基于PDM的CAD/CAPP/ERP集成方案的研究與實現(xiàn)

王 冰，文衛(wèi)星

（山西煤礦機械制造有限責(zé)任公司，山西 太原 030031）

0 引言

實施PDM項目，不僅要實現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計階段的數(shù)據(jù)管理，更重要的是要把設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞給以生產(chǎn)為中心的ERP系統(tǒng)。只有PDM與ERP系統(tǒng)集成才能夠使設(shè)計和制造部門之間快速、精確地傳遞信息，促使企業(yè)各部門之間協(xié)調(diào)工作，給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益［1］。

1 集成方案的確立

PDM系統(tǒng)是工程技術(shù)人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過程的工具，其核心內(nèi)容是在整個產(chǎn)品生命周期中，能夠使與項目有關(guān)的技術(shù)人員共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)。為方便數(shù)據(jù)的共享，PDM根據(jù)產(chǎn)品信息用途的不同進行分類管理，把所有的產(chǎn)品信息收集到PDM數(shù)據(jù)庫中，為CAD、CAPP、ERP的相互訪問提供了良好的環(huán)境，CAD、CAPP、ERP都可以從PDM中獲取各自需要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并不斷地把新產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息存儲到PDM中，PDM 是CAD、CAPP、ERP集成的理想平臺［2］。

PDM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)通過中間數(shù)據(jù)庫，獲得各自需要的信息進行工作，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的同步。CAD系統(tǒng)設(shè)計出的零部件，批量入庫到PDM系統(tǒng)生成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，經(jīng)由CAPP系統(tǒng)生成加工工藝規(guī)程，將這些信息關(guān)聯(lián)起來，保存到PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，ERP系統(tǒng)通過獲得PDM系統(tǒng)中的物料信息、結(jié)構(gòu)信息和工藝信息等，得到制造信息用以指導(dǎo)生產(chǎn)；PDM系統(tǒng)通過中間數(shù)據(jù)庫自動同步ERP的物料信息，采用配置集成文件的方式反查ERP系統(tǒng)中已有的物料信息，實現(xiàn)PDM系統(tǒng)對產(chǎn)品信息的維護。基于PDM的信息集成方案如圖1所示。

2 PDM/CAD集成及物料編碼的實現(xiàn)

在PDM系統(tǒng)中，通過導(dǎo)入圖紙自動創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，生成對應(yīng)的文檔記錄，并把物理文件上傳到服務(wù)器的電子倉庫中。導(dǎo)入的文件類型有exb文件以及dwg和kmg文件。實現(xiàn)方法是通過對圖紙中標(biāo)題欄和明細(xì)欄信息的提取，將提取的信息對應(yīng)到零部件相應(yīng)的屬性中，需要用戶先定義圖紙信息和CAXA協(xié)同管理系統(tǒng)之間的屬性映射。在PDM中建立標(biāo)準(zhǔn)件庫及通用零部件庫，完善庫中零部件的名稱、代號、材料、物料編碼及重量等信息，圖紙入庫時可以自動借用庫中有完善信息的零部件從而實現(xiàn)了PDM對圖紙規(guī)范化管理。

圖1 基于PDM的信息集成方案

物料編碼的維護是PDM系統(tǒng)對CAD信息管理的主要工作，在系統(tǒng)中產(chǎn)品的物料編碼分為ERP中已存在的編碼和新零件的物料編碼，對ERP數(shù)據(jù)庫中已存在的編碼，填寫利用ERP集成配置文件，從中間數(shù)據(jù)庫ERPItem表中反查出標(biāo)準(zhǔn)件、自制件及原材料的物料編碼。中間數(shù)據(jù)庫ERPItem表是通過Oracle數(shù)據(jù)庫實時同步ERP的源數(shù)據(jù)庫，通過在ERP的源數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建快照日志，并在中間數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行同步SQL語句，實現(xiàn)ERP源數(shù)據(jù)庫到中間數(shù)據(jù)庫的實時同步。ERP中已存在的編碼通過反查中間數(shù)據(jù)庫填寫完成，再通過出空物料報表檢查物料反查是否完整，若圖紙與ERP中名稱或代號不一致，會出現(xiàn)反查不出來的情況，空物料報表就會反映出來，此種情況下需手動反查。對于新的自制件，按照對編碼工具中編碼規(guī)則的設(shè)置，實現(xiàn)對整機、大部件、獨立部件及零部件的自動編碼。

3 PDM/CAPP集成及工藝知識庫的實現(xiàn)

生成新物料報表后，交予材料員編寫工藝路線，再通過批量修改來實現(xiàn)工藝路線、規(guī)格等的填寫，并根據(jù)工藝路線自動生成不同的工藝卡片，工藝人員通過高級查詢來選擇符合要求的卡片，批量出庫工藝卡片，并把該零件的名稱代號及所屬部件的名稱代號自動填寫到卡片上，工藝卡片中的設(shè)備代碼等利用知識庫可以同時填寫到卡片中，填寫完工藝卡片后再把出庫的卡片批量入庫，最終使產(chǎn)品設(shè)計信息和工藝信息分別掛接在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點上。PDM與CAPP的集成模式如圖2所示。

圖2 PDM與CAPP的集成模式

知識庫分為廣義知識庫和狹義知識庫，其中廣義的工藝知識按照產(chǎn)品全生命周期的觀點劃分為基礎(chǔ)理論知識、工藝設(shè)計知識、工藝管理知識和工藝情報4個部分。狹義的工藝知識是指工藝設(shè)計人員在進行工藝設(shè)計過程中所運用的各種數(shù)據(jù)和現(xiàn)場經(jīng)驗等的集合［3］。本文所述的是狹義的工藝知識。知識庫是通過Access數(shù)據(jù)庫編寫工裝、刀具、量具、機加、機修、鉚焊、裝配、鍛壓、熱處理等知識庫信息，采用開放數(shù)據(jù)庫ODBC接口的連接方式，完成基于PDM的工藝知識庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，保證了工藝知識數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

4 PDM/ERP集成實現(xiàn)

目前就PDM與ERP的集成方案多種多樣，包括直接訪問數(shù)據(jù)庫、內(nèi)部函數(shù)調(diào)用和中間文件交換等方式［4］，本文采用的是建立中間數(shù)據(jù)庫的方式，在PDM的系統(tǒng)中通過配置數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口，使物料信息、結(jié)構(gòu)信息和工藝信息導(dǎo)入到中間數(shù)據(jù)庫，再從中間數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入ERP中。在這一過程中，程序會對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行驗證，比如物料重碼及裝配數(shù)量為零等均會給出錯誤提示，提示用戶修改數(shù)據(jù)或重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)，利用中間數(shù)據(jù)庫的方式可以將PDM和ERP的數(shù)據(jù)庫分隔開，避免了數(shù)據(jù)錯誤給另外一個系統(tǒng)帶來的影響，提高了系統(tǒng)的可維護性。另外中間數(shù)據(jù)庫與ERP都采用Oracle數(shù)據(jù)庫，與ERP的連接在邏輯上就形成了單一的數(shù)據(jù)庫，只要ERP把中間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)正確提取就可以指導(dǎo)生產(chǎn)了。

集成內(nèi)容包括物料信息、結(jié)構(gòu)信息及工藝信息。其中，物料信息是通過Item表傳遞到ERP數(shù)據(jù)庫中，物料信息是集成信息中的基礎(chǔ)信息，主要包括自制件、毛坯、備件，它是對物料基本屬性的描述，有名稱、代號、編碼、材料等字段信息；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息是通過List表傳遞到ERP數(shù)據(jù)庫，結(jié)構(gòu)表中的信息是PDM與ERP系統(tǒng)運作中密切相關(guān)的內(nèi)容，有父物料號、子物料號、裝配數(shù)量等字段信息，其表現(xiàn)形式為BOM，以樹狀層次結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；工藝信息是通過ITEM＿SEQ表傳遞到ERP數(shù)據(jù)庫，它包含新物料工藝規(guī)程所需信息，有工序號、工序代碼、工作中心、單件工時等字段信息。PDM/ERP系統(tǒng)集成信息如圖3所示。

圖3 PDM/ERP系統(tǒng)集成信息

5 結(jié)論

本文通過對CAD/CAPP/PDM/ERP集成方案的討論，論證了該方案的可行性，實現(xiàn)了PDM在公司的成功實施，使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)在各系統(tǒng)傳遞暢通，設(shè)計人員在PDM的平臺上實現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的共享，極大地提高了產(chǎn)品研發(fā)的效率。

［1］馬兆彬.PDM與ERP的數(shù)據(jù)集成方案應(yīng)用研究［J］.機械設(shè)計與制造，2009（5）：90－93.

［2］張明達(dá).PDM 框架下的CAD/CAM/CAPP/ERP集成技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代制造工程，2009（7）：27－29.

［3］孫朝陽.基于PDM的工藝知識庫管理方法研究［J］.計算機集成制造系統(tǒng)，2004（9）：1090－1093.

［4］周至明.PDM與ERP集成研究及其實現(xiàn)［J］.工程機械，2006，37（2）：4－7.