基于PDM的CAD/CAPP/ERP集成方案的研究与实现

王 冰，文卫星

（山西煤矿机械制造有限责任公司，山西 太原 030031）

0 引言

实施PDM项目，不仅要实现对产品设计阶段的数据管理，更重要的是要把设计数据传递给以生产为中心的ERP系统。只有PDM与ERP系统集成才能够使设计和制造部门之间快速、精确地传递信息，促使企业各部门之间协调工作，给企业带来更大的经济效益［1］。

1 集成方案的确立

PDM系统是工程技术人员管理产品数据和产品研发过程的工具，其核心内容是在整个产品生命周期中，能够使与项目有关的技术人员共享产品数据。为方便数据的共享，PDM根据产品信息用途的不同进行分类管理，把所有的产品信息收集到PDM数据库中，为CAD、CAPP、ERP的相互访问提供了良好的环境，CAD、CAPP、ERP都可以从PDM中获取各自需要的产品数据，并不断地把新产生的产品数据信息存储到PDM中，PDM 是CAD、CAPP、ERP集成的理想平台［2］。

PDM系统和ERP系统通过中间数据库，获得各自需要的信息进行工作，以保持数据的同步。CAD系统设计出的零部件，批量入库到PDM系统生成产品结构树，经由CAPP系统生成加工工艺规程，将这些信息关联起来，保存到PDM系统数据库中，ERP系统通过获得PDM系统中的物料信息、结构信息和工艺信息等，得到制造信息用以指导生产；PDM系统通过中间数据库自动同步ERP的物料信息，采用配置集成文件的方式反查ERP系统中已有的物料信息，实现PDM系统对产品信息的维护。基于PDM的信息集成方案如图1所示。

2 PDM/CAD集成及物料编码的实现

在PDM系统中，通过导入图纸自动创建产品结构树，生成对应的文档记录，并把物理文件上传到服务器的电子仓库中。导入的文件类型有exb文件以及dwg和kmg文件。实现方法是通过对图纸中标题栏和明细栏信息的提取，将提取的信息对应到零部件相应的属性中，需要用户先定义图纸信息和CAXA协同管理系统之间的属性映射。在PDM中建立标准件库及通用零部件库，完善库中零部件的名称、代号、材料、物料编码及重量等信息，图纸入库时可以自动借用库中有完善信息的零部件从而实现了PDM对图纸规范化管理。

图1 基于PDM的信息集成方案

物料编码的维护是PDM系统对CAD信息管理的主要工作，在系统中产品的物料编码分为ERP中已存在的编码和新零件的物料编码，对ERP数据库中已存在的编码，填写利用ERP集成配置文件，从中间数据库ERPItem表中反查出标准件、自制件及原材料的物料编码。中间数据库ERPItem表是通过Oracle数据库实时同步ERP的源数据库，通过在ERP的源数据库中创建快照日志，并在中间数据库中执行同步SQL语句，实现ERP源数据库到中间数据库的实时同步。ERP中已存在的编码通过反查中间数据库填写完成，再通过出空物料报表检查物料反查是否完整，若图纸与ERP中名称或代号不一致，会出现反查不出来的情况，空物料报表就会反映出来，此种情况下需手动反查。对于新的自制件，按照对编码工具中编码规则的设置，实现对整机、大部件、独立部件及零部件的自动编码。

3 PDM/CAPP集成及工艺知识库的实现

生成新物料报表后，交予材料员编写工艺路线，再通过批量修改来实现工艺路线、规格等的填写，并根据工艺路线自动生成不同的工艺卡片，工艺人员通过高级查询来选择符合要求的卡片，批量出库工艺卡片，并把该零件的名称代号及所属部件的名称代号自动填写到卡片上，工艺卡片中的设备代码等利用知识库可以同时填写到卡片中，填写完工艺卡片后再把出库的卡片批量入库，最终使产品设计信息和工艺信息分别挂接在产品结构树的节点上。PDM与CAPP的集成模式如图2所示。

图2 PDM与CAPP的集成模式

知识库分为广义知识库和狭义知识库，其中广义的工艺知识按照产品全生命周期的观点划分为基础理论知识、工艺设计知识、工艺管理知识和工艺情报4个部分。狭义的工艺知识是指工艺设计人员在进行工艺设计过程中所运用的各种数据和现场经验等的集合［3］。本文所述的是狭义的工艺知识。知识库是通过Access数据库编写工装、刀具、量具、机加、机修、铆焊、装配、锻压、热处理等知识库信息，采用开放数据库ODBC接口的连接方式，完成基于PDM的工艺知识库管理系统的体系结构，保证了工艺知识数据的一致性和完整性。

4 PDM/ERP集成实现

目前就PDM与ERP的集成方案多种多样，包括直接访问数据库、内部函数调用和中间文件交换等方式［4］，本文采用的是建立中间数据库的方式，在PDM的系统中通过配置数据导出接口，使物料信息、结构信息和工艺信息导入到中间数据库，再从中间数据库导入ERP中。在这一过程中，程序会对产品数据进行验证，比如物料重码及装配数量为零等均会给出错误提示，提示用户修改数据或重新导入数据，利用中间数据库的方式可以将PDM和ERP的数据库分隔开，避免了数据错误给另外一个系统带来的影响，提高了系统的可维护性。另外中间数据库与ERP都采用Oracle数据库，与ERP的连接在逻辑上就形成了单一的数据库，只要ERP把中间数据库中的数据正确提取就可以指导生产了。

集成内容包括物料信息、结构信息及工艺信息。其中，物料信息是通过Item表传递到ERP数据库中，物料信息是集成信息中的基础信息，主要包括自制件、毛坯、备件，它是对物料基本属性的描述，有名称、代号、编码、材料等字段信息；产品结构信息是通过List表传递到ERP数据库，结构表中的信息是PDM与ERP系统运作中密切相关的内容，有父物料号、子物料号、装配数量等字段信息，其表现形式为BOM，以树状层次结构表现了产品结构；工艺信息是通过ITEM＿SEQ表传递到ERP数据库，它包含新物料工艺规程所需信息，有工序号、工序代码、工作中心、单件工时等字段信息。PDM/ERP系统集成信息如图3所示。

图3 PDM/ERP系统集成信息

5 结论

本文通过对CAD/CAPP/PDM/ERP集成方案的讨论，论证了该方案的可行性，实现了PDM在公司的成功实施，使得产品数据在各系统传递畅通，设计人员在PDM的平台上实现了产品数据的共享，极大地提高了产品研发的效率。

［1］马兆彬.PDM与ERP的数据集成方案应用研究［J］.机械设计与制造，2009（5）：90－93.

［2］张明达.PDM 框架下的CAD/CAM/CAPP/ERP集成技术研究［J］.现代制造工程，2009（7）：27－29.

［3］孙朝阳.基于PDM的工艺知识库管理方法研究［J］.计算机集成制造系统，2004（9）：1090－1093.

［4］周至明.PDM与ERP集成研究及其实现［J］.工程机械，2006，37（2）：4－7.