化工裝備主要是指化工生產過程中的靜設備，如各種容器、換熱器、塔器、管道及其檢測儀表、儀器等�；どa過程專業性較強，而且是多品種、小批量生產。物料種類繁多，對產品質量要求較高。雖然大多數企業都有自己的ERP系統對企業各種信息進行管理，但是在CAD與ERP的集成方面的研究還較為薄弱，產品數據不能為ERP所直接使用，產生信息“孤島”現象。如果能夠將產品CAD圖紙中的數據直接提取出來，自動形成產品BOM，從而與ERP集成，則會大大減輕設計人員整理產品數據的工作量，有利于消除信息“孤島”。提高企業生產效率。
1 化工裝備企業CAD與ERP集成技術需求分析
化工裝備的生產過程主要有以下幾個特點：一是多品種，單件小批量；二是面向訂單生產。每個產品的全部生產過程都由一條指令號貫穿始終：三是物料種類繁多，原材料分為通用件和專用件兩類，通用件還包括管材、板材、焊材、五金件等：四是產品質量要求高，從原材料到成品的每一步生產過程都有嚴格的質量要求，質量技術文件較多。
企業ERP系統在材料采購、庫存物資、計劃控制等功能模塊使用上取得了比較好的效果，這些功能實現的基礎是物料清單(BOM)的完整性和準確性。BOM是PDM／ERP信息化系統中最重要的基礎數據，其組織格式設計合理與否直接影響到系統的處理性能，化工裝備企業生產的產品很多。BOM數量很大。由于企業使用的主要設計軟件是AutoCAD，所以BOM的基礎信息大部分存在于AutoCAD圖紙中的標題欄和明細欄。在ERP的研究與開發期間。因為沒有相應的PDM系統。BOM的整理和錄入，是通過技術人員對產品的掌握進行的，每個人員只能夠整理幾類產品，不同的產品需要不同的技術人員輸入，且有的人員計算機水平較低，所以會出現很多問題如輸入信息不準確、格式不規范等，不僅浪費了大量的時間和人力，而且效率很低，準確率不高。為改進這些問題，本文提出利用計算機從AutoCAD圖紙中提取標題欄明細欄數據的方法，并自動生成產品結構樹，為后續的PDM和ERP系統提供數據，并最終轉換為所需的BOM。
另外，隨著數字化電子圖文檔的大量產生，伴隨而來的是數字化電子圖文檔管理的相對落后，沿用傳統的圖文檔管理方法，已無法滿足數字化電子圖文檔管理的需要，在管理過程中經常出現圖樣與實際不符或缺失。文檔查詢困難，圖樣數據丟失、不全，新、老版本數據混亂等現象，對生產造成很多不利的影響。因此提出產品圖文梢的數字化管理系統技術，以滿足企業生產中產品圖文檔的管理要求。
該技術實現的意義：(1)可以快速地為企業ERP系統提供完整準確的產品零部件信息，形成產品結構樹，為ERP的實施打好基礎。(2)可以對產品的圖紙、工藝、文件、資料等提供按產品結構、文件結構的管理和查詢功能，并能進行結構配置。(3)可以實現企業范圍內全面的數據共享。最大限度地減少產品開發、生產制造過程中數據處理的重復勞動，發揮信息技術的綜合效益，提高企業的核心能力與市場競爭力。
2 產品數據提取及產品結構樹的形成
從AutoCAD圖紙中提取信息的目的是形成ERP系統中的產品BOM。在由圖紙信息轉換到BOM的過程當中，包含了三個部分(如圖1)：
圖l 圖紙信息到BOM轉換過程
目前提取CAD圖紙中產品信息的方法一般有：
1)通過對圖樣標題欄、明細表、圖樣幅面等定義。自動提取圖紙中的標題欄和明細表信息。2)把圖紙的標題欄明細欄做成BLOCK文件進行自動提取。3)利用ActiveX Automation技術實現對DWG、DXF格式電子圖檔的標題欄、明細表等信息的無損失提取和自動入庫。本文采用ActiveX Automation技術進行提取，ActiveX Automation是AutoCAD最新的開發接口，它提供了訪問AutoCAD內部功能的方法。開發工具擬采用PowerBuilder9.0，訪問AutoCAD的對象模型。獲取DWG文件中標題欄明細欄的信息。采用批量提取的方法是高效提取、自動生成產品結構樹中必不可少的一環。同時提取一個文件夾下的所有文件，一般就是一個產品的所有圖紙。
產品結構樹是一種表示產品結構關系的樹狀視圖。樹中各節點分別表示部件或組件，葉節點表示零件，反映了產品、零部件之間的層次關系。產品結構是指零部件如何定義及如何在車間內把零部件組裝為產品或大部件，在PDM中產品結構主要面向產品干什么以及怎樣配置產品。在任何一個產品的生產過程中其產品結構信息始終貫穿整個產品的生命周期，而且在不斷地變化調整。由于產品結構在結構配置、制造、計劃采購時是主要的依據，因此產品結構信息不僅對產品描述而且對整個產品的生產過程極其重要。另外產品結構是產品數據管理PDM和企業資源計劃ERP的核心內容，因此產品結構將是PDM與ERP之間集成的結合點，產品結構樹的生成有兩種方法：基于編碼和基于裝配關系。本文采用基于裝配關系的方法，ERP雖然有編碼，但因為是流水碼，不具有特征性，不能判別是產品還是零部件。根據產品的具體結構，首先將全部的圖紙信息存人數據庫，對有、無明細欄做個標記。采用由上而下的方式，先根據明細信息生成樹結構。然后再采用遍歷的方法生成所有的節點。
3 BOM的轉換
一個產品要經過工程設計、工藝過程設計、生產制造3個過程才能形成。而這3個過程只是產品生命周期的一小部分。在這3個過程中。雖然它們有著十分相似的物料清單：工程設計物料清單EBOM(Engineering Bill of Material)、工藝物料清單PPBOM(Process Planning Bill of Material)、制造物料清單MBOM(Manufacturing Bill of Material)，但正是這些物料清單中小小的一點差異卻決定了它們各自的專業技術和管理思維方式的不同。3種BOM的基本信息主要有：
1)EBOM：產品名稱、產品圖號、物料號、物料名稱、重量、機型、規格、設計更改說明、更改順序號、主要件標志等，
2)PPBOM：裝、刀具、量具、毛坯、物料號、圖號、物料名稱、重量、設計更改說明、更改順序號等。
3)MBOM：零件名稱、裝配順序、工時定額、材料定額、設備型號、刀具、測具、卡具和模具。、
可以看出產品在整個生產過程中對不同的階段分別有不同的BOM形式與之對應，產品BOM的轉換就成為一個必須解決的問題，上述3種重要BOM的轉換過程大致如下：
1)產品經過配置后得到的BOM首先是EBOM：產品工程設計管理中使用的數據結構通常精確地描述了產品的設計指標和零件與零件之間的設計關系，對應文件形式主要有產品明細表、圖樣目錄、材料定額明細表、產品各種分類明細表等。系統從明細欄中搜索出物料號、零件圖號、名稱、材料、凈重等屬性信息，生成了屬性文件。當設計者完成了一部件或總成設計時，可將零件明細表匯總成設計結構文件。PDM通過批量錄入直接從CAD的相關文件(屬性文件、設計結構文件)中提取零件屬性和產品設計結構數據形成設計清單EBOM。
2)產品在工藝設計階段的結構形式，產生于工藝部門。在EBOM的基礎上，工藝人員根據企業工藝裝備特點，編制產品的裝配件、零部件和最終產品制造的工藝規程，確定工序、工位、簡要工裝等信息。形成產品的PPBOM。
3)在PPBOM的基礎上，添加詳細工藝、工裝、材料和虛擬件等信息，反映了零件、裝配件和最終產品的制造方法和裝配順序，最終的制造物料清單包含了產品生產中出現的全部物料項，也就是MBOM。
4 產品圖文檔管理
圖文檔管理系統是PDM的核心組成部分之一，主要作用是管理開發和利用企業產品的信息資源。明確地說。就是在企業擁有一定信息設施和電子文件積累、具備一定信息化建設的基礎上，對企業產品設計數據執行進一步地管理開發和利用。對于企業來說。產品的靈魂就是有關產品的各項數據：包括產品設計圖樣、計算文件等。企業的產品數據是企業的主要信息資源，主要是以圖文檔資料的形式來加以實現。這些圖文檔資料涵蓋了產品的技術數據、信息圖形和產品結構等信息，PDM系統作為一個集成平臺是溝通產品設計部門和管理信息系統及制造資源系統之間信息傳遞的橋梁。PDM的主要信息都將來自于圖文檔資料。由此可見。圖文檔管理系統是PDM的重要組成部分。建立圖文檔管理系統是實施PDM的基礎，一個企業的PDM系統往往要從圖文檔資料管理人手。資料管理不好。PDM是無法得到有效實施的。
產品的圖文檔管理系統主要實現以下幾個功能：
1)管理企業在產品開發制造過程中形成的圖樣、工藝及有關的技術文件資料，形成各類圖樣、文件資料庫。
2)實現信息共享：使設計人員可以瀏覽存儲的產品圖紙、工藝文件及有關資料。
3)對存儲的圖紙、工藝及文件資料進行管理、維護。
4)在信息共享的同時對信息安全進行控制，防止企業技術外泄。產品的圖文檔管理系統的結構如圖2所示。
圖2產品圖文檔管理系統結構圖
5 CAD／PDM／ERP集成系統設計
對于化工裝備企業來說，PDM系統和ERP系統實際上是針對不同目標的應用系統。PDM系統的主要目標是控制產品配置，使用更改控制和產品生命周期來管理產品定義數據的開發、修改以及使用。ERP系統的主要目標是控制生產計劃過程，平衡期望的產品銷售情況與制造這些產品所需要消耗資源之間的關系。圖3顯示了CAD／PDM／ERP3個系統的主要數據接口功能。
圖3 CAD／PDM／ERP系統集成示意圖
圖4為CAD／PDM／ERP集成系統的程序運行界面，顯示的是AutoCAD圖紙信息的提取功能。系統主要有以下幾個功能模塊：產品基礎信息管理、數字化模型管理、標準信息管理、圖紙信息提取、BOM轉化、圖文檔管理、匯總查詢/打印、賬號管理等。
圖4 系統運行界面
本系統的基本工作流程是：企業的設計部門利用其已有的AutoCAD軟件完成產品的基本設計之后，可利用本系統提供數據提取功能，自動生成產品結構樹轉化為BOM，同事產品零件的必要信息寫入數據庫中保存。對于產品圖文檔，可以通過本系統提供的圖文檔管理模塊提取并到PDM數據庫當中，再令CAD實體與此數據庫表連接，以此實現CAD與PDM之間數據的雙向流動。當一個完整的產品設計全部完成時，這些保存在數據庫中的產品零件的信息全部匯總到生產部門。生產部門利用本系統的產品結構樹管理功能對產品零件進行管理，并可以生成用于ERP系統的BOM表，最后可以生成報表或有ERP系統進入調用數據。
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