（航空宇航制造工程专业论文）面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 随着企业信息化建设的快速发展，企业应用系统随之也越来越多，由此以来，企 业应用集成便提上日程，通过系统集成，企业可以实现不同应用系统之问的资源共享 和传递，提高企业的生产效率。 本文首先对集装箱制造行业大规模定制的生产模式和特点作了介绍，然后通过对 江苏新华昌集装箱制造企业所应用的p d m 系统、财务系统、箱管系统和生产经营管 理系统的集成需求进行了详细的分析，建立了系统集成总体结构框架。在此基础上， 运用x m l 技术构建了基于x m l 的多层信息系统集成模型，并针对不同的系统集成 需求，定义了系统集成的详细设计。最后，在前面研究成果的基础上，结合江苏新华 昌集团的实际情况，实现了支持集装箱制造企业的系统集成组件，并在江苏新华昌企 业的支持集装箱制造彳亍业大规模定制的c m c i i s 集成信息系统中得到了良好的应用， 提高了企业的经济效益和市场竞争力。 关键词：信息集成，中间件，b o m ，p d m ，x m l 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o no ft h ee n t e r p r i s e s ，t h e a p p l i c a t i o ns y s t e mo ft h ee n t e r p r i s e s b e c o m e sm o r ea n dm o r e ，a n dc o n s e q u e n t l yt h e i n t e g r a t i o no fe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ns y s t e ma l s ob e c o m e sah o tt o p i c t h r o u g hs y s t e m i n t e g r a t i o n ，t h ee n t e r p r i s ec a l li m p l e m e n tt h es h a r i n ga n dt r a n s f o r m i n go fr e s o u r c e so f d i f f e r e n ta p p l i c a t i o ns y s t e m s t h i s p a p e rf i r s t l y i n t r o d u c e dt h e p r o d u c i n g m o d ea n dt h ec h a r a c t e ro fm a s s c u s t o m i z a t i o no ft h ec u r r e n tc o n t a i n e rm a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y a n dt h e nb ya n a l y z i n gt h e i n t e g r a t i n gn e c e s s i t yo ft h ep d ms y s t e m ，f i n a n c es y s t e m ，c o n t a i n e rm a n a g e m e n ts y s t e m a n dt h ep r o d u c i n gm a n a g e m e n ts y s t e ma p p l i e di nt h ej i a n g s ux i n h u a c h a n gc o n t a i n e r m a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e ，t h et o t a lf r a m e w o r km o d e lh a sb e e ne s t a b l i s h e d f u r t h e r m o r e , t h ex m l - b a s e dm o d e lo fm u l t i l e v e li n f o r m a t i o ns y s t e mi n t e g r a t i o nh a sb e e ne s t a b l i s h e d b yu s i n g t h ex m l t e c h n o l o g y a i m i n g t om e e tt h en e e d so f t h ed i f f e r e n ts y s t e m i n t e g r a t i o n ， t h ed e t a i l e dd e s i g no ft h es y s t e mi n t e g r a t i o na l s oh a sb e e nd e f i n e d l a s t l y , b a s e do nt h e r e s u l t so ff o r m a lr e s e a r c ha n dt h ea c t u a lc i r c u m s t a n c eo ft h ex i n h u a c h a n gg r o u p ，t h e i n t e g r a t i o nc o m p o n e n to f t h ec m c i i s ( i n t e g r a t e di n f o r m a t i o ns y s t e mf o rc o n t a i n e rm a s s c u s t o m i z a t i o n ) h a sb e e ni m p l e m e n t e d ，w h i c hw o r k sv e r yw e l la sap a r to f c m c i i sa n d l a r g e l y h a s i m p r o v e d t h ee c o n o m i c a le f f i c i e n c ya n dt h e c o m p e t i t i v ea b i l i t y o ft h e e n t e r p r i s e k e y w o r d s ：i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ，m i d d l e w a r e ，b o m ，p d m ，x m l l i 南京航空航天大学硕士学位论文 第一章绪论 随着计算机、通信和信息处理技术的飞速发展，人类在经历了农业社会、工业社 会后，已步入信息社会。物质、能源与信息己成为社会发展的三大资源。信息技术是 当代人类最活跃的生产力，正在对经济和社会的发展产生巨大而深远的影响。信息化 水平的高低已成为衡量一个国家、一个地区现代化水平和综合国力的重要标志。进入 2 0 世纪9 0 年代以来，信息化浪潮一浪高过一浪，世界各国更加关注和重视未来的信 息社会发达国家借助掌握信息技术的优势，大力推进国家信息基础设施的建设，促 进本国产业结构重组，从而增强了自身的国际竞争力。i n t e r n e t i n t r a n e t 技术的兴起， 给企业业务流成、管理模式、组织机构的重组乃至整体的发展带来了新的机会，并将 导致产业结构及企业经营方式的变革。加速信息化进程是社会、经济发展到一定程度 时的必然要求，已成为促进各国经济和社会发展的大趋势，是时代赋予我们的历史性 机遇和挑战。 1 1 企业信息化综述 1 1 1 企业信息化的概念 信息化( i n f o r m a t i z a t i o n ) 是近年来世界各国都非常关注的并具有深远影响的战 略课题。与此相应，有关未来信息社会的种种构想与预测也在不同的杂志刊物中出现， 以不同的方式被公众所了解。所谓信息化，就是在国民经济各部f - l * n 社会活动各领域 普遍采用现代信息技术，充分、有效地开发和利用各种信息资源，使社会各单位和全 体公众都能在任何时间、任何地点，通过各种媒体( 声音、数据、图像或影像) 享用 和相互传递所需要的任何信息，以提高各级政府宏观调控和决策能力，提高各单位和 个人的工作效率，促进社会生产力和现代化的发展，提高人民文化教育与生活质量， 增强综合国力和国际竞争力“。 企业信息化实质上是将企业的生产过程、物料移动、事务处理、现金流动、客户 交互等业务过程数字化，通过各种信息系统网络加工生成新的信息资源，提供给各层 次的人们洞悉、观察各类动态业务中的一切信息，以做出有利予生产要素优化组合的 决策，使企业资源合理配置，以使企业能适应瞬息万变的市场经济竞争环境，求得最 大的经济效益。 近1 5 年来，世界各国的企业界都在致力于企业的信息化建设，世界经济正在走 向全球化、多元化，全球竞争加上信息化使世界各国从工业经济走向信息经济，摆脱 工业化模式，探索信息化途径。先进国家在刚开始时都竭力抓信息化，抓电脑化，抓 网络化，但生产效率并没有上去，实践证明抓信息化的同时，要抓管理的改革，要面 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 向顾客，面向市场，创造信息时代的现代化管理方式才能使企业持续向前发展。当前 企业的管理模式已有了很大的变化，企业从金字塔结构、信息集中一点、中心人物决 定一切的状态转向扁平化，不用过多的组织层次就可取得信息，企业经营管理走向信 息化道路是工业经济向信息经济迈进的必经之路。 1 1 2 企业信息化的外延 企业信息化的基础是企业的管理和运行模式，而不是计算机网络技术本身，其 中的计算机网络技术仅仅是企业信息化的实现手段。 企业信息化建设的概念是发展的，它随着管理理念、实现手段等因素的发展而 发展。 企业信息化是一项集成技术，企业建设信息化的关键点在于信息的集成和共 享，即实现将关键的准确的数据及时的传输的相应的决策入的手中，为企业的 运作决策提供数据。 企业信息化是一个系统工程，企业的信息化建设是一个人机合一的有层次的系 统工程，包括企业领导和员工理念的信息化；企业决策、组织管理信息化；企 业经营手段信息化；设计、加工应用信息化。 企业信息化的实现是一个过程，包含了人才培养、咨询服务、方案设计、设备 采购、网络建设、软件选型、应用培训、二次开发等过程0 1 。 1 1 。3 企业信息化的意义 在全球知识经济和信息化高速发展的今天，信息化是决定企业成败的关键因 素，也是企业实现跨地区、跨行业，特别是跨国经营的重要前提。 对信息的采集、共享、利用和传播，不仅成为决定企业竞争力的关键因素，也 成为决定国家生产力水平和经济增长的关键因素。 利用现代信息技术，实现企业信息化，有效地开发和利用信息资源，有利于理 顺和提高企业的管理，实现管理的井井有条，增强企业的核心竞争力，适应市 场化竞争的要求，提高企业经济效益。 企业信息化实现企业全部生产经营活动的运营自动化、管理网络化、决策智能 化。其中，运营自动化是基础，决策智能化是顶峰。 提高设计效率，缩短设计周期，保证设计质量。降低企业的库存，节约占用资 金，节约生产材料，降低生产成本。缩短企业的服务时间和提高企业的客户满 意度，并可及时的获取客户需求，实现按订单生产。 加速资金流、信息流在企业内都和企业间的流动速率，实现信息的有效整台和 资金快速重复有效的利用。 一一 壹室堕窭堕墨查兰婴主兰生鎏壅 降低技术人才的劳动强度，用计算机实现繁杂、重复的简单体力劳动，从而提 升技术人才的脑力价值。 增加企业间的技术流通，总体提升整个行业的技术水平“。 1 1 - 4 企业信息化建设的现状 ( 1 ) 意识上 随着体制转轨，市场化压力的逐渐增大，企业深切体会到了信息的重要性，对信 息化可以促进企业发展也有了更深的认识，但在实际操作上的重视程度各个企业却相 差很大。 企业竞争环境的变化促使企业向信息化寻求出路，信息技术的成熟及成本下降也 使企业提高信息化水平的积极性迸一步提高。许多大中型企业在制定中长期发展规划 中都把信息化建设作为今后几年要抓好的重点任务，与此同时，网络化发展也为中小 企业利用信息，迅速实现企业信息化创造了极为有利的条件。“”。 ( 2 ) 需求上 成长企业信息化建设起点高，老企业信息化基础相对薄弱。新成长起来的企业 由于技术装备智能化水平高、市场观念和现代管理意识强，其信息化建设基础 较好，很多企业在创建时就把信息化建设考虑在内。这些企业无论在信息化水 平还是在信息化应用效果方面都比传统老企业具有明显优势。 效益较好的企业、外向型企业、具有国际市场开拓能力的大中型企业信息化需 求较为强烈，效益不好、竞争领域相对狭窄以及小型企业信息化的需求较少。 企业竞争环境越复杂、竞争压力越大，越要求企业信息化达到较高水平，但企 业经济效益的好坏往往决定了企业在信息化建设方面的投入程度及其实旌效 果。 ( 3 ) 应用深度上 基础应用的普及面较宽，重大信息工程建设相对滞后。目前我国各种规模企业 绝大部分都利用计算机技术进行信息处理和辅助管理，许多大中型企业拥有相 当多的信息技术设备，也培养和储备了一些自己的信息化人才队伍。但重大信 息工程建设如m r p i i 、e r p 等应用还未普及，有些企业应用效果也不明显。 信息化建设出现“分层”。目前企业的信息化投入和运用的分布很不均衡，企 业的中间技术层，尤其是设计部门和财务部门已经初步实现计算机管理，但企 业的决策部门的信息化建设依旧很薄弱，企业信息化建设还处于“战术层”的 居多，企业的“决策层”和“战略层”也比较薄弱。 信息化水平和普及程度园行业、地区经济发展水平而存在差异。总的来看，技 术含量高的行业、管理水平高的企业和经济发展水平及市场化程度高的地区， 信息化水平和普及程度相对较高，技术含量低的行业、管理相对落后的企业和 3 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 经济发展水平及市场化程度低的地区，信息化水平和普及程度相对较低。 企业上网数量逐渐增多，但是应用网络进行交易较少。很多企业都建立了自己 的网站，但是绝大多数企业起到的作用仅仅是停留在媒体的简单扩充上，没有 充分利用网络资源进行深层的挖掘。 1 2 企业信息化系统集成 随着计算机技术运用的不断深入，企业应用系统也越来越多，由于这些系统管理 的局限性，在一些部门级软件系统之间的信息不能共享，设计、管理、生产的数据不 能进行交流，数据出现脱节，即产生“信息孤岛”，势必给企业的应用带来： 信息需要重复多次的输入。 信息存在很大的冗余。 大量的垃圾信息。 信息交流的一致性无法保证。 “信息孤岛”的问题已经严重的阻碍了企业信息化建设的整体进程，使企业在进 行新一轮投入时，瞻前顾后，难于决断，为了解决“信息孤岛”问题，企业在技术的 投入上，由以前的注重单元技术和短期效益向注重整体、全局的信息亿建设倾斜，尤 其是关于信息集成和整合方面的投入，并且由单纯的战术层的投入向战略层和决策层 均有侧重。而计算机单元技术如c a d 、财务等软件能解决企业具体业务问题，但随 着企业信息技术应用的不断深化，目前的软件无论从深度和广度都很难满足企业的要 求。尤其是计算机软硬件技术的不断发展，老的瓶颈问题解决了，但新的瓶颈问题随 之而来，信息技术的迸一步深化应用提到日程上来。1 ”。 企业由于所处的行业及历史背景各不相同，企业的运作模式虽有雷同，但企业在 信息化建设过程中的需求是互异的，就需要“量身定制”，以工具化、组件化的设计 来实现不同的需求，同时信息的集成性和开放性是信息集成的关键。 1 3 集装箱制造行业的生产特点 我国是世界上主要的集装箱生产国，标准箱年产量接近2 0 0 万箱，占全球的9 0 以上，且客户以国外客户为主。从分析集装箱制造企业经营、管理的特点来看，该行 业普遍具有以下一些特点m 1 。 ( 1 1 以客户需求为中心 集装箱的制造是按订单生产，企业以客户提出的个性化需求为起点，根据客户的 要求进行设计与生产。设计过程中首先提供标准的集装箱产品组给客户选择，然后根 据客户的需求进行个性化改进，最后由客户确定订单，并确定生产计划。产品的主要 原材料如钢材等的供应商，由客户指定或厂方推荐，最后由客户确认。 南京航空航天大学硕士学位论文 ( 2 ) 开放性的产品设计 集装箱产品的设计过程是由企业与客户协同完成的，产品的设计融合了客户的个 性化需求。在设计过程中企业及时将设计资料提供给客户，征求客户的意见，客户可 以在正式生产前及时看到自己订购产品的相关设计资料。 ( 3 ) 严格的质量管理 因为集装箱产品是定制的，并且按国际规范运作管理，定制要求产品的差错率只 能为零客户退回的箱子无法像其他产品一样还可以销售给其他客户。集装箱制造企 业必须尽最大努力保证产品的质量，以满足客户的要求。 ( 4 ) 特殊的交货方式 集装箱生产完成以后，直接由客户驻在集装箱企业的箱东办人员检验，合格的产 品全部运送到堆场由箱管系统统一进行管理，在此期间，只能等待客户的调箱请求， 而不能像其它产品那样生产完毕，包装好了就可以发送给客户使用。集装箱虽然是一 个商品但同时他也是一个承载商品的容器，所以客户从成本上考虑，定制的每一个 集装箱都是从生产厂家直接就开始装货投入运营，而基本上没有空箱交货的。 ( 5 ) 供应链成员间紧密的协作 集装箱制造定制的生产模式使集装箱制造企业与其客户和供应商及之间必须保 持紧密的协作和及时的信息交换。为缩短整个集装箱的设计、制造以及发运周期，制 造企业必须及时了解客户的需求，以进行设计，生产；需提供客户集装箱的生产情况， 以便客户调箱；提供发运的情况，以便客户及时接受；此外，在企业内部，集装箱的 整个制造过程，包括从销售订单的签订、箱型的设计、原材料的采购、加工处理、堆 场管理和发箱出货等，是一条完整的生产流程，但制造过程的很多环节是在不同的部 门或不同的管理系统下操作完成的，因此为了保证生产的顺利进行，并提高企业的加 工效率，有必要把企业内部不同的管理信息系统集成起来，使它们能够进行信息交互 和共享。 针对以上论述的集装箱制造行业的生产特点，为了加速资金流、信息流、物流在 企业内的有序流动，本文研究和构建了面向集装箱制造行业基于x m l 的系统集成组 件，该集成组件符合集装箱制造行业信息系统集成管理的需求，能够在对集装箱制造 企业内部信息进行集成的同时，实现供应链上的企业间相关信息快速准确的传递、共 享与集成，为集装箱制造企业提供强有力的技术手段支持与保障。 1 4 课题来源 本文来源于江苏省制造业信息化示范项目江苏新华昌集团企业信息化工程 ( b c 2 0 0 1 0 1 8 ) 。江苏新华昌集团是一个生产国际标准集装箱的企业集团，该集团信 息化的目标是要将企业生产经营过程中与人、技术和管理三要素有关的信息流、物流 和资金流有机地集成并优化运行，提高产品质量、降低成本、缩短交货期，增强企业 5 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 的应变能力和综合竞争能力，从而使企业在竞争中赢得一席之地。 江苏新华昌集团集装箱生产经营管理系统需要和该企业的其它一些应用系统进 行信息传递，这些应用系统涉及p d m 系统、财务系统、箱管系统、o a 系统等。首 先，生产经营管理系统需从箱管系统获取销售订单，从p d m 系统获取b o m 及设计 信息，然后生产经营管理系统把出，入库单、出入库审核等信息传递给财务系统，最 后从箱管系统获取发箱状态等参数值。生产经营管理系统与p d m 系统、财务系统、 箱管系统的集成是企业提高生产效率和经济效益的有效途径，实现了系统之间的集 成，能够使得企业的各个系统协调运转，达到最优化配置。 1 5 本文的主要内容及组织结构 本文在充分了解了江苏新华昌集团的业务范围和业务流程，并在对该企业所应用 的生产经营管理系统、p d m 系统、财务系统、箱管系统等进行了详细分析的基础上， 研究了这些系统的体系结构和它们之间的信息关联，论述了系统集成的作用和系统集 成的开发方法。根据该企业的实际情况和业务需要，针对不同的系统集成需求，分别 采用了基于x m l 的样式表单、组件等技术实现了系统之间的信息集成。全文由以下 六章组成： 第一章绪论 主要论述了企业信息化的概念、外延和意义，以及我国企业信息化建设的现状和 系统集成，然后分析了集装箱制造行业的生产特点及对信息管理的需求，最后介绍了 课题的来源以及本文的主要研究内容和组织结构。 第二章系统集成技术 主要探讨了系统集成的相关技术，首先论述了系统集成的发展，包括从信息集成， 经历过程集成，最后到企业集成的发展进程。然后详细讨论了信息集成与企业集成技 术的内涵，以及当前系统集成中普遍采用的若干关键技术，包括c o r b a 技术、d c o m 技术、i n t e r n e t i n t r a n e t 集成技术、面向对象集成技术、基于】( 6 l l 集成技术。最后 结合江苏新华昌集团的实际情况，分析了当前集装箱制造行业的信息集成层次。 第三章系统集成设计 主要以江苏新华昌集团为背景，分析了集装箱制造企业信息化的现状和信息集成 需求，着重探讨了企业所应用的p d m 系统、财务系统、箱管系统和生产经营管理系 统之间的集成，然后设计了系统集成的总体框架，并介绍了系统集成运行环境，最后 根据不同系统间的集成需求，分别采取了不同的设计方案和实施策略。 第四章基于x m l 的系统集成 主要介绍x m l 技术的概念、特点、文档、信息表示以及x m l 的相关标准，然 后结合集装箱制造企业的实际情况，对x m l 技术可表示的数据类型进行了分类，着 重研究了基于x m l 的集成中间件，构建了基于x m l 技术的多层信息系统集成模型， 南京航空航天大学硕士学位论文 并对x m l 中间件的信息集成过程作了详细的设计，最后实现了x m l 文档与数据库 间信息的获取、转换和提取。 第五章系统集成的应用 主要介绍了系统集成组件在江苏新华昌集团支持集装箱制造行业大规模定制的 c m c i i s 集成信息系统中的实际应用，首先介绍了c m c i i s 集成信息系统的基本结构 和应用界面，然后分别详细地说明了生产经营管理系统与p d m 系统、财务系统和箱 管系统的集成界面操作，并分别给出了系统集成中x m l 文档的详细样式表单，最后 完成了系统集成组件在c m c i i s 集成信息系统中的应用和实施。 第六章总结与展望 主要是对全文进行了总结，并对课题的进一步研究和后期目标提出了些自己的 看法。 一耍旦塞薹塑型堕耍些墅墨丝塞壁垫查堑窒复塞墨 第二章系统集成技术 随着现代科学技术的飞速发展，经济竞争已成为世界各国竞争的一个焦点，每个 企业都面临着持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争，信息系统集成的理念及其 相关的技术随着这种需求演变而发展，它是新一代先进制造技术的熏要组成部分，它 将在市场激烈竞争及相关技术进步的推动下得到更大的发展。信息集成是现代集成制 造系统最基础的功能要求，实现信息集成最基本的支持环境是数据库技术及工程数据 管理技术。系统集成已由信息集成发展到实现企业产品全生命周期中各种业务过程整 体优化的过程集成阶段，随着市场的全球化，必须依靠多方优势力量，采用信息集成 和过程集成的手段。实现企业问集成，更好地、更经济地响应市场需求，提高企业竞 争力。 2 1 信息系统集成的发展 自1 9 8 6 年以来，经过近2 0 年的努力，信息系统集成的应用获得了相当大的成功， 并且为技术的发展提供了持续不断的强大牵引力和推动力。在这过程中经历了信息集 成、过程集成和企业集成三个发展阶段c 。”。 ( 1 ) 第一发展阶段：基于异构环境的信息集成 企业信息系统集成的主要目的是利用设计、管理和加工制造中的大量数据实现信 息共享，解决系统中各个孤岛之间的数据不一致性。信息系统实施的环境是异构环境， 所谓异构是指系统中包含了不同的操作系统、控制系统、数据库及应用软件。如果各 个部分的信息不能自动地交换，则很难保证信息传送和交换的效率和质量。在异构环 境下集成问题首先解决计算机系统之间的互连，网络协议是计算机互连的基础，通过 分布式数据库系统或开放数据库互连技术实现异构数据库之间信息共享，在应用软件 之间规定信息传送和交换标准，如c a d c a m 系统，规定了i g e s ，s t e p 中性文件 标准，实现应用软件之间的信息传送和交换。通过解决异构系统之间的信息集成，方 便地满足企业产品设计、制造和管理过程中信息共享的需要，保证系统数据的一致性。 ( 2 ) 第二发展阶段：基于设计过程重建和优化的过程集成 企业为了提高产品的时间( r ) 、质量( q ) 、成本( c ) 、服务( s ) ( 是指产品上市快、质 量高、低耗、服务好) ，除了采用信息集成这一手段外，可对过程进行重构。传统的 串行作业的设计、开发过程，往往造成产品开发过程的反复，这样无疑拖长产品开发 周期，增加开发成本。如果将产品开发设计中的过程尽可能转变为并行过程，在设计 时考虑到下游工作的可制造性、可装配性以及质量问题，则可减少反复，缩短开发时 间。并行工程是基于这种思想的一种先进制造模式。在实施信息管理和过程管理中， 产品数据管理( p d m ) 技术，己在并行的基础上将集成思想应用到设计、分析、工艺、 南京航空航天大学硕士学位论文 制造和装配等各个环节。p d m 技术不仅提供集成环境，雨且还是一种基于并行工程 的控制协调技术，这种控制协调技术保证了并行环境中各单项技术的有机组合、协调 工作。p d m 技术在原有信息集成的基础上更强调功能上和过程上的集成，在优化和 重组产品开发过程的同时，实现多学科领域专家群体协同工作将产品信息和开发过 程有机集成起来，做到将正确的信息，在正确的时间，以正确的方式传递给正确的人， 这是目前最高层次的信息管理的需求。 ( 3 ) 第三阶段：基于敏捷制造的企业集成 企业要提高市场竞争力，必须充分利用全球的制造资源。敏捷制造的组织形成是 企业之间针对某一特定产品建立的企业动态联盟，企业这种不断结盟的能力是企业敏 捷性的标志之一。自提出敏捷制造的概念后( 该概念由美国于1 9 9 1 年提出) ，多年来 美国和欧洲的许多公司在不同程度上应用了敏捷制造与动态联盟的思想，进展很快。 我国制造业的企业迫切需要发展，要在全球制造业分工合作体系中占有一席之地。 敏捷制造哲理是吸收了多种管理思想和制造哲理而发展起来的一套适应多变的企业 环境的制造哲理，其核心是：为了适应变化的市场和取得竞争优势，企业不能仅靠自 身的有限资源，必须以一定的机制合理利用其他企业的资源和技术，以适当方式组合 产品开发、生产制造和市场销售等要素，实现综合资源动态优化配置。在敏捷制造环 境下，企业的业务流程发生了重大的改变，要求分析与重构企业的整个经营过程，重 构企业的价值传递过程，相应地调整企业的组织结构；在产品开发上，要求以集成化 的产品、过程开发技术和群组支持工具，同步规划产品的市场分析、设计、工艺、生 产计划、加工、质量保证，实现产品设计开发过程的并行实施，缩短设计开发周期： 在生产管理上，以j i t 思想进行面向需求的生产计划和相应的生产管理。总之，通过 信息集成、过程集成和资源集成，提高企业的生产率和灵活性，实现企业之间的资源 优化配置和动态集成。 2 2 企业集成与信息集成概念 2 2 。l 企业集成的内涵 在企业信息化系统集成的实施过程中，人们常说“集成”应该由“信息集成”到 “过程集成”再进入“企业集成”，但是对于集成的定义人们并没有取得一致的看法。 法国v e r n a d a t 教授对企业集成的定义是：“企业集成涉及到把所有必需的功能和 异构的功能实体联接在一起，促成跨越组织边界的信息流、控制流和物流更顺畅，从 而改善企业内的通信、合作和协调，使得企业运转得像一个整体。由此提高其整体的 生产率、柔性和应变管理的能力。所要集成的企业中不同成分的功能实体包括信息系 统、设备装置、应用软件以及人a ”1 “” 9 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 “信息集成不是简单地从技术上实现各部门之间的信息共享，而是要从系统运行 的角度，保证系统中每个部分，在运行的每个阶段，都能将正确的信息，在正确的时 间，正确的地点，以正确的方式，传送给正确的需要该信息的人。” 过程集成也不是仅仅在各个过程之间开发了各种接口，使得各个过程能够互通信 息，交互作用，这只是做到了第一步“互联”( i n t e r f a c i n 曲，当然这是必不可少的基础； 但所谓“集成”( i n t e g r a t i o n ) ，则必须是打破了各种可能出现的障碍，实现各个过程之 间为了企业经营的战略目标，互相支持，互相促进，优化运行：譬如，并行工程提出 的设计过程中，上游工序考虑下游工作的需要，下游工序参与上游工作，不断反馈意 见，实现设计的一次成功，缩短整个开发周期，就是一个典型的过程集成的例子。推 而广之，财务过程、采购供应过程千方百计支持、保汪新产品的开发研制( 而不是只 强调本部门的规章制度，给其他部门的工作造成障碍) ，体现了同心同德实现优化经 营的战略目的，这样的“过程”之间的配合，才能称之为集成。故可定义为：“过程 集成就是在完成信息集成的基础上，进行过程之间的协调，消除过程中各种冗余和非 增值的子过程，以及由人为因素和资源问题等造成的影响过程效率的一切障碍，使企 业过程总体达到最优。” 企业集成应该包含两层意思：一层是“企业内集成”( i n t r a - e n t e r p f i s ei n t e g r a t i o n ) ， 指的是在实现过程集成的基础上，企业内全面实现“人、经营、技术”三者的集成， 企业内各部门( 或组织单元) 之间又实现纵向( 上、下级之间) 和横向( 各兄弟单位之间) 的集成，紧密配合，既知己知彼，又互相支持；另一层是“企业间集成”( i n t e r - e n t e r p r i s e i n t e g r a t i o n ) ，这又有两个方面：一是不同类型企业沿着供应链( s u p p l yc h a i n ) 的集成； 另一是同类型企业基于其不同的核心能力，为追逐个市场机遇( 或开发一种新产品) 而形成虚拟企业( 动态联盟) 所实现的集成。实现了这样的集成，企业现有的资源就能 发挥更大的作用。 2 2 2 信息集成的概念 w e n s t o n 教授曾给出个定义：“集成是指将基于信息技术的资源及应用聚集成 一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与 控制。简单地说，集成包含两个层面：信息层面和应用层面。”o “。1 针对在设计、管 理和加工制造中大量存在的自动化孤岛，解决其信息的正确、高效的共享和交换，是 改善企业技术和管理水平必须首先解决的。信息集成是改善企业时间( t ) 、质量( q ) 、 成本( c ) 、服务( s ) 所必需的，也是系统集成总体设计的基础。结合企业的实际需求， 科学地分析和综合企业各部分的功能关系、信息关系、动态关系，以及企业的物流、 信息流、资金流、决策流的关系，才能为企业信息集成打下坚实的基础。信息集成较 多情况下是在异构环境下实施的，在这种环境下信息集成主要解决了一下三个问题： ( 1 ) 不同通信协议的麸存及向i s o o s i 的过渡。在一个局域网上同时存在着t c p 1 0 南京航空航天大学硕士学位论文 i p ，m a p t o p 以及各种控制系统的工业标准协议。在1 9 8 7 年，由g m 发动并投 入巨资的、符合i s o o s i 的m a p t o p 得到了许多计算机厂商和控制设备厂商的 支持，针对我国情况，还没有经济能力去全面开发、推广m a p t o p 。因此采用了 t c p 口并从软件上向m a p t o p 过渡。实践证明，这一技术策略是正确的。m a p ： t o p 是一个好的协议标准，但由于价格原因至今也尚未普遍使用。既采用了今天越 来越普遍使用的t c p i p ，又保证了可以同时与m a p t o p 共存，为我国企业信息化 的网络通信技术选择了一条正确发展的道路。 f 2 ) 不同数据库的相互访问。以前各种商用数据库的开放性不如今天，还没有 o d b c ( o p e n d a t a b a s ec o n n e c t i o n ) 等，因此当时解决异种数据库互联问题的方案之一是 采用了一种语义模型o s a m x ，以此作为不同数据库之间数据交换的中介。当然，今 天解决这问题的条件更好了，可以在更高的起点上实现异构数据库的互联问题。 ( 3 ) 不同商用应用软件之间的接口。如c a d c a m 系统，通过i g e s s t e p 建立 中性文件，实现应用软件之间的信息传送和交换。由于各软件厂商往往采用的是i g e s 的子集，因此具体实现时还有不少细致的工作要做。我国在s t e p 方面己进行了十来 年的工作，其技术水平走在国际前列，并且还开发了基于s t e p 的c a d c a m 集成系 统。此外，还有c a d ，c a m 与m r p i i 等的集成接口“。 信息集成是有效的。但是从这一阶段直到今天，实施信息集成的手段还比较落后， 如针对各个企业的具体情况，由具体的开发单位按手工作坊的方式去实现信息集成。 “集成平台”是一个软件平台，对下支持异构的信息环境，对上实现了信息系统的应 用软件总线，即各应用软件( 开始是主流应用软件) 可以方便地“插入”，以有效地实 现信息集成。根据企业的需求，对各类应用软件进行恰当的组合和裁剪，既保证了质 量，又可以把主要精力放在应用软件的二次开发和应用优化上。 2 3 信息集成关键技术 制造业企业的先进技术的引用，主要有两条主线，其中一条是技术主线，另一条 是信息主线，技术主线主要是关注于企业设计的深度，如二维c a d 技术、三维c a d 技术、c a e 技术、c a m 技术、数控技术等均属于该范畴；而信息主线，主要是实现 企业内部和外部信息在企业中的准确、快捷的流动，为决策提供依据，其关键就是实 现设计信息、生产信息、管理信息的有效整合，本论文主要针对信息主线对相关的技 术进行探讨。 2 3 1 信息集成中的瓶颈 要实现企业信息化的建设，关键的就是要实现企业的信息的集成和共享，包括不 同部门间、企业内部与外部间及企业同企业间的信息集成和共享，解决企业“信息孤 l l 面向集装箱制造行业的系统集成技术研究与实现 岛”。对制造业企业信息化而言难点和关键点就是要实现设计部门的数据信息同管理 部门的数据信息的集成，也即是通常所说的b o m ( b i l lo f m a t e r i e l ) ，其中包括e b o m 和p b o m 。制造业企业的设计和生产准备时间往往占了整个产品生产周期的7 0 以 上，费用也远远超出原材料和具体加工的费用，因此如何很好的实现企业设计部门的 信息管理，实现信息集成和共享，是企业实施信息化建设成功与否的关键。 解决信息集成的信息孤岛问题，标准化技术是企业必须考虑的关键问题，如何实 现数据访问，传递控制的标准、如何实现数据交换的标准、如何规定同一的数据格式 等标准都是必须认真考虑的，因为信息平台与文件格式的互异性成为企业信息孤岛的 最大障碍。 2 3 2 信息集成实现技术 信息集成的理论基础实际上是工程思想和系统思想的结合。从用户的信息处理要 求为出发点，对系统硬件( 设备、地理条件、投资等) 到软件( 用户管理方式、信息 类型、处理方式、实施策略、软件产品、开发产品等) 进行综合、联系、统筹、系统 地分析和设计。信息集成中的“信息”不仅仅是软件中的管理信息系统中的信息， 它几乎是抽象的概括性的词汇，它代表了今天数字网络的所有非硬件表现的东西，如 邮件、文件、数据表、图像、声音等能够传递思想的东西。我们在工作中所使用的传 递指令、报告、结算等的数据都可阱是信息，正因为有这么多不同形式的信息类型， 所以就产生了不同的信息集成技术“。总的来说信息集成中所采用的关键技术包括以 下几种： ( 1 ) c o r b a 技术 c o r b a 技术( c o m m o no b j e c tr e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 是o m g 发起和制定的 分布式对象计算标准，其目的是在分布异构环境下实现信息和资源的共享。o m g 采 用o m a ( o b j e c tm a n a g e m e n t a r c h i t e c t u r e ) 以达到融合分布式处理和面向对象方法的 目的，它提供了对象的创建、保持、定位和通信的标准方法，位于操作系统和支持 r p c 的通讯传输层上，是一种通用的对象模型。所有的对象请求都由对象代理( o r b ) 中转。请求者可以指定服务的提供者或交给o r b 决定。所有的客户请求都遵循一种 标准格式，因而增强了模块性并降低了模块之间的耦合。c o r b a 有坚实的标准和规 范作为后盾。适合于大规模混合式的网络分布系统，适合于企业应用，它为不同的语 言提供了良好的互操作性，也为新型语言使用大薰原有代码提供了一个梓决方案。与 d c o m 相比，c o r b a 是比较完善的标准。c o r b a 代表了一种理想的软总线，使得 传统的c l i e n t s e r v e r 结构充分结合对象技术，可以通过装配和扩展对象实现大规模的 复杂软件系统。 ( 2 ) d c o m 技术( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 与c o r b a 共存的另外一种较为重要的分布式对象模型体系就是m i c r o s o f t 的分 一堕室塾皇堕垄奎堂堡主兰垡笙塞 布式组件对象模型d c o m ，d c o m 的前身是微软的对象链接与嵌入( o l e ) ，它是一 种以面向对象的方法解决异构信息源集成问题的方案。d c o m 是基于源代码的种 规范，是语言相关的，实施的核心源代码是兼容的，这有力地保证了d c o m 产品之 间具有良好的互操作性。由于d c o m 最初是基于w i n d o w s 平台( 9 5 与n t ) 的，在 向其它平台移植方面，还有一定工作要做。目前d c o m 和c o r b a 之间互操作的研 究正在进行。 0 ) i n t e m e c i n t r a n e t 集成技术 i n t e m e t 的跨平台特点与开发性使其得以广泛应用与发展，随着其安全性的提高， 越来越多的企业应用i n t r a n e t 技术实现企业的信息传输与处理，特别是在w e b 应用中 嵌入j a v a ，a c t i v e x 及数据库技术，更使i n t r a n e t 锦上添花，得到推广与普及。目前的 集成平台产品大多采用i n t c m e t i n t r a n e t 技术实现企业内部信息的集成与共享。 ( 4 ) 面向对象集成技术( o b j e c t o r i e n t e d ) 面向对象的系统开发方法促使软件开发按应用域的观点来工作和思考，因为应用 域中的问题贯穿软件系统开发的大部分周期，只有清楚地识别、构造和理解了应用域， 才。能有效地设计系统的数据结构和功能。面向对象的开发是一种在分析和设计阶段独 立于程序设计语言的概念化过程。与其说它是一种程序设计方法，不如说它是一种思 维方式，其最大的优点是帮助分析者、设计者及用户清楚地表述抽象概念、互相交流 和通讯。面向对象用对象为所有的概念实体建模。对象的状态是在其实例的变化中捕 捉的。一个对象的行为用方法进行封装。对象可以用消息通过公开接口与其它对象通 讯。面向对象模型的特征是：封装、继承和多态。 封装( 或信息隐藏) 是个对象的内部细节和其可被其它对象访问的外在 表现的分离。通用性是一个单独的对象的个类作为一个单独名字的对象 的抽象。 继承允许我们在定义一个新类时重用一个已有类的行为和代码。一个子类 继承其超类的操作，还可以拥有新的操作和新的实例变量。 多态是采用多种形式的能力。在面向对象程序中，它指通用类中的同属 性在不同层次位置的不同表现。多态性增强了软件的可重用性。 面向对象方法以对象为基础，利用对象的继承、信息隐藏和模块化的优点，进行 系统分析与设计，因此进行这项工作的第一步就是要定义对象，准确地定义对象是应 用面向对象方法进行系统分析和设计取得成功的关键，然后在根据对象的特征属性定 义对象之间的关系，进而完成整个系统的分析与设计工作，而目前的大多数砸向对象 分析与设计方法都没有提供一个定义对象的有力手段，往往是在工作一开始就定义了 一大堆对象，然后随着工作的进一步深入，再对这些对象进行增删改，使得工作在一 开始就陷入了一个十分复杂的境地。由于事先定义了过多的对象的影响，使得在进一 步确定对象时仍具有很大的随机性和盲目性。 ( 5 1 基于x m l 集成技术 1 3 一 亘塑叁鏊塑型壅堑些盟墨茎壅壁垫查堑窒量塞婴 随着x m l 及其相关技术、应用的发展，x m l 已经成为了万维网重要的信息发 布标准和表示技术之一，越来越多的应用之间通过x m l 来进行数据交换。x m l 的 跨平台性和强适应性很快得到了中间件研究领域的肯定，并因此丽产生了大量的相关 研究和相关产品。同时，随着x m l 技术影响的不断扩大，大量面向x m l 的应用层 出不穷，客观上对基于x m l 的中间层服务和工具提出了大量需求，一些厂商和个人 也纷纷投入到x m l 服务和工具的开发中来“2 。”。“1 。 x m l 技术和数据有着非常密切的关系，可以抓住数据这条主线来分析x m l 与 中问件的关系。对于传统的中间件系统来说，x m l 技术最具吸引力的地方在于其能 够描述任何类型的结构或半结构化信息和对资源快速包装和集成发布的特性，所以 x m l 首先在一些与数据密切相关的中间件系统中得到了应用，例如数据库中间件、 数据集成中间件等。对于这些传统中间件系统来说，x m l 技术的采用没有改变其原 来的目的或主要功能，例如数据库中间件仍然负责对各种数据库系统的连接和访问， x m l 技术的采用只是改变了原中间件系统的数据表