1、傳統(tǒng)的企業(yè)管理與孤立的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不能適應(yīng)市場機(jī)制與創(chuàng)新機(jī)制

傳統(tǒng)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營管理是按企業(yè)內(nèi)部的分工由各部門分工進(jìn)行的，互相之間以圖紙、工藝、技術(shù)文件、計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、單據(jù)及各種通知、會(huì)議為手段組織企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，這種企業(yè)管理模式，在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展與不斷完善的今天，顯得不相適應(yīng)，在一定程度上也制約了企業(yè)創(chuàng)新。在開展“甩圖紙”、“甩帳表”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都為孤島，這種初級(jí)信息化解決不了傳統(tǒng)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營管理數(shù)據(jù)信息的共享，系統(tǒng)不能集成運(yùn)行，發(fā)揮不了企業(yè)信息化最佳效果。

孤立的CAD系統(tǒng)、CAPP工藝系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者之間數(shù)據(jù)資源不能共享，數(shù)據(jù)重復(fù)輸人，重復(fù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方法無法優(yōu)化和統(tǒng)一，輸出的還是紙質(zhì)圖紙和工藝技術(shù)文件，無法按先進(jìn)生產(chǎn)模式提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣和數(shù)據(jù)與工藝設(shè)計(jì)信息，發(fā)揮不了計(jì)算機(jī)與信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，因此不但沒有解決設(shè)計(jì)部門的重復(fù)勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期，產(chǎn)品設(shè)計(jì)也無法進(jìn)一步優(yōu)化，設(shè)計(jì)過程采用先進(jìn)設(shè)計(jì)方法比較難，也無法為其他部門提供數(shù)字化的(計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù))信息，造成產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)全廠不能共享。

孤立的數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，數(shù)控編程是必須重構(gòu)設(shè)計(jì)模型和重復(fù)輸入工藝信息，仍需重復(fù)勞動(dòng)，以致造成人為的數(shù)據(jù)誤差，三維CAD與CAM系統(tǒng)的應(yīng)用可以解決數(shù)控編程與CAD設(shè)計(jì)圖形信息的共享，但解決不了與CAPP工藝規(guī)程信息的共享，因而不能充分利用數(shù)控機(jī)床與CAM系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

ERP及CRM, SCM是用計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施和優(yōu)化企業(yè)資源計(jì)劃，用信息流控制企業(yè)的物料流與資金流，以達(dá)到資源的優(yōu)化利用。由丁用計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施企業(yè)資源計(jì)劃，所以需要輸人原始數(shù)據(jù)，程序才能運(yùn)行，并且要求原始數(shù)據(jù)規(guī)范、正確，否則程序不能運(yùn)行或者輸出數(shù)據(jù)不正確，無法指導(dǎo)生產(chǎn)，更不用說優(yōu)化生產(chǎn)管理。因此要求對(duì)技術(shù)部門提供的數(shù)據(jù)不再單是紙質(zhì)圖紙、明細(xì)表、工藝路線表、工藝規(guī)程、材料定額表、工時(shí)定額表等，而是需要存在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)運(yùn)行必須輸人大量數(shù)據(jù)，而重復(fù)輸人造成的誤差會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，影響MRP/ERP實(shí)施及效果;


2、系統(tǒng)集成發(fā)揮信息技術(shù)的作用，適應(yīng)市場機(jī)制與創(chuàng)新機(jī)制

1)系統(tǒng)集成是制造業(yè)創(chuàng)新的重要形式。集成創(chuàng)新是一種風(fēng)險(xiǎn)小、成本低、，周期短，具有巨大商業(yè)價(jià)值的創(chuàng)新形式，同樣可以成為跨越創(chuàng)新的關(guān)鍵。

2)集成是發(fā)揮信息技術(shù)作用的關(guān)鍵。20世紀(jì)70}80年代由于自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使制造技術(shù)中許多單元技術(shù)獲得了高速發(fā)展，C Ax技術(shù)日趨成熟，并開始較大規(guī)模的應(yīng)用，如CAD, CAPP,CNC, DNC, FMS, MRP, MRP-II等等。許多制造單兀技術(shù)的應(yīng)用為企業(yè)提高競爭能力，創(chuàng)造高效益提供了技術(shù)基礎(chǔ)，但是由于機(jī)械制造的復(fù)雜性，要想獲得更高的效益與競爭能力必須強(qiáng)調(diào)企業(yè)各部門、各系統(tǒng)的密切配合，強(qiáng)調(diào)按企業(yè)整體系統(tǒng)的目標(biāo)、計(jì)劃、要求協(xié)同開展工作。為此必須解決企業(yè)各部門、各系統(tǒng)間的系統(tǒng)集成。

3)集成是我國企業(yè)信息化深人發(fā)展的必然。當(dāng)前很多企業(yè)還存在“信息孤島”問題，資源不能共享，無法發(fā)揮信息化建設(shè)綜合的優(yōu)勢(shì)。因此，必須提高系統(tǒng)的集成度。

機(jī)床制造企業(yè)如果實(shí)現(xiàn)信息共享，企業(yè)信息集成運(yùn)行，就可大大提高目前機(jī)床制造企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、經(jīng)營管理，競爭能力，有利于先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，直至滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，改變目前數(shù)控機(jī)床大量進(jìn)口的局面，從而大幅度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3、制造業(yè)企業(yè)信息集成模式

國外已提出機(jī)械制造企業(yè)信息集成模式(圖1),但還沒有報(bào)導(dǎo)有關(guān)軟件體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各大軟件廠商正在各白向這一方向發(fā)展。

3.1 CAD與企業(yè)信息系統(tǒng)集成

CAD系統(tǒng)的輸出不再是單的紙質(zhì)圖紙與表格文件;CAM系統(tǒng)需要圖形數(shù)據(jù);CAPP不但需要圖形，還需要加工數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)、裝配關(guān)系數(shù)據(jù);ERP還需要士要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù);外購零部科一數(shù)據(jù)等等。為此CAD系統(tǒng)必須與企業(yè)其它信息系統(tǒng)集成。

(1)CAD與CAM集成，其目的在于使數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)控編程(NCP)軟件能讀取CAD圖形數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動(dòng)編程控制。目前已有多種CADCAM套裝軟件，可以實(shí)現(xiàn)無縫集成;世界標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO已發(fā)布了STEP標(biāo)準(zhǔn)，制訂了產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品數(shù)據(jù)的表達(dá)與交換標(biāo)準(zhǔn)，將為逐步統(tǒng)一CADlCAM產(chǎn)品數(shù)據(jù)的表達(dá)與交換。所以企業(yè)只需購買現(xiàn)成的CAD/CAM套裝軟件便可解決CADCAM集成。

(2)CAD系統(tǒng)內(nèi)部圖形數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)文件、表格數(shù)據(jù)的集成。CAD系統(tǒng)以完成圖形設(shè)計(jì)為主，為了完整描述產(chǎn)品，還必須提供設(shè)計(jì)文件、表格，如裝配圖上描述有關(guān)裝配所需零部件數(shù)據(jù)，描述產(chǎn)品或部件的所需零部件、外購件及標(biāo)準(zhǔn)件以及產(chǎn)品或部件所需的通用件、借用件等等。這些設(shè)計(jì)文件、表格數(shù)據(jù)來源與設(shè)計(jì)圖形及其圖形上的標(biāo)注，所以提取圖紙及其圖形上的標(biāo)注數(shù)據(jù)，形成各種設(shè)計(jì)文件、表格是CAD系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的共享。設(shè)計(jì)繪圖與形成設(shè)計(jì)文件、表格集成運(yùn)行是CAD系統(tǒng)內(nèi)部的重要口的，系統(tǒng)要達(dá)到目的，必須對(duì)圖形上的標(biāo)注標(biāo)題欄數(shù)據(jù)形成方式方法進(jìn)行改進(jìn)，并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立描述產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，解決圖形上的標(biāo)注標(biāo)題欄數(shù)據(jù)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的互聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

(3)CAD與CAPP集成。CAD與CAPP集成的日的是在設(shè)計(jì)編制工藝文件時(shí)能利用1讀取CAD已形成的圖形文件與數(shù)據(jù)，完成工藝設(shè)計(jì)與文件編制，由于工藝設(shè)計(jì)與文件種類較多，下面分別介紹:

①工藝路線:需要C,4D輸出的零件圖及數(shù)字化的零件基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱、材質(zhì)、熱處理要求等)，產(chǎn)品物料清單，零件分類編碼。

②工藝規(guī)程:需要CAD輸出的零件圖及數(shù)字化的零件基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱、材質(zhì)，熱處理要求等)，零件分類編碼。

③材料定額計(jì)算:需要CAD輸出的零件圖及數(shù)字化的零件基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱、材質(zhì)、熱處理要求等)、零件外形尺寸、零件凈重。

④工時(shí)定額計(jì)算:需要CAD輸出的零件圖及數(shù)字化的零件基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱、材質(zhì)、熱處理要求等)。

⑤工裝設(shè)計(jì):需要CAD輸出的零件圖。

⑥CAD系統(tǒng)需要CAPP輸出的工藝信息，進(jìn)行DFM/DFA。

(4)CAD與ERP的集成。ERP運(yùn)行需要CAD輸出的數(shù)字化的產(chǎn)品、部件戈組裝件)的基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱，設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)日期等)成為ITEM表中的幾個(gè)字段，還需產(chǎn)品、部件的組成(所屬的零件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件等〕圖號(hào)、名稱及數(shù)量，設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)日期、有效日期是構(gòu)成BOM表的核心。還需所屬的零件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件等的基本屬性數(shù)據(jù)(圖號(hào)、名稱、材質(zhì)、熱處理要求等及設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)日期、有效日期，成為ITEM表中的幾個(gè)字段)。CAD系統(tǒng)需要ERP庫存、價(jià)格、成本等數(shù)據(jù)。

3.2工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化與企業(yè)信息系統(tǒng)集成

(1)工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化

工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化起源于CAPP的應(yīng)用，最初CAPP的應(yīng)用是起源于成組技術(shù)的應(yīng)用，為了實(shí)現(xiàn)工藝沒計(jì)的成組化飛標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)成組加工，改變工藝人員的工作狀態(tài)，減少重復(fù)勞動(dòng)。由于CAPP的應(yīng)用，工藝規(guī)程不但是傳統(tǒng)的紙質(zhì)文件，成了計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。由于企業(yè)信息化的發(fā)展，工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化是集成運(yùn)行的關(guān)鍵。信息系統(tǒng)要發(fā)揮效益，必須實(shí)施數(shù)據(jù)、信息共享。要實(shí)現(xiàn)共享系統(tǒng)必須集成;孤立的CAPP系統(tǒng)與孤立的CAD系統(tǒng)一樣不能發(fā)揮信息系統(tǒng)的最大的作用。進(jìn)人21世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的發(fā)展在技術(shù)上已能滿足系統(tǒng)集成運(yùn)行的條件。為此，工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化需求也成了企業(yè)信息化集成運(yùn)行的關(guān)鍵。

(2)系統(tǒng)集成條件下工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化需求

①工藝路線信息的數(shù)字化。工藝路線是傳統(tǒng)組織生產(chǎn)的必需文件，也是ERP運(yùn)行能力平衡、安排單位生產(chǎn)計(jì)劃、計(jì)算單位成本等不可缺少的數(shù)據(jù)，所以工藝路線信息必須數(shù)字化，是ITEM表中的一個(gè)字段。

②工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是制訂計(jì)算工時(shí)定額、安排車問、班組(單元、機(jī)床)作業(yè)計(jì)劃的依據(jù)，也是計(jì)算工序成本的基本單位。在運(yùn)行ERP時(shí)同樣也是安排車間、班組(單元、機(jī)床)作業(yè)計(jì)劃的依據(jù)，也是計(jì)算工序工時(shí)定額、成本的基本單位，所以工藝規(guī)程信息必須數(shù)字化，是構(gòu)成PROCESS表的主要部分。

③材料定額。這是加工前下料的必須數(shù)據(jù)，也是ERP產(chǎn)品原材料需求計(jì)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所以材料定額必須數(shù)字化，是ITEM表中的一組字段。

④工時(shí)定額。工時(shí)定額是按每道工序制訂的，是制訂各級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃也是運(yùn)行ERP的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，上指企業(yè)的年度計(jì)劃，細(xì)指車間、班組(單元、機(jī)床)作業(yè)計(jì)劃，也是計(jì)算工序成本、質(zhì)量成本的基本數(shù)據(jù)，所以工序工時(shí)定額必須數(shù)字化，是PROCESS表中的一個(gè)字段。

⑤工裝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。工裝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)類似，所以其數(shù)字化需求與產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化類同。

只要達(dá)到以上要求的工藝設(shè)計(jì)信息數(shù)字化，不但解決了CAD/CAPP之間的數(shù)據(jù)共享、集成運(yùn)行，而巨也能實(shí)現(xiàn)CAPP與ERP的集成運(yùn)行。

4、ERP系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)集成

上述CAD/CAPP與企業(yè)信息系統(tǒng)集成，實(shí)際上己說明CAD/CAPP與ERP的集成，ERP是企業(yè)資源計(jì)劃，包括MR1/MRP-II等系統(tǒng)，CAD/C APP需要該系統(tǒng)提供現(xiàn)場、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，質(zhì)量數(shù)據(jù)，成本數(shù)據(jù)等，優(yōu)化產(chǎn)品與工藝設(shè)計(jì)。

5、以PDM為核心企業(yè)信息集成模式實(shí)施的可行性

(1)信息技術(shù)(計(jì)算機(jī)硬件及通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展為以PDM為核心企業(yè)信息集成模式實(shí)施提供了基礎(chǔ)。

(2)PDM技術(shù)的發(fā)展成了專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁。應(yīng)用技術(shù)CAD/CAPP/CAM/ERP等系統(tǒng)都以產(chǎn)品數(shù)據(jù)為核心，這在圖1及以上敘述中作說明，目前PDM技術(shù)已發(fā)展為企業(yè)級(jí)有關(guān)產(chǎn)品所有技術(shù)信息的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)的管埋系統(tǒng)，能為提供產(chǎn)CAM所有技術(shù)信息的系統(tǒng)與使用所有產(chǎn)品技術(shù)信息的信息系統(tǒng)提供集成運(yùn)行的環(huán)境與共享的數(shù)據(jù)，成了專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，有可能實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息集成。

(3)國內(nèi)一些專家已提出圖1所示的集成方案，并開發(fā)成功一個(gè)基本原型系統(tǒng)CMTB-PDM。該軟件已在一些企業(yè)安裝使用并出版了專著。

該系統(tǒng)是由中國機(jī)床行業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專家委員會(huì)根據(jù)中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5054.1~5054.6-2000《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件》、JB/T919S.1.~9195.4-1998《工藝文件完整性與工藝文件格式》和JB/T5248.4-91機(jī)床零件分類系統(tǒng)編碼系統(tǒng)JLB等標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)CAD/CAPP/ERP應(yīng)用現(xiàn)況開發(fā)的，尤其是總結(jié)了企業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)“三分技術(shù)，七分管理，十二分?jǐn)?shù)據(jù)”的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合急需和必需解決的問題，詳細(xì)分析了機(jī)床(機(jī)械)行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作實(shí)際情況，并在系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中采用逆向工程的方法，結(jié)合先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)一成組技術(shù)、系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)，把CAD/CAPP/PDM與先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)集成為企業(yè)實(shí)用產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，自動(dòng)為ERP提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)，解決CAD/CAPP集成，CAD/CAPP與ERP的集成，是目前我國集成性能最完整的PDM軟件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2。根據(jù)中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部2006年國家科技支撐計(jì)劃課題("863"計(jì)劃)申報(bào)指南的要求，已由北京機(jī)床研究所與機(jī)床行業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專家委員會(huì)共同提出的行業(yè)專項(xiàng)課題。