基于中間件技術的CAD/CAPP/CAM與ERP系統接口軟件的設計

［摘 要］ 本文分析了基于中間件技術實現CAPP/CAD/CAM與ERP系統無縫接口的軟件的體系結構，提出了一種實現CAPP/CAD/CAM與ERP系統集成的框架結構，以適應現代企業的需要。

［關鍵詞］ 中間件； 接口軟件； 體系結構

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2011 . 05 . 024

［中圖分類號］F270.7 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673 - 0194（2011）05- 0045 - 02

０引言

當前，網絡技術特別是 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ／Ｅｘｔｒａｎｅｔ技術的迅速發展，正在給制造業帶來新的變化和重大影響。Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ／Ｅｘｔｒａｎｅｔ技術正在給制造業的經營、生產和制造過程帶來一系列變革，產品開發、制造過程和市場營銷早已打破了國界。目前大多數企業的ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統已經粗具規模，并在企業的生產中發揮著重要的作用。而ＥＲＰ系統是現今企業管理系統的主流系統，許多企業為了自身的發展和在國內外激烈的市場競爭中立足，都在探索引入或準備引入ＥＲＰ系統。而ＥＲＰ系統中的許多信息（特別是有關產品的信息）來自ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統，同時ＥＲＰ系統的許多有用的信息又需要反饋回ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統。

然而，目前流行的ＥＲＰ系統主要通過一個轉換接口的單邊通信機制，直接從ＥＲＰ系統中導入數據。這樣不僅導入數據需要花費大量的人力和物力，而且不便于在ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統中對產品的修改及時地反映到ＥＲＰ系統中。為了提高工作效率，降低生產成本，必須實現ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統與ＥＲＰ系統無縫接口，實現雙邊通信，真正實現企業設計、生產和管理的系統集成。

１幾種主流的中間件技術

中間件是位于操作系統和應用軟件之間的一個軟件層，它向各種應用軟件提供服務，使不同的應用進程能屏蔽掉平臺差異，通過網絡互相通信。中間件大致可分為以下幾類：分布式計算環境（ＤＥＣ）、面向消息的中間件（ＭＯＭ）、事務處理中間件（ＴＰｍｏｎｉｔｏｒ）和面向對象中間件（ＯＴＭ）。

基于面向對象中間件實現的系統具有對象的特征：封閉性和可重用性。模塊內部的變化或運行環境的改變都不會對系統中的其他部分造成影響。目前有３種主流的面向對象的中間件產品：ＤＣＯＭ／ＣＯＭ＋，ＥＪＢ和ＣＯＲＢＡ。

（１） 微軟的ＤＣＯＭ／ＣＯＭ＋是ＣＯＭ的擴展，它可以支持不同的計算機上的組件對象與客戶程序之間，或者組件對象之間的相互通信。

（２） ＥＪＢ是ＳＵＮ公司推出的Ｊ２ＥＥ技術的重要組成部分。它封裝了商務邏輯，完成企業計算。提供多個層次的服務，如事務處理、安全性、資源連接等。

（３） ＯＭＧ制定的ＣＯＲＢＡ在中間件標準中占有舉足輕重的地位。它使用面向對象的方法，創建一些可以提供某項服務的軟件構件，這些構件可以在分布式系統的多個應用之間重用和共享，協同工作。

在上述３種主流面向對象中間件技術中，ＤＣＯＭ／ＣＯＭ＋只能應用于微軟的平臺，有很大的局限性；ＥＪＢ是跨平臺、跨操作系統的，但是局限于ＪＡＶＡ語言；而ＣＯＲＢＡ具有平臺獨立性和語言獨立性，能夠用于異構、分布和多層網絡環境下的應用程序開發。由于本軟件主要作為基于微軟的平臺開發的ＥＲＰ系統和ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系統之間通信的配套軟件，因而選用微軟的ＤＣＯＭ／ＣＯＭ＋技術作為該軟件的支撐技術，并采用微軟最新推出的．ＮＥＴ框架作為其具體的實現技術。

２ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ和ＥＲＰ系統接口軟件的體系結構分析

２．１接口軟件要解決的主要問題

早期企業通過采用ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ技術，已經將企業的設計、工藝和制造從傳統的手工方式轉向計算機輔助，基本擺脫了手工操作，從而提升了企業的競爭力。近期企業通過采用ＥＲＰ、供應鏈和電子商務使企業的管理和與外界的交流也依靠計算機。因而，企業現在迫切需要將ＥＲＰ系統和ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系統有機集成起來實現雙方的無縫接口。ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統和ＥＲＰ系統之間的通信接口軟件主要需要解決企業中ＣＡＰＰ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系統與ＥＲＰ系統的信息交換與共享。

２．２接口軟件的軟件體系結構分析

２．２．１ 軟件體系結構的基本概念和設計方法

軟件體系結構，又被稱為構架，指可預制和可重構的軟件框架結構。構件是可預制和可重用的軟件部件，是組成體系結構的基本計算單元或數據存儲單元；連接件也是可預制和可重用的軟件部件，是構件之間的連接單元；構件和連接件之間的關系用約束來描述。

軟件的體系結構設計方法主要包括工件驅動的體系結構設計、用例驅動的體系結構設計、領域驅動的體系結構設計和模式驅動的體系結構設計。

２．２．２ 軟件體系結構分析

軟件結構分析，是指分解系統，并分析其組成要素、要素之間的聯系及其復雜性。軟件體系結構分析的目的是，在系統被實際構造之前，預測其質量屬性。

軟件體系結構分析對于系統開發有著重要的意義。在基于體系結構的開發過程中，體系結構被認為是第一階段的產品，從這個角度來看，在此層次上的分析應當能夠揭示需求沖突，以及特定系統參與者觀點下的不完整的設計描述。另一方面，盡管系統的詳細設計和具體實現代表了體系結構的投影，但僅從體系結構并不能完全度量最終系統的質量屬性。

２．２．３ 接口軟件的軟件體系結構

接口軟件主要用于在ＥＲＰ系統和ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系統之間的信息交流中充當中間的橋梁結構，實現這些信息化模塊系統之間的通信，而設計該接口軟件的軟件體系結構就顯得特別重要。接口軟件主要運行于服務器端，系統的數據庫之間需要更新產品信息時，系統管理員根據系統的需要定時觸發該接口軟件的相關功能，實現系統數據的更新。同時接口軟件必須更新系統中涉及該更新記錄的所有相關記錄。鑒于以上目的和本信息化工程的實際系統環境，本接口軟件主要采用Ｂ／Ｓ結構，運用管道通信技術。

２．３接口軟件的關鍵技術

現代集成制造系統技術將信息技術、自動化技術、現代管理技術與制造技術相結合，在全球化制造環境下集成產品全生命周期各階段與企業內外部相關的活動和資源，實現企業優化運行，提高企業創新能力與綜合競爭力。數字化設計與制造系統、過程自動化系統、企業管理與電子商務系統、總體集成平臺和區域制造網絡系統等是現代集成制造系統的重要組成部分。而接口軟件是現代集成制造系統的系統集成中必須解決管理信息系統與數字化輔助制造系統建立通信的通信工具。

同時，由于軟件主要用于數據庫之間數據更新時，不同系統之間的相關數據的定時更新觸發，必須解決數據庫數據的完整性和數據約束性。所以數據更新失敗的數據庫回滾是本系統考慮的一個主要因素。同時，兩個系統的數據庫之間采用的通信協議和通信方式也是該系統要考慮一個非常重要的因素。

鑒于以上接口軟件的主要功能要求和系統功能需求，接口軟件必須解決的關鍵技術有：數據倉庫技術、數據存儲技術、網絡技術、通信技術、編程技術。

3接口軟件系統設計

3．１系統的運行環境

伴隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技術和分布式計算技術的迅猛發展，現代系統如果不能基于Ｗｅｂ技術，不能通過網絡平臺進行交互，則將失去系統本身存在的意義。本系統需要的軟硬件環境如下：

3．２系統的功能模塊

（１） 產品結構管理功能；

（２） 產品ＢＯＭ自動提取功能；

（３） 零件工藝過程、工藝路線和材料定額等信息的自動提取功能；

（４） 產品ＢＯＭ匯總功能；

（５） 產品工藝數據匯總功能；

（６） 產品ＢＯＭ和工藝信息綜合匯總功能；

（７） 生成ＥＲＰ所需格式的產品ＢＯＭ和工藝信息的功能；

（８） 將產品信息和工藝信息導入ＥＲＰ系統；

（９） ＥＲＰ系統的產品信息和工藝信息輸出到ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ系統；

（１０） 匯總與分類統計ＢＯＭ輸出功能；

（１１） 匯總統計工藝信息輸出功能；

（１２） 產品ＢＯＭ和工藝信息綜合匯總輸出功能。

3．３ 軟件系統的框架結構

本系統主要解決在兩個系統之間的通信問題和數據庫數據驅動實現兩個系統之間的數據同步更新和增加的中間件。因此，本系統不僅要解決系統本身的數據處理，最重要是兩個數據庫之間的數據交換時保持系統同步進行的數據完整性和唯一性。

4結論

根據企業信息化建設的需求，提出基于中間件技術的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＰＰ與ＥＲＰ系統接口軟件體系結構。在此基礎上可以實現３Ｃ與ＥＲＰ系統的集成，使得產品數據在各系統間傳遞暢通，產品數據在各個系統之間的共享有效地解決了企業內部各系統間數據“孤立”的問題，極大地提高了產品研發和產品數據管理的效率。

主要參考文獻

［１］ 張浩，陸劍峰，等． ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ與ＭＲＰⅡ的集成技術研究與實現［Ｊ］． 同濟大學學報：自然科學版，２００１，２９（２）．

［２］ 常青，邱澤陽，等． 基于ＰＤＭ的ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成技術研究［Ｊ］．機械研究與應用，２００９ （１）．

［３］ 蔣志強，施進發，等． 基于ＰＤＭ的企業ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ 信息集成框架研究［Ｊ］． 工業工程，２０００，３（４）．

［４］ 羅鴻，王忠民． ＥＲＰ原理·設計·實施［Ｍ］． 北京： 電子工業出版社，２００３．

［５］ 黃喜．中小制造企業ＥＲＰ實施若干關鍵技術研究［Ｄ］． 杭州：浙江大學， ２００７．