1、傳統的企業管理與孤立的計算機應用系統不能適應市場機制與創新機制

傳統企業的產品開發、生產經營管理是按企業內部的分工由各部門分工進行的，互相之間以圖紙、工藝、技術文件、計劃、統計、報表、單據及各種通知、會議為手段組織企業生產經營，這種企業管理模式，在市場經濟發展與不斷完善的今天，顯得不相適應，在一定程度上也制約了企業創新。在開展“甩圖紙”、“甩帳表”示范工程后，由于CAD/CAPP/ERP都為孤島，這種初級信息化解決不了傳統企業的產品開發、生產經營管理數據信息的共享，系統不能集成運行，發揮不了企業信息化最佳效果。

孤立的CAD系統、CAPP工藝系統，設計者之間數據資源不能共享，數據重復輸人，重復設計，設計方法無法優化和統一，輸出的還是紙質圖紙和工藝技術文件，無法按先進生產模式提供產品設計圖樣和數據與工藝設計信息，發揮不了計算機與信息系統的優勢，因此不但沒有解決設計部門的重復勞動，縮短設計周期，產品設計也無法進一步優化，設計過程采用先進設計方法比較難，也無法為其他部門提供數字化的(計算機內部數據)信息，造成產品設計數據全廠不能共享。

孤立的數控機床的應用，數控編程是必須重構設計模型和重復輸入工藝信息，仍需重復勞動，以致造成人為的數據誤差，三維CAD與CAM系統的應用可以解決數控編程與CAD設計圖形信息的共享，但解決不了與CAPP工藝規程信息的共享，因而不能充分利用數控機床與CAM系統的優勢。

ERP及CRM, SCM是用計算機程序來實施和優化企業資源計劃，用信息流控制企業的物料流與資金流，以達到資源的優化利用。由丁用計算機程序來實施企業資源計劃，所以需要輸人原始數據，程序才能運行，并且要求原始數據規范、正確，否則程序不能運行或者輸出數據不正確，無法指導生產，更不用說優化生產管理。因此要求對技術部門提供的數據不再單是紙質圖紙、明細表、工藝路線表、工藝規程、材料定額表、工時定額表等，而是需要存在計算機中的數據，因此系統運行必須輸人大量數據，而重復輸人造成的誤差會影響系統正常運行，影響MRP/ERP實施及效果;


2、系統集成發揮信息技術的作用，適應市場機制與創新機制

1)系統集成是制造業創新的重要形式。集成創新是一種風險小、成本低、，周期短，具有巨大商業價值的創新形式，同樣可以成為跨越創新的關鍵。

2)集成是發揮信息技術作用的關鍵。20世紀70}80年代由于自動化技術、計算機技術的發展，使制造技術中許多單元技術獲得了高速發展，C Ax技術日趨成熟，并開始較大規模的應用，如CAD, CAPP,CNC, DNC, FMS, MRP, MRP-II等等。許多制造單兀技術的應用為企業提高競爭能力，創造高效益提供了技術基礎，但是由于機械制造的復雜性，要想獲得更高的效益與競爭能力必須強調企業各部門、各系統的密切配合，強調按企業整體系統的目標、計劃、要求協同開展工作。為此必須解決企業各部門、各系統間的系統集成。

3)集成是我國企業信息化深人發展的必然。當前很多企業還存在“信息孤島”問題，資源不能共享，無法發揮信息化建設綜合的優勢。因此，必須提高系統的集成度。

機床制造企業如果實現信息共享，企業信息集成運行，就可大大提高目前機床制造企業產品開發、經營管理，競爭能力，有利于先進制造技術的應用和經濟增長方式的轉變，直至滿足我國經濟發展的需求，改變目前數控機床大量進口的局面，從而大幅度提高企業的經濟效益。

3、制造業企業信息集成模式

國外已提出機械制造企業信息集成模式(圖1),但還沒有報導有關軟件體系和技術標準，各大軟件廠商正在各白向這一方向發展。

3.1 CAD與企業信息系統集成

CAD系統的輸出不再是單的紙質圖紙與表格文件;CAM系統需要圖形數據;CAPP不但需要圖形，還需要加工數據、材料數據、裝配關系數據;ERP還需要士要產品結構數據;外購零部科一數據等等。為此CAD系統必須與企業其它信息系統集成。

(1)CAD與CAM集成，其目的在于使數控機床、加工中心等自動化設備的數控編程(NCP)軟件能讀取CAD圖形數據，實現數字化自動編程控制。目前已有多種CADCAM套裝軟件，可以實現無縫集成;世界標準化組織ISO已發布了STEP標準，制訂了產品數據模型產品數據的表達與交換標準，將為逐步統一CADlCAM產品數據的表達與交換。所以企業只需購買現成的CAD/CAM套裝軟件便可解決CADCAM集成。

(2)CAD系統內部圖形數據與設計文件、表格數據的集成。CAD系統以完成圖形設計為主，為了完整描述產品，還必須提供設計文件、表格，如裝配圖上描述有關裝配所需零部件數據，描述產品或部件的所需零部件、外購件及標準件以及產品或部件所需的通用件、借用件等等。這些設計文件、表格數據來源與設計圖形及其圖形上的標注，所以提取圖紙及其圖形上的標注數據，形成各種設計文件、表格是CAD系統內部數據的共享。設計繪圖與形成設計文件、表格集成運行是CAD系統內部的重要口的，系統要達到目的，必須對圖形上的標注標題欄數據形成方式方法進行改進，并應用數據庫技術，建立描述產品數據的數據庫，解決圖形上的標注標題欄數據與產品數據庫的互聯關系，實現數據共享。

(3)CAD與CAPP集成。CAD與CAPP集成的日的是在設計編制工藝文件時能利用1讀取CAD已形成的圖形文件與數據，完成工藝設計與文件編制，由于工藝設計與文件種類較多，下面分別介紹:

①工藝路線:需要C,4D輸出的零件圖及數字化的零件基本屬性數據(圖號、名稱、材質、熱處理要求等)，產品物料清單，零件分類編碼。

②工藝規程:需要CAD輸出的零件圖及數字化的零件基本屬性數據(圖號、名稱、材質，熱處理要求等)，零件分類編碼。

③材料定額計算:需要CAD輸出的零件圖及數字化的零件基本屬性數據(圖號、名稱、材質、熱處理要求等)、零件外形尺寸、零件凈重。

④工時定額計算:需要CAD輸出的零件圖及數字化的零件基本屬性數據(圖號、名稱、材質、熱處理要求等)。

⑤工裝設計:需要CAD輸出的零件圖。

⑥CAD系統需要CAPP輸出的工藝信息，進行DFM/DFA。

(4)CAD與ERP的集成。ERP運行需要CAD輸出的數字化的產品、部件戈組裝件)的基本屬性數據(圖號、名稱，設計者、設計日期等)成為ITEM表中的幾個字段，還需產品、部件的組成(所屬的零件、外購件、標準件等〕圖號、名稱及數量，設計者、設計日期、有效日期是構成BOM表的核心。還需所屬的零件、外購件、標準件等的基本屬性數據(圖號、名稱、材質、熱處理要求等及設計者、設計日期、有效日期，成為ITEM表中的幾個字段)。CAD系統需要ERP庫存、價格、成本等數據。

3.2工藝設計信息數字化與企業信息系統集成

(1)工藝設計信息數字化

工藝設計信息數字化起源于CAPP的應用，最初CAPP的應用是起源于成組技術的應用，為了實現工藝沒計的成組化飛標準化，實現成組加工，改變工藝人員的工作狀態，減少重復勞動。由于CAPP的應用，工藝規程不但是傳統的紙質文件，成了計算機內部存儲的數據。由于企業信息化的發展，工藝設計信息數字化是集成運行的關鍵。信息系統要發揮效益，必須實施數據、信息共享。要實現共享系統必須集成;孤立的CAPP系統與孤立的CAD系統一樣不能發揮信息系統的最大的作用。進人21世紀以來，計算機硬、軟件技術的發展在技術上已能滿足系統集成運行的條件。為此，工藝設計信息數字化需求也成了企業信息化集成運行的關鍵。

(2)系統集成條件下工藝設計信息數字化需求

①工藝路線信息的數字化。工藝路線是傳統組織生產的必需文件，也是ERP運行能力平衡、安排單位生產計劃、計算單位成本等不可缺少的數據，所以工藝路線信息必須數字化，是ITEM表中的一個字段。

②工藝規程。工藝規程是制訂計算工時定額、安排車問、班組(單元、機床)作業計劃的依據，也是計算工序成本的基本單位。在運行ERP時同樣也是安排車間、班組(單元、機床)作業計劃的依據，也是計算工序工時定額、成本的基本單位，所以工藝規程信息必須數字化，是構成PROCESS表的主要部分。

③材料定額。這是加工前下料的必須數據，也是ERP產品原材料需求計劃的基礎數據，所以材料定額必須數字化，是ITEM表中的一組字段。

④工時定額。工時定額是按每道工序制訂的，是制訂各級生產計劃也是運行ERP的基礎數據，上指企業的年度計劃，細指車間、班組(單元、機床)作業計劃，也是計算工序成本、質量成本的基本數據，所以工序工時定額必須數字化，是PROCESS表中的一個字段。

⑤工裝設計數據。工裝設計與產品設計類似，所以其數字化需求與產品設計數字化類同。

只要達到以上要求的工藝設計信息數字化，不但解決了CAD/CAPP之間的數據共享、集成運行，而巨也能實現CAPP與ERP的集成運行。

4、ERP系統與企業信息系統集成

上述CAD/CAPP與企業信息系統集成，實際上己說明CAD/CAPP與ERP的集成，ERP是企業資源計劃，包括MR1/MRP-II等系統，CAD/C APP需要該系統提供現場、實時的生產管理數據，質量數據，成本數據等，優化產品與工藝設計。

5、以PDM為核心企業信息集成模式實施的可行性

(1)信息技術(計算機硬件及通信網絡與數據庫技術的發展為以PDM為核心企業信息集成模式實施提供了基礎。

(2)PDM技術的發展成了專業應用系統的橋梁。應用技術CAD/CAPP/CAM/ERP等系統都以產品數據為核心，這在圖1及以上敘述中作說明，目前PDM技術已發展為企業級有關產品所有技術信息的靜態與動態的數據的管埋系統，能為提供產CAM所有技術信息的系統與使用所有產品技術信息的信息系統提供集成運行的環境與共享的數據，成了專業應用系統的橋梁，有可能實現企業信息集成。

(3)國內一些專家已提出圖1所示的集成方案，并開發成功一個基本原型系統CMTB-PDM。該軟件已在一些企業安裝使用并出版了專著。

該系統是由中國機床行業計算機應用技術專家委員會根據中華人民共和國機械行業標準JB/T5054.1~5054.6-2000《產品圖樣及設計文件》、JB/T919S.1.~9195.4-1998《工藝文件完整性與工藝文件格式》和JB/T5248.4-91機床零件分類系統編碼系統JLB等標準及企業CAD/CAPP/ERP應用現況開發的，尤其是總結了企業應用計算機技術“三分技術，七分管理，十二分數據”的經驗教訓，結合急需和必需解決的問題，詳細分析了機床(機械)行業企業生產技術準備工作實際情況，并在系統分析與設計中采用逆向工程的方法，結合先進產品設計技術一成組技術、系列化、模塊化、標準化等技術，把CAD/CAPP/PDM與先進設計技術集成為企業實用產品開發平臺，自動為ERP提供產品數據，解決CAD/CAPP集成，CAD/CAPP與ERP的集成，是目前我國集成性能最完整的PDM軟件，系統結構如圖2。根據中華人民共和國科學技術部2006年國家科技支撐計劃課題("863"計劃)申報指南的要求，已由北京機床研究所與機床行業計算機應用技術專家委員會共同提出的行業專項課題。