0 引言
随着网络、数据库、面向对象分析、分布计算和系统集成等计算机相关技术的飞速发展，制造业正逐步向数字化、敏捷化、网络化和全球化制造模式发展。目前，我国企业正面临着一系列复杂的问题，迫切需要将现有的多种软件应用、信息资源统一到一起，以加速企业技术产品的更新和产品进入市场的进程。因此，为适应时代的发展，企业管理正从一系列独立的内部和外部作业转变为注重各种信息有条理的集成。
1 我国制造业产品数据管理现状及其需求
1.1 企业产品数据管理现状
产品是制造企业进行一切生产活动的载体，国内企业为提高产品竞争力，自上世纪80年代起即开始了企业的信息化建设，但由于初期缺乏统筹规划，在信息化的推进过程中，出现以下问题。
a.在甩图板过程中，引入多个厂家、多种版本的CAD开发软件，长期的开发设计中产生了大量的不同格式的产品图文档，为图纸的维护和相互之间的参考、编辑、引用带来困难。
b.各种设计资源、产品数据、生产信息以不同形式（如Word、Excel等Office文档、CAD文件）分散的存储于不同计算机上，企业很难在这种复杂的异构环境下全面维护产品数据；再加之企业各部门之间数据传递具有多途径、离散性和随意性的特点，致使数据的准确性、实时性和有效性都很难保证。
c.由于各部门间缺少交流，都将自己作为数据源头，自己需要的数据自己进行录入，导致企业的同一数据源被多次录入，既降低了效率，同时增加了数据出错的几率，难以保证数据的准确性和一致性。
1.2 企业产品数据管理需求分析
a.在市场竞争日益激烈的情况下，企业要想以新、快、好的产品占领市场，其突破口应在设计。这里一方面是指如何快速地利用现有设计产生变形设计，并争取一次成功；另一方面是如何将设计成果快速地为加工制造和生产计划等所使用，这对企业数据的可重用性和传递快捷性、准确性提出了要求。
b.“多品种、小批量”已成为离散型制造业生产的主要方式，企业数据量呈几何级数增长，如何快速地从繁杂的数据中检索和利用已有的各方面知识成为了许多企业数据管理中的瓶颈。
c.我国制造业经过近年来的发展，新产品开发已从过去的引进、国产化逐步向改型自主开发过渡，新产品的快速开发是当今制造业的头等大事，为适应激烈市场竞争的要求，新产品的设计与管理已从二维CAD和传统档案管理方式向产品数字化设计和生命周期管理方面迅速发展，同时从企业内部管理向企业间协同管理方向发展。
d.由于国内企业多数都是从引进国外产品，从国产化生产开始走向局部改型开发，对生产经营管理的重要性认识较深，加上社会上对ERP技术的大力宣传，使得企业在大力推进ERP实施的同时，忽略了对产品和技术信息管理的重要性，导致ERP系统上线了，却由于缺乏数据源头导致ERP运行效果普遍不理想。
e.如何根据客户需求快速搭建起满足要求的销售BOM并提供准确的成本核算，以争取客户定单，在获取客户订单或接受新产品开发任务后，如何将设计BOM传递到生产部门以保证按期交货，交货后，如何根据出厂产品号生成服务BOM以进行三包索赔和质量信息采集等，这些都对企业的产品数据流管理提出了新的挑战。
所有这些需求归结到一起，实际是对企业数据流集成和数据通道畅通以保证数据准确和共享的需求，由于国内PDM（product data management）系统一般都提供二次开发的接口或承诺接口的开发，通过PDM系统对企业数据进行集成，即可较好满足企业对数据管理的上述需求。
2 以PDM为核心进行数据流转的集成方案
目前存在的企业信息化集成解决方案主要有3种：源于PDM的解决方案、源于ERP的解决方案和PDM作为ERP系统的一个功能模块进行集成的方案。从总体结构而言，第1种更多强调松散耦合的开放性集成框架，以PDM为核心，并提供与产品生命周期相适应的集成规范；第2和第3种更多体现紧密耦合的一体化集成框架。相互比较，基于PDM的集成框架具有更灵活的调节和定制能力。
但以PDM为核心的集成，并不是一种简单的“系统集成”，那种把一个PDM，2个CAD，加上一个数字化装配，再连接上某个ERP系统，辅之以Web技术的做法只是实现了一种技术的堆积和继承，只是完成了任务和过程自动化这样的功能，没有体现出PDM真正的思想和内涵。尽管以上的技术是需要的，但是对于实施以PDM为核心的数据流转与集成战略是不充分的。
2.1 以PDM为核心的集成框架模型
集成框架是对多个业务系统之间的交互规则进行定义和管理的工具的集合。框架并不是代替如CAX、PDM、ERP、SCM以及CRM等类型的固有业务系统，而是将彼此独立的业务系统通过规则有机地联系起来，以形成良好的系统整体运行机制，从而为企业的效益和发展目标提供支持。集成的主要内涵是整合各种耦合关联关系，化解各业务系统之间的交流障碍。因此，可以将集成框架理解为系统中各模块或业务系统之间运行规则的建立和优化。
企业信息化框架一般采用以单一数据库为基础的计算机集成设计环境，全面支持并行、协同等先进的项目组织方式，并由过去的异构数据组织形式转变为产品数据对象的组织形式，包括信息和与之相关的过程。
目前，较先进的PDM产品是面向制造业产品生命周期管理的需求和特点，按照国际标准(WFMC、PM和CMII)等搭建的PDM管理业务逻辑和应用功能；在软件的实现技术上，采用J2EE、JSP、EJB、JDBC等企业级B/S三层技术架构而开发的新一代PDM软件产品，为其作为企业数据集成的核心创造了条件。
基于PDM系统的产品数据全生命周期管理集成框架如图1所示。其指导思想即是通过PDM系统实现产品数据从市场（订单）、设计、制造、销售和服务的全生命周期管理。
图1 基于PDM系统的产品数据集成框架
2.2 以BOM为核心的产品数据流转过程
在产品全生命周期，产品数据以不同视图的BOM为核心进行辐射和流转，流转方式和路径如图2所示。
图2中数据流转过程描述如下。
图2 以BOM为核心的产品数据流转
a.对订单式生产企业，企业的生产开始于获取客户的订单，首先通过市场管理系统获取顾客订单和客户化定制需求，并通过系统提供的算法、数据处理功能模块将杂乱的需求转换为比较规范、可识别的数据后导入PDM系统。
b.PDM系统获取到经市场管理系统转换后的需求数据后，通过查找企业已有产品库和零部件库，并按照零部件库中事先定义好的规则（互斥、同一、兼容和默认等），由PDM系统中的产品规则配置器按需求自动生成销售BOM结构树，该结构树仅从满足功能角度出发进行构建。
c.经确认后的销售BOM即转入产品设计阶段，对销售BOM树上已有的零部件，设计者通过PDM系统进行查询和引用，对需改进和全新设计的零部件，可由PDM系统中的任务驱动（分解、转发等）功能下发至任务执行者。
d.任务执行者通过PDM提供的接口，直接进入CAX系统执行相关任务，并通过任务的提交将执行结果回挂到PDM系统的BOM结构上，实现CAX与PDM之间数据的相互流转。对不同的任务结果有不同的回挂方式：文档类(CAD图纸、工艺卡片等)结果直接与其件号发生关联；结构类通过读取明细(2D)或装配结构树(3D)按父子关系先导入PDM系统设计区和基础数据区，导入到基础数据区的则完善充实企业的零部件库，导入到设计区中的零部件再通过查找任务点按父子关系挂接到其对应的部件下，这样仅仅表现功能结构的销售BOM即转化为带有属性和各种设计信息的设计BOM。
e.设计BOM是制造BOM、财务BOM、装配BOM、服务BOM等的数据源头，各系统与PDM系统之间的数据交换主要是通过与PDM系统之间的数据接口实现BOM结构的传递，同时各系统对导入的BOM结构树上零部件属性信息进行过滤、提取和完善，并最终实现产品BOM的多视图管理。如通过PDM系统与ERP系统之间的数据接口，由PDM向ERP系统输入制造BOM，再由ERP系统经过信息完善后，各车间、分厂即可根据制造BOM查阅所需信息（零件图、装配图、技术标准、原材料、价格和数量等）。
2.3 框架中系统之间的集成模式
2.3.1 CAX与PDM之间的集成模式
封装模式：封装系统可以满足以文件形式生成的所有数据的应用系统的需求，CAX系统封装在PDM系统内，对产品电子仓库的任何操作都必须通过PDM，实现了信息以及处理过程的透明化。
程序接口模式：通过编制接口程序使PDM中的产品结构树能够由CAX系统中的装配树（或明细表）自动生成，并从PDM提取最新的产品结构关系，去修改CAX的装配文件，保持两者之间数据的一致性。程序接口是比封装更加紧密的集成，适合于企业购买的CAX与PDM系统为不同软件供应商的情况，也是当前国内企业信息化集成普遍采用的方式。
系统完全集成模式：通过对CAX的图形数据和PDM的产品结构数据详细分析，制定统一的产品数据之间的结构关系，始终保持CAX的装配关系和PDM的产品结构树一致，这种方式遣合于企业购买的CAX与PDM系统为同一软件供应商的情况。
2.3.2 PDM系统与其它系统之闻的集成模式
内部函数调用：采用系统提供的API函数相互访问数据库，以实现两系统之间交换信息。这种方法需要各系统提供访问底层数据库的函数和API接口，并且往往需要原系统开发人员的支持，其效率是最高的。
直接数据库访问：根据对两数据库的分析，通过直接对数据库及其字段进行访问实现各系统之间的写入写出，但一般商用数据库都是加密的，实现这种方法需要分析清楚系统数据库的结构和系统技术人员之间的充分交流。
中间文件交换：两系统按照统一的文件格式和接口要求，利用系统提供的API函数，编制各自的导入/导出程序，实现两系统的信息交换。这种方法容易实现，但效率、安全性最低，企业一般都不接受。
中间数据库：采用中间数据库表的方式存储两系统间共用的数据，并通过对数据库表操作的方式实现两系统的数据交换。
以上几种模式，实现的工作量、难易以及风险程度都不尽相同，企业需要根据各自的需求和实力，选择适合本企业的集成模式。
3 结束语
一个产品必须经过工程设计、工艺设计和生产制造3个过程才能完成，而这3个过程只是产品生命周期中的一小部份。我国制造企业由于缺乏系统规划，在前期信息化建设过程中，往往从局部或部门角度出发，使一些应用软件虽然在部门范围内取得较好应用效果，但从整个企业看，部门之间的数据通道并不畅通，这样，企业在解决了前期的单个信息孤岛问题时，却又在无意中又形成了部门之间的信息孤岛问题。本文就此问题展开论述，提出了基于PDM系统进行企业数据流转、连通企业数据通道的产品信息集成方案，实现产品数据从需求收集、过程设计、生产制造和销售服务整个生命周期内的集成和共享，并在此基础上总结出集成的框架模型，具有很好的工程应用价值。该集成方案通过作者在三家制造企业的实际应用，都取得了预期的效果。
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本文标题：以PDM为核心实现企业产品数据流转的集成
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