1、传统的企业管理与孤立的计算机应用系统不能适应市场机制与创新机制

    传统企业的产品开发、生产经营管理是按企业内部的分工由各部门分工进行的，互相之间以图纸、工艺、技术文件、计划、统计、报表、单据及各种通知、会议为手段组织企业生产经营，这种企业管理模式，在市场经济发展与不断完善的今天，显得不相适应，在一定程度上也制约了企业创新。在开展“甩图纸”、“甩帐表”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都为孤岛，这种初级信息化解决不了传统企业的产品开发、生产经营管理数据信息的共享，系统不能集成运行，发挥不了企业信息化最佳效果。

    孤立的CAD系统、CAPP工艺系统，设计者之间数据资源不能共享，数据重复输人，重复设计，设计方法无法优化和统一，输出的还是纸质图纸和工艺技术文件，无法按先进生产模式提供产品设计图样和数据与工艺设计信息，发挥不了计算机与信息系统的优势，因此不但没有解决设计部门的重复劳动，缩短设计周期，产品设计也无法进一步优化，设计过程采用先进设计方法比较难，也无法为其他部门提供数字化的(计算机内部数据)信息，造成产品设计数据全厂不能共享。

    孤立的数控机床的应用，数控编程是必须重构设计模型和重复输入工艺信息，仍需重复劳动，以致造成人为的数据误差，三维CAD与CAM系统的应用可以解决数控编程与CAD设计图形信息的共享，但解决不了与CAPP工艺规程信息的共享，因而不能充分利用数控机床与CAM系统的优势。

    ERP及CRM, SCM是用计算机程序来实施和优化企业资源计划，用信息流控制企业的物料流与资金流，以达到资源的优化利用。由丁用计算机程序来实施企业资源计划，所以需要输人原始数据，程序才能运行，并且要求原始数据规范、正确，否则程序不能运行或者输出数据不正确，无法指导生产，更不用说优化生产管理。因此要求对技术部门提供的数据不再单是纸质图纸、明细表、工艺路线表、工艺规程、材料定额表、工时定额表等，而是需要存在计算机中的数据，因此系统运行必须输人大量数据，而重复输人造成的误差会影响系统正常运行，影响MRP/ERP实施及效果;

    产品设计、工艺设计的数字化，是顺利实施FRP等管理软件的关键，各系统不能集成运行，就会影响其他先进制造技术与管理技术的应用、信息技术的深人应用及信息化带动工业化。

  2、系统集成发挥信息技术的作用，适应市场机制与创新机制

    1)系统集成是制造业创新的重要形式。集成创新是一种风险小、成本低、，周期短，具有巨大商业价值的创新形式，同样可以成为跨越创新的关键。

    2)集成是发挥信息技术作用的关键。20世纪70}80年代由于自动化技术、计算机技术的发展，使制造技术中许多单元技术获得了高速发展，C Ax技术日趋成熟，并开始较大规模的应用，如CAD, CAPP,CNC, DNC, FMS, MRP, MRP-II等等。许多制造单兀技术的应用为企业提高竞争能力，创造高效益提供了技术基础，但是由于机械制造的复杂性，要想获得更高的效益与竞争能力必须强调企业各部门、各系统的密切配合，强调按企业整体系统的目标、计划、要求协同开展工作。为此必须解决企业各部门、各系统间的系统集成。

    3)集成是我国企业信息化深人发展的必然。当前很多企业还存在“信息孤岛”问题，资源不能共享，无法发挥信息化建设综合的优势。因此，必须提高系统的集成度。

    机床制造企业如果实现信息共享，企业信息集成运行，就可大大提高目前机床制造企业产品开发、经营管理，竞争能力，有利于先进制造技术的应用和经济增长方式的转变，直至满足我国经济发展的需求，改变目前数控机床大量进口的局面，从而大幅度提高企业的经济效益。

  3、制造业企业信息集成模式

    国外已提出机械制造企业信息集成模式,但还没有报导有关软件体系和技术标准，各大软件厂商正在各白向这一方向发展。

    3.1 CAD与企业信息系统集成

    CAD系统的输出不再是单的纸质图纸与表格文件;CAM系统需要图形数据;CAPP不但需要图形，还需要加工数据、材料数据、装配关系数据;ERP还需要士要产品结构数据;外购零部科一数据等等。为此CAD系统必须与企业其它信息系统集成。

    (1)CAD与CAM集成，其目的在于使数控机床、加工中心等自动化设备的数控编程(NCP)软件能读取CAD图形数据，实现数字化自动编程控制。目前已有多种CADCAM套装软件，可以实现无缝集成;世界标准化组织ISO已发布了STEP标准，制订了产品数据模型产品数据的表达与交换标准，将为逐步统一CADlCAM产品数据的表达与交换。所以企业只需购买现成的CAD/CAM套装软件便可解决CADCAM集成。

    (2)CAD系统内部图形数据与设计文件、表格数据的集成。CAD系统以完成图形设计为主，为了完整描述产品，还必须提供设计文件、表格，如装配图上描述有关装配所需零部件数据，描述产品或部件的所需零部件、外购件及标准件以及产品或部件所需的通用件、借用件等等。这些设计文件、表格数据来源与设计图形及其图形上的标注，所以提取图纸及其图形上的标注数据，形成各种设计文件、表格是CAD系统内部数据的共享。设计绘图与形成设计文件、表格集成运行是CAD系统内部的重要口的，系统要达到目的，必须对图形上的标注标题栏数据形成方式方法进行改进，并应用数据库技术，建立描述产品数据的数据库，解决图形上的标注标题栏数据与产品数据库的互联关系，实现数据共享。

    (3)CAD与CAPP集成。CAD与CAPP集成的日的是在设计编制工艺文件时能利用1读取CAD已形成的图形文件与数据，完成工艺设计与文件编制，由于工艺设计与文件种类较多，下面分别介绍:

    ①工艺路线:需要C,4D输出的零件图及数字化的零件基本属性数据(图号、名称、材质、热处理要求等)，产品物料清单，零件分类编码。

    ②工艺规程:需要CAD输出的零件图及数字化的零件基本属性数据(图号、名称、材质，热处理要求等)，零件分类编码。

    ③材料定额计算:需要CAD输出的零件图及数字化的零件基本属性数据(图号、名称、材质、热处理要求等)、零件外形尺寸、零件净重。

    ④工时定额计算:需要CAD输出的零件图及数字化的零件基本属性数据(图号、名称、材质、热处理要求等)。

    ⑤工装设计:需要CAD输出的零件图。

    ⑥CAD系统需要CAPP输出的工艺信息，进行DFM/DFA。

    (4)CAD与ERP的集成。ERP运行需要CAD输出的数字化的产品、部件戈组装件)的基本属性数据(图号、名称，设计者、设计日期等)成为ITEM表中的几个字段，还需产品、部件的组成(所属的零件、外购件、标准件等〕图号、名称及数量，设计者、设计日期、有效日期是构成BOM表的核心。还需所属的零件、外购件、标准件等的基本属性数据(图号、名称、材质、热处理要求等及设计者、设计日期、有效日期，成为ITEM表中的几个字段)。CAD系统需要ERP库存、价格、成本等数据。

    3.2工艺设计信息数字化与企业信息系统集成

    (1)工艺设计信息数字化

    工艺设计信息数字化起源于CAPP的应用，最初CAPP的应用是起源于成组技术的应用，为了实现工艺没计的成组化飞标准化，实现成组加工，改变工艺人员的工作状态，减少重复劳动。由于CAPP的应用，工艺规程不但是传统的纸质文件，成了计算机内部存储的数据。由于企业信息化的发展，工艺设计信息数字化是集成运行的关键。信息系统要发挥效益，必须实施数据、信息共享。要实现共享系统必须集成;孤立的CAPP系统与孤立的CAD系统一样不能发挥信息系统的最大的作用。进人21世纪以来，计算机硬、软件技术的发展在技术上已能满足系统集成运行的条件。为此，工艺设计信息数字化需求也成了企业信息化集成运行的关键。

    (2)系统集成条件下工艺设计信息数字化需求

    ①工艺路线信息的数字化。工艺路线是传统组织生产的必需文件，也是ERP运行能力平衡、安排单位生产计划、计算单位成本等不可缺少的数据，所以工艺路线信息必须数字化，是ITEM表中的一个字段。

    ②工艺规程。工艺规程是制订计算工时定额、安排车问、班组(单元、机床)作业计划的依据，也是计算工序成本的基本单位。在运行ERP时同样也是安排车间、班组(单元、机床)作业计划的依据，也是计算工序工时定额、成本的基本单位，所以工艺规程信息必须数字化，是构成PROCESS表的主要部分。

    ③材料定额。这是加工前下料的必须数据，也是ERP产品原材料需求计划的基础数据，所以材料定额必须数字化，是ITEM表中的一组字段。

    ④工时定额。工时定额是按每道工序制订的，是制订各级生产计划也是运行ERP的基础数据，上指企业的年度计划，细指车间、班组(单元、机床)作业计划，也是计算工序成本、质量成本的基本数据，所以工序工时定额必须数字化，是PROCESS表中的一个字段。

    ⑤工装设计数据。工装设计与产品设计类似，所以其数字化需求与产品设计数字化类同。

    只要达到以上要求的工艺设计信息数字化，不但解决了CAD/CAPP之间的数据共享、集成运行，而巨也能实现CAPP与ERP的集成运行。

  4、ERP系统与企业信息系统集成

    上述CAD/CAPP与企业信息系统集成，实际上己说明CAD/CAPP与ERP的集成，ERP是企业资源计划，包括MR1/MRP-II等系统，CAD/C APP需要该系统提供现场、实时的生产管理数据，质量数据，成本数据等，优化产品与工艺设计。

  5、以PDM为核心企业信息集成模式实施的可行性

    (1)信息技术(计算机硬件及通信网络与数据库技术的发展为以PDM为核心企业信息集成模式实施提供了基础。

    (2)PDM技术的发展成了专业应用系统的桥梁。应用技术CAD/CAPP/CAM/ERP等系统都以产品数据为核心，这在图1及以上叙述中作说明，目前PDM技术已发展为企业级有关产品所有技术信息的静态与动态的数据的管埋系统，能为提供产CAM所有技术信息的系统与使用所有产品技术信息的信息系统提供集成运行的环境与共享的数据，成了专业应用系统的桥梁，有可能实现企业信息集成。

    (3)国内一些专家已提出集成方案，并开发成功一个基本原型系统CMTB-PDM。该软件已在一些企业安装使用并出版了专著。

    该系统是由中国机床行业计算机应用技术专家委员会根据中华人民共和国机械行业标准JB/T5054.1~5054.6-2000《产品图样及设计文件》、JB/T919S.1.~9195.4-1998《工艺文件完整性与工艺文件格式》和JB/T5248.4-91机床零件分类系统编码系统JLB等标准及企业CAD/CAPP/ERP应用现况开发的，尤其是总结了企业应用计算机技术“三分技术，七分管理，十二分数据”的经验教训，结合急需和必需解决的问题，详细分析了机床(机械)行业企业生产技术准备工作实际情况，并在系统分析与设计中采用逆向工程的方法，结合先进产品设计技术一成组技术、系列化、模块化、标准化等技术，把CAD/CAPP/PDM与先进设计技术集成为企业实用产品开发平台，自动为ERP提供产品数据，解决CAD/CAPP集成，CAD/CAPP与ERP的集成，是目前我国集成性能最完整的PDM软件，系统结构如图2。根据中华人民共和国科学技术部2006年国家科技支撑计划课题("863"计划)申报指南的要求，已由北京机床研究所与机床行业计算机应用技术专家委员会共同提出的行业专项课题。

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