)去的異構(gòu)數(shù)據(jù)組織形式轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品數(shù)據(jù)對(duì)象的組織形式，包括信息和與之相關(guān)的過(guò)程。

    目前，較先進(jìn)的PDM產(chǎn)品是面向制造業(yè)產(chǎn)品生命周期管理的需求和特點(diǎn)，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(WFMC、PM和CMII)等搭建的PDM管理業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用功能；在軟件的實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，采用J2EE、JSP、EJB、JDBC等企業(yè)級(jí)B/S三層技術(shù)架構(gòu)而開(kāi)發(fā)的新一代PDM軟件產(chǎn)品，為其作為企業(yè)數(shù)據(jù)集成的核心創(chuàng)造了條件。

    基于PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期管理集成框架如圖1所示。其指導(dǎo)思想即是通過(guò)PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)從市場(chǎng)（訂單）、設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售和服務(wù)的全生命周期管理。

    圖1 基于PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成框架

    2.2 以BOM為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程

    在產(chǎn)品全生命周期，產(chǎn)品數(shù)據(jù)以不同視圖的BOM為核心進(jìn)行輻射和流轉(zhuǎn)，流轉(zhuǎn)方式和路徑如圖2所示。

    圖2中數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程描述如下。

    圖2 以BOM為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

    a.對(duì)訂單式生產(chǎn)企業(yè)，企業(yè)的生產(chǎn)開(kāi)始于獲取客戶(hù)的訂單，首先通過(guò)市場(chǎng)管理系統(tǒng)獲取顧客訂單和客戶(hù)化定制需求，并通過(guò)系統(tǒng)提供的算法、數(shù)據(jù)處理功能模塊將雜亂的需求轉(zhuǎn)換為比較規(guī)范、可識(shí)別的數(shù)據(jù)后導(dǎo)入PDM系統(tǒng)。

    b.PDM系統(tǒng)獲取到經(jīng)市場(chǎng)管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后的需求數(shù)據(jù)后，通過(guò)查找企業(yè)已有產(chǎn)品庫(kù)和零部件庫(kù)，并按照零部件庫(kù)中事先定義好的規(guī)則（互斥、同一、兼容和默認(rèn)等），由PDM系統(tǒng)中的產(chǎn)品規(guī)則配置器按需求自動(dòng)生成銷(xiāo)售BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)，該結(jié)構(gòu)樹(shù)僅從滿(mǎn)足功能角度出發(fā)進(jìn)行構(gòu)建。

    c.經(jīng)確認(rèn)后的銷(xiāo)售BOM即轉(zhuǎn)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，對(duì)銷(xiāo)售BOM樹(shù)上已有的零部件，設(shè)計(jì)者通過(guò)PDM系統(tǒng)進(jìn)行查詢(xún)和引用，對(duì)需改進(jìn)和全新設(shè)計(jì)的零部件，可由PDM系統(tǒng)中的任務(wù)驅(qū)動(dòng)（分解、轉(zhuǎn)發(fā)等）功能下發(fā)至任務(wù)執(zhí)行者。

    d.任務(wù)執(zhí)行者通過(guò)PDM提供的接口，直接進(jìn)入CAX系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)任務(wù)，并通過(guò)任務(wù)的提交將執(zhí)行結(jié)果回掛到PDM系統(tǒng)的BOM結(jié)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)CAX與PDM之間數(shù)據(jù)的相互流轉(zhuǎn)。對(duì)不同的任務(wù)結(jié)果有不同的回掛方式：文檔類(lèi)(CAD圖紙、工藝卡片等)結(jié)果直接與其件號(hào)發(fā)生關(guān)聯(lián)；結(jié)構(gòu)類(lèi)通過(guò)讀取明細(xì)(2D)或裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)(3D)按父子關(guān)系先導(dǎo)入PDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)區(qū)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)，導(dǎo)入到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)的則完善充實(shí)企業(yè)的零部件庫(kù)，導(dǎo)入到設(shè)計(jì)區(qū)中的零部件再通過(guò)查找任務(wù)點(diǎn)按父子關(guān)系掛接到其對(duì)應(yīng)的部件下，這樣僅僅表現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的銷(xiāo)售BOM即轉(zhuǎn)化為帶有屬性和各種設(shè)計(jì)信息的設(shè)計(jì)BOM。

    e.設(shè)計(jì)BOM是制造BOM、財(cái)務(wù)BOM、裝配BOM、服務(wù)BOM等的數(shù)據(jù)源頭，各系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換主要是通過(guò)與PDM系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)BOM結(jié)構(gòu)的傳遞，同時(shí)各系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)入的BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)上零部件屬性信息進(jìn)行過(guò)濾、提取和完善，并最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品BOM的多視圖管理。如通過(guò)PDM系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口，由PDM向ERP系統(tǒng)輸入制造BOM，再由ERP系統(tǒng)經(jīng)過(guò)信息完善后，各車(chē)間、分廠即可根據(jù)制造BOM查閱所需信息（零件圖、裝配圖、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、原材料、價(jià)格和數(shù)量等）。

    2.3 框架中系統(tǒng)之間的集成模式

    2.3.1 CAX與PDM之間的集成模式

    封裝模式：封裝系統(tǒng)可以滿(mǎn)足以文件形式生成的所有數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)的需求，CAX系統(tǒng)封裝在PDM系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)產(chǎn)品電子倉(cāng)庫(kù)的任何操作都必須通過(guò)PDM，實(shí)現(xiàn)了信息以及處理過(guò)程的透明化。

    程序接口模式：通過(guò)編制接口程序使PDM中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)能夠由CAX系統(tǒng)中的裝配樹(shù)（或明細(xì)表）自動(dòng)生成，并從PDM提取最新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系，去修改CAX的裝配文件，保持兩者之間數(shù)據(jù)的一致性。程序接口是比封裝更加緊密的集成，適合于企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的CAX與PDM系統(tǒng)為不同軟件供應(yīng)商的情況，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)企業(yè)信息化集成普遍采用的方式。

    系統(tǒng)完全集成模式：通過(guò)對(duì)CAX的圖形數(shù)據(jù)和PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)詳細(xì)分析，制定統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，始終保持CAX的裝配關(guān)系和PDM的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)一致，這種方式遣合于企業(yè)購(gòu)買(mǎi)的CAX與PDM系統(tǒng)為同一軟件供應(yīng)商的情況。

    2.3.2 PDM系統(tǒng)與其它系統(tǒng)之聞的集成模式

    內(nèi)部函數(shù)調(diào)用：采用系統(tǒng)提供的API函數(shù)相互訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)之間交換信息。這種方法需要各系統(tǒng)提供訪問(wèn)底層數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù)和API接口，并且往往需要原系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員的支持，其效率是最高的。

    直接數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)：根據(jù)對(duì)兩數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，通過(guò)直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)及其字段進(jìn)行訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的寫(xiě)入寫(xiě)出，但一般商用數(shù)據(jù)庫(kù)都是加密的，實(shí)現(xiàn)這種方法需要分析清楚系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)技術(shù)人員之間的充分交流。

    中間文件交換：兩系統(tǒng)按照統(tǒng)一的文件格式和接口要求，利用系統(tǒng)提供的API函數(shù)，編制各自的導(dǎo)入/導(dǎo)出程序，實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)的信息交換。這種方法容易實(shí)現(xiàn)，但效率、安全性最低，企業(yè)一般都不接受。

    中間數(shù)據(jù)庫(kù)：采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)表的方式存儲(chǔ)兩系統(tǒng)間共用的數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表操作的方式實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

    以上幾種模式，實(shí)現(xiàn)的工作量、難易以及風(fēng)險(xiǎn)程度都不盡相同，企業(yè)需要根據(jù)各自的需求和實(shí)力，選擇適合本企業(yè)的集成模式。

3 結(jié)束語(yǔ)

    一個(gè)產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)工程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造3個(gè)過(guò)程才能完成，而這3個(gè)過(guò)程只是產(chǎn)品生命周期中的一小部份。我國(guó)制造企業(yè)由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，在前期信息化建設(shè)過(guò)程中，往往從局部或部門(mén)角度出發(fā)，使一些應(yīng)用軟件雖然在部門(mén)范圍內(nèi)取得較好應(yīng)用效果，但從整個(gè)企業(yè)看，部門(mén)之間的數(shù)據(jù)通道并不暢通，這樣，企業(yè)在解決了前期的單個(gè)信息孤島問(wèn)題時(shí)，卻又在無(wú)意中又形成了部門(mén)之間的信息孤島問(wèn)題。本文就此問(wèn)題展開(kāi)論述，提出了基于PDM系統(tǒng)進(jìn)行企業(yè)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、連通企業(yè)數(shù)據(jù)通道的產(chǎn)品信息集成方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)從需求收集、過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和銷(xiāo)售服務(wù)整個(gè)生命周期內(nèi)的集成和共享，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出集成的框架模型，具有很好的工程應(yīng)用價(jià)值。該集成方案通過(guò)作者在三家制造企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，都取得了預(yù)期的效果。

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本文標(biāo)題：以PDM為核心實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的集成

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