摘要：产品数据管理与企业资源计划是制造企业增强其竞争力的最主要技术支撑，两个系统之间的集成是目前制造企业迫切需要解决的问题。本文提出了产品数据管理与企业资源计划系统集成的框架模型，详细描述了框架模型中的集成信息模型数据结构。数据的获取通过COM/DCOM对API函数进行包装来实现，使其适应分布式环境。在此基础上，开发了产品数据管理与企业资源计划的集成接口原型。
PDM与ERP系统集成是一种必然趋势，目前，这两个系统间的集成80%是基于产品结构（BOM表）数据的传递来实现的。产品结构数据通过打包成数据文件在两个系统之间进行传递。由于数据文件的系统难以做到无缝集成，因此在系统之间共享的信息非常有限。为此，我们提出了一种基于集成数据模型的集成方法，集成数据模型是PDM与ERP系统中数据结构的逻辑描述。
1 PDM与ERP系统集成框架
基于API函数调用的PDM/ERP系统集成过程，两系统间的传递信息通过打包的数据文件完成。如PDM系统要访问ERP系统中的信息，需先通过ERP系统的API函数把所要的信息抽取出来，然后转换成数据文件，再将数据文件转换成符合PDM系统API函数的数据结构，传递到PDM系统。这种方式实现的信息传递非常有限，难以做到整个企业信息共享。
在我们提出的基于集成数据模型的系统集成框架（如图2）中，集成数据模型是PDM和ERP系统中数据组织的逻辑结构表示，它是经过对企业信息进行合理组织后抽象出来的。通过该模型，可访问到PDM和ERP系统中的所有信息。系统集成中所有需要交换的数据，通过对API函数的包装，从相应的系统中抽取。用户界面函数作用在集成数据模型上，只要集成数据模型完备，且正确地表示了PDM和ERP系统的数据组织结构，就能实现PDM和ERP系统间的无缝集成，达到企业信息完全共享的目的。
图2基于集成数据模型的系统集成
2 PDM与ERP系统集成逻辑数据结构
系统集成的目的是共享企业信息资源，使企业的所有人员都能非常方便地检索到自己所需要的信息，这就需要对企业的所有信息进行合理组织。企业信息可分为以下三大部分：
（1）零件族信息这部分信息由零件族管理模块来管理。采用面向对象的技术对企业所有产品工程数据进行合理组织，有关人员能通过该模块的导航作用，方便地查询到所需信息。对零件族管理进行了详细描述。零件族信息主要在PDM系统中进行管理。
（2）产品结构信息产品结构是PDM和ERP系统的核心。产品结构模块管理企业所有产品的结构组成关系。
（3）物料主记录信息物料主记录用来描述物料的主要信息，如生产、采购、销售和财务等。采用物料标识号和分类号来标识和检索这部分信息，这里采用的物料标识号和分类号与零件族中相同。
图3所示为集成逻辑数据结构，图中零件族和事物特性表完成零件族管理功能，其它两部分分别对应产品结构信息和物料主记录信息管理。图中的逻辑数据结构是对整个集成系统信息的总描述，利用零件族的导航作用，通过唯一的标识号和分类号，能方便地检索物料的所有信息。图中没有对集成信息进行详细描述，而信息的组织方式对系统集成影响很大，需要对信息的组织进行描述。
图3集成逻辑数据结构
3 PDM与ERP系统集成信息组织和描述
3.1 集成信息的多视图描述
评价系统集成的好坏程度以是否方便使用者为标准。在对集成信息进行组织的过程中，一切都要从方便使用者的角度出发。在这里，采用视图类来对不同使用者所需要的信息进行描述。定义1视图类（view category）：不同用户对产品某一侧面信息的抽象，如产品文档视图类、材料视图类和生产视图类等。这里，视图是指从一个特定角度所反映出的产品信息。
定义2通用视图类（generaI view cIass）：对视图类进行定义、描述和标识等，它描述了同一视图类都具有的属性。如图纸视图类中的图纸通用视图类定义了图纸的类型、规格、作者和状态等。
定义3功能视图类（functionaI view cIass）：视图类能显示出的具体功能，如图纸视图类中的图纸功能视图类包含了图纸的实际内容（CAD图形）。
图4表示产品（这里，产品是一个广义概念，它还包括部件和零件等）的几个主要视图类。图中从不同人员的角度出发，把产品信息用不同的视图类来表示，这些视图类分别对应于图3中零件族、产品结构和物料主记录的具体内容。通过这种产品集成信息的多视图描述，不同人员在集成环境下能够方便地访问到自己所需要的信息。
图4产品集成信息多视图描述
图5是一个工程图视图类的表示。其通用视图类描述了工程图视图类的一般信息；工程图视图类的功能视图有几个，如一般CAD图纸文件、IGES文件和手工图纸等，这与实际工程过程相符。功能视图类信息通过引用指针来索引。
图5工程图视图类描述
把视图类信息分为通用视图类和功能视图类，给信息处理、存储和集成带来很大的方便。之所以把视图类分为这两类进行描述，是因为：
（1）方便信息存储每个视图类都包含很多信息，要想把所有信息全部存储在同一数据库中是很难的。如图纸视图类的图纸通用视图类存储在关系型数据库中，而图纸功能视图类充分利用操作系统的文档管理功能，存储在文档管理器中。
（2）方便信息处理视图类的通用视图和功能视图信息，可在不同的应用系统中进行处理。如文档视图类的通用视图信息，一般在PDM或者ERP系统中进行管理，而功能视图需要在各种文档处理器中（如Word、CAD、PowerPoint等）进行管理。
（3）方便信息集成在给用户提供信息时，信息不足或太多都会带来不便，而把视图类分为通用视图和功能视图，可提供给用户所需的准确信息。
3.2 视图对象之间关系描述
各视图对象之间的关系可分为两大类：逻辑联结关系和层次联结关系（对象之间的组成关系）。我们采用联结类来描述各视图对象之间的各种关系，在此先引入逻辑联结类的概念。
定义4逻辑联结类（logical link class）：反映任意两个视图类对象之间的联结关系。这种联结关系是在同一层次上的双向关系，如一个零件对象联结到一个材料视图对象，也可以说，一个材料对象联结到一个零件对象。通过这一逻辑联结类，能方便地访问到同一零件的材料视图。
通过逻辑联结类建立各视图类对象间的逻辑联结关系，用户可从某一视图访问到相关的视图，如当用户访问某一零件的母图视图时，可通过母图视图逻辑联结对象访问到相关的2D/3D视图、图纸视图、生产视图和文档视图等，从而方便了用户对信息的访问。
3.3产品结构视图类的描述
产品结构视图类描述产品中各零部件的组成关系，通过一个层次联结类来表示产品结构。
定义5层次联结类（hierarchical link class）：反映同一视图类父视图对象和子视图对象之间的层次联结关系。每个产品结构视图类对象都记录一对零部件组成关系，只要检索到产品视图类的所有对象，并通过一定的算法，就能很快获得整个产品的结构。
4 PDM与ERP系统集成信息共享过程
在PDM与ERP系统之间，需要共享的信息主要包括零件基本记录和产品结构信息，需要交换的信息应根据不同企业的需求而有不同的具体内容。
图6表示在ERP环境中共享存储在PDM系统中信息的一般过程。图中显示出某个ERP用户访问零部件工程图纸的过程如下：1)ERP用户向PDM系统发出请求，把零部件的分类码和识别码传递到PDM系统；2)PDM系统接到请求后，通过零件族管理系统迅速查询相关工程图纸的通用视图和功能视图，把其转换成相应的STEP文件，并传递到ERP系统；3)ERP系统接收到文件，通过一定的处理程序把工程图属性转换从文件中转换出来，并以用户自定义的界面显示，同时根据功能视图中文档存储路径，找到相应的物理文件并显示出来，整个共享过程结束。采用相反的过程，PDM系统用户也能方便地访问到存储在ERP系统中的各视图信息。其它视图信息的共享过程与工程图信息共享过程相同。
图6集成环境下信息共享过程
5集成系统信息的获取
分布式环境是系统集成的一个主要特点，分布式环境下企业间的系统集成技术，主要有对象管理集团（OMG）的CORBA技术和微软的DCOM技术等。集成系统中信息的获取，需要通过PDM和ERP系统提供的接口API来完成，通过CORBA或者DCOM等技术，对API函数进行包装，获取数据，使其适应分布式环境的集成。
6应用
根据上面提出的集成信息模型和API函数包装的实现方法，我们初步开发了一个ERP系统和PDM系统集成的接口原型。集成信息模型的数据结构如图3所示。API函数功能完善、强大，能对数据库中的记录进行直接的操作。不仅提供了API函数，而且提供了很多自动化服务器，为系统提供了丰富的开发工具。在所开发的集成接口原型中，对用户而言，两个集成系统是不可见的，他们只需输入统一的物料号，就能对物料的各视图类信息进行显示、更改等操作。
7结束语
PDM与ERP系统的集成是制造企业面临的迫切问题，两系统间的有效集成，可提高企业的运行效率，大大减少信息冗余和信息冲突。由于两个系统间在信息的表示、检索和存储方式上存在很大的差异，采用公共数据库共享集成的方式，目前很难实现。本文主要对PDM与ERP系统间集成的一般方法进行了探讨，在具体实施某个企业的PDM与ERP系统之间的集成时，还会遇到很多困难，如数据的控制权、组织障碍，以及如何根据具体的业务过程，确定系统之间传递的具体数据等与企业实际情况密切相关的问题。这些问题都是在集成时首先应该考虑的。在实施某企业的PDM与ERP系统集成时，可参考本文所提出的集成方法和模型。