PDM與ERP系統集成是一種必然趨勢，目前，這兩個系統間的集成80%是基于產品結構(BOM表)數據的傳遞來實現的。產品結構數據通過打包成數據文件在兩個系統之間進行傳遞。由于數據文件的系統難以做到無縫集成，因此在系統之間共享的信息非常有限。為此，我們提出了一種基于集成數據模型的集成方法，集成數據模型是PDM與ERP系統中數據結構的邏輯描述。
1 PDM與ERP系統集成框架
基于API函數調用的PDM/ERP系統集成過程，如圖1所示，兩系統間的傳遞信息通過打包的數據文件完成。如PDM系統要訪問ERP系統中的信息，需先通過ERP系統的API函數把所要的信息抽取出來，然后轉換成數據文件，再將數據文件轉換成符合PDM系統API函數的數據結構，傳遞到PDM系統。這種方式實現的信息傳遞非常有限，難以做到整個企業信息共享。
圖1 基于API函數調用的系統集成
在我們提出的基于集成數據模型的系統集成框架(如圖2)中，集成數據模型是PDM和ERP系統中數據組織的邏輯結構表示，它是經過對企業信息進行合理組織后抽象出來的。通過該模型，可訪問到PDM和ERP系統中的所有信息。系統集成中所有需要交換的數據，通過對API函數的包裝，從相應的系統中抽取。用戶界面函數作用在集成數據模型上，只要集成數據模型完備，且正確地表示了PDM和ERP系統的數據組織結構，就能實現PDM和ERP系統間的無縫集成，達到企業信息完全共享的目的。
圖2 基于集成數據模型的系統集成
2 PDM與ERP系統集成邏輯數據結
系統集成的目的是共享企業信息資源，使企業的所有人員都能非常方便地檢索到自己所需要的信息，這就需要對企業的所有信息進行合理組織。企業信息可分為以下三大部分：
(1)零件族信息 這部分信息由零件族管理模塊來管理。采用面向對象的技術對企業所有產品工程數據進行合理組織，有關人員能通過該模塊的導航作用，方便地查詢到所需信息。文獻對零件族管理進行了詳細描述。零件族信息主要在PDM系統中進行管理。
(2)產品結構信息 產品結構是PDM和ERP系統的核心。產品結構模塊管理企業所有產品的結構組成關系。
(3)物料主記錄信息 物料主記錄用來描述物料的主要信息，如生產、采購、銷售和財務等。采用物料標識號和分類號來標識和檢索這部分信息，這里采用的物料標識號和分類號與零件族中相同。圖3所示為集成邏輯數據結構，圖中零件族和事物特性表完成零件族管理功能，其它兩部分分別對應產品結構信息和物料主記錄信息管理。
圖3 集成邏輯數據結構
圖中的邏輯數據結構是對整個集成系統信息的總描述，利用零件族的導航作用，通過唯一的標識號和分類號，能方便地檢索物料的所有信息。圖中沒有對集成信息進行詳細描述，而信息的組織方式對系統集成影響很大，需要對信息的組織進行描述。
3 PDM與ERP系統集成信息組織和
3.1 集成信息的多視圖描述
評價系統集成的好壞程度以是否方便使用者為標準。在對集成信息進行組織的過程中，一切都要從方便使用者的角度出發。在這里，采用視圖類來對不同使用者所需要的信息進行描述。
定義1 視圖類(view category)：不同用戶對產品某一側面信息的抽象，如產品文檔視圖類、材料視圖類和生產視圖類等。這里，視圖是指從一個特定角度所反映出的產品信息。
定義2 通用視圖類(general view class)：對視圖類進行定義、描述和標識等，它描述了同一視圖類都具有的屬性。如圖紙視圖類中的圖紙通用視圖類定義了圖紙的類型、規格、作者和狀態等。
定義3 功能視圖類(functional view class)：視圖類能顯示出的具體功能，如圖紙視圖類中的圖紙功能視圖類包含了圖紙的實際內容(CAD圖形)。
圖4表示產品(這里，產品是一個廣義概念，它還包括部件和零件等)的幾個主要視圖類。圖中從不同人員的角度出發，把產品信息用不同的視圖類來表示，這些視圖類分別對應于圖3中零件族、產品結構和物料主記錄的具體內容。通過這種產品集成信息的多視圖描述，不同人員在集成環境下能夠方便地訪問到自己所需要的信息。
圖4 產品集成信息多視圖描述
這里，用一個具體的視圖類說明信息的描述方法，如用EXPRESS信息建模語言分別表示圖紙視圖類的通用視圖類和功能視圖類所包含的一般信息。
ENTITY drawing_general_view /*圖紙視圖類的圖紙通用視圖類*/
Id:integer; / /圖紙標識號
Revision:string; / /圖紙版本
State:string; / /圖紙的生命周期狀態
Decriptiong:string; / /圖紙描述
Part Number:integer; / /圖紙所屬零件號
Page Size:string; / /圖紙幅面
Creation Date:date; / /圖紙繪制日期
Created By:User Class; / /圖紙制作者
Modification Date:date; / /圖紙修改日期
Modification By:User; / /圖紙修改人
Effective from:date; / /圖紙的生效期
Effective until:date; / /圖紙的失效期
UNIQUE
UR1:draw ing_general_view:Id;
END_EN TITY;
ENTITY drawing_function_view /* 圖紙視圖類的
圖紙功能視圖類* /
File type:string; / /圖紙類型
Drawing No:string; / /圖號
Drawing Size:string; / /圖幅
File name:string ; / /圖紙文件名
Directory:string; / /圖紙存儲路徑
END_ENTIT Y;
圖5是一個工程圖視圖類的表示。其通用視圖類描述了工程圖視圖類的一般信息；工程圖視圖類的功能視圖有幾個，如一般CAD圖紙文件、IGES文件和手工圖紙等，這與實際工程過程相符。功能視圖類信息通過引用指針來索引。
圖5 工程圖視圖類描述
把視圖類信息分為通用視圖類和功能視圖類，給信息處理、存儲和集成帶來很大的方便。之所以把視圖類分為這兩類進行描述，是因為：
(1)方便信息存儲 每個視圖類都包含很多信息，要想把所有信息全部存儲在同一數據庫中是很難的。如圖紙視圖類的圖紙通用視圖類存儲在關系型數據庫中，而圖紙功能視圖類充分利用操作系統的文檔管理功能，存儲在文檔管理器中。
(2)方便信息處理 視圖類的通用視圖和功能視圖信息，可在不同的應用系統中進行處理。如文檔視圖類的通用視圖信息，一般在PDM或者ERP系統中進行管理，而功能視圖需要在各種文檔處理器中(如Word、CAD、PowerPoint等)進行管理。
(3)方便信息集成 在給用戶提供信息時，信息不足或太多都會帶來不便，而把視圖類分為通用視圖和功能視圖，可提供給用戶所需的準確信息。
3.2 視圖對象之間關系描述
各視圖對象之間的關系可分為兩大類：邏輯聯結關系和層次聯結關系(對象之間的組成關系)。我們采用聯結類來描述各視圖對象之間的各種關系，在此先引入邏輯聯結類的概念。
定義4 邏輯聯結類(logical link class)：反映任意兩個視圖類對象之間的聯結關系。這種聯結關系是在同一層次上的雙向關系，如一個零件對象聯結到一個材料視圖對象，也可以說，一個材料對象聯結到一個零件對象。通過這一邏輯聯結類，能方便地訪問到同一零件的材料視圖。
下面用EXPRESS語言來描述邏輯聯結類。
ENTITY logical_link/* 邏輯聯結類* /
Id : integer; / /邏輯聯結標識號
Objectid1: integer; / /聯結對象1
Objectid2: integer; / /聯結對象2
Link state: string; / /聯結狀態
Link date: date; / /聯結日期
Link description: string; / /聯結描述
Effective date start: date; / /聯結生效期
Effective date finished: date; / /聯結終止期
UNIQUE
UR1 : logical_link : Id;
END_EN TITY;
通過邏輯聯結類建立各視圖類對象間的邏輯聯結關系，用戶可從某一視圖訪問到相關的視圖，如當用戶訪問某一零件的母圖視圖時，可通過母圖視圖邏輯聯結對象訪問到相關的2D/3D視圖、圖紙視圖、生產視圖和文檔視圖等，從而方便了用戶對信息的訪問。
3.3 產品結構視圖類的描述
產品結構視圖類描述產品中各零部件的組成關系，通過一個層次聯結類來表示產品結構。
定義5 層次聯結類(hierarchical link class)：反映同一視圖類父視圖對象和子視圖對象之間的層次聯結關系。用Express語言描述如下：
ENTITY Hierarchical_link /* 層次聯結類* /
Id : integer; / /層次聯結標識號
Parentid: integer; / /層次聯結父對象
Childid: integer; / /層次聯結子對象
Link state: string; / /聯結狀態
Link date: date; / /聯結日期
Created by: string; / /設計人員
Modification by: User; / /修改人
Last modification date : date; / /最后修改期
Quantity: integer; / / 組成數量
UN IQ UE
UR1 : Hierarchical_link : Id;
END_ENTIT Y;
每個產品結構視圖類對象都記錄一對零部件組成關系，只要檢索到產品視圖類的所有對象，并通過一定的算法，就能很快獲得整個產品的結構。
4 PDM與ERP系統集成信息共享過程
在PDM與ERP系統之間，需要共享的信息主要包括零件基本記錄和產品結構信息，需要交換的信息應根據不同企業的需求而有不同的具體內容。
圖6表示在ERP環境中共享存儲在PDM系統中信息的一般過程。圖中顯示出某個ERP用戶訪問零部件工程圖紙的過程如下：ERP用戶向PDM系統發出請求，把零部件的分類碼和識別碼傳遞到PDM系統；PDM系統接到請求后，通過零件族管理系統迅速查詢相關工程圖紙的通用視圖和功能視圖，把其轉換成相應的STEP文件，并傳遞到ERP系統；ERP系統接收到文件，通過一定的處理程序把工程圖屬性轉換從文件中轉換出來，并以用戶自定義的界面顯示，同時根據功能視圖中文檔存儲路徑，找到相應的物理文件并顯示出來，整個共享過程結束。采用相反的過程，PDM系統用戶也能方便地訪問到存儲在ERP系統中的各視圖信息。其它視圖信息的共享過程與工程圖信息共享過程相同。
圖6 集成環境下信息共享過程
5 集成系統信息的獲取
分布式環境是系統集成的一個主要特點，分布式環境下企業間的系統集成技術，主要有對象管理集團(OMG)的CORBA技術和微軟的DCOM技術等。集成系統中信息的獲取，需要通過PDM和ERP系統提供的接口API來完成，通過CORBA或者DCOM等技術，對API函數進行包裝，獲取數據，使其適應分布式環境的集成。
6 應用
根據上面提出的集成信息模型和API函數包裝的實現方法，我們初步開發了一個ERP系統SAPR/3和PDM系統SmarTeam集成的接口原型。集成信息模型的數據結構如圖3所示。SmarTeam提供的API函數功能完善、強大，能對數據庫中的記錄進行直接的操作。SAP R/3不僅提供了RFC API函數，而且提供了很多OLE自動化服務器，為系統提供了豐富的開發工具。在所開發的集成接口原型中，對用戶而言，兩個集成系統是不可見的，他們只需輸入統一的物料號，就能對物料的各視圖類信息進行顯示、更改等操作。
7 結束語
PDM與ERP系統的集成是制造企業面臨的迫切問題，兩系統間的有效集成，可提高企業的運行效率，大大減少信息冗余和信息沖突。由于兩個系統間在信息的表示、檢索和存儲方式上存在很大的差異，采用公共數據庫共享集成的方式，目前很難實現。本文主要對PDM與ERP系統間集成的一般方法進行了探討，在具體實施某個企業的PDM與ERP系統之間的集成時，還會遇到很多困難，如數據的控制權、組織障礙，以及如何根據具體的業務過程，確定系統之間傳遞的具體數據等與企業實際情況密切相關的問題。這些問題都是在集成時首先應該考慮的。在實施某企業的PDM與ERP系統集成時，可參考本文所提出的集成方法和模型。
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本文標題：PDM與ERP系統集成方法及應用研究
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