企业信息集成技术主要内容总结

2企业信息集成内容PDM系统与CAX系统的集成分为3个层次：(1)封装，CAX应用程序在PDM系统统一用户界面下进行启动。(2)接口，接口提供了较为紧密的系统集成，PDM系统与CAX系统之间可以进行一些数据交换。这种方式要求对系统的数据结构有所了解，通过PDM与CAX系统的API接口，提取部分重要信息，实现PDM与CAX系统的部分信息交换。(3)集成，集成具有自动双向交换所有相关信息的能力，包括产品数据、产品结构、装配信息、BOM表等。这种方式要求了解PDM与CAX系统的底层数据结构，在此基础上，通过编程实现二者库中的数据访问。在企业级的CAX/PDM集成方案中，最重要的是解决CAD与PDM的集成以及CAPP与PDM的集成。2.1PDM与CAD集成企业的集成应用中，一个重要的应用集成就是PDM(产品数据管理，ProductDataManagement)与CAD(计算机辅助设计，Computer-AidedDesign)的集成。CAD面向产品的设计，而PDM则在一个更高层的角度来控制产品的开发流程，保证这种资源(包括CAD应用软件和工具)的合理和优化的配置。从这个角度来说，PDM的出现本来就是要和CAD集成。这种集成有它传统的方式，就是分别配置PDM和CAD系统，用“人力”进行“集成”。CAD用户用PDM来管理CAD文档、产品三维模型和二维图纸以及产品装配树等资料和数据，PDM的高级用户用PDM来管理产品的开发流程。这样的一种应用方式，在一定程度上发挥了两个系统的功能，提高了生产力。通过研究PDM和三维CAD系统的集成，为企业提供较为完善的集成解决方案，使CAD能直接利用PDM的系统功能管理自身的信息和产品开发过程，将具有很好的学术意义、社会意义和经济意义。2.1.1PDM与CAD集成模式(1)应用封装模式封装的概念基于面向对象数据类型。按照面向对象技术，对象有一个接口部分和一个实现部分。接口部分是作用于对象的操作集的说明，是对象唯一的可见部分;实现部分由数据和过程两部分组成，数据部分是对对象的描述或状态;过程部分描述了每一操作的实现。所谓封装是把对象的属性和操作方法同时封装在一个类中，用操作集体来描述可见的模块外部接口，保证对象的界面独立于对象的内部表达。封装意味着操作可见而将数据和操作的实现都隐藏在对象中，即把对象的属性和操作方法同时封装在定义对象中。封装意味着用户看不到对象的内部结构，但可以通过调用操作(程序)来使用对象，因而封装体现了信息隐蔽原则。同时，当程序设计改变一个对象类型的数据结构内部表达式时，可以不改变在该对象类型上工作的任何程序。封装同时提供了一种逻辑数据独立性的形式，在不改变对象类型程序的情况下能够改变类型的实现。封装模式适用于PDM系统与二维CAD软件的集成，解决PDM环境下对CAD系统产生文档的管理问题。在集成设计中，系统人员需要定义CAD文件的属性，使用人员需要用手工方式在PDM系统中建立和维护产品结构树，才可能实现简单的集成，自动化程度低。(2)接口模式接口模式是较封装模式更高层次的集成模式，适合于PDM系统与三维CAD软件的集成。接口模式能够根据CAD装配文件中的装配树，通过接口程序破译产品内部的相互关系，自动生成PDM的产品结构树。同时，也可以从PDM的产品结构树中提取最新的产品结构关系，修改CAD的装配文件，使两者保持异步一致。为了实现这一功能，在CAD用DM的接口的开发过程中，首先需要了解产品结构在PDM系统和CAD系统中的组织形式，同时两个系统的操作界面中要有对方系统的功能菜单。CAD/PDM接口的核心任务是将CAD用户的工作结果连同有关的业务对象一起构建到PDM数据模型中。(3)紧密集成模式紧密集成模式是最高层次的集成。在这一层次中，各应用程序被视为PDM系统的组成部分。应用程序与PDM系统之间不仅可以共享数据，还可以相互调用有关服务，执行相关操作，真正实现一体化。PDM系统对集成的信息类型，包括面向应用的数据、特征数据等提供了全自动地双向交换功能。在这一模式的集成设计中，首先在应用系统和PDM系统之间建立一种共享信息模型，使其在应用系统或修改共享数据时，对方也能进行自动修改保证双方数据的一致性。另外，应用系统中需要有PDM中相关的数据对象编辑与修改功能，以使应用系统编辑某一对象时，PDM也能对该对象进行自动修改。PDM环境提供了一整套结构化的面向产品对象的公共服务集合环境，构成了集成化的基础，从而实现以产品对象为核心的信息集成PDM与CAD集成.CAD/PDM的集成主要体现在两个方面：①CAD中的零件属性（如材料、名称等）与PDM中的属性双向关联；②CAD中的BOM和PDM中的PSE（产品配置管理）双向关联，即CAD装配中增删零件，PSE能自动实现更新；PSE中增删零件，CAD中能给出提示。实现方法可以结合CAD系统的开发接口和PDM提供的API函数，在CAD系统内部开发基于PDM系统的客户端程序。通过这个客户端程序实现CAD系统直接访问PDM内部存储的数据，直接从PDM内部提取装配结构信息和零部件信息，并自动生成在CAD图纸的明细表和标题栏上。同时，还可以在生成标题栏时，根据图纸上的信息，将新的装配结构信息和零部件信息自动反映在PDM系统内，实现信息互动。2.1.2PDM与CAD集成框架图2CAD与PDM集成框架CAD与PDM双向集成即在CAD系统中能够调用PDM系统中的产品结构、配置信息，读取产品设计的相关参考文档。设计完成后可将产品的设计图纸文档载入到PDM系统中，使之与相应的项目、文档管理关联起来。而在PDM中可以读取三维CAD产品的结构树，配置列表，并对结构树和配置表进行管理，通过三维软件的API实现修改结构和配置的相关操作。图3CAD与PDM数据交换接口在双向集成架构下，显然两个系统之间的数据共享及交换是实现集成的关键。由CAD系统产生的数据与PDM系统的数据类型并不一致，因而CAD与PDM之间需要有进行数据交换的接口。通过这个接口实现CAD与PDM之间的信息流传递。2.1.3集成技术开发工具(1)XMLXML是一种元标记语言，用户可以根据自己的需要定义标记，在标记的意义上也有很大的灵活性。标记的定义可以在文档类型定义(DTD)中加以描述，XML把DTD看作是一本词汇表和某类文档的句法。WorldWideWebConsortium（W3C）对XML进行了如下描述：ExtensibleMarkupLanguage，缩写为XML，描述了一类被称为XML文档的数据对象，并部分描述了处理它们的计算机程序的行为。XML提供描述不同类型数据的标准格式例如，约会记录、购买定单、数据库记录从而可一致而正确地解码、管理和显示信息。XML提供表示数据的文件格式、描述数据结构的计划、以及用语义信息扩展和注释HTML的机制。XML自发布以来受到了各界的广泛关注。各计算机厂商们竞相推出了支持XML的产品(如:ORACLE9i中的XMLSQLUtility,IBMDB2中的XMLxtender,MICROSOFTSQLSERVER2000中的XMLandINTERNETSupport等);学术和研究机构纷纷采用XML来表示各种科学数据，并展开了对XML的深入研究。联合国正逐步加大制订全球性XML标准的力度，它的UN/EDIFACT与OASIS组织共同发展了ebXML。各个行业正制订各自行业的XMLDTD(DocumentTypeDefinition，文档类型定义)，以利于数据以公认的格式交换和集成。(2)COM组件技术CAD系统在企业大量普及，已经没有多少产品的设计过程不是依靠CAD的协助来完成。随着CAD应用的扩大和数据的积累，PDM要管理的产品的设计过程中的信息的数据量将会越来越庞大。让数据录入人员手工的将产品设计信息录入PDM中，将是非常耗时、低效和容易出错的。因此，PDM从CAD系统及其生成的设计文档中获取产品的设计信息是非常恰当和必要的。2.1.4CAD与PDM数据交换技术(1)PDM产品结构树自动生成图4基于XML产品结构树数据交换流程PDM中产品结构树可以通过读取部件的CAD模型中的结构关系自动生成，其基本流程是:从CAD文件中读取产品结构信息，将产品结构信息转换为XML数据，把XML文档中的数据写入数据库，从数据库中读取产品结构信息在PDM中还原为结构树。(2)CAD从PDM中获取数据a)辅助设计文档数据读取。PDM能提供CAD系统进行设计活动必须的技术文件及其管理。PDM的文档管理功能将与设计相关的资料都管理起来，在CAD中读取这些数据可以帮助设计者进行规范、快捷的设计。一般市场上CAD软件，都是支撑软件，如果企业要形成自己的CAD应用系统，必须进行大量二次开发，建立产品设计基础数据库，包括下文所列各种基础数据。b)装配结构树数据读取。设计人员在PDM中按照自己设计的产品结构从根结点到子结点一个一个手动添加，从而形成新的产品结构树。理想的状况是，设计者在CAD中将各零件建模之后，再读取PDM中的产品结构树，自动构建起产品的装配模型。2.2PDM与CAM集成由于CAM系统与PDM系统之间只有刀位文件、NC代码、产品模型和工艺信息等文档信息的传递，所以，一般采用封装模式就可以满足两者之间的信息集成要求。一些系统供应商已经开发出典型的局部数据管理器来实现与PDM系统之间的集成。2.3PDM与CAPP集成纳入PDM之下的CAPP，不再是一孤立的工艺设计模块/系统,而是产品开发环境下的有机组成部分。CAPP系统不仅与CAD系统和ERP有机地集成在一起,同时与其上层管理系统(PDM)从信息和功能上都紧密集成起来。基于PDM的CAPP系统允许应用CAPP进行工艺设计时,可以随时便捷地查询信息。工艺设计人员可随时了解整个开发项目中的进展情况,调整自己的工作进度,促进项目开发的协同性。本文的研究是将自主开发的CAPP系统,嵌入SmarTeam的PDM系统,实现CAPP与PDM数据的双向交换。2.3.1PDM与CAPP交互数据信息CAPP从PDM中主要获取CAD3个方面的数据：①产品设计信息，即产品设计属性信息，如零件名称、代号、材料等；实现方法是将CAPP工艺文件表框中文件属性信息设置成与PDM中属性信息相同的字段名称。当用户编制某一产品的工艺时，产品属性信息自动进入CAPP相应表格中。当CAD中图形属性信息发生变化时，CAPP中产品属性信息随着PDM中的产品属性信息发生变化。②产品图形信息，对产品图形进行编辑、修改，生成相应的工序图；实现方法是使用OLE技术，在CAPP系统中插入对应版本的CAD图形，双击启动CAD系统，在不改动PDM中原图形文件的情况下，在CAD系统中编辑、修改图形，增加必要的工艺符号，以符合工艺加工要求。③产品结构树信息，并对该信息进行处理，生成相应的产品工艺树；实现方法是将工艺任务树看作是产品结构视图映射之后的结果集。由于PDM中有一套零件编码系统，编码是唯一的，因此，可以将产品结构视图中的零件编码通过一个接口程序，导出到CAPP的任务表中，并根据编码系统实现CAPP系统自动获取装配图纸的产品信息，生成工艺产品任务树。2.3.2PDM与CAPP交互数据信息方法(1)CAPP从PDM获取CAD设计属性的方法即将CAPP工艺文件表框中文件属性信息设置成与PDM中属性信息相同的字段名称。当用户编制某一产品的工艺时,产品属性信息自动进入CAPP相应表格中。当CAD中图形属性信息发生变化时,CAPP中产品属性信息随着PDM中的产品属性信息发生变化。CAPP中零件属性也可以手工填写,但填写的数据不会影响到CAPP中的数据。(2)CAPP文档中工序简图的生成为保证数据来源的唯一性,规定工序图形从PDM中获取。实施办法是通过接口程序,将CAPP系统与CAD系统集成起来。对二维图形,可以使用比较成熟的OLE技术,在CAPP系统中插入对应版本的CAD图形,双击启动CAD系统,在不改动PDM中原图形文件的情况下,在CAD系统中编辑、修改图形,增加必要的工艺符号,以符合工艺加工要求。