产品生命周期管理-9

产品生命周期管理ProductLifecycleManagement王雅君机械学院工业工程系第九章产品生命周期的应用系统集成9.1应用系统集成的必要性9.2集成的基本框架与技术方法9.3CAD／PLM应用系统的集成9.4CAx／PLM应用系统之间的集成9.5PLM与ERP系统之间的应用集成9.6PLM与PM的应用集成9.7异构PDM系统之间的集成9.1应用系统集成的必要性从两个方面讨论应用系统集成问题：系统集成之间的逻辑集成数据结构；系统集成的技术实现方式。多应用系统共存，系统或交叉互连，或相互孤立多操作系统、多数据库系统、多技术平台共存用户需要在不同系统中切换企业信息化现状：应用环境图例产品生命周期中的应用集成问题①对于某一对象的数据，在不同的应用系统中所进行的信息定义和描述方式并不相同，如何进行数据的统一定义和描述。②数据的控制问题，即哪些数据是由哪些人员产生，以及由谁来控制需要共享的信息资源。③异构应用系统集成的实现问题。基于PLM实现应用系统集成的必要性①在产品全生命周期中，各系统侧重点不同。②信息模型的不一致造成各应用系统之间的“信息孤岛”，信息资源的浪费。③企业实现PLM是企业信息化的主要发展方向。需要利用企业的现有信息资源进行系统集成，这是一种经济可行的实现途径。9.2集成的基本框架与技术方法系统集成的基本概念集成是将分散的各个部分或各种因素相结合，使之成为一个更加和谐的整体，使一个整体的各部分之间能够彼此有机协调地工作，以发挥综合效应，达到整体优化目的。信息系统集成是一个寻求整体最优的过程，根据总体信息系统的目标和要求，对现有分散的信息子系统或多种硬软件产品和技术，以及相应的组织机构和人员进行组织、结合、协调或重建，形成一个和谐的综合信息系统，为企业提供全面的信息支持。制造企业应用系统集成的特点①单一产品结构信息的集成。实现将产品结构树上所有结点的信息从PLM集成到全局数据库中，包括结构树结点信息的集成与层次关系的集成。②工艺及制造资源信息的集成。包含产品结构的基本信息、零件的工艺路线、工序、NC代码文件等工艺信息与零件的制造资源信息集成。需要在PLM中扩展并建立工艺及制造资源信息模型。③产品结构附加信息的集成。包括结构可选件、替换件、互换件的产品信息的集成。④面向设计的工程更改信息的集成。提供产品设计中有关零部件的更改内容、更改原因、更改历史的信息集成。⑤系列化产品结构信息的集成。在单一产品结构信息集成的基础上，通过对产品的变形设计，形成系列化产品。然后采用PLM的产品配置管理功能，提供产品结构的不同视图描述，从更高的层次上实现产品结构信息的集成。以上信息集成的内容可以分步实施。企业应用系统集成的基本框架产品生命周期管理PLM企业资源计划管理ERPCADCAPPCAMCAECAQ销售管理生产管理财务管理供应链管理决策支持管理共性中间件（CORBA/DCOM/J2EE/XML/WEB）数据库管理系统计算机硬件与操作系统信息集成应用平台企业统一信息门户专业生产监控系统EIIS信息集成应用平台其它已建或待建系统EIIS接口（WebService）接口管理接口解析数据交换中心XML解析器系统管理应用程序管理组织机构引擎工作流引擎消息引擎基础技术平台外部系统接口（WebService）行业特殊软件系统上级单位下发软件数据源管理业务请求处理数据访问接口通过数据访问接口，EIIS可直接存取外部系统数据。但本接口不暴露给外部系统访问。数据路由用户EIIS(EnterpriseIntensivismInformationSystem,企业集约化管理信息系统)集成应用系统实现逻辑DataTransformationServices(DTS)信息集成应用系统实现模式应用系统集成的实现方式根据系统集成的紧密程度分系统集成实现方式应用封装接口交换紧密集成应用系统集成的实现方式(1)应用封装包括应用工具本身和由这些工具产生的文档。要求：PLM系统能够自动识别、存储并管理由应用工具产生的文件；当存储于PLM系统中的文件被激活时，可自动启动相应的工具。最简单的集成方式，对原系统改变较少，易被不同部门人员接受。集成系统间不能互相操纵彼此的内部数据，因而应用封装集成功能有限。(2)接口交换通过API函数访问系统内部数据。常见集成方式，但API函数有限，成为集成的瓶颈。集成时必须充分了解各API函数的数据结构。两种方式①系统提供接口。PLM软件一般提供与应用系统的接口，如Windchill的Info*Engine提供了大量其他软件适配器。②应用接口。PLM软件都提供功能强大的API函数，针对没有被集成进来的应用软件，可基于API开发点对点的应用接口，满足集成的要求。(3)紧密集成应用系统在面向特定功能的数据定义上有统一的描述格式，数据传递不必经过API函数的转换。PLM和应用系统相互可调用对方的有关服务。应用系统成为PLM系统的有机组成部分。紧密集成是最难实现也是最高层次的集成方式。需要软件供应商大力参与，花费大量的人力、物力和时间。紧密集成必须在系统之间建立共享信息模型，使PLM系统或应用系统在数据变更时，另一方也能自动修改；在应用系统中需要插入PLM相关的数据编辑或操作功能。信息集成应用系统信息交换方式信息集成应用系统数据交换标准9.3CAD／PLM应用系统的集成集成方式：接口方式实现CAD与PLM的完全集成核心任务：将CAD用户的工作结果连同有关的元数据对象一起构建在PLM数据模型中，使得产品信息模型中所描述的零部件视图、模型、工程图等对象、元数据对象和数据成为一个整体。CAD与PLM系统集成之间的数据交换CAD与PLM的系统集成接口主要实现功能接口主要实现功能对零件视图和模型操作对零件主图进行操作对零件工程图进行操作对部件结构进行操作CAD与PLM的系统集成接口主要实现功能(1)对零件的视图和模型进行操作视图和模型在CAD系统产生；相应地在PLM系统中产生模型基本记录。形成“零件基本记录PBR一模型基本记录MBR一模型／视图”的联系链。实现视图和模型的信息在PLM与CAD系统之间传递。(2)对零件主图进行操作主图是由2DCAD主图或从3D模型生成的局部视图。与对零件视图／模型的操作是相似的。(3)对零件工程图进行操作包括工程图的注册、浏览、加载和编辑等。在PLM系统浏览、加载和修改的过程中，图号、名称、材料和重量等属性可以从零件基本记录PBR和工程图基本记录ECBR中动态地传送到CAD系统的工程图标准栏之中。(4)对部件结构进行操作一是在PLM系统中利用从部件图或部件模型中得到的信息自动地重新构建一个完整的产品结构，或者在已有基本结构的基础上进行扩充，形成一个完整的产品结构；二是利用PLM系统中的产品结构数据在CAD系统中装配成一个相应的部件。CAD／PLM应用系统集成的数据组织方式CAD／PLM系统集成主图和主模型数据结构作为PLM系统中的对象进行管理CAD系统对主图和主模型的描述CAD与PLM进行系统集成时对产品结构数据的处理方式9.4CAx／PLM应用系统之间的集成CAx／PLM系统集成的基本功能描述PLM系统与产生一般产品文档的CAx系统之间的集成。CAx系统指与CAD系统相比较而言，因为CAD／PLM系统之间的集成需要对有关CAD文档内部信息进行处理；对一般的CAx系统，只需把这些系统中的相关文档作为一个信息单元进行处理，集成方法相对简单。通过构建通用的集成接口完成以下功能：①在PLM系统中注册CAx文档；②通过PLM系统加裁或浏览CAx文档；③通过PLM系统加载编辑CAx文档。CAx与PLM系统之间的信息集成CAx／PLM系统集成的接口实现在PLM系统端开发通用消息调用模块和前、后置处理模块，就可与多种CAx系统集成。在CAx应用端除前后置处理模块，还需CAx系统专用接口，实现CAx系统与其他系统的集成。在消息调用模块和专用接口中包含通用的接口，采用COM／DCOM／CORBA等技术实现，完成PLM与各种CAx系统之间的通信。主要实现文档基本记录的中性格式的转换9.5PLM与ERP系统之间的应用集成意义PLM和ERP是制造企业产品开发和生产制造信息管理的两个核心系统。二者应用集成是设计制造一体化的关键，实现对产品生命周期的信息管理。减少手工干预和信息错误，使得产品设计制造的业务流程顺畅，保证数据的一致性，促进制造企业产品生命周期中设计、生产、采购和销售等部门的信息共享。PLM与ERP之间的主要差异①捕获产品定义数据的能力。②产品结构与BOM信息的管理。③对共享数据的访问控制能力。④工程更改和审批过程管理。⑤系统的客户化定制能力。PLM与ERP集成的基本框架①以PLM为核心的PLM与ERP集成方式，用PLM管理信息，以ERP提供支持；PLM与ERP集成的基本框架②基于数据交换的集成方式，每一系统各控制一部分特定的产品信息，实现双向数据交换。9.6PLM与PM的应用集成PM、PLM、ERP3者之间信息传递关系。PM系统对项目进度、成本、资源等要素进行管理，确定各层面的设计和制造计划。下级部门在设计和制造过程中产生的信息和数据及时向上汇总，以便管理部门调整项目进度、成本和资源。PM系统需要与工程设计、生产制造系统进行信息的传递和交换。1．PLM与PM系统集成总体框架基于接口的PLM与PM应用系统集成接口是不同应用系统集成时的数据交换方式，数据交换双方是各自独立的系统，按照一定的数据转换协议，采用一定的数据格式进行交换。2．PM与PLM的项目文档集成接口1)PLM与PM集成系统中项目文档管理功能①文档对象的浏览与导航。提取PM文件中文档的名称、状态、类型等信息，保存到PLM数据库，在PLM系统中增加对PM应用程序的浏览器接口功能，使之在PLM系统中能浏览和修改PM文件。②文档的分类管理。通过类的关系实现，每种文档对应一个类保存在数据库中，通过对文档类的操作，实现对文档的分类管理。1)PLM与PM集成系统中项目文档管理功能③文档的版本管理。PM中项目信息的修改无须追溯PM文档的变化,不需要文档的版本控制，因而在PLM系统中对PM文件的注册、检入和检出操作，不同于PLM系统中对其他文档的管理方式。④文档的安全控制。运用PLM系统中的用户管理功能进行权限管理，实现PM文档的安全管理。2)实现项目文档管理集成接口的主要步骤①在PLM系统中建立PM文档类，用于实现文档的分类管理和查询。②建立PLM系统对PM文档的检人、检出功能。③提取PM文档中项目属性、项目日历等项目的基本信息，保存在PLM系统数据库中，用于文档对象的浏览和导航。④把整个PM文件作为一个整体对象注册到PLM系统中，实现对PM文档的打包管理。3．PM中项目资源管理的集成接口实现资源集成接口步骤：①在PLM系统中定义产品开发项目所需的单一资源和用户组。②通过资源集成接口把①集成到PM的资源库中。③设定好资源的约束属性，通过PM系统的资源调配功能平衡资源中的冲突。④通过PLM环境下的权限管理功能，给集成后的资源分配一定的权限。4．PLM与PM应用系统的过程集成接口实现过程集成接口步骤：①在PM系统中通过甘特图定义任务计划和资源分配。②利用甘特图到过程模型的映射关系，在过程集成接口中把任务计划导人和映射到PLM的过程模板库中，加以修改对照，完成过程流图建模。③在PLM系统中，当过程管理的一个结点任务完成并流向下一个结点时，触发接口中的数据交换器，将该结点的完成状态通知PM系统，更新甘特图的任务状态。9.7异构PDM系统之间的集成1．异构PDM系统之间的数据交换方式2．产品共享模型的建立与维护3．产品结构共享模型及BOM转换方法4．过程控制与分布式工作流管理5．数据一致性控制1．异构PDM系统之间的数据交换方式（1）基于PDM使能器的异构PDM系统集成①将一个PDM系统的数据转移到另一个PDM系统中；②实现应用系统的联邦机制，即PDM系统能够管理另一