引言

企業(yè)信息可分為企業(yè)資源信息、經(jīng)營(yíng)決策信息和生產(chǎn)對(duì)象信息等。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)信息和企業(yè)資源管理(ERP)信息是企業(yè)信息的卞要組成部分。是目前企業(yè)建設(shè)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的兩個(gè)核心。然而。氏期以來(lái)PDM和ERP被分而治之。造成企業(yè)信息交換困難。ERP系統(tǒng)所需要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能從PDM系統(tǒng)中自動(dòng)獲得。而要重新手工錄入;同時(shí)。由于PDM系統(tǒng)無(wú)法對(duì)生產(chǎn)成本、加工中心進(jìn)行及時(shí)跟蹤。造成設(shè)計(jì)與生產(chǎn)脫節(jié)。因此。PDM與ERP系統(tǒng)集成己成為企業(yè)信息管理的必然趨勢(shì)。

目前PDM與ERP系統(tǒng)集成的卞要技術(shù)有內(nèi)部函數(shù)調(diào)用、直按按口集成、基于中間件的系統(tǒng)集成等。內(nèi)部函數(shù)調(diào)用和直按按口集成技術(shù)往往需要原系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員的支持。開(kāi)發(fā)工作量大、集成成本高。但可以獲得較高的效率。基于中間件的系統(tǒng)集成由于中間件產(chǎn)品是商業(yè)軟件。本身井不夠開(kāi)放。雖然在集成時(shí)避免了對(duì)系統(tǒng)底層的操作。減小了開(kāi)發(fā)的工作量。但實(shí)時(shí)性不高。

針對(duì)上述集成技術(shù)的特點(diǎn)。本文提出了基于上層中間文件交換和底層中間庫(kù)相結(jié)合的兩層集成策略:通過(guò)上層的中間文件交換解決兩系統(tǒng)間部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)的字段映射和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)異步集成;通過(guò)底層中間庫(kù)。解決兩系統(tǒng)底層大量數(shù)據(jù)的交換和傳輸。降低集成難度。保證系統(tǒng)集成的實(shí)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)同步集成。

1、PDM與ERP的數(shù)據(jù)交互分析

PDM系統(tǒng)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)過(guò)程。而ERP系統(tǒng)則管理企業(yè)生產(chǎn)、采購(gòu)、銷(xiāo)傳、人才、財(cái)務(wù)、組織等各種資源及生產(chǎn)要素。PDM系統(tǒng)為ERP系統(tǒng)提供了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)信息。而ERP系統(tǒng)為PDM系統(tǒng)提供了產(chǎn)品制造成本的相關(guān)信息。將PDM系統(tǒng)中的MBOM和工藝路線及產(chǎn)品的屬性等信息傳遞給ERP系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)后。根據(jù)這些信息生成物料需求計(jì)劃(MRP)和能力需求計(jì)劃(CRP)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。同時(shí)。ERP產(chǎn)生的CBOM信息和設(shè)備動(dòng)態(tài)能力等信息反饋給PDM系統(tǒng)。作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參考。并在整個(gè)產(chǎn)品的生命周期內(nèi)。保證MBOM,CBOM及Rou-ting在兩系統(tǒng)中的一致性。實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)間的雙向集成。如圖1所示。

由圖1不難看出。產(chǎn)品設(shè)計(jì)EBOM、產(chǎn)品制造MBOM、產(chǎn)品工藝路線Routing、產(chǎn)品成本CBOM及工程圖記錄是PDM與ERP系統(tǒng)集成的卞要內(nèi)容。其中BOM是兩者集成的關(guān)鍵

2、系統(tǒng)分析與建模

作為PDM與ERP系統(tǒng)集成的核心部分—BOM。構(gòu)建時(shí)根據(jù)需要以不同的數(shù)據(jù)模刑存儲(chǔ)在不同的系統(tǒng)中。常見(jiàn)的有:樹(shù)形BOM。反映該產(chǎn)品所需的原材料、零件、部件及總件之間的從屬關(guān)系和數(shù)量裝配關(guān)系;矩陣形BOM,適用于識(shí)別和組合一個(gè)產(chǎn)品系列中的通用零件;差異形BOM。以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品為基準(zhǔn)。規(guī)定還可以增加或減少哪些零件。可有效地描述不同產(chǎn)品之間的差異以及模塊化BOM等。

樹(shù)形BOM常以多層BOM(圖2)和單層BOM(圖3)分別在PDM和ERP中存取。

如圖2,圖3所示。PDM和ERP兩者BOM的屬性、結(jié)構(gòu)差異較大。在集成時(shí)需要分別找出兩者的結(jié)合點(diǎn)。

首先，在工程應(yīng)用中。根據(jù)不同的需求。在不同的作業(yè)卜。零部件的材料、顏色及所需要加工的尺寸等屬性有所不同。每一個(gè)不同都對(duì)應(yīng)一個(gè)代號(hào)。而根據(jù)圖紙代號(hào)加工零部件時(shí)。要對(duì)應(yīng)相應(yīng)的物料號(hào)。這就說(shuō)明代號(hào)與物料號(hào)之間存在A:B=1:1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。其中A表示ERP中的物料號(hào)。召表示PDM中的代號(hào)由于這種映射關(guān)系的存在。可將代號(hào)與物料號(hào)作為兩者在屬性上聯(lián)系的橋梁。

其次，在結(jié)構(gòu)上。多層BOM向單層BOM轉(zhuǎn)換。實(shí)質(zhì)上是將一個(gè)多階問(wèn)題展開(kāi)成多個(gè)一階問(wèn)題來(lái)解決。其關(guān)系表達(dá)為

式中,X0為根節(jié)點(diǎn);括號(hào)代表層次(父子)關(guān)系;xn為x0的次階(第一階)節(jié)點(diǎn)中的第n個(gè)節(jié)點(diǎn);xm為x0的第二階節(jié)點(diǎn)中的第m個(gè)節(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)是xn；x1i為x0的第二階節(jié)點(diǎn)中的第1個(gè)節(jié)點(diǎn)，它對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)是為x1i依次類(lèi)推;g1為映射規(guī)則，轉(zhuǎn)換后的表達(dá)式只有父件和它對(duì)應(yīng)的次階子件之間的關(guān)系。

這種轉(zhuǎn)換需要通過(guò)樹(shù)的遍歷。但要注意的是。標(biāo)準(zhǔn)樹(shù)的遍歷要求結(jié)構(gòu)上一個(gè)r節(jié)點(diǎn)只能對(duì)應(yīng)一個(gè)父節(jié)點(diǎn)。這與樹(shù)形BOM(EBOM)中同一個(gè)r件(r節(jié)點(diǎn))可以對(duì)應(yīng)多個(gè)父件(父節(jié)點(diǎn))有所不同。因此。在遍歷節(jié)點(diǎn)時(shí)。按照父節(jié)點(diǎn)和r節(jié)點(diǎn)的ID同時(shí)遍歷進(jìn)行修正。

最后，根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際情祝。手工建立代號(hào)與物料號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)現(xiàn)字段映射。所建立的中間文件屬性如圖4所示。

綜上分析。可得EBOM向MBOM轉(zhuǎn)換的表達(dá)式為式

式中，xi為代號(hào);mi為物料號(hào);g2為代號(hào)與物料號(hào)間映射的關(guān)系;attr為兩者共同的屬性;。為映射關(guān)系;f為g1、g2、g3的復(fù)合映射，通過(guò)f實(shí)現(xiàn)El3OM->Ml3OM的轉(zhuǎn)換

所對(duì)應(yīng)的邏輯模刑如圖5所示

這種集成模刑的優(yōu)點(diǎn)在于不必熟悉PDM與ERP系統(tǒng)底層復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。利用中間文件。完成PDM和ERP系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和字段映射。保持兩系統(tǒng)間的獨(dú)立性。因此，從功能實(shí)現(xiàn)的角度上講，利用該模刑能夠較快地實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)BOM數(shù)據(jù)的集成要求。實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)間的異步集成。缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)性不高。當(dāng)需要大量的數(shù)據(jù)交換時(shí)。僅僅利用中間文件。效率難以保證。而較好的解決辦法是通過(guò)底層進(jìn)行數(shù)據(jù)集成。

在底層集成的兩個(gè)(或多個(gè))異構(gòu)的數(shù)據(jù)源時(shí)。簡(jiǎn)捷的方法是采用中間庫(kù)策略。即通過(guò)第二方數(shù)據(jù)庫(kù)作為橋梁。交換不同的數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)源)中的數(shù)據(jù)。這里以(Oracle為例。其實(shí)現(xiàn)原理是通過(guò)使用Oracle的透明網(wǎng)關(guān)來(lái)訪問(wèn)其他非Oracle系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。透明網(wǎng)關(guān)是指Oracle異構(gòu)服務(wù)中代理的一種類(lèi)刑。功能較強(qiáng)。蘊(yùn)含3個(gè)卞要模塊:①異構(gòu)服務(wù)模塊。負(fù)責(zé)大部分異構(gòu)連按的處理;②代理通用代碼。負(fù)責(zé)所有基于異構(gòu)服務(wù)系統(tǒng)的通用代碼;③驅(qū)動(dòng)模塊。是與非(Oracle系統(tǒng)直按交互的模塊。實(shí)現(xiàn)從異構(gòu)服務(wù)API到特定非Oracle系統(tǒng)API的映射。其中代理通用代碼和驅(qū)動(dòng)模塊是Oracle Server連按非(Oracle系統(tǒng)的進(jìn)程。內(nèi)核結(jié)構(gòu)如圖6所示。

通過(guò)中間庫(kù)。利用Jmu和連按池。以Tomcat作為應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行兩系統(tǒng)間的信息交換。內(nèi)部采用觸發(fā)器策略。及時(shí)跟蹤兩系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的變化。可以進(jìn)行連庫(kù)查詢(xún)(多庫(kù)查詢(xún));同時(shí)。可以根據(jù)集成數(shù)據(jù)源的不同。進(jìn)行Sax/Xml按口的轉(zhuǎn)換與擴(kuò)展。這種集成模刑的優(yōu)點(diǎn)是能夠保證兩系統(tǒng)間大量數(shù)據(jù)交換的效率。有較好的實(shí)時(shí)性;缺點(diǎn)是在進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)的字段映射時(shí)。僅僅通過(guò)中間庫(kù)進(jìn)行傳遞。在算法上難以實(shí)現(xiàn)。需要中間文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，我們將上層文件的集成與底層數(shù)據(jù)的集成結(jié)合起來(lái)。互為補(bǔ)充。建立較為完再的集成模刑。它的實(shí)現(xiàn)原理如圖7所示。

3、集成實(shí)例

3.1需求分析

為保證PDM與ERP兩系統(tǒng)的有效整合。某企業(yè)要求在系統(tǒng)集成前能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性進(jìn)行必要的檢測(cè)檢測(cè)的卞要內(nèi)容如卜:①檢測(cè)井列出PDM中產(chǎn)品刑號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)與ERP中不唯一對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品;②檢測(cè)井列出PDM中產(chǎn)品刑號(hào)與圖號(hào)未建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的產(chǎn)品;③檢測(cè)井列出在PDM中存在。但未在ERP中維護(hù)的產(chǎn)品;④檢測(cè)井列出在PDM中使用。但未在ERP中維護(hù)的工序;⑤檢測(cè)井列出具有多條工藝路線的產(chǎn)品。

檢測(cè)的目的是要求員工對(duì)兩系統(tǒng)中不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的修正和維護(hù)。保證工作質(zhì)量。提高效率。井把它作為員工績(jī)效考核的一個(gè)依據(jù)。同時(shí)也為系統(tǒng)的后續(xù)集成奠定基礎(chǔ)。

集成的內(nèi)容卞要包括:①產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)(包括產(chǎn)品刑號(hào)、產(chǎn)品擴(kuò)展屬性、客戶(hù)零件編號(hào)等)的集成;②產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)的集成;③產(chǎn)品工藝路線的集成(手工選擇)。

產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)和產(chǎn)品工藝路線的集成卞要是為保證兩系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的同步。BOM集成包括兩方面:一方面要求PDM輸出EBOM后。能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換為工藝部、生產(chǎn)部所需要的MBOM格式;另一方面要求ERP產(chǎn)生的CBOM等信息回傳給PDM系統(tǒng)。作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參考。

3.2集成策略的選擇

根據(jù)我們對(duì)該企業(yè)的調(diào)研及需求分析。結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。提出了該企業(yè)系統(tǒng)集成的建設(shè)方案。

企業(yè)原有的PDM系統(tǒng)卞要面向設(shè)計(jì)與工藝部。后臺(tái)基于SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。而ERP系統(tǒng)卞要用于物流和生產(chǎn)計(jì)劃。后臺(tái)基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。兩個(gè)系統(tǒng)的軟件環(huán)境是異構(gòu)的。輸入(出)的報(bào)表格式也有較大差異。集成的兩個(gè)系統(tǒng)必須考慮采用分布的、開(kāi)放的和跨平臺(tái)的方案。而且還必須具有高度可靠性、可擴(kuò)展性、可管理性、數(shù)據(jù)一致性和應(yīng)用安全性。同時(shí)也要兼顧應(yīng)用的簡(jiǎn)捷性等功能。因此。要使ERP和PDM系統(tǒng)在物理上獨(dú)立。但在業(yè)務(wù)上保持一致。采用圖7所示的集成模刑不失為一個(gè)較好的解決方案。

3.3集成實(shí)現(xiàn)

采用中間文件交換在上層集成兩個(gè)系統(tǒng)的部分BOM信息。由于前面已詳述。這里給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行底層數(shù)據(jù)集成時(shí)。采用B/S/D三層架構(gòu)。這里給出從PDM中選擇新產(chǎn)生的工藝路線導(dǎo)入到ERP系統(tǒng)中的部分實(shí)例。通過(guò)中間庫(kù)。用戶(hù)(系統(tǒng)管理員)可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)維護(hù)及數(shù)據(jù)交換。將其與上層的文件集成結(jié)合起來(lái)。完成整個(gè)企業(yè)PDM與ERP系統(tǒng)的整合。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8所示

4、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前PDM與ERP系統(tǒng)集成的卞流技術(shù)。結(jié)合企業(yè)的具體應(yīng)用。本文提出的集成模刑有如下特點(diǎn):

(1)實(shí)用性。中間庫(kù)利用企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)。可以保持企業(yè)原有的投資。有較好的經(jīng)濟(jì)性。集成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境、連接池及Tomcat應(yīng)用服務(wù)器不但免費(fèi)。而且與平臺(tái)無(wú)關(guān)。與集成的應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)關(guān)。因此。該技術(shù)還可以推廣到其他異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的集成上。具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。

(2)異步性。利用中間文件。不僅可以彌補(bǔ)底層數(shù)據(jù)集成的缺陷。而且可以保持PDM與ERP系統(tǒng)物理上高度的獨(dú)立性。這種異步性卞要表現(xiàn)在進(jìn)行復(fù)雜的文件交換和字段映射過(guò)程中。

(3)實(shí)時(shí)性。Java語(yǔ)言本身具有的多線程特點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)的觸發(fā)器結(jié)合。保證了數(shù)據(jù)的更新監(jiān)控和采集功能的并行完成。在一定程度上滿(mǎn)足了PDM和ERP系統(tǒng)集成的實(shí)時(shí)性要求。

當(dāng)然，本文的研究還存在不足，還有待于改進(jìn)。主要表現(xiàn)在擴(kuò)展性方面，利用Xml雖然可以對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行外包，但不能繼承分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性。也不能在分布式對(duì)象之間提供統(tǒng)一的通信協(xié)議。這還需要OMG(對(duì)象管理組織)的CORBA(公共對(duì)象請(qǐng)求代理架構(gòu))定義的接口規(guī)范來(lái)解決。因此，在系統(tǒng)集成的通用性方面還需要作進(jìn)一步的探索。