面向EAI的模具BOM的设计和开发

作者：周驰 阮锋 马恺

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 目前，CAD、CAM、CAPP、PDM、ERP、CRM、SCM等信息系统（Information System，IS）已经在企业中得到了大量的应用。但是由于历史原因，各个应用软件都是针对具体部门的具体问题而开发设计的，缺乏相互之间数据流的交互和通讯。设计部门在CAD中产生的物料明细表（Bill of Materials，BOM）是企业的制造、管理和采购部门的基础数据来源。但是从目前的情况来看，CAD和SCM、PDM 等系统之间缺乏有效的数据交互手段，还需要大量的人工输入，降低了系统的整体效率和可靠性。 为了解决这种“信息孤岛”的问题，企业和软件开发商花了大量的时间来开发各个系统之间的接口。但是由于这种连接方式是一对一的方式，如图1a所示，每增加一个连接的系统，就需要开发该系统和其它系统的接口。随着系统的增加，开发工作会越来越多，越来越复杂。有数据表明，35% 的开发时间花在了建立与旧的系统和数据库之间进行数据交互的接口上面。 企业应用集成（EnterpriseApplicationIntegration，EAI）是近年来兴起的旨在可靠地、柔性地集成目前各企业IS系统，提高效率的一种新的软件方式。EAI以一种松散方式（如图1b所示），集成现有系统的过程和数据，从而在保留现有系统的基础上，解决数据交互问题。EAI的集成包括了企业内部的信息集成，企业之间的信息集成和Business-Customer形式的信息集成。 近年来，由于BOM 在企业信息集成中的重要地位，国内外都对于BOM 的生成和交互技术作了大量的研究，包括从CAD 图形中提取BOM 信息和BOM 信息的管理以及和企业其他IS 系统的信息交互。作为EAI技术群的一项关键技术，XML技术也已经在制造等领域得到了应用。但是从目前的文献来看，直接从CAD 模型出发，实现面向EAI 的BOM 模块设计，还未见报道。 本文在研究EAI 技术和BOM 处理技术的基础上，结合冷冲模CAD 系统的开发，提出了一种面向EAI 的BOM 处理方法。该方法从对象化的CAD设计出发，通过BOM 信息的提取，组织并转换为XML 形式的BOM 信息，从而实现了一种面向EAI的设计，为与其它企业应用系统，如PDM、ERP、SCM 等的信息集成提供了基础。 1 面向对象的B O M 信息提取 在模具的总装图中，其零部件组成主要分为4类：标准件、厂标件、半标准件、非标件。其中标准件指国家和行业制定的标准件；厂标件指企业或者其供应商的标准件；半标准件是指形状为厂标件，但是尺寸在厂标允许的范围内变化的零件；非标准件是指根据需要新设计的零件。对于标准件，厂标件，半标准件在模具设计的时候采用自定义对象实现，如图2中的螺钉类（scutBolt）和下模板类（scutDieSeatDownA）所示。其中AcDbEntity 是AutoCAD 二次开发包ObjectARX 中规定的自定义实体类的基类。 在系统BOM 表生成的时候，对于标准件、厂标件、半标准件，由于采用了面向对象的技术，系统可以从图档中过滤出所有的标准件、厂标件、半标准件，并添加到CBOMItems 列表中。对于非标准件，采用人机交互的方式，由用户手工添加BOMItem 节点。BOMItem 可以通过和图形类scutBOMItem 实现图形的显示。由此可以实现CAD 图档中BOM 表数据的提取和管理。 2 基于X M L 的数据映射 XML 技术是实现面向EAI 的BOM 设计和开发的一种合适的工具。XML 具有开放性，能够在不同的用户和程序之间交换数据，而且无需事先协调，就可以在程序之间共享数据。本文采用的方法是在BOM 表输出时以XML 的形式输出CAD模型中完整的BOM 信息，并根据后续的PDM、ERP 、S C M 系统的不同应用，利用模式转换器（Schema Transfer），根据不同的模式（schema），得到不同应用所需要的XML 文件。 以本系统为例，从CAD 中输出的BOMXML文件的DTD（Document-Type-Definitions）形式的规范如下所示： 〈?xml version="1.0"?〉 〈!ELEMENT BOM_ITEM（Item_SN，Item_ Code，Item_Name，Item_Qty，Item_Material， Item_HeatTreatment，Item_memo，Item_height， Item_width，Item_length）〉 〈!ELEMENT BOM_ITEMS（BOM_ITEM*）〉 〈!ELEMENT Assembly（User，ASM_Name， Date，Designer，Verifier，Planner，BOM_ITEMS， Quantity，weight）〉 〈!ATTLIST Assembly DWG_SN CDATA #REQUIRED〉 ... 其中Assembly元素表示了一个模具装配图的BOM 信息。除了该模具的名称（ASM_Name）、设计者（Designer）、用户名称（User）等信息外，Assembly 主要包含了一个BOM_Items 元素。BOM_Items 由多项BOM_Item 组成，每项BOM_Item 包含了序号（Item_SN），代号（Item_Code），名称（Item_Name），数量（Item_Qty），材料（Item_Material），热处理（Item_HeatTreatment）等信息。 如图3 所示，通过模式转换器可以将上面输出的XML 文件转变为其他应用所需要的XML 文件。根据不同的应用需要，各个已有或者新增的信息系统可以制定自己的模式，在模式转换器中增加相应的BOM 信息到本模式的转换功能，即可从BOM 信息中抽取并组织成该信息系统所需要的XML 形式的信息。该方法可以柔性和可扩展地实现各个信息系统的集成。 以CAD 到备料系统的信息转换为例，通过对于Bom.xml 文件进行读取和处理，转换器可以得到针对备料系统xml 文件，该XML 的DTD 如下所示。其它的不同应用也同样可以通过不同的Schema 来实现。 〈?xml version="1.0"?〉 〈!ELEMENT StockPrep （SP_Code，SP_Type， SP_material，SP_Size，SP_Qty，SP_Weight， SP_DueDate）〉 ... 3 结论 通过上述的方法，面向EAI 的BOM 模块的设计已经在我们开发的一套冷冲模CAD 系统中得到了实现。由此可以得到下面的结论： （1 ）文提出了一种以面向对象技术直接从CAD 模型抽取BOM 资料，加以组织和转换后，为其它的企业应用系统提供基础数据，避免了人工输入，提高了效率并降低了出错的可能性。实际应用表明，这种做法是有效的。 （2）用XML 技术来实现面向EAI 的BOM 模块的设计和开发是合适的。利用XML 本身具有的开放性，可以和企业的其它应用进行数据的交互，并且具有很好的扩充性。 （3）各企业应用系统如果在面向EAI 的概念指导下进行开发。将可以更加柔性和可靠地集成企业的IS 系统，提高效率。 由于本文主要针对冷冲模的CAD 系统，而且目标企业需要集成的企业应用系统有限，如果要使本技术具有更大的广泛性，我们认为定义一套更为全面的针对模具企业应用的BOM 表和其它相关应用的XML 标准，将会大大扩展该项技术的适用范围和满足不同企业之间进行交互的需要。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (5/2/2006)