化工装备主要是指化工生产过程中的静设备，如各种容器、换热器、塔器、管道及其检测仪表、仪器等。化工生产过程专业性较强，而且是多品种、小批量生产。物料种类繁多，对产品质量要求较高。虽然大多数企业都有自己的ERP系统对企业各种信息进行管理，但是在CAD与ERP的集成方面的研究还较为薄弱，产品数据不能为ERP所直接使用，产生信息“孤岛”现象。如果能够将产品CAD图纸中的数据直接提取出来，自动形成产品BOM，从而与ERP集成，则会大大减轻设计人员整理产品数据的工作量，有利于消除信息“孤岛”。提高企业生产效率。
1 化工装备企业CAD与ERP集成技术需求分析
化工装备的生产过程主要有以下几个特点：一是多品种，单件小批量；二是面向订单生产。每个产品的全部生产过程都由一条指令号贯穿始终：三是物料种类繁多，原材料分为通用件和专用件两类，通用件还包括管材、板材、焊材、五金件等：四是产品质量要求高，从原材料到成品的每一步生产过程都有严格的质量要求，质量技术文件较多。
企业ERP系统在材料采购、库存物资、计划控制等功能模块使用上取得了比较好的效果，这些功能实现的基础是物料清单(BOM)的完整性和准确性。BOM是PDM／ERP信息化系统中最重要的基础数据，其组织格式设计合理与否直接影响到系统的处理性能，化工装备企业生产的产品很多。BOM数量很大。由于企业使用的主要设计软件是AutoCAD，所以BOM的基础信息大部分存在于AutoCAD图纸中的标题栏和明细栏。在ERP的研究与开发期间。因为没有相应的PDM系统。BOM的整理和录入，是通过技术人员对产品的掌握进行的，每个人员只能够整理几类产品，不同的产品需要不同的技术人员输入，且有的人员计算机水平较低，所以会出现很多问题如输入信息不准确、格式不规范等，不仅浪费了大量的时间和人力，而且效率很低，准确率不高。为改进这些问题，本文提出利用计算机从AutoCAD图纸中提取标题栏明细栏数据的方法，并自动生成产品结构树，为后续的PDM和ERP系统提供数据，并最终转换为所需的BOM。
另外，随着数字化电子图文档的大量产生，伴随而来的是数字化电子图文档管理的相对落后，沿用传统的图文档管理方法，已无法满足数字化电子图文档管理的需要，在管理过程中经常出现图样与实际不符或缺失。文档查询困难，图样数据丢失、不全，新、老版本数据混乱等现象，对生产造成很多不利的影响。因此提出产品图文梢的数字化管理系统技术，以满足企业生产中产品图文档的管理要求。
该技术实现的意义：(1)可以快速地为企业ERP系统提供完整准确的产品零部件信息，形成产品结构树，为ERP的实施打好基础。(2)可以对产品的图纸、工艺、文件、资料等提供按产品结构、文件结构的管理和查询功能，并能进行结构配置。(3)可以实现企业范围内全面的数据共享。最大限度地减少产品开发、生产制造过程中数据处理的重复劳动，发挥信息技术的综合效益，提高企业的核心能力与市场竞争力。
2 产品数据提取及产品结构树的形成
从AutoCAD图纸中提取信息的目的是形成ERP系统中的产品BOM。在由图纸信息转换到BOM的过程当中，包含了三个部分(如图1)：
图l 图纸信息到BOM转换过程
目前提取CAD图纸中产品信息的方法一般有：
1)通过对图样标题栏、明细表、图样幅面等定义。自动提取图纸中的标题栏和明细表信息。2)把图纸的标题栏明细栏做成BLOCK文件进行自动提取。3)利用ActiveX Automation技术实现对DWG、DXF格式电子图档的标题栏、明细表等信息的无损失提取和自动入库。本文采用ActiveX Automation技术进行提取，ActiveX Automation是AutoCAD最新的开发接口，它提供了访问AutoCAD内部功能的方法。开发工具拟采用PowerBuilder9.0，访问AutoCAD的对象模型。获取DWG文件中标题栏明细栏的信息。采用批量提取的方法是高效提取、自动生成产品结构树中必不可少的一环。同时提取一个文件夹下的所有文件，一般就是一个产品的所有图纸。
产品结构树是一种表示产品结构关系的树状视图。树中各节点分别表示部件或组件，叶节点表示零件，反映了产品、零部件之间的层次关系。产品结构是指零部件如何定义及如何在车间内把零部件组装为产品或大部件，在PDM中产品结构主要面向产品干什么以及怎样配置产品。在任何一个产品的生产过程中其产品结构信息始终贯穿整个产品的生命周期，而且在不断地变化调整。由于产品结构在结构配置、制造、计划采购时是主要的依据，因此产品结构信息不仅对产品描述而且对整个产品的生产过程极其重要。另外产品结构是产品数据管理PDM和企业资源计划ERP的核心内容，因此产品结构将是PDM与ERP之间集成的结合点，产品结构树的生成有两种方法：基于编码和基于装配关系。本文采用基于装配关系的方法，ERP虽然有编码，但因为是流水码，不具有特征性，不能判别是产品还是零部件。根据产品的具体结构，首先将全部的图纸信息存人数据库，对有、无明细栏做个标记。采用由上而下的方式，先根据明细信息生成树结构。然后再采用遍历的方法生成所有的节点。
3 BOM的转换
一个产品要经过工程设计、工艺过程设计、生产制造3个过程才能形成。而这3个过程只是产品生命周期的一小部分。在这3个过程中。虽然它们有着十分相似的物料清单：工程设计物料清单EBOM(Engineering Bill of Material)、工艺物料清单PPBOM(Process Planning Bill of Material)、制造物料清单MBOM(Manufacturing Bill of Material)，但正是这些物料清单中小小的一点差异却决定了它们各自的专业技术和管理思维方式的不同。3种BOM的基本信息主要有：
1)EBOM：产品名称、产品图号、物料号、物料名称、重量、机型、规格、设计更改说明、更改顺序号、主要件标志等，
2)PPBOM：装、刀具、量具、毛坯、物料号、图号、物料名称、重量、设计更改说明、更改顺序号等。
3)MBOM：零件名称、装配顺序、工时定额、材料定额、设备型号、刀具、测具、卡具和模具。、
可以看出产品在整个生产过程中对不同的阶段分别有不同的BOM形式与之对应，产品BOM的转换就成为一个必须解决的问题，上述3种重要BOM的转换过程大致如下：
1)产品经过配置后得到的BOM首先是EBOM：产品工程设计管理中使用的数据结构通常精确地描述了产品的设计指标和零件与零件之间的设计关系，对应文件形式主要有产品明细表、图样目录、材料定额明细表、产品各种分类明细表等。系统从明细栏中搜索出物料号、零件图号、名称、材料、净重等属性信息，生成了属性文件。当设计者完成了一部件或总成设计时，可将零件明细表汇总成设计结构文件。PDM通过批量录入直接从CAD的相关文件(属性文件、设计结构文件)中提取零件属性和产品设计结构数据形成设计清单EBOM。
2)产品在工艺设计阶段的结构形式，产生于工艺部门。在EBOM的基础上，工艺人员根据企业工艺装备特点，编制产品的装配件、零部件和最终产品制造的工艺规程，确定工序、工位、简要工装等信息。形成产品的PPBOM。
3)在PPBOM的基础上，添加详细工艺、工装、材料和虚拟件等信息，反映了零件、装配件和最终产品的制造方法和装配顺序，最终的制造物料清单包含了产品生产中出现的全部物料项，也就是MBOM。
4 产品图文档管理
图文档管理系统是PDM的核心组成部分之一，主要作用是管理开发和利用企业产品的信息资源。明确地说。就是在企业拥有一定信息设施和电子文件积累、具备一定信息化建设的基础上，对企业产品设计数据执行进一步地管理开发和利用。对于企业来说。产品的灵魂就是有关产品的各项数据：包括产品设计图样、计算文件等。企业的产品数据是企业的主要信息资源，主要是以图文档资料的形式来加以实现。这些图文档资料涵盖了产品的技术数据、信息图形和产品结构等信息，PDM系统作为一个集成平台是沟通产品设计部门和管理信息系统及制造资源系统之间信息传递的桥梁。PDM的主要信息都将来自于图文档资料。由此可见。图文档管理系统是PDM的重要组成部分。建立图文档管理系统是实施PDM的基础，一个企业的PDM系统往往要从图文档资料管理人手。资料管理不好。PDM是无法得到有效实施的。
产品的图文档管理系统主要实现以下几个功能：
1)管理企业在产品开发制造过程中形成的图样、工艺及有关的技术文件资料，形成各类图样、文件资料库。
2)实现信息共享：使设计人员可以浏览存储的产品图纸、工艺文件及有关资料。
3)对存储的图纸、工艺及文件资料进行管理、维护。
4)在信息共享的同时对信息安全进行控制，防止企业技术外泄。产品的图文档管理系统的结构如图2所示。
图2产品图文档管理系统结构图
5 CAD／PDM／ERP集成系统设计
对于化工装备企业来说，PDM系统和ERP系统实际上是针对不同目标的应用系统。PDM系统的主要目标是控制产品配置，使用更改控制和产品生命周期来管理产品定义数据的开发、修改以及使用。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要消耗资源之间的关系。图3显示了CAD／PDM／ERP3个系统的主要数据接口功能。
图3 CAD／PDM／ERP系统集成示意图
图4为CAD／PDM／ERP集成系统的程序运行界面，显示的是AutoCAD图纸信息的提取功能。系统主要有以下几个功能模块：产品基础信息管理、数字化模型管理、标准信息管理、图纸信息提取、BOM转化、图文档管理、汇总查询/打印、账号管理等。
图4 系统运行界面
本系统的基本工作流程是：企业的设计部门利用其已有的AutoCAD软件完成产品的基本设计之后，可利用本系统提供数据提取功能，自动生成产品结构树转化为BOM，同事产品零件的必要信息写入数据库中保存。对于产品图文档，可以通过本系统提供的图文档管理模块提取并到PDM数据库当中，再令CAD实体与此数据库表连接，以此实现CAD与PDM之间数据的双向流动。当一个完整的产品设计全部完成时，这些保存在数据库中的产品零件的信息全部汇总到生产部门。生产部门利用本系统的产品结构树管理功能对产品零件进行管理，并可以生成用于ERP系统的BOM表，最后可以生成报表或有ERP系统进入调用数据。
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