应用集成的必要性

    随着企业信息化进程的发展，企业所使用的应用软件越来越多，如用于工程设计的CAD、CAPP、CAM、CAE、CAQ等软件；用于办公自动化的字处理和制表软件；用于企业经营管理的管理信息系统(MIS)、制造资源规划(MRPⅡ)、企业资源规划(ERP)软件等。信息集成的深度和广度也从CAD/CAPP/CAM的集成，发展到CIMS的信息集成，进而发展到并行工程的过程集成，直到敏捷制造中的企业集成。

 

随着PDM系统的引入，用户一方面希望它能实现对各种应用软件所产生的数据和文档进行有效地管理；另一方面，也希望在PDM环境中做到应用软件间的信息共享、用户间的协同工作、应用系统与PDM系统中数据对象的一致性以及设计信息与经营管理信息间的集成。以上这些都要求改变过去基于数据库实现应用系统集成的传统办法，而改变为基于PDM的应用集成。

 

应用集成的基本概念

    什么叫集成?1992年英国拉夫堡大学的Wenston***给出了一个定义:集成是指将基于信息技术的资源及应用(计算机软硬件、接口及机器)聚集成一个协同工作的整体，集成包含功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制，如图7-1所示。上述定义揭示了集成的内涵，即集成应包括信息资源与应用两方面的集成。由于应用集成涉及到系统结构、技术、用户需求等诸多因索，与软件的定制开发相比，应用集成对软件开发人员的经验和技术有更高的要求。

 

图7-1集成的基本概念

 

    应用集成按集成的水平划分，从低到高，可分成汇集、定制、远程过程调用、分布对象、集成平台或集成框架五个级别。所谓汇集，顾名思义，是软件系统的简单汇集，不作另外的开发与增值；所谓定制，是指针对用户的特定需求对应用系统作特定的、简单的开发，缺乏特有的应用集成技术的支持；所谓远程过程调用，是指在集成中采用远程过程调用技术，这种集成要求了解系统的实现细节；分布对象的集成则要求采用分布对象技术；集成平台或集成框架的集成是一种鼓新发展起来的软件系统集成技术。

 

集成平台与集成框架

    20世纪8。年代末90年代初，随着企业信息集成与系统集成复杂度的提高，采用常规的集成方法已难以适应集成的要求，于是作为***的应用集成工具，即集成平台与集成框架技术就应运而生了。

 

集成平台的开发是一个渐进的过程。传统的应用软件编程既要考虑底层的操作系统，又要考虑上层的应用。如图7-2(a)所示。早期的集成平台设法将底层的操作系统与上层的应用分隔开来，如IBM公司提供的系统使能器和应用使能器，如图7-2(b)所示。但是，这种集成平台的缺点是与特定的硬件和特定的操作系统相关，不具有支持分布式环境的功能.因此这样的平台还不是真正的集成平台，而是一种应用开发平台。

 

新的集成平台既能支持分布式环境，又能支持新的软件设计方法和标准，诸如中件、客户机/服务器模式、而向对象的方法、开放式系统互联(OSI)标准、分布式技术环境和通用的对象请求代理规范CORBA等，这样的集成平台结构如图7-2(c)所示。除了集成平台外，近年来集成框架也应运而生，如DEC公司的ObjectIroker和FBE。ObjectBroker基于分布式计算环境.符合CORHA规范，支持微软公司的OLE/COM；实现了集成框架中应用软件透明地在多平台上注册、启用、控制、数据共享和互操作等功能；提供了跨平台的、标准的与应用程序集成的一致性接口。

 

图7-2集成平台的体系结构

 

    尽管企业的集成内容及实现途径有所不同.但集成的基本策略是相同的。

    ①普遍采用面向对象的技术和客户机/服务器模式，实现“即插即用”的集成策略。

    ②继承现有集成技术，做好异构平台(如不同操作系统、网络与数据库等)的集成，保护原有系统的信息资源，消除各应用系统间点到点的信息转换。

    ③实现系统的开放性、可重用性、可扩充性以及应用的透明性和互操作性。

    ④尽量采用有关标准和规范，例如分布式计算环境、面向对象的分布处理，CORBA规范和OLE/COM技术、产品数据交换标准STEP等。

 

    集成平台与集成框架是两个互相关联，又有所不同的集成技术，集成平台侧重于支持底层分布式环境及分布式信息集成，而集成框架则侧重于支持应用系统的集成，做到即插即用，两者互相补充，***终走向融合。

 

    作为近年来在企业应用中普遍受到重视的PDM系统，由于其底层能支持异构软硬件平台，中间层能提供分布式信息管理、通信服务以及支持应用集成的应用服务，所以被看作能支持信息集成与应用集成的一种集成平台或集成框架，如SDRC公司的Metaphase，EDS公司的IMAN，IBM公司的PM等软件产品。

 

基于PDM实现应用集成的三个层次

1.应用封装

    基于PDM的应用封装与上节面向对象技术中的对象封装概念有相似之处。应用封装的目的是实现异构应用系统间的文件信息集成。

 

    应用封装的内容包括应用工具本身以及由这些工具产生的文件两方面，也就是说，PDM系统对这两方面都要管起来。应用封装的特点是:一方面PDM系统能自动识别、存储并管理由应用工具产生的文件；另一方面被存储的文件在PDM中被***时，可启动相应的应用工具，并在其中对原文件进行编辑修改。总之，通过应用封装，使应用工具与它们产生的文件在PDM环境下相互关联起来。

 

    例如，当一个二维CAD系统被封装后，在PDM系统中就可以查到这个工具对象并直接启动它，然后进行设计绘图；当设计结束后，所获得的图形文件可自动在PDM系统中存储和管理。如果需要对图形进行修改，则可在PDM系统中找到该图形文件，用鼠标点取后就可启动该二维CAD系统，进行图形修改。

 

    PDM系统不仅可以封装CAD系统，还可以封装各种CAx软件、办公自动化软件以及用户白行开发的应用软件等。

 

    需要指出的是:应用封装只能满足文件整体共享的应用集成，即PDM只能管理应用系统产生的文件整体，不能管理文件内部的数据，例如，不能管理文件内部的特征属性、参数和装配数据等，因此封装不能操作文件内部具体的数据。当数据共享必须处理各应用系统生成的内部数据关系时，例如，处理不同系统间产品结构信息的集成等情况时，应用封装就不能满足集成的需要。这时就要采取接***换或紧密集成。

 

2.接***换

接***换是比应用封装更高层次的集成模式，它把应用系统与PDM系统之间需要共享的数据模型抽取出来，把它定义到PDM的整体模型中去。这样，在PDM与应用系统间就有了统一的数据结构。每个应用除了这部分共享的数据模型之外，还可以拥有自己私有的数据模型。应用系统本身作为对象纳人到PDM系统环境中。

 

这一层次集成的特点是:在应用封装的基础上，在应用系统与PDM系统间共享数据模型的指导下，通过数据交换接口，实现应用系统的某些数据对象自动创建到PDM系统中去，或从PDM系统中提取应用系统需要的某些数据对象，使二者保持异步一致。

 

例如，在三维CAD系统与PDM系统的集成中，除了要管理三维CAD系统产生的文件外，还需要从三维CAD系统生成的装配树中获取零部件的描述信息(如零部件标识符、名称、数量等)及结构层次关系信息，通过接口送往PDM系统，建立PDM中的产品结构树；或者从PDM中的产品结构树中提取***新的产品结构关系，通过接口去修改CAD中的装配树，使二者保持异步一致。

 

这样，在接口开发过程中，既要了解产品结构在CAD系统中的***形式，也要了解在PDM系统中的***形式，然后做好双向转换；在操作界面上，CAD中要有PDM的功能菜单，PDM中也要有CAD的功能菜单，因此实现接***换的工作难度大大高于应用封装。

 

3.紧密集成

在这一层次中，不同应用成了PDM系统的有机组成部分，它们之间不仅可以共享数据，还可以共享操作服务。该集成模式允许应用系统或PDM系统互相调用有关服务，执行相关操作，形成更紧密的关系，真正实现一体化。

 

要做好这样的集成，首先，针对共享的数据内容，在应用系统与PDM系统之间建立一种互动的共享信息模型，使其在应用系统或PDM系统中创建或修改共享数据时，另一方也能进行自动修改，以保证双方数据的一致性；其次，在应用系统中需插人PDM中有关的数据对象编辑与维护功能，这样，在应用系统中编辑某一对象时，在PDM中也能对该对象进行自动修改。

 

紧密集成的典型应用例子是CAD/CAM系统、MRPⅡ系统与PDM系统之间产品结构的一致性维护，当应用系统或PDM系统的某一方产品结构关系发生变化时，另一方会自动发生改变，从而保证CAD/CAM中的装配树、MRPⅡ中的物料清单以及PDM中的产品结构树始终一致。

 

    紧密集成是每个实施PDM的企业所期盼达到的目标，也是厂商努力的方向。但是，要真正实现这种集成，在技术上取决于应用系统与PDM系统双方的开放性及对系统内部结构了解的详细程度，同时需要有较大的资金投人，因此不是每个企业都能做到的。目前能做到这种集成的是应用软件与PDM软件源于一家的情况，例如，EDS公司的CAD/CAM软件UG和它的PDM软件IMAN做到了紧密集成。

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