隨著信息技術的發展，制造企業也在發生巨大的變化。目前，制造企業所使用的應用軟件越來越多，像CAX （CAD、CAM、CAPP和CAE）、PLM和ERP技術也得到不斷地推廣和應用。這些應用系統具有異構環境，用于處理產品定義、流程描述和生產控制中的異構信息，并將各種數據信息分別存放在不同的物理系統中，這就使他們迫切要求通過網絡實現各企業應用系統的集成，進行企業間信息的共享與集成。但是各個企業的信息系統與數據庫不盡相同，這樣就對信息的共享與交換帶來了問題。本文正是出于此種目的，提出了一種基于PLM的企業間系統的的集成，來實現企業問信息的共享與集成。

1 基于PLM實現應用系統集成的必要性

制造企業的應用系統集成是基于產品生命周期的信息模型的系統集成。對產品生命周期中的所有產品數據進行定義，而這些數據分別存儲在不同的應用系統中，為了使產品信息模型對所有用戶來說都是透明的，必須把這些分散的系統集成為一個整體。這些系統主要包括CAX、PLM和ERP等。對于基于PLM系統的集成其必要性主要可以概括為以下三個方面：

首先，在產品的全生命周期中各個系統的側重點不同，CAx系統主要用于產品的設計、分析與制造，PLM系統用于管理與產品有關的數據和過程，而ERP系統則側重于實現管理企業的人、財、物、信息等企業資源；其次，由于這些系統的應用范圍和側重點不同，其信息模型的不一致從而造成了各應用系統之間的“信息孤島”，沒有實現企業信息資源最大限度的重用和共享，從而對企業來說是一種信息資源的浪費；最后，企業實現產品全生命周期管理是企業信息化的主要發展方向。現有的任何一個單一的系統都無法完成制造企業的整個產品生命周期管理，因而需要利用企業的現有信息資源進行系統集成，這也是一種經濟可行的實現途徑。

2 基于PLM應用系統集成框架

2.1 系統集成需要考慮的問題

企業對應用系統進行集成時，不僅要考慮現有系統的技術因素，更要考慮企業組織結構、人員配備、技術條件以及企業所能承擔的集成費用等。集成度越高，費用支出也將越高，同時對企業相關業務部門的沖擊也越大。總的來說，系統集成需要幾個方面的考慮：首先是要定義某一對象的數據，在不同的應用系統中所進行的信息定義和描述方式并不相同，需進行數據的統一定義和描述；其次是數據的控制問題，即哪些數據是由哪些人員產生的。以及由誰來控制需要共享的信息資源；最后是異構計算機應用系統集成的實現問題。

2.2 系統集成的結構框架

根據系統集成方式的不同，本文提出PLM的PLM應用系統集成框架。下面對本系統框架進行詳細說明。

CAX系統具有多樣性與異構性的特點，并且現有的不同PLM系統也是采用不同的系統架構和外部接口，因此必須采用基于Web的平臺無關的技術來實現通用的CAX和PLM系統的集成。由于WebService是完全與Web平臺無關的，它定義應用程序在Web上的互相通信，而與各應用程序的底層實現無關，因此選擇Web Service平臺實現CAX和PLM 系統的集成。對于平臺無關性的要求使得我們必須屏蔽不同系統的底層實現細節，不同的系統對外提供統一的調用接口，Facade設計模式恰恰具有上述優點，因此CAX和PLM 系統的底層接口分別用Facade模式封裝成Web Service，以對外部屏蔽各自的底層接口，只暴露互相調用所需要的API，PLM系統可以通過Web調用封裝了CAX接口的Web Service。反之，CAX也可以調用PLM的WebService，兩者通過web互相調用，關系是對等的。PLM系統和CAX系統互為Web Service的客戶端和服務器端，客戶端和服務器之間用SOAP協議通信。兩個系統之間采用XML格式進行信息交換，各自通過數據交換封裝接口把各自的內部數據格式轉換成XML數據格式發送請求，收到XML格式的數據之后也是通過數據交換封裝接口把收到的XML數據解析為各自的內部格式。

ERP與PLM集成的最重要的數據集成是BOM，一個產品要經過工程設計、工藝設計、生產制造才能最終形成產品，BOM表在此設計過程中也由工程物料清單EBOM到制造物料清單MBOM的轉變，在PLM中，BOM以產品結構樹的形式進行表達，主要包括物料信息和產品結構信息，這些都是PLM需要向ERP導入的數據。在ERP中，BOM的最根本作用是進行物料需求、成本、能力等方面的計算。進行統一的集成要首先解決BOM表不一致的處理。我們可以通過建立裝備BOM（ABOM）作為兩者的中間階段，不但包含產品裝配文件，還包含產品工藝裝備、消耗品、專用工具以及技術文件等。由于PLM和ERP往往出自不同的生產廠商，應用XML進行BOM信息的傳遞是一種有效的方式。經由ERP系統和PLM系統提供的API組建，將系統需要提供的信息導入或導出，將其轉換成統一的XML文件進行信息的傳遞。

3 實現系統集成的關鍵技術

3.1 Web Service技術

通過Web服務，企業可以將共享信息、外協信息對外發布，其信息可以被Web程序所使用，也可以被其它企業的應用程序使用。Web服務特征如下。

1） 完好的封裝性，對于使用者而言，它能且僅能看到該對象提供的功能列表。

2） 松散耦合對于松散耦合而言，尤其是在Internet環境下的Web服務而言，需要有一種適合Internet環境的消息交換協議。而XML/SOAP正是目前最為適合的消息交換協議。

3） 軟件平臺無關性，高度可集成能力。

選擇Web Service平臺作為PLM和其它系統集成框架的集成平臺。該平臺是通過一系列標準和協議來保證程序之間的動態連接。其中最基本的協議包括：SOAP，WSDL，UDD I。SOAP（Simple Object Access Protocol簡單對象存取協議）是web Services消息通信的協議，是核心內容；WSDL（Web Services Description Language）是Web服務定義語言，用來說明SOAP的消息和如何交換這些消息；UDDI（Universal Description， Discovery，and Integration通用發現、說明和集成）用于集中存放和查找WSDL描述文件，起著目錄服務器的作用。對底層接口封裝之后，在統一的高層數據交換接口上編寫web Service應用程序，由于不同系統提供了統一的高層數據交換接口，Web Service只與高層數據接口進行交互，因此可以編寫通用的Web Service服務程序應用于不同CAPP和PDM 系統的集成。通過對PLM和其它系統分別編寫通用的Web Service應用程序，在Web上進行各自web Service的調用，實現PDM 和其它系統的無縫集成。

3.2 XML技術

由于CAX（CAD/CAM/CAPP）與ERP等系統的數據格式不同，因此必須提供一種中間的通用數據格式來實現兩個系統之間的信息集成。

XML作為一種高效、簡單且具有高度開放性、兼容和跨平臺性能的數據存儲和數據交換標準，越來越顯示出其強大的優越性。XML的優點主要有：

（1）良好的數據格式便于設計與特定領域相關的標記語言，同時又利于在異構系統間數據交換。

（2）良好的可擴展性和靈活性XML的擴展性和靈活性允許它描述不同種類的應用軟件中的數據，且能集成不同來源的數據，方便了數據的建立。

（3）便于網絡傳輸XML的壓縮性能好，不會給網絡傳輸增加太大的負擔。

（4）文檔高度結構化XML通過自定義標識，將文檔分解為有一定含義的標記表達的元素，并可給每個元素附帶額外的信息（屬性），由此成為層次分明的數據結構。由于XML具有如此多的優點，選擇XML作為中間格式實現PLM應用系統集成之間的數據交換。每個獨立的系統各自把自己的數據轉換成XML這種中間格式，通過集成框架實現數據交換與信息的共享，實現了集成框架的平臺無關性和強大的可移植性。我們以CAPP與PLM系統之間的數據交換為例來說明：CAPP與PLM系統是以BOM的形式進行數據交換的。CAPP從PLM系統中得到EBOM及其屬性，CAPP系統和PDM統之間主要的交換數據是BOM（Bill OfMaterial，物料清單）表，CAPP從PDM中得到設計BOM和設計屬性，PDM從CAPP中得到工藝BOM和裝配BOM，產品結構樹是BOM表的中心內容。下面給出一個用XML實現的產品結構樹例子：

系統之間交換的數據全部封裝成XML格式，通過各自的數據交換封裝接口進行XML格式和內部數據格式的互相轉換。

4 結語

隨著信息化的進一步發展，制造業的信息集成將成為勢在必行的發展趨勢，充分利用有限的企業資源，使各項資源達到最大限度的利用，也是每個設計者以及企業管理者的心愿。本文通過基于PLM的企業應用集成，把設計、分析、制造以及管理各個環節有機的結合起來，達到一定程度的信息共享與交換。由于系統的復雜性，此方案還有一些方面如服務安全性等需進一步深入探討和研究。