（机械设计及理论专业论文）小型制版企业cpc系统的研究与设计.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 制版产品是印刷、包装，装饰材料印刷、布匹印花等工业的必需工具。长期 以来，制版工艺技术含量低，产品重复性差，制版效率低，投入产出效益低改 革开放2 0 年来，随着市场经济的不断发展，对凹版印刷的需求越来越多，质量要 求越来越高的形势下，给我国凹印制版企业的发展也带来了更多的发展机遇。但 是我们看到我国目前的凹印制版企业已经满足了凹版印刷企业的需要，制版能力 已经趋于饱和，供大于求。所以对于制版企业来说如何降低生产成本，提高整个 企业的生产效率，更快预测客户的需求并及时做出反应，提高新产品开发的效率， 以i n t e m e t 的发展速度实现产品创新并快速超越其竞争对手，增强企业的实力，得 到重要的战略利益就成了当前迫切需要解决的问题。为了满足新时期小型制版企 业发展的需要，我们深入研究了企业进行信息化建设的经验和教训，并从中找到 了c d 订s 这种信息集成及管理优化的先进管理理念在借鉴c i m s 思想及协同产 品商务( c p c ) 技术的基础上，提出了利用公共数据库技术进行系统集成的思想。 通过利用先进的计算机技术和网络技术，对p d m 系统与e r p 系统数据库进行集成， 实现了对小型制版企业c p c 系统的信息集成与系统建设通过对小型制版企业各 部门信息的合理组织，充分实现了企业内部各部门之间的信息集成与正常、快速 有效的运行。 本文用六章的篇幅层层展开，详细地介绍了小型制版企业c p c 信息集成系统 的建设思想和实现方法。第一章，首先简介了课题提出的背景当前制版业的现状 和课题的提出及意义，然后概括了本课题的主要工作在第二章中对c l m s 领域中 涉及到的集成方法进行了研究，分析了c a d 、c a p p 、p d m 、e r p 之间的集成方法， 指出了数据库底层集成技术是实施信息系统集成的最有效途径。第三章，详细介 绍了对协同产品商务( c p c ) 技术的研究，阐述了协同产品商务的发展阶段、特点及 核心理念，分析了两层结构与三层结构的优缺点。指出三层结构彳是符合当前发展 趋势的系统结构，最后指出了协同产品与c i m s 思想理论体系之倒的关系。在第四 章中对中小企业在c i m s 工程中应用公共数掘库进行集成的理论进行了论述提出 公共数据库的两种实现形式：融合型和非融合型，以及各自的优缺点和适应环境， i i l 山东大学硕士学位论文 着重研究了公共数据库系统中的关键技术，包括共享数据表格的字段设计和分系 统之间集成的方法，最后简单介绍一下小型制版企业c p c 系统的功能p d m 部分的 功能主要是设计文档管理，工作流程管理，电子资料室等，e r p 部分的功能主要包 括生产管理、采购管理，销售管理、财务管理、设备管理、人事管理等在第五 章中，以第三章提出的理论为指导，以第四章的具体技术为支持，具体针对济南燕 山制版总厂进行了c p c 系统的设计与实施，进行了详细的需求分析，介绍了企业 。 概况，企业的计算机基础以及企业自身的特点和存在的问题，在此基础上决定采用 公共数据库实现形式中的融合型，把p d m 和e r p 两部分功能融合一起，各模块仍 然实现其功能，但被分配在不同的部门。第六章，综述了全文的工作要点，指出 了小型制版企业c p c 系统的主要优点与不足，并对今后的发展做了进一步的展望 【关键词】c i m s 信息集成：协同产品商务( c p c ) ；集成平台；公共数据库 ， 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t p l a t e - m a k i n gp r o d u c t sa 聘t h en e e d e dt o o lo f t h o s ei n d u s t r i e s i n c l u d i n gp r i n t i n g , p a c k a g i n g ， o r n a m e n tm a t e r i a l sp r i n t i n ga n dp i e c eg o o d sp r i n t i n g f o ral o n gt i m e ，t h ep l a t e - m a k i n gc r a f ti sw i t h l o wt e c h n i c a lc o n t e n t p l a t e - m a k i n ge f f i c i e n c y , i n p u ta n do u t p u tb e n e f i ta n db a dr e p e t i t i v e n e s s s i n c e 2 0y e a r so fr e f o r m i n ga n do p e n i n gp o l i c y , w i t ht h ec o n s t a n td e y e l o p m e n to fm a r k e te c o n o m y , h a d b f i i i gt h e s ec o n c a v ep r i n t i n ge n t e r p r i s e sm o r eo p p o r t u n i t i e sf o rt h e i rd e v e l o p m e n t b u t w e k n o wt h a t t h ep r e s e n tc o n c a v ep l a t e m a k i n ge n t e r p r i s e sh a sa l r e a d ym e tt h en e e d so ft h e s ec o n c a v ep l a t e s p r i n t i n ge n t e r p r i s e si no u rc o u n t r y , p l a t e - m a k i n ga b i l i t yh a sa l r e a d yt e n d e dt o w a r d st h es a t u r a t i o n , s u p p l ye x c e e d sd e m a n d ，s of o rt h ep l a t e - m a k i n ge n t e r p r i s e s ，h o wr e d u c ep r o d u c t i o nc o s t - r a i s e p r o d u c t i o ne f f i c i e n c y , p r e d i c tt h ec u s t o m e r sd e m a n dm o r eq u i c k l ya n dr e a c ti nt i m e , i m p r o v et h e e f f i c i e n c yo fn e wp r o d u c td e v e l o p m e n t s t r e n g t h e n i n gt h es t r e n g t ho fe n t e r p r i s e s , g e t t i n gi m p o r t a n t s t r a t e g i ci n t e r e s t sb e c o m e s t h ep r e s e n tu r g e n tp r o b l e mt ob es o l v e d f o rm e e tt h en e e do f s m a l l s c a l e p l a t e - m a k i n ge n t e r p r i s e s d e v e l o p m e n ti nn e wp e r i o d , w e 凡r t h e ri n v e s t i g a t et h ee x p e r i e n c e sa n d l e s s o n so f e n t e r p r i s e b u i l d i n gi n f o r m a t i o n i z e d ，f i n dt h a tc i m si st h ea d v a n c e m e n tm a n a g e m e n ti d e a o fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na n dm a n a g e m e n to p t i m i z e d a tt h ef o u n d a t i o no fd r a wl e s s o n sf r o m c i m st h o u g h ta n dc p ct e c h n o l o g y , w ep u tf o r w a r dt h et h o u g h to fu t i l i z i n gt h ep u b l i c - d a t a b a s e t e c h n o l o g yt o r e a l i z es y s t e mi n t e g r a t i o n t h m u g hu t i l i z i n ga d v a n c e dc o m p u t e ra n dn e t w o r k t e c h n o l o g i e s ，i n t e g r a t et h ed a t a b a s eo fp d ms y s t e ma n de r ps y s t e mh a v er e a l i z e dt h ei n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o na n ds y s t e m a t i c c o n s t r u c t i o no fas m a l l s c a l yp l a t e m a k i n ge n t e r p r i s ec p cs y s t e m t h r o u g ht h er a t i o n a lo r g a n i z a t i o n o ft h ei n f o r m a t i o no fe v e r yd e p a r t m e n to fas m a l l 。s c a l y p l a t e - m a k i n ge n t e r p r i s e 、桃r e a l i z et om a k ea ne n t e r p r i s e b e t w e e ni n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na n d n o r m a l ，f a s te f f e c t i v eo p e r a t i o no f e v e r yd e p a r t m e n tf u l l y t h i st e x tl a u n c h e sr i n gu p o nr i n gw i t ht h es p a c eo fs i xc h a p t e r s 。h a si n t r o d u c e dt h e c o n s t r u c t i o nt h o u g h to fas m a l l s c a l yp l a t e m a k i n ge n t e r p r i s ec p c i n f o r m a t i o ni n t e g r a t e ds y s t e m a n di m p l e m e n t a t i o nm e t h o di nd e t a i l a tf i r s t , w ep u tf o r w a r db r i e fi n t r o d u c t i o no f t h eb a c k g r o u n d o f t h es u b j e c t , c u r r e n ts i t u a t i o no ft h ep l a t e - m a k i n gi n d u s t r ya n dt h ep r o p o s i t i o na n dm e a n i n go ft h e s u b j e c t , t h e ns u m m a r i z e dt h em a i n w o r ko ft h es u b j e c ti nc h a p t e ro n e i nc h a p t e rt w oih a v e v 山东大学硕士学位论文 c a r r i e do nr e s e a r c ht ot h ei n t e g r a t e dm e t h o dw h i c hi si n v o l v e di nc i m sf i e l d ，a n a l y z e dt h e i n t e g r a t e dm e t h o d s ，a n dp o i n t e do u tt h ei n t e g r a t e dt e c h n o l o g yo f g r o u n df l o o ro f t h ed a t a b a s ei st h e e f f e c t i v ew a yt h em o s to fi m p l e m e n t i n gi n t e g r a t i o no fi n f o r m a t i o ns y s t e m c h a p t e rt h r e ei n t r o d u c e d t h er e s e a r c ho ft h ec p ct e c h n o l o g yi nd e t a i l ，a n a l y z e dt h ee x c e l l e n c e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft w o l a y e r so fs t r u c t u r ea n dt h r e el a y e r so fs t r u c t u r e 。p o i n t e do u tt h a tt h r e el a y e r so fs t r u c t u r ea r ct h e s y s t e m a t i cs t r u c t u r ew h i c ha c c o r dw i t ht h ep r e s e n td e v e l o p m e n tt r e n d ，p o i n t e do u tt h er e l a t i o n b e t w e e nt h ec p ca n dc i m st h o u g h tt h e o r e t i c a ls y s t e mf i n a l l y c h a p t e rf o u rg i v e sa ni n - d e p t h o b s e r v a t i o nt oc l g se n g i n e e r i n go fs m a l le n t e r p r i s ea n d t h ef u n c t i o no fp u b l i c d a t a b a s e c h a p t e rf i v ep u t sf o r w a r dt h ec i m se n g i n e e r i n go f j i n a ny a n s h a np l a t e m a k i n gf a c t o r y c h a p t e rs i x , s m ni 甲t i l em a i nj o bp o i n t so ft h af u l lt e x t , h a sp o i n t e do u tt h em a j o ra d v a n t a g ea n d d e f i c i e n c yo f t h em a l l - s c a l ep l a t e - m a k i n ge n t e r p r i s ec p cs y s t e m s ，a n dh a sd o n et h ef u r t h e rp r o s p e c t t ot h ed e v e l o p m e n ti nt h ef u t u r e k e y w o r d s c i m s ；c p c ；i n t e g r a t i o nf r a m e w o r k ；p u b l i cd a t a b a s e v l 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导卞，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡 v 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：墨幽 e t 期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名r 迎黧业导师签名：论文作者签名：逊黧业导师签名： 、 e t 期：丝幽 ， 山东大学硕士学位论文 1 1 课题提出的背景 第一章绪论 2 l 世纪是新经济的信息化时代，经济在向全球化、知识化、信息化发展的同 时，经济形态正从工业经济向知识经济变革西方国家实现工业化用了3 0 0 年， 而我国的工业化并没有得到充分的发展，继续完成工业化是我国现代化进程中的 艰巨的历史任务；另一方面，现在面对信息化的浪潮，又不得不迎头赶上只有 大力推进国民经济发展和社会信息化，注重运用信息技术提高工业化的水准，在 推进信息化的过程中注重运用信息技术改造传统产业以信息化带动工业化，发挥 后发优势，方能实现社会生产力的跨越式发展所以，我们在工业化的同时必须 同步进行信息化。面对经济全球化趋势，如果没有信息化，企业的改造、重构、 工业化过程就会更慢，企业的生存和发展就成为大问题 随着我国市场经济的快速发展，以及加入w i o 之后，竞争的压力越来越大， 企业正面临着持续多变和无法预测的全球化市场竞争要在激烈竞争的市场环境 中生存下来，并占有一席之地，企业就必须在管理体制、运行体制、产品结构、组 织结构等方面进行不断的革新和创造，这就是当今世界上众多企业不断重组和变 革的原因。而企业信息化建设就是创新的手段。f i l 振兴我国制造业是当今的热点问题。且前，我国制造业面临严峻的形势。总 体水平与发达国家相比，有较大的差距，这已成为制约我国2 i 世纪经济发展的关 键；同时，国际化市场竞争越来越激烈，使我国相当多的制造企业遇到了前所未 有的挑战。为了摆脱这一困境，运用现代信息技术改造和提升制造业，将信息化 和工业化结合，进一步过渡到现代化，在较短时间内实现跨越式发展，是符合我 国国情的一条发展之路1 2 1 c l m s 方面 进入二十世纪九十年代以来，随着全球信息网络技术的发展，全球化市场形 成及技术变革的加速，围绕新产品的市场竞争只益激烈。产品的生命周期缩短 山东大学硕士学位论文 企业面临着不断缩短交货期、提高质量、降低成本和改进服务的压力，所有这些 都要求企业都能对不断变化的市场机遇做出快速反应，源源不断开发出满足用户 需求的、定制的“个性化产品”去占领市场已赢得竞争。如何在c i m s 哲理思想 指导下，实现产品设计，生产管理、经营管理的信息集成是当前影响企业生存、 发展的共性问题。 c i m s 技术综合了计算机、自动化、管理等先进技术是信息时代制造业发展的 必然趋势在c i m s 实施过程中，中小企业遇到了一些困难，除了观念的变革和 资金紧缺以外，在技术方面的问题主要是p d m 系统和e r p 系统的集成即相互之 间的信息共享那么以c i m s 为指导思想，最大限度的利用企业现有资源，开发 一套适合企业自身的集成管理系统是投资小、见效快的办法。 c p c 方面 。 为了适应不断加剧的市场竞争，世界领先的制造商在企业管理模式方面进行 了不懈的努力首先通过使用p d m 和e r p 等创新软件，提高企业内部产品开发、 制造和管理的效率。之后，他们通过企业间购并，企图通过扩大规模来减弱竞争 压力然而企业不可能无限度地扩大，转而使用供应链管理( s c m ) 来提高整个 供应网络的效率，使用客户关系管理( c r m ) 来赢得和保持外部客户的满意为 了有效地管理企业内部及外部的全部信息，下一步就是要建立一个协同产品商务 ( c p c ) 的统一环境。 1 9 9 9 年底，g a r t n e r 集团、a b e r d e e n 集团和c i m d a t a 等行业分析家在观察 和分析最近的商业动态的基础上，提出了一个全新的企业管理方案概念c p c ( 协 同产品商务) 根据他们的定义，c p c 是指一些基于w e b 的解决方案，利用 i n t e r n e t ，让员工，客户和供应商能在全球范围内管理整个产品生命周期，协同开 发、生产和管理产品，整合产品设计、工程、采购搜寻、销售、营销服务等业务 c p c 的概念与应用由此崭露头角，并与e r p c r m 、s c m 并驾齐驱甚至成为企 业更为关注的业务流程管理新理念目前，国外对c p c 进行研究的机构只有几家， 如g a r t n e rg r o u p 、a b e r d e e ng r o u p 和c i m d a t a 。些n j i - 的软件公司，如p t c 、 s d r c 和u n i g r a p h i c ss o l u t i o n s ，已率先推出了他们的c p c 产品，但是国内则基 本上算是处于刚刚起步阶段目前我国c p c 的实施基本上是以研发环节作为实施 山东大学硕士学位论文 的中心，尚未实现产品开发过程中的采购管理和客户参与产品设计 尽管c p c 从概念形成到现在仅有三四年的时间，其急速增长的势头却不容忽 视据预测：2 0 0 5 年全球c p c 市场的销售额将增至近5 0 0 亿美元。而美国p t c 公司的w i n d c h i l l 系统由于其理念，技术的领先以及在国内外拥有最广泛的客户而 处于领头羊地位，相比e r p 、c r m 等i t 解决方案被越来越多的国内企业了解并 接受的现状，c p c 这一致力于提高产品创新、开发能力的解决方案，将吸引越来 越多制造业企业的目光，同时推动己处于世界制造业中心的国内企业更快融入全 球产业链 1 2 当前制版业的现状 制版产品是印刷、包装，装饰材料印刷、布匹印花等工业的必需工具。长期 以来制版工艺技术比较落后，废液排放导致大量的污染，制版效率低，投入产出 效益低改革开放2 0 多年来，随着市场经济的不断发展，特别是食品、饮料、卷 烟、医药、保健品、化妆品、洗涤用品以及服装等工业的迅猛发展，对凹版印刷 的需求越来越多，质量要求越来越高的形势下，给我国凹印制版企业的发展也带 来了更多的发展机遇。另外，随着当代高技术及其产业的发展，发达国家率先将 c a d c a m 等一系列先进制造技术应用到制版行业，使制版业的面貌得到了彻底改 观提高了制版的质量，提高了制版的效率，提高了制版产品的重复性，提高了制 版企业收入的高附加值。大大减少了对环境的工业污染，创新了制版企业的新生 命 目前，我国大部分制版企业都能做到坚持技术进步和创新。用高新技术提升 企业的竞争力，注意有利于环保和资源再利用的新技术、新工艺、新材料的应用 主动淘汰落后工艺和设备，用先进的印刷技术、设备和工艺改造传统的制版产业。 但是我们看到我国目前的凹印制版企业已经满足了凹版印刷企业的需要，制版能 力已经趋于饱和，供大于求，所以对于制版企业来说如何降低生产成本，提高整 个企业的生产效率，更快预测客户的需求并及时作出反应提高新产品开发的效 率，能够以i n t e m e t 的发展速度实现产品刨新并快速超越其竞争对手增强企业的 实力，得到重要的战略利益就成了当酊迫切需要解决的问题。 山东大学硕士学位论文 1 3 课题的提出及意义 由于现在许多国内外的软件公司生产的产品要么价格昂贵，要么不适合国内 的中小型企业在我国目前企业众多的情况下，开发具有自主版权的应用集成系 统并将其推广应用到国内企业，对子在提高企业竞争力等方面都无疑将会具有十 分重要的现实意义 c p c 是沟通企业和客户之问的重要桥梁，也是一个国家制造业信息化程度高 低的重要标志之一目前，我国在协同产品商务方面的能力还比较薄弱，亟待提 高，否则我国制造业在强大的国际竞争压力下将难以生存和发展。当务之急是尽 快开展有关c p c 关键技术的课题研究并付诸实施，这对于我国制造业跟踪世界先 进制造模式、迎接全球经济一体化的挑战，将具有重要的理论意义和实际应用价 值。 在先进的制造企业模式下企业将实现参评的全生命周期的信息化，和经营 管理的信息集成，这就需要企业的信息管理在充分利用原有资源的条件下，通过 集成平台和共享数据的形式把各部门的信息管理起来基于以上考虑，在对c i m s 技术和新兴的c p c 技术进行了深入研究的基础上，采用s q ls e r v e r2 0 0 0 作为 后台数据库，开发软件j b u i l d e r9 0 作为开发环境，利用公共数据库技术实现对 p d m 和e r p 系统数据库的统一，进而开发了一个适合中小企业信息化的“集成管 理系统”，有效地克服了企业间两个系统之间的数据交换问题，为设计人员和经营 生产管理人员之间的信息交流提供了方便，节省了企业的资金，缩短了产品的周 期，更好的实现了从图像文件管理到生产计划，流程的有序性和流畅性。 1 4 本文的主要工作 由于长期以来，中小企业信息集成系统方面，缺乏一种有效的集成开发环境 与平台工具，尤其是在大型异构网络的分布环境中由于设计、管理分属于不同 的专业领域，传统上二者之问的交互需要依赖于面对面的方式，使得设计，管理 无法很好地共享对方的数据从而造成了一次设计，反复修改的现象，延长了设 计周期 4 山东大学硕士学位论文 针对上述问题。本文从研究数据库集成环境下的应用集成理论出发，深入细 致地分析了中小企业c i m s 信息集成系统的工作机制，并利用当今集成领域的先进 技术协同产品商务( c p c ) 技术，寻找到了一条适用于信息集成的新途径。本文 从以下几个方面展开研究： 对当前实际工程应用中，不同集成环境下所采用的集成策略进行探讨，指出了 各自所能解决的问题及尚未解决的问题。 以c i m s 思想和协同产品商务( c p c ) 技术为指导，探讨与应用了公共数据库技 术，实现了p d i w 与e r p 系统的集成。 中小企业应用c i t s 技术实施信息集成系统的理论方法。 开发原型系统的理论方法和实施步骤。 在综合运用c i m s 主要思想及协同产品商务( c p c ) 技术的基础上，以j 2 e e 三层体系结构为平台，以s q ls e r v e r2 0 0 0 为后台数据库，实现y 4 型制版企 业c p c 信息集成系统在济南燕山制版总厂的设计 山东大学硕士学位论文 第二章c i m s 思想及技术研究 随着世界经济日益信息化和数字化。企业必将加速进入信息网络时代，国家、 地区及企业间的竞争都无一例外地体现在其应用信息技术的广度和深度上制造 业的现代化和信息化水平，反映了一个国家的经济发展水平，体现着一个国家的 竞争能力规模经济已不再是其进行有效竞争的惟气途径，而由信息技术决定的 企业对市场的反应速度和更富个性的产品设计与制造，才是提高其竞争力的更有 效手段。信息化已成为当今世界制造业发展的大趋势【列 2 1 c l m s 思想概述 c i m s ，即计算机集成制造系统( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) ， 是通过计算机软硬件，并综合运用现代化管理技术、制造技术、信息技术、自动 化技术、系统工程技术，将企业生产全部过程中的有关人、技术、经营管理三要 素，将企业的信息流与物料流有机集成并优化运行的复杂的大系统。 4 1 c i m s 首先强调企业生产经营的各个环节，从市场需求、产品开发、加- r 带f l 造、 管理、销售到服务都是一个整体，这便是系统观点。其次，企业生产经营过程的 实质是信息的采集、传递和加工处理的过程这一观点为企业大量采用信息技术 奠定了认识上的基础。 c i m s 的核心是“集成”。集成是以计算机技术为手段，把企业内部所有的工 作都以数据的形式集成动作，使整个企业范围内的工作流程、物流和信息流都保 持通顺流畅和相互有机联系。利用c i m s 将一个个“自动化孤岛”连接起来，将 各个子系统的信息集成处理，就可以把正确的信息以正确的方式，在正确的时间， 传送给正确的对象，辅助其做出正确的决策。 s l 从这个意义上讲c i m s 是一个 开放系统，它要求各个子系统的信息是可集成的，以构成一个全局优化的有效系 统，通过集成生产过程各个环节，使得人、原材料等资源的利用达到最优，获得 最大经济效益，从而在竞争中取胜。其中，并行工程和产品数据管理( p d m ) 是 c i m s 的重要组成部分。 6 山东大学硕士学位论文 2 2 c l m s 信息集成系统的相关理论支持简介 2 2 1 c i m s 应用集成平台 企业c i m s 应用集成平台为企业提供一个实现信息集成和应用集成的软件框 架环境，完成应用间的透明信息交换，提供应用软件集成的机制和接口，使得在 异构分布环境下的软件可以通过该接口集成到平台上来，共享平台的信息资源 它具有以下基本特性； 为企业的c i m s 实施提供全面的，全生命周期的支持，保证系统有良好的 开放性和可伸缩性。 支持异构环境下多种信息源的应用集成，提供良好的企业全局共享信息的 建立和维护工具，使应用能够实现对共享数据的一致性透明访问。 对c i m s 中不同应用分系统采用不同的领域子平台和集成接口 对已有应用系统的集成支持，集成原有的应用软件系统，形成企业c i m s 原型系统。 具有良好的企业c i m s 应用和系统资源的运行管理与控制功能。 集成平台体系结构和功能如图2 1 所示 图2 - l集成平台体系结构和功能 图2 - 1 描述了应用集成平台的体系结构整个集成平台采用c s 结构集成平 台系统层支持系统包括通信系统、全局共享信息系统和相应的应用编程接口通 讯服务处于集成平台的底层，为其他层提供基本的应用服务，包括应用通讯、底 7 山东大学硕士学位论文 i i ! ! 目e ! ! ! | 自! g 自! ! ! 鼍! ! ! ! 鼍自e 自! ! ! ! ! 暑g ! ! 鲁自g ! ! 皇! ! ! ! 目e ! ! ! ! ! ! ! ! g ! e ! ! 曼目! ! ! ! ! s ! ! g j 曼目 层设备的屏蔽等。全局共享信息系统建立在通讯服务之上，他维护整个信息系统 的完整性和一致性，为应用层提供通用的透明信息访问服务和操作手段在全局 共享信息系统层上是用于特定领域的集成接口：e r p 接口、p d m 接口等。全局共 享信息定义维护工具是对企业信息系统的维护和编码的定义等。平台运行管理系 统利用集成平台提供的应用及系统管理服务完成系统运行监控和管理功能 2 2 。2 集成平台支持系统 c i i h s 集成平台的支持系统由两部分组成。 1 ) 数据库系统：其主要功能如下： ， 实现关系型数据库、面向对象的工程数据库模型、模式、数据结构和格式 的转换，实现异构数据库的集成 实现同类数据库不同的实现系统间的集成。实现异构、多库数据库集成环 境下的数据的访问和共享 ， 实现分布数据的一致性，数据的安全性等数据管理。 2 ) 网络支持系统：集成的网络支持系统是集成平台中必不可少的组成部分其目 标是要支持分布式的工作方式，支持分布式计算环境，支持异构网络和多种消 息环境下的通讯其主要功能如下： 高性能通讯服务功能：这组服务以适配高速网络通讯和支持多媒体应用为 特征包括通讯算法、可变的消息路由、动态资源管理、全局时钟、安全 机制等服务。 异构网络集成功能：在c i m s 环境下，有多种不同的通讯协议t 例如：t c p i p 、 x 2 5 、a t m 等，由于这些协议之间不能直接通讯，在加上不同的计算机类 型，构成了异构网络环境异构网络集成就是将不同协议集成到系统中实 现点对点的直接通讯 分布计算功能：这组功能包括命名服务，访问服务、库服务和工作流服务 等，实现网络资源、应用程序和计算机位置的完全透明，提供远程过程调 山东大学硕士学位论文 用和远程数据访问两种机制。 2 2 3 分布式计算环境d c e 分布式计算环境d c e ( d i s t r i b u t e dc o m p u ti n ge n v i r o n m e n t ) 是利用操作系统 提供的功能，统一管理网络资源。向用户和应用程序提供方便的管理机制、使用 方法和开发手段，充分利用网络性能和资源。它的目标是使不同厂家的计算机或 具有不同操作系统平台的计算机，能组成一个统一的计算环境，使程序和数据具 有透明的分布能力和网络联结能力，以及互操作性、可移植性的能力 分布式计算环境的主要特点包括：( 1 ) 每个对象( 如用户、文件、资源和服 务等) 在这个系统中有唯一的名称，即无论在系统的何处访问该对象，其名称不 变( 2 ) 可以在系统的任何地方使用系统提供的任何一种服务，而不管该种服务 所处的位置如何嘲 2 2 4 企业过程模型、产品全生命周期模型的建立 企业过程主要是指企业产品设计、生产、经营活动中的所有过程。企业过程 模型由过程对象构成，具有以下特性：过程的输入与输出，过程任务、过程的资 源、过程事件过程作用于产品及资源对象之上，一个或多个输入即或过程的作 用，通过过程的作用把输入转换成输出，过程任务表述的是过程所执行的一些活 动，这些活动按顺序依次或者并行的发生在过程的执行中要使用资源对象，资 源对象包括：人、计算机软硬件、设备等过程一般导致某些事件的发生，而这 些事件有为其他过程的执行提供前提。 企业过程是复杂的对象，通常的处理方法是将其分解，企业整个过程可以分 解成相关联的子过程在本课题中采用i d e f o 作为企业过程建模的工具在i d e f o 中先建立整个企业的整体模型，然后对其分解成经营管理、产品设计、产品制造、 生产管理、质量管理等五个部分然后再对每一个过程进行分解，直到无法分解 为止 产品模型经历了几何模型和特征模型，发展到面向全生命周期的集成产品模 山东大学硕士学位论文 i 型产品全生命周期模型是对产品从概念形成到消亡整个生命周期的信息和过程 的一致性描述，支持产品全过程的信息共享，满足d f x 技术的需求产品全生命 周期模型包括内部描述信息如产品设计、计划、检验等和外部过程信息。 集成的产品全生命周期模型包括数据集成、过程集成和功能集成。因此对建模环 境提出了要求，主要表现为：自适应的计算机应用环境，应用软件和工具的无缝 集成，过程控制下的协同工作 o 2 3 c i m s 系统集成技术的研究 集成技术是c i m s 核心技术。技术的进步、信息时代的到来，大大加快了世界 市场的形成与发展，也加剧了世界范围内的市场竞争。企业为了适应竞争，不断 地想尽办法，提高企业的效率及效益，改善产品质量，降低产品成本，缩短开发 周期和新产品的上市时间。于是，提出了大规模的适时生产技术( j i t ) 及精良生 产( l e a np r o d u c t i o n ) 随着产品更新速度的加快，产品生命周期越来越短，大规 模刚性生产已经越来越不适应市场竞争的需要如何实现中、小批量柔性生产， 而且能够达到大规模生产的效率与效益，已成为企业家所追求的目标在这种“追 求”的驱动下，各种柔性加工设备出现了如c n c 、f m c 、f m s 、工业机器人等； 各种计算机辅助工具出现了，如c a d 、c a p p 、c a m 、c a e 等；各种排产、规划、 管理系统出现了，如m r p 、m r p 一，e r p 等。一个企业内部各部门采用了上述 系统及计算机，由于缺乏系统规划和集成处理，久而久之形成了一个个自动化“孤 岛”，虽然一个部门的工作条件改善了，但是很难利用各个系统所形成的信息局 部的优化并不等于全局的最优，首先必须对这些已形成的自动化孤岛进行信息的 集成。c i m s 就是在这样的背景下，于1 9 7 4 年由l a s c p hh a r r i n g t o n 在其博士论文 中提出来的，并在八十年代得到了实践与大规模的推广。在实践过程中人们首先 遇到的困难是异构环境下的信息集成。建立的自动化孤岛缺乏自上而下的总体设 计，大多是自发进行的。每一个部门感到需要就引进一套系统，还存在相当多地 自编软件这样，一个企业内部，形成了多种硬件平台和多种软件平台及各种缺 乏规范的数据形式共存的局面，形成了信息集成的巨大障碍。i ” c i m s 系统集成有三种方式封装、接口、集成封装是在应用系统中调用 山东大学硕士学位论文 其他应用系统的应用程序，接口指的是系统之间设置相互调用数据的访问界面， 以便系统之间进行数据的交换，集成是将子系统的一些相同功能的操作统一化， 设计可共同使用的操作界面，对系统的一些功能进行访问p d m 系统是对产品全生 命周期的数据进行管理，且它将c a d c a p p c a m 的数据进行集成，所以c i m s 中最 大的集成在于e r p 与p d m 的集成接口的设计。由于p d m 系统是对全生命周期数据 的管理，也可以将p d m 系统作为e r p 系统和c a d c a p p c a m 系统连接的一个桥梁。 o 理想的系统设计如图所示，采用封装的集成形式将c a d c a p p c a m 系统封装到p d m 系统中，利用接口将e r p 系统和p d m 系统进行互相数据访问，同时通过对数据库 的直接反问达到集成 c a dc a p pc a m u1 fj l1 fn1 f 图形fb o mif 工艺 图形 il 工艺 l n c 程序 图档管理，工作流管理、权限管理 p d m ( 产品数据管理) 与e r p 的集成接口 电子资料室管理 什 h ， 王 i = = ，b 公嘉库j 图2 - 2c i m s 集成系统 利用应用程序将c a d c a p p c a m 封装到p d m 中是比较简单的技术。那么接口技 术和数据库的底层集成技术是本章重点讨论的问题。 整个系统的集成接口技术主要是c a d c a p p c a m 之白j 的接口，p d m 和 c a d ，c a p p c a m 的接口和e r p 与p d m 之间的接口。其中e r p 与p d m 之自j 的 接口是最重要的，解决了这两个系统之阿的集成问题也就解决了企业中产品设计 和企业组织协调生产及企业管理之间的统一集成问题。下面分别介绍一下几个分 系统的集成技术 山东大学硕士学位论文 2 3 1 c a d ，c a p p ，c a m 的集成 在制造环境中，应以计算机可识别的形式来表示和存储产品数据，并在各自 动化系统之间交换这些数据，实现产生这些产品数据的应用之间的集成。 传统上，产品数据的交换是利用工程图和有关技术文件来进行的，这种方式 存在一些问题，如需要在接受端人工重新输入整个模型数据时，效率极低，且易 出错目前一般采用四种方法来解决c a d c a p p c a m c a e 系统间的数据交换问题： 通过专用数据格式的文件来实现产品信息的集成，如图2 - 3 所示。 图2 - 3 通过专用数据格式的文件交换信息 采用这种交换方式，每个系统需要开发两个接口，即前置处理器和后置处理 器前置处理器将c a d c a p p c a m c a e 系统格式数据转换为专用数据格式数据，后 置处理器将专用数据格式数据转换为c a d c a p p c a m c a e 系统格式数据。 该方法的特点是原理简单，转换接口程序易于实现，运行效率高。但当子系 统较多时，接口程序多，编写程序时需要了解的数据也较多，并且当一个系统的 数据结构发生变化时引起的修改也较多这是c a d c a m 系统发展初期时用的方式 通过标准数据格式的文件来实现产品信息的集成，如图2 4 ： 图2 4 通过标准数据格式的文仆交换信息 山东大学硕士学位论文 通常采用图形交换规范i g e s 作为标准数据格式，因此该方式以i g e s 图形数 据交换的思想为基础，其目的是为了减少与简化各系统之间数据转换接口程序的 编写。由于所有系统的数据传输都采用标准的数据格式，因此所有的前后处理程 序的编写都非常类似 尽管i g e s 应用广泛，但也存在一些问题：( 1 ) 由于i g e s 标准允许不同的系 统只采用i g e s 的一个子集，因此，若多个系统采用不同的子集时，数据交换的质 v 量将依赖于不同子集的并集，并集之外的信息在交换时会不可避免地发生丢失甚 至不可识别的问题。( 2 ) i g e s 的目的只是为了传输几何图形及相应的尺寸标注、 说明，即只传输几何信息它无法描述工业环境下所需的产品数据的