基于XLM固定模式的PDM信息集成
阎树田 王亮 万方数据 |
PDM(Prouct Date Management:产品数据管理)和ERP(Enterprise Resource Planning:企业资源规划)同为优秀的企业管理和应用系统。ERP系统在MRP Ⅱ基础上发展起来的先进企业管理软件,它体现了当今世界最先进的企业管理理论,并且能够对企业活动中与制造有关的所有资源和过程进行综合平衡和统一管理,其应用目标是对生产成本、产品质量进行控制及对客户服务进行管理。PDM系统是在图档管理的基础上逐步发展起来的,它以产品为核心,将计算机在产品设计、分析、制造等方面的信息孤岛联系起来。对与产品相关的数据,过程,资源进行集中管理,其应用目标是提升企业的产品设计能力,缩短产品开发的周期,应用与产品的概念设计和详细设计阶段。但是对于制造企业来说只有将这两系统结合起来,实现信息的实时交换,才能节约成本,提高竞争力,实现企业的精细化管理。

    随着PDM和ERP的发展,它们的部分功能出现了重叠,如产品结构/BOM管理、产品零件的定义等。但是由于ERP系统本身的局限性,使其在产品变更、与其它系统特别是异构信息的集成等方面尚不能提供实用的解决方案,尤其在CAD系统之间存在难以弥合的“间隙”,ERP系统对CAD/CAM/CAE系统所产生的工程数据的集成和再利用一直是难以解决的问题。而PDM系统能够有效地将CAD/CAM/CAE和ERP系统进行集成。ERP在制造阶段的资源规划管理方面的确起到了重大的作用,但是单纯的ERP应用明显在“企业级产品信息集成”方面显得力不从心。事实上,在成功实施PDM与ERP的企业,往往是PEDM与ERP并重,PDM扮演着信息集成平台的作用。

    实践证明,只有从整体优化的角度出发,将PDM系统与ERP系统集成起来,使得工程和制造部门之间可以快速和精确地传送信息,才能加速工作流程,促使整个企业各部门协调工作,给企业带来巨大的效益,大大增强企业的竞争力。

1 PDM与ERP的系统区别与联系

    PDM是一项新的管理思想和技术,是以软件技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术;包括对工程数据管理(EDM)、文档管理(DM)、产品信息管理(PIM)、技术数据管理(TDM)、技术信息管理(TIM)、图像管理(IM)及其它产品信息管理技术的一种概括与总称。各种应用程序诸如CAD/CAM/CAE、EDA、OA、CAPP、MRP等将通过应用接口直接被集成到PDM中来,使得分布在企业各个地方的所有产品数据得以高度集成、协调、共享,所有产品研发过程得以高度优化或重组(见图1)。
 
 

图1 PDM系统结构图

    ERP的基本思想是把企业作为一个有机整体,从整体优化的角度出发,运用科学的方法,对企业各种制造资源和产供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整,使它们在生产过程中协调有序,从而提高企业的管理水平和经济效益。ERP系统主要包括:主生产计划(MPS)、物料需求计划、能力需求计划、库存管理、车间作业管理、财务管理、成本管理、项目管理、质量管理等方面(见图2)。

 

图2 ERP系统结构图

    PDM系统的主要目标是:控制产品配置、控制产品生命周期来管理产品定义数据的开发、修改以及并行使用。ERP系统的主要目标是:控制生产计划过程、平衡期望的产品销售情况与制造这些产品所需消耗资源之间的关系。PDM和ERP在项目管理、工作流管理等方面的相互渗透,但并不能说明两个系统的相互包容。实际上,两个系统只有集成到一起,才能发挥二者的作用。

2基于XML的信息集成的优点

    XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言)作为近几年兴起的技术,具有很多特点:(1)强大的数据表现能力,能够以简单的形式表述复杂的数据;(2)可拓展性强,可以根据用户的需要进行拓展;(3)自述能力强,实现了数据与表现形式的分离。这些特点决定XML非常适合与作为数据交换的媒介。基于XML的数据集成有如下优点:(1)易于拓展:XML通过定义数据元素和属性来定制XML文档以满足特定的需求。因此,XML可以在不破坏现有结构和系统的情况下增加新的数据字段。应用服务器利用XML对所有数据建模,若要改变数据模型只需更改数据定义(DTD或XML Schema),不需要重新编码现有对象。(2)结构性强:XML的文件结构可以嵌套到任意复杂程度,能表示面向对像的等级层次。(3)语义性强:XML可以自行设计有意义的标记,便于异构系统之间的数据交换和信息检索,实现机器与机器之间的信息交换。(4)易于处理:XML对格式严格定义,具有层次结构,而且与厂家无关:具有标准、统一、通用的解析接口,避免了特定的文档格式的限制;对一个XML对象的操作如遍历、查询、删除、添加、重建、等,只要遵循典型的树操作便可。(5)能描述不同复杂程度的数据:XML提供了数据的结构化表示,并且易于操作。例如可以标记以下内容:普通文档、结构化记录、对象、数据查询记录、图形表示、及所有的Web上的信息之间的链接。XML可以用一种统一的数据模型描述来自不同数据源的数据,屏蔽数据源中应用环境和数据结构的异构性。(6)转换方便:系统将来若要与外部另一使用不同的DTD定义的应用平台进行数据交换,只要做一个DTD<一>DTD的映射即可(借助XSLT),XML数据至XML数据的转换相比较传统的结构转换更便捷。(7)与平台无关:XML文档是纯文本,独立于平台和应用。所以XML可以脱离具体的应用而自行描述保存在异构环境中的数据,其他系统应用能直接对这些自描述XML文件中的数据进行操作,因此,它将成为夸平台数据交换和操作的标准模式,实现了异构数据集成中数据的互操作性。

    利用XML技术建立数据平台,是数据集成技术发展的趋势,也是企业信息化的方向。同时现有的企业信息系统几乎都是和数据库相关的,因此以XML为中心载体进行数据交换和信息共享就必然要和数据库相联系;同时,要实现基于XML的数据交换,需要实现数据库中的数据和XML数据的双向存取,才能将XML数据同具体的应用程序集成,进而使之同现有的业务规则相结合,真正实现基于XML的数据交换与信息集成(见图3)。

 

3基于XML固定模式的PDM与ERP信息集成

3.1 PDM与ERP的信息交汇点

    PDM与ERP之间有很多交叉信息和领域,包括物料清单,零件分类信息,部件信息,配置信息,工作流程管理等。其中,产品结构与物料清单(BOM:Bill of Material)是PDM与ERP之间的最关键的结合点,也是集成的难点。BOM是ERP系统的核心,主要面向物料和生产过程。同样,产品结构也是PDM系统的核心,在PDM系统中,数据库可以提供产品的设计BOM和工艺数据,其中零件基本信息和物料清单按设计视图管理,有制造人员对它进行修改,将按计划视图配置所得到的BOM通过集成接口送到ERP系统中,用于制定计划目标。因此,BOM被视为PDM和ERP集成的纽带,是PDM与ERP系统信息集成主要内容。XML提供一种结构化的数据表示方式,使用户数据与结构分离,而在PDM与ERP之间的主要交换数据是结构化BOM表。例如对于一个部件的BOM来说,一个部件包含几个子部件,每个子部件又有几个零件组成,而每个零件的各种属性由文档和下属文件描述,这样便形成了树状结构(见图4)因此用XML表示BOM表具有很大的优势。
 
3.2实施条件

    为了便于实现基于XML的信息集成,制定如下规则(1)对企业的所有零件进行编码,每一个零件都有一个唯一的标识码。

    (2)虚拟制定一个包含了所有零件属性的XML的DTD。下面是定义的包含了所有零件属性的标准的XML的DTD。

(?xmlversion=“1.0“encoding。“GB2312”?>

        //定义根元素即部件名

   //子元素出现次数最少为一次

  //子元素名称.用来命名关系表的名称

  //定义零件的编码属性

//定义零件的名称属性

//定义零件的数量属性

//定义零件的材料属性

//定义零件的价格属性

……

//定义零件的加工属性

    ]>

    (3)在数据库中存储BOM时,把零件的编码作为主码。

    (4)提取时,保证关系表的属性在XML中是按照元素的属性写入的。

3.3实施步骤

    (1)对PDM或ERP提供所需的BOM(Bill ofmaterial)的信息用XML描述。

    (2)再用XML表述BOM信息时把零件的编码属性放在每一个子元素的第一属性中。

    (3)用XSLT把生成的XML转换成我们事先制定的虚拟的DTD。

    (4)在两系统之间的设计导人接口,把PDM或ERP系统传送来的BOM信息导人数据库。

3.4导入接口的设计

    导入接口的设计是两系统集成的重点,也是难点。它的成功与否决定了信息能否在ERP与PDM两系统实现正常的交换。

3.4.1接口的功能:

    (1)在把BOM的信息导人数据库时,保证把零件的编码属性作为主码存人数据库。

    (2)把XML包含的BOM的每一个子元素即零件所有的属性作为一个元组存人数据库。

    (3)过滤在DTD定义了的属性,而在元素属性中没有的出现,在存人数据库忽略这一属性。

3.4.2接口的工作流程

    接口程序的工作流程见图5。
 
 

图5接口程序的工作流程

4结论

    利用XML实现PDM与ERP的信息集成,能够为在异构环境下企业内部及企业间的信息交流提供良好的解决方法。基于XML固定模式的信息集成,解决了XML在存入数据库时需要在PDM与ERP两系统之间设立不同接口的问题。现在只需在两系统之间设立针对虚拟DTD模式的导入接口,便可以实现XML按照指定的规则写入数据库。

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